Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Κυριακή, 08 Δεκεμβρίου 2019

Παρουσίαση της κ. Ελισάβετ Βιντζηλαίου, καθ. ΕΜΠ, στην ημερίδα για τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. που διογανώθηκε από το ΤΕΕ, τον ΟΑΣΠ και τον ΣΠΜΕ στις 31-05-2012, στην Αθήνα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Βασικά προσομοιώματα συμπεριφοράςΕλισάβετ Βιντζηλαίου ΕΜΠ 1 6.1 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΔΥΝΑΜΕΩΝ (διεπιφάνειες υλικών) 6.2 ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ (μέσω συνδετήρων ή μέσω ΙΩΠ) 6.3 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΑΤΙΣΜΑΤΟΣ ΜΕΣΩ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗΣ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗΣ (περίπτωση ανεπαρκών αναμονών) 6.4 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΠΩΝ-ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΩΝ 6.5 ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΓΩΝΙΑ ΣΤΡΟΦΗΣΜερικές βασικές σημειώσεις για το Κεφάλαιο 6: (α) Περιλαμβάνει πληροφορίες και οδηγίες οι οποίες εξειδικεύονται στα Κεφάλαια 7 και 8 (συμπεριφορά και σχεδιασμός) (β) Περιλαμβάνει στοιχεία τα οποία θα χρήζουν αναθεώρησης, βάσει των εκάστοτε νέων στοιχείων της βιβλιογραφίας. (γ) Περιλαμβάνει τα βασικά προσομοιώματα, στα οποία μπορεί να ανατρέχει ο Μελετητής και για την κατανόηση των φαινομένων και για να τα χρησιμοποιεί σε ειδικές περιπτώσεις. 2 6.1.1 Μεταφορά δυνάμεων από σκυρόδεμα σε σκυρόδεμα 6.1.1.1 Θλίψη στην διεπιφάνεια μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος Η θλιπτική αντοχή της διεπιφάνειας λαμβάνεται ίση με αυτήν του ασθενέστερου από τα δυο σκυροδέματα. Σημειώνεται ότι, εν γένει, οι παραμορφώσεις και των δυο σκυροδεμάτων στην περιοχή της διεπιφάνειας είναι αυξημένες. Τούτο οδηγεί σε (τοπικώς) μειωμένο μέτρο ελαστικότητας. Φαινόμενο το οποίο, εν γένει, αμελείται.3 6.1.1.2 Θλίψη προρηγματωμένου σκυροδέματοςΠλαΐνης, Τάσιος(α) Η αναπόφευκτη παρουσία ταυτόχρονων διατμητικών παρ/σεων κατά μήκος της διεπιφάνειας, φέρει τα αδρομερή χείλη της ρωγμής σε επαφή πριν απ’ τον μηδενισμό του ονομαστικού ανοίγματός της. (β) Υλικό (τρίμματα, σκόνη) παγιδευμένα στην διεπιφάνεια. Η ανακύκλιση των δράσεων μειώνει την επιρροή αυτού του ευνοϊκού φαινομένου. Εν γένει (και προς την πλευρά της ασφαλείας) το φαινόμενο 4 αγνοείται. 