Ο ρόλος του χρόνου ζωής (design life) στις στατικές-αντισεισμικές μελέτες κατασκευών

[KF]

Συναδελφε ο iovo και ο Ροδοπουλος μιλησαν για Μodel Code...

Ασχετα με τους ΕΚ....

 

Ναι συναδελφε.και εγω μιλησα για το ερωτημα του συναδελφου.Κατι ρωτησε ο συναδελφος και πρεπει να απαντηθει το ερωτημα του.Ας ρωτησω λοιπον τον συναδελφο κατ ευθειαν.

 

Συναδελφε ο iovo και ο Ροδοπουλος μιλησαν για Μodel Code...

Ασχετα με τους ΕΚ....

 

Το ερωτημα του geogut ειναι συγκεκριμμενο.Αυτο πρεπει να απαντηθει.

[geokout]

Συνάδελφοι,

νομίζω πως ο συνάδελφος KF έχει κατλάβει το ερώτημα μου...Το οποίο και ξαναυποβάλλω με πιο απλά λόγια...

" Με χρήση των προγραμμάτων της αγοράς, τα οποία βέβαια είναι με βάση τους Ευρωκώδικες, είναι κάποιος καλυμμένος όσο αφορά τις απαιτήσεις της επιτελεστικότητας (μέχρι βέβαια το σημείο που ισχύουν σήμερα γιατί μελλοντικά μάλλον θα αυξηθούν οι απαιτήσεις αυτές) ή τελικά θα πρέπει παράλληλα να εξετάζεται ξεχωριστά όσο αφορά το θέμα αυτό?" Όπως για παράδειγμα το θέμα του χρόνου ζωής της κατασκευής. (Να σημειώσω εδώ ότι οι κατασκευές για τις οποίες αναφέρομαι έναι κυρίως γέφυρες με συντελεστή σπουδαιότητας 1.3...

[AlexisPap]

Όλοι οι κανονισμοί ενσωματώνουν διατάξεις (ολόκληρα κεφάλαια) σχετικές με την επιτελεστικότητα. Είτε μιλάμε για τιμές φορτίων λειτουργίας και συντελεστές συνδυασμού φορτίσεων, είτε για συνάφεια και επικαλύψεις, είτε για λειτουργικότητα λόγω ρηγμάτωσης και για τιμές σεισμικών δράσεων, αναφερόμαστε επί της ουσίας στην επιτελεστικότητα.

 

Οι κανονισμοί λοιπόν υιοθετούν κάποιες παραδοχές για την επιτελεστικότητα, όπως πχ, κύκλος ζωής κτηρίου χωρίς επισκευές τα 50 χρόνια κλπ... Είναι προφανές ότι πρόκειται περισσότερο για διακυρήξεις, παρά για ουσιαστικούς στόχους: Όπως και η αντοχή στα φορτία, έτσι και η αντοχή στον χρόνο είναι μέγεθος στοχαστικό. Όπως τα στατικά φορτία, έτσι και οι παράγοντες (πχ) διάβρωσης εκτιμώνται σε στατιστική βάση...

 

Όσο βέβαιοι είμαστε για την αντοχή (συνήθως μιλάμε για πιθανότητα αστοχίας 1:100.000 έως 1:10.000.000, μεγάλο εύρος, ε; ) τόσο βέβαιοι είμαστε και για την ανθεκτικότητα. Όμως υπάρχει μία διαφορά: Στην περίπτωση της αντοχής ο μέσος όρος της αβεβαιότητας κάνει μία πιθανότητα ~1:1.000.000. Στην ανθεκτικότητα αντίθετα κάνει περίπου 1:1. Κι αυτό είναι λογικό, διαφορετικά θα χρειαζόμασταν επικαλύψεις 6~7cm για κατηγορία διάβρωσης 1.

 

Αλλά μάλλον πήρα φόρα... Τα προγράμματα γενικά ενσωματώνουν τις προβλέψεις των κανονισμών. Φυσικά, ό,τι τα "ταΐσεις" βγάζουν: Αν δώσεις λάθος σεισμικό συντελεστή, αν δώσεις λάθος επικαλύψεις, δεν πρόκειται να το διορθώσει το πρόγραμμα...

