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.

Δευτέρα, 09 Δεκεμβρίου 2019

Παρουσίαση του κ. Μ.Ν.Φαρδή, καθηγητή στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών, στην ημερίδα για τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. που διογανώθηκε από το ΤΕΕ, τον ΟΑΣΠ και τον ΣΠΜΕ στις 31-05-2012, στην Αθήνα

ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ ΤΕΕ / ΟΑΣΠ / ΣΠΜΕΑΘΗΝΑ, 31 Μαϊου 2012ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΕ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΑ ΔΟΜΗΜΑΤΑ Κεφάλαιο 7: Προσδιορισμός συμπεριφοράς δομικών στοιχείων Μ.Ν.Φαρδής Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών Κεφάλαιο 7: Προσδιορισμός συμπεριφοράς δομικών στοιχείων Σκοπός 1. Περιγραφή συμπεριφοράς (δυσκαμψίας, αντοχής) δομικών στοιχείων για την ανάλυση. 2. Υπολογισμός ικανότητας (αντοχής, παραμόρφωσης) υφισταμένων δομικών στοιχείων χωρίς επισκευή ή ενίσχυση, και νέων στοιχείων. 3. Δεδομένα για τον καθορισμό τιμών σχεδιασμού διαθέσιμων αντιστάσεων (αντοχής, παραμόρφωσης) στα κριτήρια ελέγχου επιτελεστικότητας (Κεφ. 9) Χαρακτηριστικά μηχανικής συμπεριφοράς δομικών στοιχείων για την ανάλυση •Καμπύλη εντατικού μεγέθους - παραμόρφωσης “F-δ” F Ο ριακή αντοχή, Fu=Fyενεργός ελαστική δυσκαμψίαFyFres (Παραμένουσα αντοχή)K=Fyδ δ dy Οριακή παραμόρφωση Παραμόρφωση διαρροής Δοκοί, υποστυλώματα, τοιχώματα: καμπύλη ροπής, Μ – γωνίας στροφής χορδής, θ y•(αν Vu κρίσιμη, τότε Μy =MVu=VuLs )•Τοιχοπληρώσεις: καμπύλη V–γuδ •Αποδεκτή η χρήση της περιβάλλουσας των κύκλων αντί της καμπύλης σκελετού•Μετελαστικός κλάδος: – Δυσκαμψία K0 (ή K5%Ko )•Πλάστιμη και ψαθυρή συμπεριφορά: – πλάστιμη συμπεριφορά  έλεγχος θ (για ελαστική ανάλυση έλεγχος F/m0 γιά θλίψη); Ls/h : M/Vh: λόγος διάτμησης, 2  s h  s h   bi    α: συντελ. αποδοτικότητας περίσφιγξης:  = 1   2b 1  2h 1  6b h     c  c  c c sx: Ash/bwsh: ποσοστό οπλισμού // φόρτιση (x),  d: ποσοστό δισδιαγώνιου οπλισμού. • Μέλη πριν το 1985: θum ή plum=θum-y διά 1.2 • Για λείες ράβδους με άγγιστρα: θum ή plum=θum-y επιπλέον επί 0.95 (0.95 /1.2 = 0.8). Μάτιση ράβδων με νευρώσεις σε ευθύγραμμο μήκος παράθεσης lo αρχίζοντας απ’ την ακραία διατομή • Σε μάτιση θλιβομένων ράβδων, μετρούν και οι δύο στο θλιβόμενο οπλισμό.• Για το υπολογισμό των My, y , θy: fy εφελκυομένων ράβδων x lo/loy,min αν lo 15db αρχίζοντας απ’ την ακραία διατομή • Σε μάτιση θλιβομένων ράβδων, μετρούν και οι δύο στο θλιβόμενο οπλισμό. • Για το υπολογισμό των My, y , θy: πλήρες fy εφελκυομένων ράβδων • Για τη στροφή χορδής στην αστοχία : θum επιπλέον (του επί 0.95 διά 1.2) επί (10+lo/db)/50 αν lo< 40db, Mείωση διατμητικής αντοχής με την ανακύκλιση παραμορφώσεων1Διατμητική αντοχήFΔιατμητική αστοχία• Διατμητική αντοχή μετά την καμπτική διαρροή, όπως καθορίζεται από τους συνδετήρες: γραμμική μείωση Vc & Vw με το δείκτη