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, 23 Φεβρουαρίου 2020

Παρουσίαση της τεχνικής συνδέσεων των μελών ξυλίνων ζευκτών με χρήση καρφοελασμάτων και των σχετικών απαιτήσεων των κανονισμών

ΞΥΛΙΝΕΣ ΦΕΡΟΥΣΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΥΝ∆ΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΜΕ ΚΑΡΦΟΕΛΑΣΜΑΤΑ Γεώργιος Καλύβας Πολ. ΜηχανικόςΤα καρφοελάσµατα είναι επίπεδα γαλβανισµένα χαλυβδοελάσµατα πάχους 0,9 έως 2,5 mm µε κάθετες στην επιφάνεια τους καρφίδες που έχουν προκύψει από το ίδιο υλικό του ελάσµατος (βλπ. σχήµα 1). Η τοποθέτησή τους απαιτεί ειδική πρέσα για οµοιόµορφη τοποθέτηση στα στοιχεία των κόµβων από τις δύο πλευρές. Ορισµένα καρφοελάσµατα συνδυάζονται και µε καρφιά, τα οποία τοποθετούνται προσωρινά (πριν από το πρεσσάρισµα) για την σταθεροποίησή τους στη θέση τους και δεν λαµβάνονται υπόψη στην φέρουσα ικανότητα της σύνδεσης. Τα καρφοελάσµατα χρησιµοποιούνται κυρίως σε ζευκτά στεγών µε µεταξόνιο όχι µεγαλύτερο των 1,10 m, βιοµηχανικού τύπου, που µεταφέρονται στο έργο έτοιµα προς τοποθέτηση, µε την προϋπόθεση ότι ο συνολικός φορέας (ζευκτά και απαραίτητοι αντιανέµιοι σύνδεσµοι) θα παραµένει απαραµόρφωτος στο χώρο. Τα σύνηθη µεταξόνια των ζευκτών βιοµηχανικού τύπου είναι 0,60 m. 1.Χαρακτηριστικά στοιχεία του καρφοελάσµατος - Αντοχή σε θραύση από εφελκυσµό: min 310 N/mm2, max 450 N/mm2 - Όριο διαρροής: min 220 N/mm2 - Επιφανειακή προστασία ψευδαργύρου περιεκτικότητας 98,5%: τουλάχιστον 275 gr/m2 για το σύνολο των δύο όψεων - Ανοχές στο πάχος του ελάσµατος από ± 0,09 έως + 0,15 mm, αναλογικά για πάχος από 0,9 έως 2,5 mm2.Ελάχιστο πάχος του προς σύνδεση µε καρφοελάσµατα ξύλινου στοιχείου: 36 mm όταν το ποσοστό υγρασίας του είναι 20%.3.Υγρασία ξυλείας κατά τη φάση σύνδεσης Ελάχιστη 22%. ∆εν πρέπει να υπερβεί τοπικά το 25%.4.Συνθήκες υγρασίας χώρων όπου υπάρχουν ξύλινες κατασκευές µε καρφοελάσµατα Το ποσοστό υγρασίας της ξυλείας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 18% για µια σηµαντική περίοδο και ουδέποτε το 22%. Τούτο σηµαίνει ότι δεν θα πρέπει να υπάρχουν εσωτερικές συνθήκες ευνοϊκές για αύξηση της σχετικής υγρασίας των χώρων και των επιφανειακών συµπυκνώσεων. Όταν παρόµοιες κατασκευές χρησιµοποιούνται εξωτερικά ή σε ανοικτούς χώρους, θα πρέπει να λαµβάνονται συµπληρωµατικά µέτρα για προστασία από διάβρωση.5.Προϋποθέσεις για σύνδεση στοιχείων ρητινώδους ξυλείας µε καρφοελάσµατα - Ανοχές πάχους µεταξύ των στοιχείων: µικρότερες του 1 mm1/5 - Ελάχιστο πάχος αρµού µεταξύ στοιχείων: µικρότερο των 2 mm (σχήµα 2) - Παρουσία ρόζων: πρέπει να αποφεύγονται νεκροί ρόζοι ή οπές από ροζούς, στις επιφάνειες που πρόκειται να καλυφθούν από το καρφοέλασµα. - Ζωντανοί ρόζοι: γίνονται δεκτοί, εφόσον οι καρφίδες εισέρχονται άνετα σε αυτούς. Στην περίπτωση που η δύναµη που ασκείται σε ένα καρφοέλασµα, ασκείται προς τα έξω ή προς τα πλευρικά άκρα του στοιχείου, θα πρέπει η απόσταση µεταξύ των ως άνω και κάθε ρόζου που καλύπτεται από την επιφάνεια του καρφοελάσµατος να είναι τουλάχιστον ίση µε τη µέγιστη διάσταση του ρόζου κατά τη διεύθυνση της δύναµης. 6.