6.1.1.3 Συνοχή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος σ=0Κυρίως, χημικός δεσμός μεταξύ παλαιού και νέου σκυρ/τοςΕπιστρατεύεται για πολύ μικρές τιμές της ολισθήσεως κατά μήκος της διεπιφάνειας (0,01-0,02mm). Είναι πολύ ευαίσθητη στις συνθήκες συντήρησης. Επομένως, Δεν λαμβάνεται υπ’ όψη στην περίπτωση ελέγχων σε κατάσταση αστοχίας (άρα, μεγάλων επιβαλλόμενων παραμορφώσεων). Δεν λαμβάνεται υπ’ όψη παρά μόνον όταν εξασφαλίζονται μακροχρονίως κατάλληλες συνθήκες συντήρησης Λαμβάνεται υπ’ όψη, όταν η επιρροή της είναι επιβαρυντική για τον έλεγχο. 5 Τιμή συνοχής 0,25fctΤραχύτητα διεπιφάνειας Λεία (π.χ. όπως προκύπτει κατά την σκυροδέτηση, μετά από εξομάλυνση) Επιφάνειες με τεχνητή τράχυνση 0,75fct πριν απ’ την νέα σκυροδέτηση (π.χ. αμμοβολή, υδροβολή) 1,00fct Το νέο σκυρόδεμα εφαρμόζεται στο παλαιό με εκτόξευση ή μετά από την εφαρμογή ισχυρού συνδετικού υλικού, κλπ. fct, η αντοχή του ασθενέστερου σκυρ/τος. Όταν στην διεπιφάνεια ασκείται κάθετη θλιπτική τάση, η συνοχή ΔΕΝ προστίθεται στην τριβή, η οποία επιστρατεύεται για μεγάλες τιμές της ολίσθησης (όταν πια η συνοχή έχει ήδη μειωθεί μέχρι μηδενισμού). 6 6.1.1.4 Τριβή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος Η διατμητική τάση που μεταφέρεται λόγω τριβής κατά μήκος μιας ασυνέχειας σκυροδέματος είναι συνάρτηση πολλών παραμέτρων, όπως:  Το μέγεθος της επιβαλλόμενης ολίσθησης κατά μήκος της διεπιφάνειας,  Το μέγεθος της ορθής θλιπτικής τάσεως στην διεπιφάνεια,  Η τραχύτητα της διεπιφάνειας και  Το πλήθος των κύκλων επιβαλλόμενης ολίσθησης (σε συνδυασμό με το εύρος τους) Ισχύει η γενική σχέση: τfu=μσ0 Όπου, ο συντελεστής τριβής, μ, εξαρτάται από το μέγεθος της επιβαλλόμενης σ0, καθώς και από την τραχύτητα της διεπιφάνειας.7 Η μέγιστη επιστρατευόμενη αντίσταση τριβής αυξάνεται αυξανομένης της σ0, παρά το γεγονός ότι ο συντελεστή τριβής, μ, μειώνεται αυξανομένης της σ0.8 Τιμές του συντελεστή τριβής Τραχειά διεπιφάνειαΛεία διεπιφάνεια~0,40 (πρακτικώς, ανεξάρτητη της επιβαλλόμενης σ0)Eν γένει, η σ0 περιλαμβάνει και την ενδεχόμενη εξωτερική θλιπτική τάση και την λόγω λειτουργίας σφιγκτήρα επιστρατευόμενη (η οποία, στην περίπτωση των λείων διεπιφανειών, είναι αμελητέα). 9 τραχειάλεία10 ΛΕΙΑ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑ τfud=0,40σcd Όταν η επιρροή της τριβής είναι δυσμενής, λαμβάνεται μ=0,60Όταν λαμβάνεται υπ’ όψιν η ανακύκλιση, fud ,n   fud 1   n  1Όπου n είναι το πλήθος των ανακυκλίσεων και δ=0,1511 ΤΡΑΧΕΙΑ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑ fud  0,4 f  cd  [MPa ] 2 cdΌταν η επιρροή της τριβής είναι δυσμενής, λαμβάνεται μ=0,60s fu1/ 3Η τιμή σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής του ασθενέστερου από τα δυο σκυροδέματα.=2,0mmΌταν επιστρατεύεται μόνον ο μηχανισμός της τριβής.