ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ (Α) ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ (a) Σχειασµός για σεισµικές ράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια (β) Μόρφωση Φ.Ο. µε αρχιτεκτονικές υπερβολές Στέφανος ρίτσος (Έλλειψη κανονικότητας: γεωµετρίας ή αντοχής σε επίπεο ορόφου ή κτιρίου) Καθηγητής (γ) Προσιορισµός των εντατικών µεγεθών µε απλοποητικές παραοχές Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών (Έλλειψη υπολογιστικών µέσων: απουσία χωρικής ανάλυσης & ιιάστατης πλαισιακής λειτουργίας) () ιαστασιολόγηση µε ιαικασίες που σήµερα έχουν αναθεωρηθεί (Ανακριβή προσοµοιώµατα, απουσία ικανοτικού σχειασµού και πλαστιµότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές ιατάξεις για ελάχιστα και µέγιστα, κ.α.) υνητική υσµένεια : έως :3 ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ποιες κατασκευές έχουν προτεραιότητα να ενισχυθούν, και πως θα προσιοριστούν σε µεµονωµένη βάση; ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Μπορούν (ή αξίζει τον κόπο) να ενισχυθούν και µέχρι ποιο Η τρωτότητα σηµείο; Μήπως η λύση της κατεάφισης και ανακατασκευής είναι Η σπουαιότητα και αριθµός χρηστών προτιµότερη; Το κόστος επέµβασης Τι µέσα (υλικά, µέθοοι, τεχνικές) ιατίθενται για να επέµβει κανείς και κάτω από ποιες προιαγραφές αυτά εφαρµόζονται; Η ηλικία Ποια είναι η καταλληλότερη µέθοος ενίσχυσης ενός εοµένου κτιρίου; Ποιο είναι το υπολογιστικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στο µηχανικό για να τεκµηριώσει τις επιλογές του, και ποιες οι ιαικασίες ποιοτικού ελέγχου των εργασιών; 3 Ο υπόλοιπος χρόνος ζωής της κατασκευής Αλλά και, Κοινωνικές, αισθητικές και πολιτιστικές ιαστάσεις του θέµατος 4
ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΑ ΥΣΚΟΛΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΝΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ο Στάιο: Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκµηριωµένες Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής Απουσία κανονισµού ο Στάιο: Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράεκτη, αλλά υπαρκτή Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών εοµένων στην αρχική φάση τεκµηρίωσης 3 Χρήση νέων υλικών υπό ιερεύνηση ο Στάιο: Σχειασµός λύσης Μικρή ή και αρνητική εξειίκευση και εµπειρία συνεργείων 5 6 ο Στάιο: Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής ο Στάιο: Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης Αποτύπωση Φ.Ο. Επισκευή της κατασκευής (αν υπάρχουν βλάβες) ή καµία επέµβαση Καταγραφή βλαβών ως σύνολο Εκτίµηση συνοριακών συνθηκών, κατακόρυφων φορτίων, Ενίσχυση της κατασκευής µηχανικών χαρακτηριστικών & υλικών µεµονωµένα στοιχεία Επιλογή στάθµης επιτελεστικότητας (επιθυµητή συµπεριφορά κατασκευής + πιθανότητα υπέρβασης σεισµικής ράσης) Κατεάφιση της κατασκευής και ανέγερση νέας Αποτίµηση σεισµικής ικανότητας ιάγνωση αυναµιών του φορέα 7 8