 

Τώρα, αν εσύ θέλεις να αυξήσεις τον ωφέλιμο χρόνο ζωής, πρέπει να γνωρίζεις κάτι παραπάνω από τεχνική σεισμολογία, ανθεκτικότητα, φορτίσεις σχεδιασμού (γενικά, σχεδόν όλοι μας τα έχουμε διδαχθεί αυτά τα "επιπλέον"). Ώστε να υπολογίσεις "πόσο" μεγαλύτερη θα είναι η σεισμική δράση σχεδιασμού, πόσο αυξημένες οι επικαλύψεις (ή τα άλλα μέτρα προστασίας) κλπ. Εξ' όσων γνωρίζω, κανένα στατικό πρόγραμμα δεν ενσωματώνει αυτές τις παραμέτρους. Και δεν υπάρχει και λόγος. Οι απαιτούμενες πράξεις για αυτούς τους υπολογισμούς με δυσκολία γεμίζουν ένα Α4, περισσότερο είναι θέμα γνώσεων παρά θέμα υπολογισμών.

 

Φυσικά, οι γνώσεις αυτές δεν ενσωματώνονται σε κανέναν κανονισμό, ούτε καν στα παραρτήματα του ΕΚ-8.

[geokout]

Ευχαριστώ συνλαδελφε,

όπως το φανταζόμουνα. Τελικά πρέπει πρωτίστως να αναγάγω όλες τις παραμέτρους (π.χ σεισμική επιτάχυνση ) στα 100 χρόνια αφού αυτές που μας δίνονται ειναι για 50 και μετά να προχωρήσουμε με το σχεδιασμό με τη χρήση του προγράμματος.

[Ροδοπουλος]

Μίλησα για life cycle management και είπα οτι υπάρχουν αρχες που η ανθεκτικότητα επηρεάζει τον σχεδιασμό, πχ (μικρη πυκνότητα όπλισης προς την έκθεση, διαφορετικά πάχη επικάλυψης, διαφορετικά υλικά). Μετά πάμε σε πιθανότητα ρηγμάτωσης απο ξήρανση, ερπυσμό κλπ και εδω η ανθεκτικότητα μπαίνει στο mix design. Μετά πάμε σε συστήματα γεφύρωσης ρωγμών, κλπ. Το βασικό είναι το μπορέσεις να βγάλεις το πρόγραμμα συντήρησης αυτό πρέπει να βλέπει μπροστά τις πιθανότητες. Εδω υπάρχουν 2 δρόμοι α) ελεγχόμενη διάχυση και β) μηδενική διάχυση.

[AlexisPap]

Λογικά αυτό που θέλεις είναι κάτι τέτοιο: (δες σελίδα 61). Είχα κάπου τις παραμέτρους (το n) για ένα έργο στην Χαλκιδική αλλά δεν το βρίσκω...

 

Όμως, αφού ενδιαφέρεσαι για γέφυρες, αυτά τα πράγματα πρέπει να τα προδιαγράφει ο κύριος του έργου (δηλαδή το δημόσιο).

 

Αν δεν υπάρχει κάποιο κείμενο σαν αυτό ή αυτό που να καθορίζει κάτι σχετικό, θα έλεγα να περιοριστείς στο ΕΚ-8 μέρος 2.

[geokout]

Συνάδελφε AlexisPap,

πολύ χρήσιμα αυτά που μου έδωσες!!!

Ευχαριστώ πάρα πολύ.

[Ροδοπουλος]

Επανέρχομαι με τις απαιτήσεις χρονοεπάρκειας η τιμές του πίνακα C1 θα πρέπει να διατηρηθούν για 120 χρόνια. Αυτό είναι η βασική αρχή της συντήρησης. Οπως έχω πει στο παρελθόν το πρώτο πράγμα που χάνουμε είναι η ολκιμότητα. Αυτό επηρεάζει τις τιμές γ. Τώρα θα πείτε ποιος είναι υπεύθυνος? Ο μηχανικός, ο ΚΤΕ, ο εργολάβος? Και οι 3 μαζί.

Ο μηχανικός θα πρέπει να προδιαγράψει ποιότητα σκυροδέματος, επικαλύψεις, τυχηματικές φθορές (κλασσικό φαινόμενο είναι η διέλευση φορτηγών μεγαλύτερου ύψους) , στεγανώσεις, αρμοί, ρωγμές, κλπ που θα του δώσει με ελεγχόμενη συντήρηση 120 χρόνια. Εδω υπάρχουν προδιαγραφές που ξεπερνούν κατα πολύ το ΕΝ 206 το οποίο βέβαια δεν καλύπτει 120 χρόνια και αρχίζουμε να βλέπουμε 1504.