Στα σχόλια δίνονται εξισώσεις, οι οποίες περιγράφουν την πλήρη καμπύλη τάσεων-ολισθήσεων, ώστε να είναι δυνατός ο υπολογισμός της επιστρατευόμενης τριβής για τιμές ολίσθησης μικρότερες από sfu.12 Η ανακύκλιση οδηγεί σε σημαντική μείωση της επιστρατευόμενης τριβής. 1/ 2Σ6.3 fc   n  0,05    1  01/ 3  1/ 2 s f n  1   s   fu Μείωση της επιστρατευόμενης τριβής, συναρτήσει του πλήθους των κύκλων, της ορθής θλιπτικής τάσεως, της θλιπτικής αντοχής του (ασθενέστερου) σκυροδέματος και του μεγέθους της ανακυκλιζόμενης ολίσθησης ως προς την ολίσθηση που αντιστοιχεί στην μέγιστη απόκριση.13 6.1.1.5 Τριβή λόγω λειτουργίας σφιγκτήρα του οπλισμού (σε τραχειές διεπιφάνειες) Υπό τις ακόλουθες προϋποθέσεις: (α) Η διεπιφάνεια υποβάλλεται σε επαρκώς μεγάλου εύρους ολισθήσεις (β) Ο οπλισμός είναι επαρκώς αγκυρωμένος εκατέρωθεν της ρωγμής, ώστε να μπορεί να αναπτύξει το όριο διαρροής του fRd   f yd   cd   0,3 f cd Συντελεστής τριβής ο οποίος αντιστοιχεί στην συνολική ορθή τάση (σε ολόκληρη την παρένθεση)Μεγάλη τιμή της σ. Αστοχία θλιπτήρα σκυρ/τος14 6.1.1.6 Μεταφορά δυνάμεων μέσω στρώσεως εποξειδικής κόλλας Υπό την προϋπόθεση μικρού πάχους κόλλας ή/και εφαρμογής μετά από κατάλληλη προετοιμασία της επιφάνειας και με τήρηση των προβλεπόμενων κανόνων (Κεφ. 8), ισχύουν τα ακόλουθα:Θλίψη: Λαμβάνεται η θλιπτική αντοχή του ασθενέστερου σκυροδέματος Εφελκυσμός: Λαμβάνεται η εφελκυστική αντοχή του ασθενέστερου σκυροδέματος Διάτμηση: Ισχύουν τα προβλεπόμενα από τις προηγούμενες παραγράφους (περί τριβής και λειτουργίας σφιγκτήρα του οπλισμού) Παρά το γεγονός ότι η συνοχή μπορεί να θεωρείται ίση με την εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος, δεδομένης της ευαισθησίας του υλικού σύνδεσης έναντι υγρασίας, θερμοκρασίας, συνθηκών εφαρμογής και συντήρησης, συνιστάται να αμελείται η συνοχή. 15 6.1.2 Μεταφορά δυνάμεων από χάλυβα σε σκυρόδεμα μέσω αγκυρίων και βλήτρων Συχνή η εφαρμογή χαλύβδινων στοιχείων σε διεπιφάνειες (συνήθως, καθέτως προς αυτές), ώστε να μεταφέρουν αξονικές και διατμητικές δράσεις από σκυρόδεμα σε σκυρόδεμα ή σε χάλυβα. Χρήση είτε βιομηχανικών αγκυρίων (διογκούμενων, διογκούμενης κεφαλής, χημικών), είτε τεμαχίων ράβδων οπλισμού (αγκυρούμενων μέσω κόλλας)Για τα βιομηχανικά αγκύρια, συνιστάται η εφαρμογή του Κανονισμού fib “Design of fastenings in Concrete, Design Guide-Parts 1 to 6” (παρά το γεγονός ότι μερικά στοιχεία δίνονται στην παράγραφο 6.1.2.3-Σχεδιασμός εμπηγνυόμενων στοιχείων) 16 6.1.2.1 Εξόλκευση ράβδων οπλισμού Στα σχόλια δίνονται σχετικές απλοποιητικές σχέσεις.