πλαστιμότητας πλ. γωνίας στροφής pl=(-y) /y 012δVw ρtot: h: x: A= ρwbwzfyw συνολικό ποσοστό διαμήκους οπλισμού ύψος διατομής ύψος θλιβόμενης ζώνης =b d Mείωση διατμητικής αντοχής με την ανακύκλιση παραμορφώσεων (συνέχεια) • Διατμητική αντοχή λόγω θλιπτικής αστοχίας κορμού υπό ανακυκλ. παραμορφώσεις:Τοιχώματα, μετά την καμπτική διαρροή (pl > 0), ή πριν (pl = 0): VR, max = L N  pl  1  0.25 max( 1.75, 100 tot ) 1  0.2 min( 2, s  f c bw z 0.85 1  0.06 min 5,   1  1.8 min( 0.15,     Ac f c  h   Κοντά υποστυλώματα (Ls/h ≤ 2) μετά την καμπτική διαρροή (pl > 0):VR,maxpl 4 1  0.02 min 5,  1  1.35 N 1  0.45(100 tot )  f c bw z sin 2   =  7 Ac f c   θ: γωνία διαγωνίου υποστυλώματος και άξονα (tanθ=h/2Ls) Κόμβοι δοκών-υποστυλωμάτων 1 1 h  1 Τέμνουσες Vσε κόμβους (ανεξαρτήτως μεθόδου ανάλυσης) V  M     z L h  2 V jv styccbst , ng q ,b lg q ,b rΤέμνουσες μέσα στον κόμβοV jv Μέγιστη δυνατή τέμνουσα δύναμη και διατμητική τάση στον κόμβο: • Aν δοκοί πιο αδύνατες από υποστυλώματα (ΣΜyb<ΣΜyc) : 1 1 Lb   V jh  M yb   z hst Lbn   b Διατμητική τάση κόμβου: τj=Vjh/bjhc • Aν ΣΜyb>ΣΜyc: 1 1 hst  1   Vg q ,b  Vg q ,b M yc   l z Lb hst ,n  2  c  rτj=Vjv/bjhbb b Αν bc > bw→ b j = min  c ; bw  0.5hc  Αν bc ≤ bw→ b j = min  w ; bc  0.5hc  Αντοχή κόμβων με βάση τις κύριες τάσεις Διαγώνια ρηγμάτωση άοπλων κόμβων αν η κύρια εφελκυστική τάση λόγω: • διατμητικής τάσης στον κόμβο, τj & • μέσης κατακόρυφης ορθής τασης από υπερκείμενη κολώνα, -topfc,ξεπερνά την εφελκυστική αντοχή σκυροδέματος, fct. j   cr = f ct 1  top f c f ctΔιαγώνια ρηγμάτωση οπλισμένων κόμβων αν η κύρια εφελκυστική τάση λόγω: • διατμητικής τάσης στον κόμβο, τj & • μέσης κατακόρυφης ορθής τάσης από υπερκείμενη κολώνα, -topfc, και • οριζόντιας ορθής τάσης λόγω περίσφιγξης από οριζόντιο οπλισμό κόμβου, -ρjhfyw:ξεπερνά την εφελκυστική αντοχή σκυροδέματος, fct.  jh f yw   top f c  1    j   cr = f ct 1    f ct  f ct    Οριακή διατμητική αντοχή κόμβων vju: αν η κύρια θλιπτική τάση ξεπερνά το nfc (n=0.7-fc(MPa)/200: μειωτικός συντελεστής λόγω εγκάρσιας  top εφελκυστικής τάσης)  j   ju = nf c 1 n Τοιχοπληρώσεις ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΙΣ (ΓΕΝΙΚΑ: ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ, ΕΛΕΓΧΟΣ) • ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ: − ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΗ, ΑΝ ΕΧΟΥΝ ΔΥΣΜΕΝΕΙΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ (Έντονα μη-κανονική κατανομή καθ’ύψος ή σε κάτοψη, δημιουργία κοντών υποστυλωμάτων, κ.ά.), ΕΚΤΟΣ ΑΝ ΤΟ ΚΤΙΡΙΟ ΕΧΕΙ ΕΠΑΡΚΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ ΚΑΤΑ ΕΚ8 (≥ 50% τέμνουσας βάσης)− ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΗ, ΕΑΝ ΕΧΟΥΝ ΕΥΜΕΝΕΙΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ, − ΣΥΝΙΣΤΑΤΑΙ (πλήν στάθμης επιτελεστικότητας οιονεί κατάρρευσης), ΕΑΝ >25% ΔΥΣΚΑΜΨΙΑΣ (ΕΝΟΣ) ΟΡΟΦΟΥ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ ΣΤΙΣ ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΙΣ.