Ξηρά δόμηση και κατασκευή

[eupalinos]

Ζήτησα μια ποιο πρακτική εξήγηση (για αρχ, μηχανικό). Ακόμη και ο ΕΑΚ αναφέρει "τελικές τιμές q καθορίζονται εμπειρικά με βάση παρατηρήσεις βλαβών έπειτα από σεισμό" (!). Στο σχετικό πίνακα 2.6 δεν αναφέρει καν τιμές q για τοιχοποιία με ξηρά δόμηση. Θα ήθελα χρήσιμες, πρακτικές πληροφορίες όχι θεωρία, για την οποία δεν είμαι ειδικός.

[Χ Επισκέπτης 1]

Πρώτα απ' όλα να διαχωρίσουμε τις κατασκευές στις οποίες η τοιχοποιία είναι φέρουσα από εκείνες στις οποίες δεν είναι φέρουσα.

Στις πρώτες οι τοιχοποιίες έχουν πέρα από αρχιτεκτονικό ρόλο (πλήρωση των ανοιγμάτων) και στατικό ρόλο, δηλαδή μεταφορά των στατικών φορτίων από τις πλάκες στο έδαφος.

Αντιθέτως, στις μη φέρουσες τοιχοποιίες τα φορτία των πλακών μεταφέρονται στο έδαφος διαμέσου στοιχείων (δοκών-στύλων) οπλισμένου σκυροδέματος ή μεταλλικών.

 

Αυτό που είπα προηγουμένως είναι ότι σ' ένα κτήριο από σκυρόδεμα οι τοιχοποιίες είτε από τούβλα κατασκευαστούν είτε από τσιμεντοσανίδες λαμβάνονται υπόψη ΜΟΝΟ ως νεκρά (μόνιμα) φορτία. Δεν λαμβάνεται υπόψη η όποια συνεισφορά τους στην ανάληψη σεισμικών δυνάμεων. Η απουσία δε τοιχοποιιών από τούβλα σ' ένα μόνο όροφο μπορεί να δημιουργήσει πρόσθετες απαιτήσεις για περισσότερα και μεγαλύτερα τοιχία, μήκους τουλάχιστον 1,50μ για κτήρια μέχρι 4 υπέργειους ορόφους και 2,00μ για κτήρια με περισσότερους ορόφους. Αν όμως οι τοιχοποιίες είναι από γυψο/τσιμεντοσανίδες δεν υφίστανται τέτοια προβλήματα πέρα από το γεγονός ότι είναι μικρότερα τα νεκρά φορτία γεγονός που συνεπάγεται εν γένει μικρότερες διατομές δοκών/στύλων/πεδίλων.

 

Στον πίνακα 2.6 του ΕΑΚ όταν στην πρώτη στήλη γράφει "ΥΛΙΚΟ" εννοεί το υλικό του φέροντα οργανισμού. Αν δηλαδή έχουμε στύλους/δοκούς από σκυρόδεμα ή χάλυβα ή ξύλο ή εάν δεν έχουμε τίποτα απ' τα παραπάνω και η τοιχοποιία εκτός από πλήρωσης (αρχιτεκτονική) είναι και φέρουσα (στατική). Όπως καταλαβαίνεις τοιχοποιία από τσιμεντοσανίδες δεν μπορεί να είναι φέρουσα γι αυτό και δεν αναφέρεται. Σημειώνω εδώ ότι το υλικό των τοίχων πλήρωσης δεν μας ενδιαφέρει και δεν αναφέρεται στον πίνακα. Αν δηλαδή ο σκελετός του κτηρίου σου είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα, δεν μας ενδιαφέρει από τι υλικό φτιάχνεις τους τοίχους σου προκειμένου να σου δώσουμε τη μέγιστη τιμή του q που μπορείς να χρησιμοποιήσεις.

 

Τι στο καλό όμως είναι αυτό το q;

Το q που λέγεται συντελεστής συμπεριφοράς είναι ένας συντελεστής με τον οποίο διαιρούμε τα σεισμικά φορτία, δηλαδή τα μειώνουμε. Άρα όσο πιο μεγάλος τόσο μικρότερα σεισμικά φορτία θα πάρουμε για την ανάλυσή μας και τόσο μικρότερες διατομές στύλων/δοκών θα έχουμε με λιγότερο οπλισμό αν πρόκειται για έργο από οπλισμένο σκυρόδεμα.

Από τι εξαρτάται η μέγιστη τιμή του q;

Από το υλικό του φέροντα οργανισμού και το είδος του δομικού συστήματος. (βλ. Πίνακα 2.6 ΕΑΚ)

Ο μελετητής όμως μπορεί να επιλέξει αν θέλει μικρότερη τιμή του q. Γιατί; Γιατί το στατικό σύστημα του έχει μεγάλες αβεβαιότητες, γιατί δεν έχει εμπιστοσύνη στα υλικά ή/και στα μαστόρια, γιατί θέλει λιγότερες βλάβες σ' ένα ενδεχόμενο σεισμό είναι μερικοί μόνο λόγοι.