3 ο Στάιο: Σχειασµός λύσης Φd Ε.Α.Κ. Φd Αναλυτική τεκµηρίωση αποοχής της λύσης Φ = Τ 4π Φ d g T T ιαστασιολόγηση επισκευασµένων/ενισχυµένων µελών T T T Σχέια λεπτοµερειών οριστικής µελέτης επέµβασης V Κοστολόγηση εργασιών V = α Φd W n α β =β Φ 0,90,0 5 0,80,35 Κ Κ Φ 9 T T 0 Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθµιαία Αυξανόµενη µέχρι τέρµα V 3 V V PUSH-OVER 3 3 (β) Αύξηση αντοχής 3 3 () Αύξηση αντοχής & πλαστιµότητας 3 Ασφαλής (γ) Αναίρεση τοπικών αυναµιών Σχειασµός & αύξηση πλαστιµότητας V (s) Απαιτούµενη σεισµική ικανότητα V 3 V Καµπύλη Ικανότητας ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΩΣ ΣΥΝΟΛΟΥ Τέµνουσα Βάσης (α) Χωρίς ενίσχυση Ανασφαλής σχειασµός Μετακινήσεις V Στρατηγικές Ενίσχυσης 3
ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Αντοχή Αντοχή & Πλαστιµότητα Πλαστιµότητα Ενφατνούµενα Τοιχώµατα ικτυωτά Πλευρικά Μανύες Συστήµατα Τοιχώµατα Αντοχή & υσκαµψία 3 4 ΠΡΟΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ Πρόσθετο τοίχωµα ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ Υφιστάµενο υποστύλωµα Πρόσθετο τοίχωµα ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ Υφιστάµενο υποστύλωµα µανύας Υφιστάµενο υποστύλωµα Πρόσθετο τοίχωµα (πτερύγιο) Υφιστάµενο υποστύλωµα Πρόσθετο τοίχωµα (πτερύγιο) µανύας 5 6
ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ Ο.Σ. ΩΣ ΣΥΝΟΛΟ (α) Η κατασκευή τοιχωµάτων εντός πλαισίων Αύξηση υσκαµψίας & αντοχής ιόρθωση σφαλµάτων σχειασµού Κακή µόρφωση του φορέα Ασυµµετρία κατανοµής υσκαµψίας ή αντοχής καθ ύψος Ασυµµετρία κατανοµής εκκεντρότητας υσκαµψίας σε κάτοψη (β) Η κατασκευή ικτυωτών συστηµάτων Τύπος Κρίσιµα σηµεία Μεταλλικά συστήµατα (σχήµα Κ, ρόµβου ή χιαστί ιαγωνίων) Αξιολόγηση ανακατανοµής έντασης Επάρκεια αντοχής κόµβων µέτρια αύξηση αντοχής, κυρίως αύξηση υσκαµψίας & πλαστιµότητας Κρίσιµα σηµεία Τοιχώµατα από Ο.Σ. (έγχυτο ή εκτοξευόµενο) τύποι Προκατασκευασµένα τοιχώµατα (panels) Τοιχοποιία από συµπαγείς οπτόπλινθους ή τσιµεντόπλινθους Νέο τοίχωµα + υποστύλωµα αυξηµένη ένταση υποστυλώµατος ενίσχυση µε µανύα (γ) Η κατασκευή τοιχωµάτων-πτερυγίων µέτρια αύξηση αντοχής & υσκαµψίας, βελτίωση πλαστιµότητα Έλεγχος επάρκειας ιαµήκους οπλισµού οκών µεταφορά οριζοντίων ράσεων ορόφου Έλεγχος επάρκειας της αγκύρωσης των νέων ράβων οπλισµού στον υφιστάµενο φορέα () Η προσθήκη νέων κατακόρυφων στοιχείων µεγάλη αύξηση αντοχής, υσκαµψίας & πλαστιµότητας Κατασκευαστικά θέµατα Συστολή ξήρανσης υσκολία σκυροέτησης (ανεπαρκή πρόσβαση στην κορυφή) 7 (ε) Η ενσωµάτωση στην κατασκευή συστηµάτων απορρόφησης ενέργειας (στ) Η επιλεκτική ενίσχυση αύναµων οµικών στοιχείων (µείωση εισαγόµενης σεισµικής έντασης) (αποφυγή πρόωρων αστοχιών & αύξηση πλαστιµότητας) 8 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΑΦΟΡΩΝ ΜΕΘΟ ΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Πλευρική φόρτιση ΤΕΧΝΙΚΗ Αντοχή υσκαµψία Πλαστιµότητα µονολιθικό τοίχωµα τοίχωµα εντός πλαισίου ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ V u / V u,m V u / V u,f K / K m K / K f µ / µ m µ / µ f Τοιχώµατα από έγχυτο 0,50~,0 3,5~5,5 0,75~,0,5~5,5 0,85~0,95 0,90 χιαστί ικτυώµατα σκυρόεµα Προκατασκευασµένα 0,0~0,80,0~4,0 0,5~0,85 3,5~0,5 0,70~3,95 0,70~3.80 τοιχώµατα τσιµεντόπλιθες Οπλισµένη 0,60 3,50 0,35 7,30 0,50 _ τοιχοποιία Μεταλλικά πλαίσια προκατ. panels και ικτυώµατα 0,35~0,65,70~3,70 0,05~0,30,60~6,50 0,50~4,35,45~4,5 αρχικό πλαίσιο Μετακινήσεις (x 0 - rad) ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ µανύας νέο τοίχωµα 9 υποστύλωµα πλαισίου 0
ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Ενεικτική ιάταξη συνέσµων: α) κάτοψη, β) τοµή σε θλιπτικό σύνεσµο, Ενεικτική θέση προεξοχών τοιχώµατος γ) τοµή σε εφελκυστικό σύνεσµο για παρεµπόιση ανύψωσης του εφελκυοµένου πέλµατός του Τι ιατίθεται; ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΛΥΣΗΣ Ποιος είναι ο στόχος της επεµβασης; Από τι πάσχει η κατασκευή; ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ/ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Λογική σύνθετου µέλους: παλαιό + νέο, συνεργάζονται Υλικά και Τεχνολογίες Επεµβάσεων -Ειικοί Τύποι Σκυροέµατος -Πολυµερικές Κόλες (ρητίνες) -Επισκευαστικά Κονιάµατα -Επικολλητά Φύλλα από Χάλυβα ή Ινοπλισµένα Πολυµερή (FRP) (β) Αποτίµηση βαθµού βλάβης - ιατµητικοί Σύνεσµοι (Βλήτρα) Αγκύρια -Αγκυρώσεις και Συγκολλήσεις Νέων Ράβων Οπλισµού (γ) Έλλειψη τεχνικών προιαγραφών περιορισµός ιατµητικής ολίσθησης στην ιεπιφάνεια και καθέτου αποµάκρυνσης Μειωµένος βαθµός αξιοπιστίας αποτελεσµάτων (α) Έλλειψη επαρκώς τεκµηριωµένης πρακτικά αξιοποιήσιµης γνώσης για τη µηχανική των ιεπιφανειών και πρωταρχικών παραµορφώσεων Πώς θα γίνει ο Επανυπολογισµός; Ειικότερες Τεχνικές για : -Υποστυλώµατα -Τοιχώµατα - οκούς -Πλάκες -Κόµβους οκών-υποστυλωµάτων -Στοιχεία Θεµελίωσης Η Γενική Υπολογιστική ιaικασία { Ανάλυση ιαστασιολόγηση Υπολογιστικά Θέµατα για Ειικότερες Τεχνικές 3 Υπολογιστική ιαικασία (α) Έλεγχος επάρκειας ιεπιφανειών (β) Χρήση Αναθεωρηµένων Συντελεστών Ασφάλειας για τα υλικά (γ) Προσιορισµός -Ακριβής αναλυτική εκτίµηση: -Προσεγγιστικά: Ικανότητας του στοιχείου ως σύνθετο µέλος µε συνυπολογισµό της ολίσθησης στην ιεπιφάνεια αναγωγή σε αντίστοιχο µονολιθικό µέλος 4
ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ S R d d ιεπ. ιεπ. V sd VRd παλαιό σκυρόεµα F AB Β Α ι ιεπ. V i-j l i-j V Γ j ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ F Γ νέο σκυρόεµα BΓ BΓ sd = F Γ F V sd = VR,C+ VR,fo+ VR,f+ VR,D+ VR,we AB ΣΥΝΘΕΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ V R,D,65 = A γ Rd D f cd f yd 5 6 P ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΜΟΝΟΛΙΘΙΚΟΤΗΤΑΣ υσκαµψία πραγµατικού σύνθετου στοιχείου = υσκαµψία µονολιθικούστοιχείου Πλήρης Αλληλεπίραση Αντοχή πραγµατικού σύνθετου στοιχείου k r = Αντοχή µονολιθικούστοιχείου k k k r,0 Μερική Αλληλεπίραση Πλαστιµ ότητα πραγµατικού σύνθετου στοιχείου kµ = Πλαστιµ ότητα µονολιθικούστοιχείου k k ιαχωρισµός k u Οριακήπαραµ όρφωση πραγµατικού σύνθετου στοιχείου = Οριακή παραµ όρφωση µονολιθικούστοιχείου 7 8
F y,m F y Α/Α Τρόπος σύνεσης στην ιεπιφάνεια k Fy k y k u Εντατικό µέγεθος F y = k Fy F = k y y,m W 0.85-0.87 D 0.80-0.83 3 R 0.85-0.90 y y,m 4 RD 0.90-0.94 u = k u u, M 5 ΝΤa 0.80-0.8 6 NTP 0.97-0.99 y,m y u 7 Ε.-.3 u,m Παραµόρφωση 8 ΝΤ 0.7-0.73.6-.57.63-.89.70-.94.5-.85.09-.6.69-3.0.5-.33 0.84-..09-.39 0.79-0.85 0.70-0.84 0.7-0.83 0.63-0.70 0.74-0.80.09-.8 0.8-0.89 Καµπύλη Σχειασµού Ενισχυµένου Μέλους Συντελεστές Μονολιθικότητας 9 30