Χρήση χάλυβα S400

[terry]

Θα συμφωνησω..

 

Αλλα

 

Εξάλλου ο Ευρωκώδικας 2 (στα υλικά οπλισμένου σκυροδέματος) ορίζει χάλυβες διαφόρων κατηγοριών με χαρακτηριστική αντοχή διαρροής 400-600MPa

 

Tη στιγμη που στην Ελλαδα δεν παραγονται χαλυβες διαφορετικης ποιοτητας περα του B500c, εχει νοημα να μιλαμε για μελετες διαφορετικης κατηγοριας???

[Str_eng]

@Ροδόπουλος: Το κείμενο αναφέρεται στην συμπεριφορά διατομών σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση. Την συμπεριφορά αυτή την ονομάζει fatigue αλλά είναι καλά γνωστό ότι δεν πρόκειται για φαινόμενο που αναφέρεται σε ιδιότητες υλικού αλλά σε συμπεριφορά μορφωμάτων (οπλισμένου σκυροδέματος, μεταλλικών διατομών κοκ).

 

Η κόπωση σαν φαινόμενο αναφέρεται στην απομείωση της αντοχής ενός υλικού κάτω από επαναλαμβανόμενες φορτίσεις. Εδώ αυτός αναφέρεται με τον όρο κόπωση στην συμπεριφορά διατομών. Όμως σε αντίθεση με αυτό που συμβαίνει σε ένα υλικό (δηλ στη μοριακή δομή του υλικού) εδώ έχουμε μια διαδικασία που προκύπτει από μηχανική λειτουργία (ρωγμές, χαλάρωση αγκυρώσεων, λυγισμός οπλισμού, βάλε ότι άλλο θες).

 

Άρα είναι καλά γνωστό ότι η μη-γραμμική συμπεριφορά των έργων (κυρίως από σκυρόδεμα) έχει τέτοια θέματα.

 

Κακώς λοιπόν σχεδιάζουμε; Όχι διότι έχουμε 3 στόχους:

1. Την συμπεριφορά μιας κατασκευής σε συνεχείς συνήθεις μικροσεισμούς, όπου εκεί δεν ανεχόμαστε ζημιές ή μάλλον πολύ λίγες, και στόχο έχει την οικονομία των σεισμογενών τόπων.

2. Την συμπεριφορά μιας κατασκευής στο σεισμό σχεδιασμού όπου στόχο έχουμε την περιορισμένη έκταση των ζημιών (με βλάβες που επιδιορθώνονται) με περιορισμό της πιθανότητας κατάρρευσης.

3. Την μη κατάρρευση σε περίπτωση υπέρβασης του σεισμού σχεδιασμού. Η μη κατάρρευση εξασφαλίζεται με λογικές ικανοτικές δηλ σχεδιάζω ένα στοιχείο έτσι ώστε πλάστιμες εντάσεις (κάμψη) να έχουν ένα άνω όριο και οι εξ αυτών παραγόμενες εντάσεις (διάτμηση) να έχουν επίσης ένα όριο. Άρα ο σχεδιασμός στη στάθμη αυτή έχει άλλα κριτήρια διότι ένα σεισμός που υπερβαίνει το όριο σχεδιασμού δεν πάει στο άπειρο, δημιουργεί μια σημαντικά μεγαλύτερη διέγερση η οποία απορροφάται στα σημεία πλαστικής συμπεριφοράς ενώ η μη πλάστιμη ένταση παραμένει κάτω από τα επίπεδα αστοχίας. Τότε σκασίλα σου τι λύγισε τι αποφλοιώθηκε και τι μετακινήθηκε. Να μην πέσει κατά την διάρκεια της συγκεκριμένης διέγερσης μετράει και τίποτα άλλο. Αυτή η λογική δουλεύει. Μπορεί να υπάρξουν καλύτερες στο μέλλον αλλά αυτή δουλεύει ήδη.

 

 

@alexispap: Διαφωνώ. Ο λυγισμός Euler είναι θεωρητικός σε ένα κόσμο ιδανικό. Ο πραγματικός λυγισμός έχει άμεση σχέση με την αντοχή (άρα την κράτυνση) διότι είναι ένα φαινόμενο που ξεκινάει πριν τον θεωρητικό λυγισμό (λόγω ατελειών, εσωτερικών τάσεων κα) και επιταχύνεται από γεωμετρικά φαινόμενα β τάξης. Εκεί η αύξηση της αντοχής με την παραμόρφωση περιορίζει ή και σταματά το φαινόμενο.