Καλά με τις μέγιστες τιμές του Πίνακα 2.6, από τι όμως πραγματικά εξαρτάται το q;

Εδώ αρχίζουν τα δύσκολα για έναν πολιτικό μηχανικό και πολύ περισσότερο για έναν αρχιτέκτονα. Για να στο πω απλά α) απ' το πόσα ποδάρια έχει το κτήριο (βλ. qo) που σημαίνει ότι αν κόψουμε ένα μπορούμε να στηριχθούμε στα υπόλοιπα και β) από το πόσο μπορούν να λυγίσουν αυτά τα ποδάρια χωρίς να σπάσουν (βλ. qd).

Τελικά q = qo * qd (βλ. §3.1.1[2] ΕΑΚ).

Ο υπολογισμός του q γίνεται εμπειρικά γιατί είναι τόσο πολύπλοκα τα πράγματα που δεν υπάρχει άλλος ακριβής τρόπος.

 

Παράδειγμα

_ Αν κάποιος σε χτυπήσει στο ένα πόδι θα ρίξεις όλο το βάρος σου στο άλλο πόδι κάνοντας μια ανακατανομή των φορτίων και δεν θα πέσεις. Αν είχες ένα μόνο πόδι θα λέγαμε ότι το έχεις qo=1. Τώρα όμως έχεις qo>1.

_ Ακόμα όμως και μ' ένα πόδι να μείνεις δε σημαίνει ότι αν κάποιος θα σε χτυπήσει στο πόδι αυτό θα καταρρεύσεις αμέσως. Τι θα κάνεις; Θα λυγίσεις έτσι ώστε να απορροφήσεις την ενέργεια της κλωτσιάς. Άρα qd>1. Πρόσεξε, δεν εξετάζω πόσο ισχυρό είναι το πόδι σου αλλά πόσο μπορεί να λυγίσει έτσι ώστε να απορροφήσει την ενέργεια της κλωτσιάς. Μπορεί να είναι πάρα πολύ ισχυρό, αλλά αν δεν έχει καμιά ικανότητα να λυγίσει τότε qd=1.

[ΑΡΗΣ ΧΑΝΙΑ]

Έναν ορθοπεδικό βρε παιδιάααα!!!!

Μπράβο βρε Χάρη. Δεν το βάζεις και στις συμβουλές για αρχιτέκτονες?

 

Απορία:

Το δέχονται οι πολεοδομίες το θέμα τσιμεντοσανίδες Vs μαλακός όροφος??

[acnt]

Συγνώμη αλλά τί σχέση έχει η τσιμεντοσανίδα με τον μαλακό όροφο;;;; Είμαι αδιάβαστος;; Αποσοβείται το φαινόμενο με τσιμεντοσανίδα;

[sundance]

βασικα αναφερομαστε σε τσιμεντοσανιδες παντου στο κτηριο.

 

οποτε και απουσια να υπαρχει σε καποιον οροφο δεν υπαρχει προβλημα λογω εξαιρετικα μειωμενης προσφορας σε δυσκαμψια του κτιριου.

 

συναδελφοι εγω παντως σε τετοια περιπτωση θα το μειωνα το κιου.

[eupalinos]

Ευχαριστώ πολύ Χάρη. Πολύ κατατοπιστικά όλα αυτά. Πραγματικά μένω έκπληκτος στο ότι η τοιχοποιία γενικά δεν λαμβάνεται υπόψιν στη στατική μελέτη παρά μόνο ως φορτίο! Αναρωτιέμαι αν εδώ λαμβάνεται υπόψιν η ελληνική πραγματικότητα περισσότερο από κάθε τι άλλο (δεν εννοώ τους σεισμούς). Από μια άλλη σκοπιά αυτό το θέμα φανερώνει τη σπατάλη υλικών (ενσωματωμένη ενέργεια) που γίνεται με αυτό το τρόπο οικοδόμησης και φυσικά την επιβαρύνση με επιπλέον CO2 στο περιβάλλον.

 

Ακόμη και σε σχέση με τη παλιότερη, παραδοσιακή αρχιτεκτονική οι σημερινές κατασκευές (Φ.Ο. για την ακρίβεια) δείχνουν και έιναι πολύ ποιο ογκώδης (over-designed). Γενικά θεωρώ πως η ξηρά δόμηση έιναι το μέλλον για πολλούς και διάφορους λόγους. Στις ΗΠΑ το μεγαλύτερο ποσοστό νέων κτιρίων χτίζεται με αυτό το τρόπο.