Το απαιτούμενο μήκος πλήρους αγκύρωσης υπολογίζεται κατά τα γνωστά. Εάν χρειάζεται να υπολογισθεί η επιστρατευόμενη σs συναρτήσει της επιβαλλόμενης ολισθήσεως στο άκρο της ράβδου, μπορούμε να χρησ/ήσουμε κατάλληλο προσομοίωμα τοπικής συνάφειαςτοπικής ολίσθησης,17 6.1.2.2 Δράση βλήτρου των ράβδων του οπλισμούFud 1,30d b2 Rdf cd f yd As f yd 3Υπό τον όρον ότι η ράβδος έχει επαρκές μήκος και επαρκή επικάλυψη (ώστε να αποφεύγεται η απόσχιση του σκυροδέματος)Αστοχία ράβδου σε διάτμησηΕλάχιστο μήκος 6db (για το οποίο, η δύναμη την οποία μπορεί να αναλάβει προκύπτει από πολλαπλασιασμό της τιμής που προκύπτει απ’ την πιο πάνω σχέση επί 0,75. Μήκος 8db ώστε να μπορεί να χρησ/θεί η τιμή που προκύπτει από την σχέση. Γραμμική παρεμβολή για ενδιάμεσες τιμές.18 Σημαντική μείωση λόγω ανακύκλισης! Ο συντελεστής 1,30 γίνεται 0,65.Στα σχόλια δίνεται πλήρης καμπύλη «δυνάμεωνολισθήσεων». Έστω υπ’ όψιν ότι η μέγιστη αντίσταση βλήτρου επιστρατεύεται για μικρές τιμές ολίσθησης (~0,05db)19 Μία ράβδος οπλισμού, η οποία διαπερνά μια διεπιφάνεια, δεν μπορεί να αποδώσει ταυτοχρόνως την μέγιστη δυνατή τριβή και την μέγιστη δυνατή δύναμη βλήτρου. N Sd   N    ud 3/ 2 FSd   F    ud 3/ 21Επί πλέον, όταν η ράβδος έχει μικρό μήκος (πάντως, όχι μικρότερο από το 6-πλάσιο της διαμέτρου της), θεωρείται ότι αυτή λειτουργεί μόνον ως βλήτρο.20 6.1.3 Απλοποιημένος υπολογισμός μεταφοράς διατμητικών δυνάμεων μέσω ωπλισμένων διεπιφανειών (α) Κατάλληλη διάταξη ράβδων κατάλληλης διαμέτρου, ώστε να αποκλείεται η απόσχιση του σκυροδέματος. (β) Για την τιμή της αναμενόμενης ολίσθησης, υπολογίζεται η αντίσταση κάθε μηχανισμού (τριβής και βλήτρου), καταλλήλως μειωμένη (όταν απαιτείται), ώστε να λαμβάνεται υπ’ όψη η αλληλεπίδραση των δυο μηχανισμών. (γ) Υπολογίζονται οι συντελεστές συμμετοχής των δυο μηχανισμών. (δ) Αθροίζονται οι δυο τιμές των αντιστάσεων και πολλαπλασιάζονται με το εμβαδόν της διεπιφάνειας.21 Οι αντιστάσεις που προκύπτουν από τους δυο μηχανισμούς ΔΕΝ μπορούν να αθροίζονται ως έχουν, δεδομένου ότι επιστρατεύονται για διαφορετικές τιμές ολίσθησης (το βλήτρο πολύ νωρίτερα από την τριβή). Για s<1,0mm, βD=0,7 και βF=0,4 Όταν η αναμενόμενη τιμή της ολίσθησης είναι αβέβαιη ή όταν η εξωτερική θλιπτική δύναμη είναι πρακτικώς μηδενική, τότε μπορεί να λαμβάνεται (συντηρητικώς), βD=βF=0,50 22 6.1.4 Αγκύρωση ελασμάτων από χάλυβα ή ΙΩΠ ή υφασμάτων από ΙΩΠ σε σκυρόδεμα Δεδομένης της μεγάλης εφελκυστικής αντοχής των υλικών (καμπτικής) ενίσχυσης, η αναμενόμενη αστοχία οφείλεται στην αστοχία του σκυροδέματος σε εφελκυσμό, υπό την προϋπόθεση κατάλληλης προετοιμασίας της επιφάνειας του σκυροδέματος (ώστε να μην αποκολληθεί προώρως