Ενίσχυση σε κτήριο Ο/Σ - Αντιμετώπιση υφιστάμενων στοιχείων.

[mkalliou]

Συνάδελφοι θα ήθελα νακάνω μια ερώτηση που απασχόλησε εμένα και έναν φίλο και συνάδελφο επίσης. Η ερώτηση είναι φιλολογική, δεν πρόκειται για κάποιο συγκεκριμένο έργο. Το θεμα έχει ως εξής:

 

Έχουμε μια υφιστάμενη κατασκευή από οπλσιμένο σκυρόδεμα (άσχετο, τελικά οπλισμένο ή ωπλισμένο??? :Ρ) μελετημένη προ του 1995. Έστω ότι την ενισχύουμε με προσθήκη τοιχωμάτων ή ας το πάμε και με ποιο προχωρημένες μεθόδους, αποσβεστήρες ή σεισμική μόνωση, άσχετα αν είναι εύκολα ή δύσκολα εφαρμόσιμη λύση. Σε κάθε περίπτωση μειώνεται η σεισμική δύναμη που παραλαμβάνουν τα υφιστάμενα στοιχεία (δοκοί, υποστυλώματα), αφού είτε την παραλαμβάνουν τα πρόσθετα τοιχώματα ή μειώνεται η δύναμη από τους αποσβεστήρες ή η σεισμική μόνωση. Έστω λοιπόν ότι τα υφιστάμενα στοιχεία επαρκούν από άποψη αντοχής. Προφανώς οι κατασκευαστικές διαμορφώσεις δεν είναι οι προβλεπόμενες από τους ισχύοντες κανονισμούς, άρα και δεν προσδίδουν το απαιτούμενο επίπεδο πλαστιμότητας.

 

Το ερώτημα είναι, πρέπει να ικανοποιηθούν και οι κατασκευαστικές διατάξεις του ισχύοντα κανονισμού περί μέγιστων αποστάσεων διαμήκων ράβδων, συνδετήρων, ελαχίστων διαμέτρων κλπ κλπ κλπ ώστε να φτάσεις στο αναγκαίο επίπεδο πλαστιμότητας (οπότε αναγκαστικά πας με μανδύες ή άλλες μεθόδους ενίσχυσης) ή αρκεί η ικανοποίηση της αντοχής και μόνο?

 

Και αυτό το ρωτάω με το σκεπτικό ότι αν είναι να εφαρμόσεις τέτοιες μεθόδους, όπως αποσβεστήρες ή σεισμική μόνωση (που κοστίζουν) ή έστω και τοιχώματα, για να ελαχιστοποιήσεις τις επεμβάσεις στην ανωδομή, τότε ποιο το όφελος αν και πάλι εφαρμόσεις μανδύες σε όλα τα στοιχεία?

Ελπίζω να έγινε κατανοητή η απορία μου και να μη σας ζάλισα.

[iovo]

(άσχετο, τελικά οπλισμένο ή ωπλισμένο??? :Ρ)

 

Νομίζεις ότι δεν έχει γραφτεί τίποτα... για δες εδώ...

 

 

Το θέμα είναι ότι σε τέτοιου είδους επεμβάσεις δεν σχεδιάζεις με το τρόπο που σχεδιάζουμε τώρα αλλά σχεδιάζεις με βάση την επιτελέστικότητα. Δηλαδή χρησιμοποιείς προχωρημένες με μεθόδους ανάλυσης (κατα προτίμηση μη γραμμική δυναμική) και σχεδιάζεις τα νέα στοιχεία ( αποσβεστήρες, εφέδρανα) με βάση τις ιδιότητες που θέλεις να έχουν και προκύπτουν από σειρά αναλύσεων. Για παράδειγμα ας πούμε το ποσοστό απόσβεσης των αποσβεστήρων ή την δυσκαμψία των εφεδράνων (πχ χρησιμοποιείς LRB η FPS)

Aυτές οι τιμές πρoκύπτουν με διάφορες μεθόδους που υπάρχουν προσσεγγίζοντας την λύση στην αρχή με απλοικά μοντέλα για το δόμημα και διαγράμματα σχεδιασμού των συσκευών και στην συνέχεια με εξελιγμένες μεθόδους (όπως είναι πχ η FNA στο SAP).

