Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΧΑΛΥΒΑ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ, ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ-II Άρης Αβδελάς Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
B. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Εσωτερική καθαίρεση Εισαγωγή Προσθήκη (καθ' ύψος ή κατ' έκταση) Μείωση του νεκρού φορτίου.
Εσωτερική καθαίρεση: Η αφαίρεση του εσωτερικού τμήματος ενός κτιρίου και η αντικατάστασή του με άλλα διαφορετικού τύπου. Λόγω των αλλαγών στη χρήση του κτιρίου, ίσως χρειασθεί η αλλαγή, τουλάχιστον εν μέρει, της δομικής του μορφής. Αναδόμηση: Η ακραία μορφή της εσωτερικής καθαίρεσης. Οι όψεις του κτιρίου διατηρούνται ενώ το εσωτερικό αλλάζει τελείως.
Εισαγωγή: Προσθήκη καθ' ύψος: Η ενσωμάτωση νέων κατασκευών ή δομικών στοιχείων μέσα στον αρχικό συνολικό κτιριακό όγκο. Η φέρουσα ικανότητα του αρχικού κτιρίου πρέπει να ελεγχθεί, παίρνοντας υπόψη τα πρόσθετα φορτία για να προσδιορισθεί αν απαιτείται ενίσχυση και τι είδους. Προσθήκη κατ' έκταση: Εάν κάποια από τα φορτία της νέας κατασκευής μεταφέρονται στα υπάρχοντα στοιχεία, η φέρουσα ικανότητά τους πρέπει να ελεγχθεί και αν χρειάζεται, πρέπει να ενισχυθούν.
Μείωση του νεκρού φορτίου: Μπορεί να περιλαμβάνει την καθαίρεση ενός ή περισσοτέρων ορόφων του κτιρίου, για να μειώσει τα φορτία της κατασκευής. Για τον ίδιο λόγο, δάπεδα, στέγες ή άλλα δομικά στοιχεία μπορούν να αντικατασταθούν με ελαφρύτερα υλικά.
Römerhof-Ζυρίχη
Römerhof-Ζυρίχη Μεταλλική κατασκευή στο εσωτερικό του κτιρίου
Crédit Lyonnais-Paris
Crédit Lyonnais-Paris
Νέο μεταλλικό πατάρι στο εσωτερικό κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιία
Νέο μεταλλικό κλιμακοστάσιο στο εσωτερικό κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιία
Abbey of Neumünster, Luxembourg
Εκθεσιακό κέντρο, Κολωνία
Reichstag, Βερολίνο
ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Ι Μορφές Φορέων: Υποστυλώματα οκοί Σε αμιγώς μεταλλικές κατασκευές Σε σύνθετες κατασκευές (π.χ. με φέρουσες τοιχοποιίες) ικτυώματα Σύνδεσμοι
ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΙΙ Είναι δυνατόν να χρειάζονται επισκευή λόγω οξείδωσης και/ή ενός ανεπαρκούς ή τροποποιημένου δομικού συστήματος ιαδικασία: Υποστύλωση και αποφόρτιση των δομικών στοιχείων Αφαίρεση της οξείδωσης Τοπική ή συνολική ενίσχυση της κατασκευής
Η οξείδωση είναι από τα πιο σημαντικά προβλήματα
Οξείδωση I: Είναι δυνατόν να εμφανισθεί τόσο στα δομικά στοιχεία όσο και στις συνδέσεις. Είναι σπάνιο οι μεταλλικές κατασκευές να εμφανίζουν οξείδωση στο εσωτερικό. Τα περιμετρικά υποστυλώματα, αν δεν είναι σε επαφή με το εξωτερικό περίβλημα ή την τοιχοποιία, συνήθως δεν έχουν προβλήματα οξείδωσης, αρκεί να υποστούν τη σωστή διαδικασία βαφής πριν από την ανέγερση. Αν μπορεί να επιτευχθεί σωστός αερισμός, δεν θα πρέπει να εμφανίζονται προβλήματα οξείδωσης, ακόμη και για μεταλλικές κατασκευές που δεν έχουν βαφεί με ένα ειδικό σύστημα βαφής.
Οξείδωση II: Κατασκευαστικές ατέλειες μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα οξείδωσης που χρειάζονται αποκατάσταση. Η βασική διαδικασία είναι να προετοιμαστεί η επιφάνεια με σφυρηλάτηση, ξύσιμο ή τρίψιμο με συρματόβουρτσα, οπότε θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα απλό σύστημα βαφής, κατάλληλο για το περιβάλλον όπου βρίσκεται η μεταλλική κατασκευή. Εάν είναι δυνατή η καλύτερη προετοιμασία της επιφάνειας με ξηρή ή υγρή αμμοβολή, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο εξεζητημένες σύγχρονες βαφές.