Παραλαµβανόµενες καταπονήσεις από τα καρφοελάσµατα Από µόνιµα και κινητά φορτία περιλαµβανοµένων και των θετικών και αρνητικών ανεµοπιέσεων. Στην περίπτωση που τα κινητά φορτία µεταβάλλονται µε το χρόνο και αυτή η µεταβολή πραγµατοποιείται σε συχνότητες που υπερβαίνουν το 1/2 έως 1/3 της χαµηλότερης ιδιοσυχνότητας της κατασκευής, θα προκύψουν δυναµικά φαινόµενα τα οποία θα πρέπει να ληφθούν υπόψη στους υπολογισµούς.7.Μηχανική συµπεριφορά Μετά την τοποθέτησή τους τα καρφοελάσµατα θα πρέπει να εξακολουθούν να εξασφαλίζουν τη συνδεσµολογία µε τους προβλεπόµενους συντελεστές ασφαλείας για όλη τη διάρκεια ζωής της κατασκευής, µε την προϋπόθεση ότι ο όλος φορέας έχει καταστεί απαραµόρφωτος µε αντιανεµία. Η αντοχή της σύνδεσης σε εφελκυσµό εξαρτάται γενικά από την πλευρική αντοχή των καρφίδων. Πάντως δεν θα πρέπει να υπάρχει υπέρβαση της οριακής αντοχής της πλάκας του ελάσµατος σε εφελκυσµό και σε διάτµηση. Οι θλιπτικές καταπονήσεις, κατά παροδοχή, παραλαµβάνονται από αυτά τούτα τα στοιχεία όταν: -8.έρχονται σε επαφή µε τις καταλήξεις τους (σόκορα) (σχήµα (2Α) το ένα στοιχείο µε την κατάληξη του σε επαφή µε άλλο σχηµατίζει γωνία (σχήµα 2Β)∆ιάρκεια φόρτισης Στους υπολογισµούς της αντοχής της ξύλινης κατασκευής µε συνδεόµενα µε καρφοελάσµατα στοιχεία, λαµβάνεται υπόψη και η διάρκεια διατήρησης των καταπονήσεων.9.Κριτήρια διαστασιολόγησης - απαιτήσεις ως προς τα δεδοµένα του υπολογισµού Εξετάζονται τρεις πιθανοί τρόποι θραύσης σε στατική φόρτιση των καρφοελασµάτων. i.Πλευρική αντοχήΤα µέγιστα φορτία και τα χαρακτηριστικά δύναµης/παραµόρφωσης σε πλευρική αντοχή εξαρτώνται από:2/5 -τις διαστάσεις και τη µορφή των καρφίδων τον αριθµό των αποτελεσµατικών καρφίδων σε κάθε συνδεόµενο στοιχείο την µεταξύ τους απόσταση των καρφίδων τη γωνία α µεταξύ της κύριας διεύθυνσης της πλάκας και της δύναµης F τη γωνία β µεταξύ της διεύθυνσης των ινών και της δύναµης F τη διάρκεια φόρτισης το είδος της ξυλείας το ποσοστό υγρασίας της ξυλείαςΚατά τον προσδιορισµό των ενεργών καρφίδων σύνδεσης των στοιχείων µεταξύ τους παραλείπονται εκείνες που βρίσκονται κοντά στις πλευρές και τις καταλήξεις της διατοµής (σόκορα). Πρακτικά εφαρµόζονται οι κανόνες: - σόκορα διατοµής: οι µετρήσεις των καρφίδων γίνονται κατά παράλληλη προς στις ίνες διεύθυνση - θλιβόµενες διατοµές: παραλείπονται από τους υπολογισµούς οι καρφίδες που βρίσκονται σε απόσταση µικρότερη των 6 mm από το σόκορο, δηλαδή αυτές που είναι στη ζώνη e1=12 mm (σχήµα 2) - εφελκυόµενες διατοµές: -για ελάσµατα πάχους 0,9 mm παραλείπονται οι καρφίδες, όπως προηγουένως για ελάσµατα πάχους 1,25 mm παραλείπονται οι καρφίδες που απέχουν απόσταση µικρότερη των 10 mm από το σόκορο για ελάσµατα πάχους 2,5 mm παραλείπονται οι καρφίδες που απέχουν απόσταση µικρότερη των 13 mm από το σόκορο- πλευρές: ανεξαρτήτως πάχους ελάσµατος παραλείπονται οι καρφίδες που απέχουν απόσταση µικρότερη των 6 mm από την ακµή της πλευράς, δηλαδή αυτές που είναι στη ζώνη e = 6 mm (σχήµα 2Α) ii. Αντοχή σε εφελκυσµό και διάτµηση Η αντοχή σε εφελκυσµό και διάτµηση του ελάσµατος εξαρτάται από τα τεχνικά του χαρακτηριστικά και από το τµήµα του ελάσµατος που παραµένει µετά τη διάτρηση για διαµόρφωση των καρφίδων. Σηµείωση Για τους υπολογισµούς της αντοχής των καρφοελασµάτων, της αγκύρωσης και των συνδέσεων των