 

 

@fear1976: Στα έργα από σκυρόδεμα είναι κατά τεκμήριο ο σεισμός. Στις δοκούς επίσης αλλά εκεί εξαρτάται από το μήκος και την διατομή της σε σχέση με το στοιχείο στήριξης, γενικά όμως είναι. Σε σχέση με τα τοιχία και τους "αντιανέμιους" συνδέσμους κάνεις το ίδιο απλώς τα πλάστιμα στοιχεία σου είναι αυτά και όχι τα υποστυλώματα.

 

Για την μη λειτουργικότητα κτλ διάβασε παραπάνω.

 

Ο S400 και o S500 ήταν επίσης καλοί χάλυβες άλλα δεν διασφάλιζαν αυτά που έχω γράψει σε προηγούμενο post. Σε κάθε περίπτωση ο ΕΑΚ είχε στηριχθεί σε αυτά (υπεραντοχές) και εάν η μελέτη ήταν συνεπής δεν υπήρχε ΚΑΝΕΝΑ πρόβλημα.

[fear1976]

"....Στα έργα από σκυρόδεμα είναι κατά τεκμήριο ο σεισμός. Στις δοκούς επίσης αλλά εκεί εξαρτάται από το μήκος και την διατομή της σε σχέση με το στοιχείο στήριξης, γενικά όμως είναι. Σε σχέση με τα τοιχία και τους "αντιανέμιους" συνδέσμους κάνεις το ίδιο απλώς τα πλάστιμα στοιχεία σου είναι αυτά και όχι τα υποστυλώματα..."

 

 

θες να μου πεις οτι σε ενα στοιχειο δοκο που εχει ενα κλασσικο ανοιγμα 8 μετρα φερει πλακα (και επιρροη) 6-7 μετρα και ειναι μιας διατομης 30/70 το κρισιμο ειναι ο σεισμος??? και οι οπλισμοι σου θα βγουν απο το σεισμο????

 

ελεος!

 

τα οριζοντια φορτια θα μεταφερθουν μεσα και απο τις πλακες και αντε να περασει κι απο τη δοκο σου ενα μερος αλλα η διατομη ειναι γιγαντια για το αξονικο φορτιο!!

 

το δε κατακορυφο ειναι αυτο που σου διαστασιολογει τη δοκο!!

 

ρε παιδια θα τρελαθουμε τελειως!! ελεος!!

 

και απανταω και στο προηγουμενο ποστ περι χρησιμοποιησης χαλυβα υψηλοτερης ποιοτητας

 

και τι εγινε???

 

θα χασω αντοχη στην διατομη μου??? οχι

θα χασω πλαστιμοτητα???

αυτη απλα (η διατομη) να αστοχησει πρωτα απο σκυροδεμα..οταν και αν το φαινομενο σχεδιασμου επελθει.

 

γιατι συγνωμη υπαρχει καμμια περιπτωση στη σκυροδετηση να μπουν τα ακριβη "καρε" οπλισμου?? παντα δεν ειναι ουσιαστικα υπερδιαστασιολογημενη οπλισμικα?????

 

και δλδ οταν (χτυπα ξυλο) γινει οτι ειναι σαν φαινομενο αστοχιας σχεδιασμενο και εμφανιστει αστοχια διατομης απο το σκυροδεμα και ο χαλυβας δεν διαρευσει θα σας πειραζει αυτο η οτι το κτιριο θα ειναι αμεσα κατεδαφιστεο???

 

το ζητημα ειναι οικονομικο

 

και ο σχεδιασμος που ξεκιναει σαν θεωρηση του χαλυβα να διαρρεει (το ανεφερε ο terry προηγουμενως νομιζω) εχει αυτο το κριτηριο!