Βήματα Ελέγχου: (Φωτογραφική) αποτύπωση Μακροσκοπικός έλεγχος της κατασκευής Έλεγχος πιστής εφαρμογής της μελέτης (αν υπάρχει) Ανίχνευση του στατικού συστήματος Εργαστηριακός έλεγχος αντοχής δοκιμίων Έλεγχος αντοχής της κατασκευής Πρόβλημα: Με ποιους κανονισμούς/ποιότητες
Τοπική ή Συνολική Ενίσχυση με: την προσθήκη λεπίδων από χάλυβα ή με σύνθετα υλικά (με ασφαλή σύνδεση χάλυβα/σύνθετου υλικού) την αντικατάσταση των δομικών στοιχείων που δεν μπορούν να επισκευασθούν την αποφόρτιση των παλιών δομικών στοιχείων μέσω της κατασκευής νέων δίπλα στα παλιά την επισκευή και ενίσχυση των συνδέσεων και αποκατάσταση των δομικών ατελειών της αρχικής κατασκευής την προστασία από την οξείδωση με τη χρήση ειδικών συστημάτων βαφής
Ενίσχυση με κοχλιώσεις
Ενίσχυση με συγκολλήσεις
Νέα Υλικά Ανοξείδωτος Χάλυβας Κράματα Αλουμινίου Κράματα Τιτανίου Shape Memory Alloys
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Ενίσχυση δομικών στοιχείων ημιουργία ειδικών διατάξεων που βελτιώνουν τη συμπεριφορά των κτιρίων υπό σεισμικές δράσεις
ΜΕΡΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Ι Μεγάλη αντοχή σε σχέση με το βάρος τους Μεγάλη πλαστιμότητα Εύκολη κατασκευή και ανέγερση Αντιστρεπτές λύσεις Καλό αισθητικό αποτέλεσμα Ανακυκλώσιμα
ΜΕΡΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΙΙ Μεγάλη αντοχή στην οξείδωση Μικρό κόστος συντήρησης
Ανοξείδωτος Χάλυβας Αντοχή σε οξείδωση ιαθέσιμες περισσότερες από 60 κατηγορίες Με κάποιες από αυτές κατασκευάζονται και διατομές μορφής Είναι δυνατή η συγκόλλησή τους Το πλέον διαδεδομένο κράμα περιέχει ωστενίτη, χρώμιο και νικέλιο (αύξηση κράτυνσης)
Κράματα Αλουμινίου Αντοχή σε οξείδωση Είναι δυνατή η συγκόλλησή τους Με κάποια από τα κράματα κατασκευάζονται και διατομές μορφής Κράματα με μαγνήσιο, σιλικόνη, χαλκό, ψευδάργυρο ή μαγγάνιο δίνουν τις κατά περίπτωση επιθυμητές ιδιότητες Ιδανικά για ελαφρές κατασκευές
Κράματα Τιτανίου Αντοχή σε οξείδωση Μεγάλη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες Με κάποια από τα κράματα κατασκευάζονται και διατομές μορφής Κράματα με μολυβδαίνιο, βανάδιο ή αλουμίνιο δίνουν τις κατά περίπτωση επιθυμητές ιδιότητες Συντελεστής θερμικής διαστολής συμβατός με μάρμαρο και γρανίτη
Shape Memory Alloys Ι Ανήκουν στα "έξυπνα" υλικά Κατασκευάζονται με κράματα Νικελίου- Τιτανίου, Χαλκού-Αργιλίου-Ψευδαργύρου και άλλα Χαρακτηρίζονται από όριο διαρροής και μέτρο ελαστικότητας που αυξάνουν πολύ με τη θερμοκρασία σε ένα πολύ μικρό φάσμα, το "φάσμα μεταβολής θερμοκρασίας"
Shape Memory Alloys ΙΙ Αλλάζει η δομή από μαρτενσίτη (χαμηλό Όριο ιαρροής )σε ωστενίτη (υψηλό Ο..) Αυτή η μεταβολή γίνεται μεταξύ 100 και +100 C, ανάλογα με το κράμα και προκαλείται λόγω θερμοκρασίας ή λόγω μηχανικής καταπόνησης Πλήρης "ανάνηψη" από παραμορφώσεις λόγω φόρτισης που προκαλείται από μία μεταβολή ωστενίτη-μαρτενσίτη-ωστενίτη κατά τη διαδικασία φόρτισης-αποφόρτισης
Shape Memory Alloys ΙΙΙ Επειδή ο κλάδος αποφόρτισης διαφέρει από αυτόν της φόρτισης, υπάρχει έκλυση ενέργειας Αντίστοιχα αν το υλικό θερμανθεί πάνω από το Α f για να πάρουμε πάλι ωστενίτη, έχουμε πλήρη "ανάνηψη" από παραμορφώσεις Memory Effect
Synopsis of mechanical features of special metals compared with mild steel Material γ E f 0.2 f t αx10-6 gr/cm 3 KN/mm 2 N/mm 2 N/mm 2 C -1 Mild steel 7,85 206 235 365 360 510 12 15 Stainless steel 7,80 196 200 650 400 1000 17 19 Aluminium alloys 2,70 65 73 20 360 50 410 24 25 Titanium alloys 4,50 106 200 1000 300 1100 6 7 SMA Ni Ti (Nitinol) 6,50 28 75 100 560 750 960 6,6 11
Συστήματα Αγκύρωσης