[sundance]

εννοεις να καταργηθουν οι οπτοπλινθοι?

[Χ Επισκέπτης 1]

Οι τοιχοποιίες δεν λαμβάνονται υπόψη στην ανάλυση (εκτός από τις αρνητικές επιπτώσεις που μπορεί να έχει η έλλειψη τους σ' έναν μόνο όροφο) γιατί οι αβεβαιότητες που έχουν είναι πολύ μεγάλες. Σκέψου ακόμα ότι σ' έναν μεσαίου μεγέθους σεισμό, οι τοιχοποιίες, που όντως αποτελούν την πρώτη γραμμή άμυνας, μπορεί να καταστραφούν και τότε, αν βασιζόμασταν σ' αυτές, θα την είχαμε πατήσει!

 

Οι σημερινές κατασκευές είναι πιο ογκώδεις (μεγαλύτερες διατομές στύλων και δοκών) γιατί έχουμε τα χρήματα για να κτίσουμε πιο ασφαλείς κατασκευές. Και πιο ασφαλείς κατασκευές σημαίνει μεγαλύτερες διατομές φερόντων στοιχείων καθότι επιλύουμε την κατασκευή μας για μεγαλύτερα σεισμικά φορτία. Πέρα απ' το γεγονός ότι πριν από 50 χρόνια τα συνήθη ανοίγματα ήταν 4μ και τώρα είναι 6μ.

 

Όταν θέλεις ταχύτητα στην κατασκευή τότε η ξηρά δόμηση είναι η λύση.

Αυτός είναι ένας λόγος που χρησιμοποιούνται στις ΗΠΑ κι αλλού, ειδικά σε κτήρια γραφείων, καταστήματα, ξενοδοχεία και εμπορικά κέντρα.

Ένας ακόμα λόγος που μπορώ να φανταστώ είναι το μικρότερο κόστος για να ανεβάσω τις γυψοσανίδες από τη στάθμη 0,00 στη στάθμη πχ +50,00μ. Εδώ δεν έχουμε τέτοια προβλήματα. Όσο για πρώτες ύλες και τεχνογνωσία για κατασκευή οπτοπλίνθων έχουμε περίσσια.

Για θερμά κλίματα όπως το μεσογειακό της Ελλάδας θεωρώ ότι οι κατασκευές με βαριά υλικά έχουν το πλεονέκτημα. Και αυτό όπως έχω πει πολλές φορές είναι η θερμοχωρητικότητα των υλικών. Γι αυτό απ' τα αρχαία χρόνια χρησιμοποιούνταν στις κατασκευές οι πέτρες και οι πλίνθοι και όχι η ξυλεία.

[eupalinos]

Δεν εννοώ να καταργηθούν τα κλασσικά τούβλα απλά, σε πολλές περιπτώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά υλικά με μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας σε όλα τα στάδια (παραγωγή, δόμηση, χρήση, ανακύκλωση, κλπ) και ακόμη περισσότερα πλεονεκτήματα.

 

Όντως Χάρη χτίζουμε ποιο ασφαλή κτίρια άλλα έχουμε πάει στην άλλη άκρη. Οι κατασκευές έιναι υπερβολικά δαπανηρές και ακριβές. Μπορεί η τσέπη μας να αντέχει αυτό το επιπλέον κόστος δόμησης, τη χρήση SUV's ή άλλες ενεργοβόρες δραστηριότητες και πρακτικές , όμως ο πλανήτης δεν τις αντέχει.

 

Τεράστιες κολόνες και δοκάρια βλέπουμε και σε μικρές οικοδομές! Επιπλέον δες λίγο τι γίνεται με τη θεμελίωση- πόσες φορές αντί να γίνει εδαφολογική μελέτη και στήριξη θεμελίων με πυλώνες (οικονομική και σωστή λύση) καταφεύγουμε σε εκσκαφές μέχρι εσχάτων και κατασπατάληση σκυροδέματος σε επιπλέον υπόγειες κατασκευές, ολόκληρους ορόφους με τοιχία, πέδιλα και συνδετικές δοκούς? Το βρίσκεις οικονομικό αυτό? Ας πούμε, καλά ο φέρων οργανισμός ας γίνει ποιο ενισχυμένος, όμως οι τοιχοποιίες γιατί?

 

Οι κατασκευές με βαριά υλικά έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα σε βιοκλιματικές εφαρμογές και εφόσον χρησιμοποιείται η θερμική τους μάζα σωστά. Όμως και πάλι στις περισσότερες περιπτώσεις αρκεί η μάζα του Φ.Ο.