θα μπορουσαμε να εχουμε δεχτει οτι δεν θελω να διαρευσει ποτε ο χαλυβας! απλα τοτε θα ειχαμε αυξησει κοστους 20-25%

 

επειδη λοιπον θελουμε οικονομια θετουμε το χαλυβα (ως ακριβο προιον) να εξαντλειται και σχεδιαζουμε τη διατομη με αυτη την θεωρηση

στη συνεχεια ζηταμε την πλαστιμοτητα για να μην μας ερθει στο κεφαλι!

 

αλλα δεν υπαρχει καμμια μα καμμια περιπτωση να μου πει κανεις οτι το να σχεδιασω και να υλοποιησω ενα φορεα σε ελαστικη συμπεριφορα ειναι εναντια στους κανονισμους!!! εξου και το q=1,5 στα μεταλλικα κ Ροδοπουλε, που απο οτι καταλαβαινω δεν ειναι ο τομεας σας.

 

στην τελικη αυτο μπορει να συμβαινει και εν αγνοια σας οταν τα φορτια σχεδιασμου εχουν επιλεγει υπερμεγεθη ως προς τα πραγματικα. τοτε οι φορεις παραμενουν παντα σε ελαστικη περιοχη.

 

και να σας πω κατι .... ευτυχως που μπορουμε και τραβαμε καμμια υπερδιαστασιολογηση και κοιμομαστε ησυχοι.

 

 

 

απλα ειναι οικονομικοι λογοι.

Edited Νοέμβριος 7 , 2011 by fear1976

[Ροδοπουλος]

Str_eng

 

να μην μπούμε στο θέμα της κόπωσης διότι θα χαθεί η μπάλα. Συνοπτικά πάντα. Στην μετα ελαστική κόπωση μιλάμε για απότομη μείωση ολκιμότητα. πχ εαν παμε σε παραμόρφωση > 10% θα υπάρξει θράυση στους πρώτους 10-50 κύκλους στον B500c. εαν πάμε στον S400 η αστοχία θα γίνει στο 1-10 κύκλο.

 

Τώρα εαν στα ολυμπιακά βάλανε S400 θέλω να πιστευω οτι όχι διότι εαν έγινε κάτι τέτοιο τότε να πάς επίσημα και να το καταδόσεις στον εισαγγελέα.

 

Περί Λυγισμού στην πράξη.

 

Δεν υπάρχει κανενα αξιόπιστο αναλυτικό μοντέλο να μας πει πώς το συγκεκριμένο κολωνοσίδερο στην συγκεκριμένη κολώνα, στο συγκεκριμένο κτίριο, την συγκεκριμένη στιγμή της διέγερσις θα ανταποκριθεί. Εαν εσείς το ξέρετε εγω πάω πάσο. Ακόμα και το progressive collapse δεν έχει φτάσει σε αναλυτικές λύσεις. Εαν πάμε με risk analysis τότε κατι γίνεται αλλα οι παράμετροι είναι αρκετοί.

 

Τι ξέρουμε!!! οτι εαν γίνει λυγισμός, σεισμός που δεν ξέρουμε ή και ξέρουμε τότε είναι καλύτερα να πάμε σε μέγιστη ολκιμότητα μπας και αποφύγουμε την θραύση.

 

Τώρα οτι υπάρχουν σήμερα εμπορικά προγράμματα που μπορούν να κάνουν τέτοιου υπολογισμούς υπάρχουν!!. Μην ξεχνάτε οτι είναι βασική αρχή στο demolition engineering που έχει πολλά κοινά με τον σεισμό μεγάλων παραμορφώσεων.

 

Τα πράγματα είναι απλά εικόνα 1 το κτιριο που μπήκε στην τράπεζα, με Β400Β και φάσμα για να δώσει 10% παραμόρφωση και εικόνα 2 οι αστοχίες. Πάμε τώρα

 

Υ3 αστοχία χάλυβα μετα απο λυγισμό 400Β, Υ1 αστοχία χάλυβα 400Β μετα απο λυγισμό

 

Επισήμως οι καταγεγραμμένες παραμορφώσεις μπορούν να φτάσουν το 24%. Τα συμπεράσματα δικά σας.

Edited Νοέμβριος 7 , 2011 by Ροδοπουλος

[AlexisPap]

Η συζήτηση επανέρχεται ξανά και ξανά στον λυγισμό...