το έλασμα ή το ύφασμα). Στο μέρος των σχολίων δίνονται οδηγίες για τον υπολογισμό του απαιτούμενου μήκους αγκυρώσεως (πέραν της θέσεως της τελευταίας αναμενόμενης ρωγμής). Σημαντικές οδηγίες (α) Όταν το διατιθέμενο μήκος αγκυρώσεως ΔΕΝ είναι επαρκές, πρέπει να υπολογίζεται η μέγιστη τάση την οποία μπορεί να αναπτύξει το υλικό ενίσχυσης. (β) Σε περιοχές όπου αναμένεται αλλαγή προσήμου της ροπής κάμψεως ΔΕΝ επιτρέπεται η καμπτική ενίσχυση με επικολλητά ελάσματα ή υφάσματα. 23 6.2 ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Για τα μηχανικά χαρακτηριστικά σκυροδέματος περισφιγγόμενου μέσω συνδετήρων, δίνονται οι γνωστές σχέσεις (ΕΚ2):Στην περίπτωση περίσφιγξης σκυροδέματος στοιχείου κυλινδρικής διατομής, λαμβάνεται α=1,00 Σε στοιχεία ορθογωνικής διατομής, ενισχυόμενα με την τεχνική του χαλύβδινου κλωβού, ο συντελεστής αποδοτικότητας, α, υπολογίζεται λαμβάνοντας υπ’ όψη την ευεργετική επιρροή των δύσκαμπτων γωνιακών ελασμάτων. (Δίνονται οδηγίες στην πλευρά των σχολίων). 24 Σκυρόδεμα περισφιγγόμενο μέσω ΙΩΠ Η αστοχία οφείλεται σε αστοχία του ΙΩΠ. Ακολουθεί απότομος φθιτός κλάδος. Η παρ/ση αστοχίας του περισφιγμένου σκυρ/τος είναι αυτή που αντιστοιχεί στην θλιπτική αντοχή του περισφιγμένου σκυρ/τος.Το ποσοστό περίσφιγξης υπολογίζεται όπως και για την μέσω συνδετήρων περίσφιγξη. Αντί του ορίου διαρροής του χάλυβα, εισάγεται η εφελκυστική αντοχή του ΙΩΠ (μειωμένη καταλλήλως, λόγω της καμπύλωσής του στις γωνίες του στοιχείου). Ενδεχόμενη περαιτέρω μείωση, στην περίπτωση μεγάλου πλήθους στρώσεων ΙΩΠ (k>4).25 f cd ,c  1,125  1,25wd  f cd c 2,c    0,0035 f cd ,c / f cd 2   1,00 ΙΩΠ με ίνες άνθρακα    2,00 ΙΩΠ με ίνες υάλου26 6.3 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΑΤΙΣΜΑΤΟΣ ΜΕΣΩ ΕΞΩΤΕΡΙΚHΣ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗΣΤάσιοςΌταν οι αναμονές είναι ανεπαρκούς μήκους, είναι δυνατή η βελτίωση των συνθηκών μεταφοράς δυνάμεων μέσω εξωτερικής περίσφιγξης. Στην πλευρά των σχολίων, δίνεται σχετικό προσομοίωμα (η εξωτερική περίσφιγξη ενεργοποιείται κυρίως λόγω της εγκάρσιας διόγκωσης η οποία προκαλείται από την σχετική ολίσθηση των ματιζόμενων ράβδων).27 6.4 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΠΩΝ-ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΩΝ Περιγράφεται η διαδικασία που ακολουθείται για την χάραξη ενός διαγράμματος ροπών-καμπυλοτήτων (μιας διατομής), καθώς και για τον υπολογισμό του δείκτη πλαστιμότητας σε όρους καμπυλοτήτων.6.5 ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΓΩΝΙΑ ΣΤΡΟΦΗΣ28
Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.