• ΑΝ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ, ΕΛΕΓΧΟΝΤΑΙ ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΙΣ: ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ME MIA ή ΔΥΟ ΔΙΑΓΩΝΙΕΣ ΡΑΒΔΟΥΣ Αντιστοιχία μεγεθών έντασης/παραμόρφωσης φατνώματος σε διάτμηση και διαγωνίου σε θλίψη: V = Fcosθ, γ = 2ε/sin2θ.ƒwv: διατμ. αντοχή 600 τοιχοποιίας κατά ΕΚ6 ,Θλιβόμενη διαγώνιος : Πλάτος ~ 15% μήκους διαγωνίου. Θλιπτική αντοχή ~1.25 x κατακ. θλιπτική αντοχή τοιχοποιίας κατά ΕΚ6 (μείωση 10-40% για μη πλήρεις κατακ. αρμούς, 15% για οριζ. αρμούς > 15mm) Μέτρο Ελαστικότητας ~600 x Θλιπτική αντοχή για Προστ. Ζωής, ~900 x Θλιπτική αντοχή για Αμεση χρήση ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΙΣ – ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ (συνέχεια)• ΕΠΙΡΡΟΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ  Μεγάλο άνοιγμα σε κάθε άκρο φατνώματος → τοιχοπλήρωση αμελείται.  Ανοιγμα ~ στο κέντρο του φατνώματος με διαστάσεις - < 20% αντίστοιχων φατνώματος → η επιρροή του αγνοείται. - > 50% αντίστοιχων φατνώματος → τοιχοπλήρωση αγνοείται - ενδιάμεσες → 2 θλιπτήρες, από τη γωνία στο μέσο απέναντι δοκού  2 μικρά γειτονικά ανοίγματα = ένα που τα περιβάλλει. Τοιχοπλήρωση χωρίς επαφή με υποστύλωμα στα 2 άκρα φατνώματος → αμελείται Παραδείγματα εφαρμογής Aποτιμήσεις 2 πραγματικών κτιρίων • • • • •Υποθέσεις ΠροσομοίωσηςΠάκτωση βάσης κατακορύφων μελών σε δύσκαμπτη θεμελίωση Οι κόμβοι θεωρούνται με τις πραγματικές τους διαστάσεις, αλλά άκαμποι Θεώρηση επιρροών 2ας τάξεως Λαμβάνεται υπόψη η εντός επιπέδου ευκαμψία πατωμάτων οπλ. σκυροδέματος (ανά φάτνωμα) Προσομοιώματα μελών: 1. Προσομοιώματα σημειακών αρθρώσεων με νόμο υστέρησης “απλοποιημένο” Takeda (διγραμμική περιβάλλουσα, χωρίς απομείωση αντοχής με ανακύκλιση) 2. Ελαστική δυσκαμψία EI = MyLs/3y 3. Πλακοδοκοί: Συνεργαζόμενο ημιπλάτος σε εφελκυσμό = 25% του ανοίγματος 4. Κατακόρυφα μέλη: 2 ασύζευκτα στοιχεία (ένα ανά οριζόντια διεύθυνση) 5. Σκάλες: Βραχίονες σαν κεκλιμένα υποστυλώματα (σε 2 εγκάρσιες διευθύνσεις). 6. Λαμβάνεται υπόψη η επιρροή:  κοντών ματίσεων, ανοικτών συνδετήρων  περίσφιξης με ΙΟΠ, ή μανδυών οπλ. σκυροδέματος. Αποτίμηση με βάση το λόγο απαιτούμ. αντοχής ή παραμόρφωσης προς διαθέσιμη – Σε όρους γωνίας στροφής χορδής άκρων – Σε όρους τέμνουσας αντοχής στην πλαστική άρθρωση (μείωση με ανακύκλιση) 1. Κτίριο SPEAR • Τριόροφο κτίριο με σημαντική εκκεντρότητα και στις 2 οριζόντιες διευθύνσεις, • Δοκιμάστηκε σε φυσική κλίμακα ψευδοδυναμικά για διαξονική σεισμική κίνηση (2 οριζόντιες συνιστώσες) στο Εργαστήριο ELSA στην Ispra. • Ανάλυση με ή χωρίς ενίσχυση κτιρίου •Κτίριο SPEARΑντιπροσωπευτικό Ελληνικών κτιρίων του ‘60 – έκκεντρες/έμμεσες στηρίξεις – λείες ράβδοι με κοντές ματίσεις στη βάση υποστυλωμάτων 3.05.01.0 1.705.5 6.05.04.0 Ψευδοδυναμική δοκιμή κτιρίου σε μέγιστη εδαφική επιτάχυνση 0.15g Μη-ενισχυμένο κτίριο σε 0.15g: χρονοϊστορίες οριζ. μεταθέσεων & στροφής ΚΜ ορόφων 2 & 3 (συνεχής γραμμή: ανάλυση πριν τη δοκιμή. Διακεκομμένη: δοκιμή) Yπερτίμηση αρχικής Τ λόγω ελαστικής δυσκαμψίας Πτώση αντοχής μετά την αστοχία → T ↑ Μετάθεση XΜετάθεση YΣτροφή περί κατακόρυφο Δείκτης βλάβης (απαίτ.-προς-διαθέσιμη γωνία στροφής χορδής) υποστυλωμάτων Ενίσχυση με ΙΟΠ • Περίσφιγξη με ΙΟΠ άκρων όλων των υποστυλωμάτων 0.25x0.25m στους 3 ορόφους (2 στρώσεις ΙΟΠ υάλου στα ακραία 0.6m ύψους). • Περιέλιξη του υποστυλώματος 0.25x0.75m σ’ όλο το ύψος με 2 στρώσεις ΙΟΠ με πλέγμα ινών υάλου (περίσφιγξη και διατμητική ενίσχυση). • Δύο στρώσεις ΙΟΠ από πλέγμα ινών υάλου στις εξωτερικές παρειές γωνιακών κόμβων για ενίσχυση σε διάτμηση, χωρίς συνέχεια με τα ΙΟΠ περίσφιγξης άκρων υποστυλωμάτων.Το ενισχυμένο κτίριο δοκιμάσθηκε ψευδοδυναμικά για μέγιστη εδαφική επιτάχυνση 0.2g και 0.3g. Κτίριο ενισχυμένο με ΙΟΠ Ψευδοδυναμική δοκιμή κτιρίου με ΙΟΠ για μέγστη εδαφική επιτάχυνση 0.2g Κτίριο με ΙΟΠ για 0.2g: χρονοϊστορίες οριζ. μεταθέσεων και στροφής ΚΜ ορόφων 2 & 3 (συνεχής γραμμή: ανάλυση πριν τη δοκιμή. Διακεκομμένη: δοκιμή) :post-ultimate strength degradation → real T ↑Πτώση αντοχής μετά την αστοχία → T ↑ Μετάθεση XY-displacement Μετάθεση YΣτροφή περί κατακόρυφο Κτίριο με ΙΟΠ για 0.2g: Δείκτης βλάβης υποστυλωμάτων (απαιτ.-προςδιαθέσιμη γωνία στροφών χορδής) Μανδύες σε 2 εξωτερικά υποστυλώματα για μηδενισμό εκκεντρότητας• Αφαίρεση όλωντων ΙΟΠ. • Μανδύες σε μεσαία υποστυλώματα δύο “εύκαμπτων” πλευρών (από 0.25x0.25m σε 0.4x0.4m, 3Φ16/ πλευρά, συνδ. Φ10/100mm).Δοκιμή με μέγιστη εδαφική επιτάχυνση 0.2g ή 0.3g. Κτίριο με μανδύες, 0.2g: χρονοϊστορίες οριζ. μεταθέσεων και στροφής ΚΜ ορόφων 2 & 3 (συνεχής γραμμή: ανάλυση πριν τη δοκιμή, Διακεκομμένη: δοκιμή) Πτώση αντοχής μετά την αστοχία → T ↑ Μετάθεση XΜετάθεση YΣτροφή περί κατακόρυφο Κτίριο με μανδύες, 0.2g: Δείκτης βλάβης υποστυλωμάτων 2. Κατάρρευση πτέρυγας πολυκατοικίας στο σεισμό της Πάρνηθας (1999)• Μη-γραμμικές δυναμικές αναλύσεις για 30 “πλέον πιθανές” διαξονικές εδαφικές κινήσεις στη συγκεκριμένη θέση, προς διερεύνηση του μηχανισμού κατάρρευσης Εκκεντρότητα ΚΜ ως προς Κέντρο Δυσκαμψίας ή Αντοχής και Πόλο στροφής στους περισσότερους ορόφους  στροφική απόκριση.Σημαντική συμμετοχή ανώτερων ιδιομορφών Διαφράγματα εύκαμπτα  τοίχωμα ανελκυστήρα & κλιμακοστάσιο ταλαντούνται εκτός φάσης ως προς το υπόλοιπο κτίριο. • 6-story building: • 6-story building: Penthouse critical in flexure. • 6-story building: Penthouse and upper stories’ columns of right wing critical in shear, triggering collapse
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.