Δεν μπορώ παρά να επαναλάβω ότι ο λυγισμός των ράβδων ωπλισμού είναι ένα φαινόμενο που επέρχεται μετά την πλήρη αστοχία της διατομής.

Δεν μιλάμε απλώς για αποφλοίωση λόγω κάμψης.

Ούτε για εικόνες σαν και την επόμενη, που θα με φάει η σοβατζού ότι μπορεί με μια ματιά να βρεί σε ποια χώρα έγινε.

 

 

 

 

Μιλάμε για σοβαρή διατμητική αστοχία, συνοδευόμενη από αστοχία συνδετήρων και ακολουθούμενη από κύκλους σχετικής μετατόπισης που οδηγεί στην αποδιοργάνωση του σκυροδέματος και στην βράχυνση του στοιχείου.

 

 

Κάτι σαν τα παρακάτω, που σοβατζού ξέρει να μας πει που δεν έγιναν:

 

 

 

 

 

 

 

 

Δεν φταίει ο λυγισμός για όλα αυτά.

Δεν μπορεί να αποτραπεί ο λυγισμός αν συμβούν όλα αυτά.

Δεν ενδιαφέρει κανέναν ο λυγισμός, αν συμβούν όλα αυτά.

 

Αν αυξήσει κανείς το ποσοστό ώπλισης ελπίζοντας πως θα αποφύγει όλα αυτά, θα καταλήξει στην πρώτη φωτογραφία.

Ευτυχώς οι κανονισμοί μας δεν κάνουν αυτό το λάθος.

[Str_eng]

@fear1976: Καλώς.

 

 

@Ροδόπουλος: Όταν αρχίσαμε αυτή την συζήτηση έκανα μια παρένθεση. Εδώ αναφέρεσαι σε έρευνα. Σου έδειξα πριν την τάξη παραμόρφωσης ενός χάλυβα (κάτω από τον πλέον απαιτητικό υπολογισμό, σε πλαστιμότητα φυσικά, λαμβάνοντας υπόψη τον EN 1998 που προχωράει περισσότερο και από τον ΕΑΚ) και απέχει πολύ από τα νούμερα που αναφέρεις. Δεν υπάρχει λοιπόν στην πράξη 10% αλλά στη έρευνα. Η έρευνα προχωράει παρακάτω από την πράξη, όπως επιβάλλεται, για να δημιουργήσει νέους κανονισμούς και να γίνουν πράξη αργότερα.

 

Άρα για να ξέρεις και με ποιον μιλάς, εγώ είμαι άνθρωπος της πράξης. Χρησιμοποιώ πρώτα τους κανονισμούς (γιατί έχω υποχρέωση σε αυτό) και μετά παρακολουθώ συμπεράσματα στα οποία έχει καταλήξει η έρευνα (διότι τα πρώιμα αφορούν αυτούς που θέλουν να την επεκτείνουν).

 

Τι συζήτηση είναι αυτή για τον S400 δεν καταλαβαίνω. Ο S400 είναι μια ποιότητα χάλυβα όπως όλες οι άλλες. Καταργήθηκε όμως για οικονομοτεχνικούς λόγους (η τιμή του ήταν σχεδόν η τιμή ενός S500 και η διαστασιολόγηση δημιουργούσε περισσότερες ράβδους άρα λιγότερο χώρο στο υπό σκυροδέτηση στοιχείο).

 

Λυγισμός. Μιλάς για άλλη κλίμακα και πάλι δεν αφορά τον σχεδιασμό (το θέμα είναι λυμένο με κατασκευαστικές διατάξεις) και συνεπώς δεν είμαι κατάλληλος για να απαντήσω. Αν πάλι οι κατασκευαστικές διατάξεις δεν είναι επαρκείς, δεν το ξέρω, δεν έχω ακούσει τίποτα και πιστεύω αν υπήρχε σοβαρό, τουλάχιστον, θέμα θα το ήξερα.

 

 

@alexispap: Αυτό ακριβώς προσπαθώ να πω. Μετά από κάποιο σημείο η διατομή αποδιοργανώνεται, έ, σχεδιάζουμε ώστε στο σεισμό σχεδιασμού να μην συμβεί αυτό και ελπίζουμε ότι σε ένα μεγαλύτερο θα καταφέρουμε να βγούμε από ένα μάλλον άχρηστο κτίριο. Όμως αυτό δεν θα γίνει τυχαία, θα το έχουμε ενσωματώσει στο έργο από πριν.