 

Επιπλέον την εποχή που χτίζαμε με τεράστιους τοίχους το μείζων πρόβλημα ήταν η ασφάλεια και όχι η μόνωση. Ακόμη, παλιότερα δεν υπήρχαν μονωτικά υλικά όπως τα σημερινά. Πάρα πολλά, ίσως τα περισσότερα παλιά κτίρια, και ειδικά οι κατοικίες, ήταν στη πλειονότητα τους ξύλινα! Ξύλινη τοιχοποιία (κολόνες, τσατί, με επικάλυψη σοβά) ξύλινες στέγες, δοκάρια, δάπεδα, κλιμακοστάσια κλπ. άντε να είχαν πέτρινο υπόγειο/ ισόγειο.

 

Στις ΗΠΑ ξηρά δόμηση γίνεται εδώ και πολλές δεκαετίες και προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα: Όπως η οικονομία υλικών και φορτίων, η εξοικονόμηση ενέργειας (σε όλα τα στάδια), η οικονομία χώρου (για τοποθέτηση μόνωσης, η/μ, υδραυλικά δίκτυα), η ευκολία στις επισκευές και μετατροπές.

 

Στη χώρα μας μιλάς σε πελάτες για γυψοσανίδα και στις περισσότερες περιπτώσεις υπάρχει τεράστια άγνοια και παρανόηση που φτάνει σε σημείο γελοίο.

 

Γενικά, όλα αυτά με οδηγούν στο συμπέρασμα, πως πολλές πρακτικές δόμησης στη χώρα μας χρειάζονται αναθεώρηση καθώς στηρίζονται σε παράγοντες και κριτήρια που έχουν διαστρεβλωθεί εις βάρος άλλων, ποιο σημαντικών.

[iovo]

Από τι παράγοντες εξαρτάται το q έχω αναφέρει σχετικά εδώ.

Γενικά στην πραγματικότητα το q εξαρτάται από την ύπαρξη των τοιχοπληρώσεων αφού αυτές προσθέτουν ακαμψία στην κατασκευή με τον τρόπο που πραγματικά κατασκευάζονται. Η ακαμψία αυτή στο πλείστο των περιπτώσεων δεν κατανέμεται ομοιόμορφα στο δόμημα το οποίο έχει υπολογιστεί (από τον ΕΑΚ) χωρίς την συνεισφορά των τοιχοπληρώσεων στην δυναμική απόκριση, παρά μόνο ώς μαζα. Η απουσία των τοιχοποϊών και η αντικατάστασή τους μέ ξηρα υλικά, ποιο...ενδόσιμα ας το πούμε μας, φερνει πιο κοντά στην παραδοχή των αναλύσεων με βάση τον ΕΑΚ. Η αύξηση της ακαμψίας λόγω των τοιχοπληρώσεων είναι περισσότερο πιθανό να οδηγήσει τοπικά κάποια μέλη να είναι πιο ψαθυρά από ότι έχουν σχεδιασθεί (να ελέγχονται δηλαδή από τις δυνάμεις). Άρα το να μειώσεις το q στην περίπτωση χρήσης τέτοιων υλικών, νομίζω ότι είναι ακριβώς το αντίθετο.

 

Ας το δουμε πιο απλά, ένα έργο που εισάγεται σε ένα κτήριο πχ σεισμός πρέπει να κατανλωθεί απο το γινόμενο δύναμής επί μετατόπισης, αν το κτήριο (φορέας) είναι πιο δύσκαμπτο (ομοιόμορφα με την χρήση τοιχοπληρώσεων) τότε θα αναπτυχθεί μεγάλη δύναμη (επιτάχυνση αρα q=1) και μικρή μετατόπιση, αν το κτήριο είναι έυκαμπτο (πλήρης απουσία τοιχοπληρώσεων) τότε το έργο θα καταναλωθεί με μικρότερη δύναμη αλλά με μεγαλύτερη μετατόπιση (εργο σταθερό). Η συνολική αυτή μετατόπιση συνίσταται από μικρές μετατοπίσεις που συγκεντρώνονται στους κόμβους του κτηρίου όπως εμείς σχεδιάζουμε (πλαστικές αρθρώσεις). Αν τώρα υπάρχουν τοιχοπληρώσεις σε όλο το κτήριο πλήν ενός ορόφου, τότε αναγκαστικά η μετατόπιση αυτή θα "οδηγηθεί" να καταναλωθεί στον όροφο που δύναται να μετατοπισθεί (μαλακός όροφος).

Συνεπώς κατά την άποψή μου είναι πιο ασφαλές να χρησιμοποιείς μεγάλο q και στοιχεία τοιχοπληρώσεως μικρότερης δυσκαμψίας.

Με την εισαγωγή του EC μάλιστα το q θα είναι κάτι που θα προκύπτει και από τον σχεδιασμό.