 

To ότι μειώνονται οι δυνάμεις δεν είναι πανάκεια, μάλιστα με την χρήση αποσβεστήρων συνήθως αυξάνονται οι τέμνουσες στα στοιχεία. Με την χρήση εφεδράνων στην ουσία μειώνεις την σχετική μετατόπιση μεταξύ των ορόφων στην ανωδομή και συγκετρώνεις όλη την πλαστιμότητα του κτηρίου σε μια στάθμη (αυτή των εφεδράνων) , με αυτή την μέθοδο δηλαδή προσεγγίζεις περισσότερο την ελαστική συμπεριφορά στο κτήριο για μικρότερες όμως δυνάμεις.

 

Εφαρμόζοντας τις παραπάνω μεθόδους ανάλυσης η έλλειψη της σωστής εφαρμογής των κατασκευαστικών λεπτομέρειών (αντοχή σκυροδέματος, περίσφιγξη, μάτιση) είναι πλέον δεδομένο στο πρόβλημά σου και έτσι προσδιορίζεται η ικανότητα απόκρισης (σε πλαστιμότητα και ψαθυρότητα) του κάθε στοιχείου.

[acnt]

Καταρχάς, τα εφέδρανα είναι μέθοδος εφαρμόσιμη σε υφιστάμενα κτίρια; Νομίζω πως όχι, αλλά διορθώστε με...

 

Με την εφαρμογή των ενισχύδεων (μανδύα) δημιουργείς ουσιαστικά ένα νέο στοιχείο. Το στοιχείο αυτό, ή μάλλον το νεότερο τμήμα αυτού του στουχείου (μανδύας) σαφώς και θα πρέπει να συμβαδίζει με ΕΑΚ και ΕΚΟΣ και αυτό φαίνεται από όλη την βιβλιογραφία που κυκλοφορεί.

[paktomenos]

Δεν νομίζω ότι έχει νόημα να μιλάμε για πλαστιμότητα σε τέτοιες κατασκευές, με την έννοια που την εννοούμε-περιορίζουμε συνήθως (q=3.5). Ακόμη και μανδύες να βάλεις, οι δοκοί σου πως θα αναπτύξουν πλαστικές αρθρώσεις κλπ?

Διαστασιολογείς με πλήρη σεισμικά φορτία, ελαστικά ή λίγο μετελαστικά (q=1.0-1.3) και ξεχνάς τέτοιες λεπτεπίλεπτες έννοιες.

 

Νομίζω γενικά ότι έχουμε αναγάγει την κατά κάποιο τρόπο εξαίρεση (πλαστικές αρθρώσεις κλπ) σε κανόνα, ξεχνώντας τον ίδιο τον κανόνα.

[Χ Επισκέπτης 1]

Λόγω υπερστατικότητας και μόνο του φορέα δικαιολογείται ίσως το q=1,50. Ο ΚΑΝ.ΕΠΕ. επιτρέπει νομίζω να ληφθεί μέχρι q=1,80.

 

mkalliou

Αν διαβάσεις το παράρτημα Ε του ΕΑΚ θα δεις ότι δεν απαιτούνται για τα υφιστάμενα στοιχεία οι κατασκευαστικοί κανόνες.

 

acnt

Εφέδρανα σε υφίσταμενο μόνο σε ντοκιμαντέρ είδα. Κόψιμο των στύλων του υπογείου και τοποθέτηση εφεδράνων! Κάτι τέτοια μόνο στη Ν. Ζηλανδία γίνονται και σε μερικές ακόμα χώρες. Στην Ελλάδα δεν έχω ακούσει να έχει εφαρμοστεί ποτέ.