 

Να επισημάνω ότι οι αστοχίες που δείχνεις δεν είναι όλες αστοχίες από καλοσχεδιασμένες διατομές (στο βαθμό που βλέπω φυσικά) ή από διατομές που σχεδιάστηκαν με τέτοιο στόχο.

 

Ενδιαφέρουσες πάντως φωτογραφίες, πάρτε και μια από μένα...

 

Σεισμός Πάρνηθας 09-1999 - Δευτεροβάθμια επιτροπή.

 

ΥΓ: Να συμπληρώσω κάτι. Βρίσκω γενικά ενδιαφέρουσα και θετική την συζήτηση, η οποία όμως προέκυψε από τις αντιρρήσεις (δίκαιες ή άδικες) του κ. Ροδόπουλου (να το αναγνωρίσουμε).

Edited Νοέμβριος 7 , 2011 by Str_eng

[Ροδοπουλος]

Κύριοι

 

το UC at Davis το 1983 έβαλε πιλοτικά μυκηνσιόμετρα σε κάποια κτίρια στο Μεξικό για να δει την πραγματική παραμόρφωση του οπλισμού μετά απο σεισμό. Στις 19 Σεπτεμβρίου του 1985 έγινε ο σεισμός με ένταση 8,1. Σας παραθέτω την καταγραφή χάλυβα σε κολώνα του 1 ορόφου !!!! απο τους 9. Το flat line είναι μετά την θραύση. Προσεκτικά εαν δείτε απο το δευτερόλεπτο 90 και μετα ο εν λόγω οπλισμός μπήκε σε λυγισμό γι αυτό και η ανακύκλιση της παραμόρφωσης είναι κατα βάση θετική. Σας βάζω και τα στάδια της αστοχίας.

 

Οταν έλυσα σε κόπωση το εν λόγω φάσμα δοκίμασα αρχικά με B500C όπου πήρα 27 ανακυκλήσεις πριν την θραύση. Με τον S400 πήρα μόνο 8. Παραθέτω τις φωτό

[Str_eng]

Να κάνω μερικές παρατηρήσεις:

1. Την εποχή του σεισμού του Μεξικό η διαστασιολόγηση στο Ο.Σ. είχε την παλιά λογική (δεν ξέρω ποιά άλλα πάντως την παλιά).

2. Το σκυρόδεμα δεν μπορεί να υποστεί επ άπειρον ανακυκλίσεις, διαδοχικά χάνει την αντοχή του και αστοχεί (γεγονός και γνωστό).

3. Δημοσιεύεις κάτι πίνακες, δεν μπορώ να τους διαβάσω (δεν ξέρω που αναφέρονται, τι είναι και τι σημαίνουν όλοι αυτοί οι αριθμοί).

4. Επίσης και το διάγραμμα δεν καταλαβαίνω τι μετράει (άξονας τεταγμένων).

5. "Όταν έλυσα σε κόπωση το εν λόγω φάσμα", γίνε ποιο σαφής. Τι θα πει η πρόταση που λες. Λύνεις τι; μια διατομή που δεν ξέρεις; πως βάζεις τον διαφορετικό χάλυβα εκεί;

6. Υπάρχει πρόγραμμα που "λύνει" ένα υλικό σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση; Όχι προφανώς αυτό είναι αντικείμενο πειράματος και μόνο. Αν υπάρχει τέτοιο πρόγραμμα θα κάνει συσχετίσεις με ημι-πειραματικούς - ημι-εμπειρικούς τύπους, τι άλλο;

 

Λέω το εξής και παρακαλώ κατάλαβε με. Όταν έχεις αστοχία, από επαναλαμβανόμενη φόρτιση, σε μια καλά σχεδιασμένη διατομή αυτή ξεκινάει από το σκυρόδεμα μέσα από μηχανισμούς που εμπλέκουν τα δύο συνδεδεμένα υλικά.

 

Παραδείγματα:

Φορτίζεις μια διατομή και κάπου εμφανίζεται εφελκυσμός στο σκυρόδεμα --> ρωγμή (μικρή μεγάλη, ρωγμή). Όταν επαναληφθεί η φόρτιση η ρωγμή αυτή ανοίγει περισσότερο και πάλι.