Ο ΚΤΕ θα πρέπει να πιστοποιήσει οτι η κατασκευή έγινε με βάση τις προδιαγραφές και να κατασκευάσει μητρώο συντήρησης περιοχών. Εδω ξεκινάνε τα προβλήματα διότι στα μεγάλα έργα συνήθως υπάρχουν σημαντικές αποκλίσεις. Απο τα πλέον πιθανά προβλήματα είναι α) μειωμένη επικάλυψη (εδω μιλάμε για αποκλίσεις μέχρι και 60%), β) κακή δόνηση (με πιθανότητα μέχρι και 20% της ολικής επιφάνειας), γ) μη στεγανοί κατασκευαστικοί αρμοί (πιθανότητα 80%), κλπ. Ακούγονται απλά αλλα είναι αρκετά δύσκολα προβλήματα που απαιτούν ειδικές αναλύσεις για την εύρεση λύσεων. Οι λύσεις δυστυχώς έχουν πεπερασμένο χρόνο ζωής ανάλογα με το πρόβλημα. Μερικά παραδείγματα. Οι υδροφοβισμοί γενικά έχουν μια αντοχή περίπου 400 κύκλων διαβροχής για σκυρόδεμα Ν/Τ=0.48 και 220-240 για Ν/Τ=0.52. Για Ν/Τ>0.55 δεν μπορούν κάν να κλείσουν τους πόρους με αποτέλεσμα να πάμε σε υδροφοβισμούς τύπου gel με μεγάλη κατανάλωση. Τώρα σε περιοχές με κακή δόνηση ούτε ο υδροφοβισμός βοηθάει και θα πρέπει πρώτα να γίνει επισκευή με λεπτόκοκκο με αρχική γεφύρωση. Ρωγμές ακόμα και μικρές <0.4 έχουν μια δυσκολία στην επισκευή διότι θα απαιτήσουν ειδική διαδικασία ανάλογα με το βάθος τους (αυτό το βρίσκουμε με υπέρηχο). Εδω μπορεί να απαιτηθεί απο άνοιγμα μέχρι και πλήρωση. Πάλι ακούγονται ευκολία αλλά και πάλι δεν είναι διότι πολλές συστήματα προστασίας έχουν διαφορετική αντοχή στον χρόνο. Βαφές ισοδύναμου πάχους SD έχουν ειδικές απαιτήσεις πρόσφυσης, δεν θέλουν κενά, διακοπές, κλπ. Το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι οτι παρέχουν περιορισμό διάχυσης και σπάνια και περιορισμό υγρασίας (εαν έχουμε μόνο ενανθράκωση είναι πιο ευκολα το πρόβλημα αλλα κοντα σε θάλασσα με την αυτογένεια του μηχανισμού διάβρωσης θα αναγκαστούμε να έχουμε επανάληψη του υδροφοβισμού σε ρυθμό μεγαλύτερο της βαφής. Αυτό σημαίνει οτι θα πρέπει να καθαιρέσουμε την βαφή και μετα να υδροφοβίσουμε και πάλι βαφή. Το ίδιο πρόβλημα και με του αναστολείς διάβρωσης η οποίοι δεν μπαίνουν πάνω απο βαφές.

Σε όλα τα παραπάνω σκεφτείτε οτι κανένα σύστημα δεν έχει γραμμική συμπεριφορά με τον χρόνο.

Ο Εργολάβος Συντήρησης θα πρέπει να έχει ενα πολύ συγκεκριμένο σχέδιο μάχης που να βασίζεται σε ενόργανες επιθεωρήσεις έτσι ώστε να δεί που χρειάζεται να επέμβει και πότε. Ακούγεται πάλι εύκολο αλλα τα logistics εύκολα φτάνουν το 20% του κόστους συντήρησης. Αυτό λύνεται μέσα απο κωδικοποίηση του BMI, κλπ και απαιτεί για ενα μεγάλο έργο σαν την Εγνατία σοβαρότατη βάση δεδομένων. Εδω θα πρέπει να δείτε οτι σε ένα έργο 900 χιλ με τόσα πολλά τεχνικά μόνο τα καύσιμα των modules ελέγχων είναι αρκετά χιλιάδες Ευρώ. Επειδή έχω σχεδιάσει τέτοια συστήματα τελευταία εφαρμόζουμε την πρακτική των autonomous repair groups. Το κάνουμε αυτό για να αποφύγουμε τα λάθη των logistics ιδιαίτερα στην διαχείριση πόρων για υλικά, εργατοωρών, κλπ. Τα autonomous repair groups κάνουν και update των BMI και συντήρηση. Συνήθως έχουν στην ευθύνη τους ή IRF (inpsection and repair front) από 5 μέχρι και 18000 τετραγωνικά. Πάλι τα νούμερα δεν έιναι τυχαία διότι έχουμε πιθανότητες λάθους, βάρος υλικών προς μεταφορά, εξοπλισμό. Παγκοσμίως μιλάμε για κόστος που για 120 χρόνια δεν θα πρέπει να ξεπεράσει το 60% του κόστους κατασκευής, ετήσιου cash flow, traffic volume, etc.