[iovo]

@acnt: Ναι είναι εφαρμόσιμη αλλά με δύσκολους τρόπους εφαρμογής. Προυποθέτει σύστημα ανύψωσης ίσου όγκου. (Υδραυλικοί γρύλοι συνδεδεμένοι με μια ένα έμβολο ίσης πίεσης - 1 μπουκάλα λαδιού) Ανυψώνεται το κτήριο υποστηρίζεται προσωρινά, μέχρι να περατωθούν οι εργασίες και στην συνέχεια ξανάκάθεται επάνω στα εφέδρανα. Έχει εφαρμοστεί σε πολύ μεγάλης σημασίας κτήρια, πχ Δικαστικό μέγαρο στην Καλιφόρνια (αν δεν κάνω λάθος) , κάποιες καθολικές εκκλησίες από φέρουσα κλπ.

 

@paktomenos. Αφού με τον τρόπο που σχεδιάζουμε οδηγούμε το κτήριο να αναπτύξει πλ.αρθρ στις δοκούς, άρα δεν είναι η εξαίρεση η πλαστική άρθρωση. Ακόμα και για πολλά κτήρια μετά την αναθεώρηση του 1984 είναι συνηθισμένη απόκριση.

[K_PAT]

Συνήθως η σεισμική μόνωση γίνεται μεταξύ πεδίλων και δαπέδου υπογείου. Όμως υπάρχει περίπτωση να γίνει και σε άλλο σημείο της κατασκευής. Αναφέρεται χαρακτηριστικά η περίπτωση που περιγράφεται από τους Kawamura et al (1998), στην οποία η μόνωση έγινε στον 8ο όροφο ενός 15όροφου κτιρίου. (Kawamura S., Ogura K., Tanaka S. and Yajima A. (1998), “Base and mid storey seismic isolation retrofit of middle rise reinforced concrete buildings”, Proc. 2nd Japan-Turkey Workshop on Earthquake Engineering, Istanbul, Turkey, 1998, pp 383-394)

[acnt]

Κι εγώ θυμάμαι κάτι στην Αμερική που βάλανε ένα κτίριο σε ερπύστριες, το μεταφέρανε και μετά βάλανε εφέδρανα... Στα υφιστάμενα κτίρια μπορεί να εφαρμοστεί μόνο η υγρή απόσβεση, αλλά για μικρά έργα το βλέπω υπερβολικότατο.

[paktomenos]

@iovo: Αυτό που λέω είναι ότι ένα δομικό-κατασκευαστικό σύστημα που προτείνεται από τους κανονισμούς ως εναλλακτικό του ελαστικού, με στόχο την μείωση του κόστους του Φ.Ο., το οποίο προυποθέτει νέα κτίρια που έχουν σχεδιαστεί με ένα αυστηρό σετ κατασκευαστικών και μελετητικών προδιαγραφών, έχει καταστεί σχεδόν μονόδρομος, ακριβώς γιατί είναι πιο οικονομικό.

Αυτό όμως δεν το καθιστά αυτόματα πανάκεια για κάθε περίπτωση. Ειδικά για υβριδικά (παλιό με λίγο νέο) κτίρια.

[camelot]

Επειδή η συζήτηση είναι φιλολογική θα έλεγα και γω ότι ναι η τοποθέτηση εφεδράνων σε υφιστάμενα είναι δυνατή αλλά με τεχνογνωσία, υλικά, κόστος και εκπαίδευση που είναι μακράν των αντίστοιχων της χώρας μας.

Μη ξεχνάτε ότι στην απλή ενίσχυση παλιού υφιστάμενου με μανδύες υπάρχει ακόμα διάσταση απόψεων σχετικά με την αντοχή της ενιαίας μικτής διατομής (παλιάς και ενισχυμένης) που μας οδηγεί σε προσεγγιστικές παραδοχές και πολλές φορές σε παραδοχές τέτοιες που να μπορούμε να τις αντιμετωπίσουμε με τα προγράμματα που διαθέτουμε.

Και στην περίπτωση ενίσχυσης παλιού κτιρίου έχω πολλές επιφυλλάξεις αν αυτό που θεωρούμε υπολογιστικά πλαστική άρθρωση θα δουλέψει στη μικτή διατομή πράγματι ως πλαστική άρθρωση.