 

Φορτίζεις ένα οπλισμό. Στη θέση αγκύρωσης του εμφανίζεται μια διατμητική τάση συνάφειας (εφελκυσμός δηλαδή) και μια ρωγμή κατανέμει την ένταση παρακάτω. Την επόμενη φορά η ρωγμή ανοίγει περισσότερο. Η διαδικασία αυτή εμφανίζεται στον χάλυβα σαν μια κάθε φορά αυξανόμενη ολίσθηση με αποτέλεσμα η διατομή να υφίσταται ένα απομειωτικό ,της αντοχής της, αποτέλεσμα.

 

Μέσα από τέτοιους μηχανισμούς χαλαρώνει ένας συνδετήρας και ένας επόμενος. Μετά κάποιο από τα υποστηριζόμενα σίδερα παραμορφώνεται (λυγίζει) ...

 

Τέτοια ή περίπου τέτοια είναι τα σενάρια. Δείξε μου σε παρακαλώ φωτογραφίες με χάλυβα που έχει αστοχήσει, έτσι όπως λες (όχι από ανεπάρκεια οπλισμού αλλά από κόπωση).

[AlexisPap]

Ακόμη και από την περιοχή των ΗΠΑ, όπου έχουμε δει τις θεαματικότερες αστοχίες με λυγισμό των ράβδων, δεν έχουμε παράδειγμα κατάρρευσης ή αστοχίας εν γένει, που να οφείλεται στον λυγισμό.

 

Ακόμη, παρά τις εντυπωσιακές εικόνες μετελαστικής παραμόρφωσης, δεν έχουμε απτά παραδείγματα αστοχίας του οπλισμού σε ολιγοκυκλική κόπωση λόγω λυγισμού.

 

Το παράδειγμα της μίας ράβδου που μπαίνει στον λυγισμό μετά το 90'' και φτάνει στην αστοχία μετά το 140'', αφού έχουν γίνει περίπου 70 κύκλοι φόρτισης - αποφόρτισης, μάλλον επιβεβαιώνει την καλή συμπεριφορά της ράβδου...

 

Η ερώτηση είναι απλή (πέραν των βάσιμων ενστάσεων της σοβατζούς): στο 90'' που η ράβδος έμπαινε στον λυγισμό, ποια ήταν η εικόνα του υποστυλώματος;

[Ροδοπουλος]

Μιλάμε για παραμόρφωση στον χάλυβα, στην κολώνα, στο κτίριο κατά την διάρκεια του σεισμού.

 

Το σκυρόδεμα συνήθως αστοχεί στην 2η το πολύ ανακύκλιση μέσω διάδοσης ρωγμών αφου είναι ψαθυρό υλικό (low fracture toughness) και δεν μπορεί να ελέγξει την διάδοση των ρωγμών,

 

me = macro strain

 

Γνωρίζω την διατομή και την μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα.

 

Υπάρχει πρόγραμμα που "λύνει" ένα υλικό σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση? Τουλάχιστον 20 και στο civil engineering!!!

 

Στο παραδειγμά σου τα 2 πρώτα γίνονται ταυτόχρονα αφόσον μιλάμε για strain induced κατάσταση όπως στον σεισμό.

 

Μέσα από τέτοιους μηχανισμούς χαλαρώνει ένας συνδετήρας και ένας επόμενος. Ο συνδετήρας απο την στιγμή που το σκυρόδεμα έχει αστοχήσει άρα και η αγκύρωση δεν παίζει πια ρόλο.

 

.....(όχι από ανεπάρκεια οπλισμού αλλά από κόπωση).

 

Τώρα με χάνεις. Τι σημαίνει ανεπάρκεια οπλισμού όταν έχεις παραμόρφωση 10%?

 

Η ερώτηση είναι απλή (πέραν των βάσιμων ενστάσεων της σοβατζούς): στο 90'' που η ράβδος έμπαινε στον λυγισμό, ποια ήταν η εικόνα του υποστυλώματος;

 

υποθέτω όπως η φωτό του φίλου Str_eng, άρα ο οπλισμός φέρει όλο το θλιπτικό φορτίο.