στοιχείων ξύλινης κατασκευής βλέπε παράγραφο 8.8 του ΕΝ 1995-1-1/2005: Ευρωκώδικα 5, όπου καθορίζονται οι απαιτούµενες υπολογιστικές διαδικασίες. Ανεξαρτήτως αυτών οι Μελετητές ξύλινων φορέων µε καρφοελάσµατα πρέπει να διαθέτουν το κατάλληλο λογισµικό υπολογισµών και οι κατασκευαστές των καρφοελασµάτων να είναι σε θέση να δώσουν όλα τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά ως αποτέλεσµα δοκιµών σύµφωνα µε το ΕΝ 1075.10. Προϋποθέσεις αποτελεσµατικής και οµοιόµορφης διείσδυσης των καρφίδων Είναι απαραίτητο η τοποθέτηση των καρφοελασµάτων να πραγµατοποιείται µε ειδική πρέσα. Θα θεωρηθεί αποτελεσµατική η τοποθέτηση όταν: όλες οι καρφίδες διεισδύουν οµοιόµορφα στο µέγιστο του µήκους τους, χωρίς στρέβλωση ή ρωγµή του ελάσµατος και χωρίς δηµιουργία κενών µεταξύ αυτού και της επιφάνειας του στοιχείου - το έλασµα δεν εισχωρεί στο ξύλο σε βάθος µεγαλύτερο του τέταρτου του πάχους του-3/5 11. Αντοχή των καρφοελασµάτων στο χρόνο Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή στο χρόνο είναι: - Η υγρασία του ξύλου - Οι ατµοσφαιρικοί ρύποι - η αντοχή του γαλβανίσµατος για υγρασία ξύλου µεγαλύτερη από 22%. - Η προστασία της ξυλείας µε διάφορα χηµικά προϊόντα για την αποφυγή προσβολής από βιολογικούς παράγοντες. Υπάρχει περίπτωση να διαβρωθεί το έλασµα όταν έρθει σε επαφή µε παρόµοια ξυλεία εάν δεν έχει διερευνηθεί εργαστηριακά το θέµα. - Η διάβρωση των καρφοελασµάτων από την εκ των υστέρων επιφανειακή προστασία της ξυλείας έναντι βιολογικών παραγόντων, εάν πριν από την εφαρµογή δεν προστατευθούν µε κατάλληλες επαλείψεις οι µεταλλικές επιφάνειες. - Οι παραµορφώσεις του φορέα του οποίου τα στοιχεία συνδέονται µε καρφοελάσµατα όταν η όλη δοµή του δεν έχει καταστεί απαραµόρφωτη, δηλαδή όταν δεν έχουν εφαρµοσθεί οι αντιανέµιες διατάξεις.Βιβλιογραφία 1.Οδηγίες Ευρωπαϊκής Ενωσης (UEAtc) Directives (UEAtc) pour I’ agement de connecteurs metalliques pour charpentes en bois.2.Κατευθύνσεις για την έγκριση καρφοελασµάτων ξύλινων φέρουσων κατασκευών ΕΝ 1995-1-1/2005Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-1: General - Common rules and rules for buildings Ευρωκώδικας 5: Σχεδιασµός ξύλινων κατασκευών Μέρος 1-1: Γενικά - Κοινοί κανόνες και κανόνες για κτίριαAFNOR NFP 21-701 DTU REGLES CB 71Regles de calcul et de conception des charpentes en bois Κανόνες CB 71 - Κανόνες υπολογισµού και διαµόρφωσης των φέρουσων ξύλινων κατασκευώνAFNOR NFP 21-205-2 Charpentes en bois assemblees par connecteurs DTU 31.3 metalliques ou goussets Partie 2: Regies de conception et de calcul. Ξύλινες φέρουσες κατασκευές συνδεόµενες µε καρφοελάσµατα ή κοµβοελάσµατα Μέρος 2: Κανόνες διαµόρφωσης και υπολογισµού NFP 21-205-1 DTU 31.3Charpentes en bois assemblees par connecteurs matallique ou goussets Partie 1 - Regies de mise en oeuvre. Ξύλινες φέρουσες κατασκευές συνδεόµενες µε καρφοελάσµατα ή κοµβοελάσµατα Μέρος 1: Κανόνες εφαρµογής4/5 Καρφοελάσµατα συνδεσµολογίας στοιχείων ξυλίνων κατασκευών βιοµηχανικού τύπουΣχήµα 1Σχήµα 2ΑΣχήµα 2ΒΠαραδείγµατα στερέωσης ζευκτών στέγης βιοµηχανικού τύπου στα περιµετρικά φέροντα στοιχεία µε χρήση καρφοελασµάτωνΣχήµα 3ΑΣχήµα 3Β5/5Σχήµα 3C
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.