Εγχυόμενα Ασυστολικά Κονιάματα και Κονιάματα Συρματομικροκισηροδέματος

ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ

ΕΓΧΥΟΜΕΝΑ ΑΣΥΣΤΟΛΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΚΟΝΙΑΜΑΤΑ

ΚΟΝΙΑΜΑΤΑ ΣΥΡΜΑΤΟΜΙΚΡΟΚΙΣΣΗΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

ΤΥΠΟΙ ΒΛΑΒΩΝ ΚΑΙ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΤΥΠΟΙ ΒΛΑΒΩΝ Οι βλάβες στον φέροντα οργανισμό ενός κτιρίου μπορούν να εμφανιστούν:

Βλάβες μετά παρέλευση χρόνου Εμφανίζονται συνήθως με τη μορφή:

αμέσως μετά το ξεκαλούπωμα μετά την παρέλευση κάποιου χρόνου μετά την επιπόνηση του στοιχείου

Βλάβες αμέσως Μετά το Ξεκαλούπωμα

 ρωγμών ή και εκτινάξεων της επικάλυψης του οπλισμού λόγω διάβρωσής του  ρηγματώσεων και αποσαθρώσεων λόγω χημικών προσβολών

Βλάβες λόγω Επιπόνησης

Είναι βλάβες κακοτεχνιών. συνήθως με τη μορφή:

Εμφανίζονται

 αποκολλήσεων της επικάλυψης του οπλισμού  κοιλοτήτων στη μάζα του σκυροδέματος οφειλόμενων σε:  ανεπαρκή συμπύκνωση του σκυροδέματος 

ξένα σώματα στη μάζα του σκυροδέματος



απόμιξη σκυροδέματος με μορφή εμφάνισης ξηρολιθιάς στο κάτω μέρος δοκών και στύλων, βλ. υποσημείωση στο τέλος της ενότητας



εκτεταμένων ρηγματώσεων λόγω παρεμποδιζόμενης συστολής κατά την πήξη του σκυροδέματος. Εμφανίζονται συνήθως στο επάνω μέρος των πλακών

Οι βλάβες λόγω της επιπόνησης των στοιχείων διακρίνονται σε:  Προβλεπόμενες βλάβες Τέτοιες βλάβες είναι μόνον η καμπτική αστοχία δοκών μετά την επιπόνησή τους με το σεισμό σχεδιασμού  Βλάβες οφειλόμενες σε λάθη σχεδιασμού ή κατασκευής. Τέτοιες είναι συνήθως: 

βλάβες που εμφανίζονται για τα φορτία λειτουργίας της κατασκευής



διατμητική ρηγμάτωση ή αστοχία δοκών που εμφανίζονται μετά από την επιπόνησή τους με το σεισμό σχεδιασμού



διατμητική είτε καμπτική αστοχία στύλων μετά την επιπόνησή τους με το σεισμό σχεδιασμού

ΤΥΠΟ Ι ΕΠΕΜΒΑ ΣΕΩΝ Επισκευή

Ενίσχυση

Η αποκατάσταση της μονολιθικότητας των στοιχείων της κατασκευής στις δύο πρώτες κατηγορίες βλαβών καθώς και η αποκατάσταση της καμπτικής φέρουσας ικανότητας δοκών μετά από σεισμική επιπόνηση συνιστούν επισκευή της κατασκευής.

Στην τρίτη κατηγορία βλαβών των οφειλόμενων σε λάθη κατά το σχεδιασμό είτε την κατασκευή δεν αρκεί η αποκατάσταση της φέρουσας ικανότητας των στοιχείων, η επισκευή των στοιχείων. Απαιτείται η ενίσχυσή τους, η αύξηση της φέρουσας ικανότητάς τους.

Κατά την επισκευή δεν αλλάζουν συνήθως οι γεωμετρικές διαστάσεις των στοιχείων. Κατά κανόνα η επέμβαση περιορίζεται στο στοιχείο το οποίο εμφανίζει βλάβη.

Συνήθως κατά την ενίσχυση αυξάνονται οι γεωμετρικές διαστάσεις των στοιχείων και γι αυτό καιι οι δυσκαμψίες τους, αλλάζει η κατανομή της σεισμικής δύναμης και ενδέχεται να απαιτηθεί ενίσχυση κι άλλων στοιχείων πέραν αυτών που εμφανίζουν βλάβη.

Ι. ΕΓΧΥΟΜΕΝΑ ΑΣΥΣΤΟΛΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΚΟΝΙΑΜΑΤΑ Τα εγχυόμενα ασυστολικά τσιμεντοκονιάματα αποτελούν το συνηθέστερο τύπο επισκευαστικών κονιαμάτων για συνήθεις κατασκευές από σκυρόδεμα χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις χημικής ανθεκτικότητας και αδιαπερατότητας.

1. Περιγραφή

εφικτό, επάλειψη του παλιού σκυροδέματος με κατάλληλη εποξειδική ρητίνη.

Είναι έτοιμα κονιάματα (διατίθενται συνήθως σε σάκκους των 20 ή 25 kg) τα οποία περιέχουν υπερρευστοποιητικό πρόσθετο για μεγαλύτερη εργασιμότητα και διογκωτικό πρόσθετο ώστε να αναιρούν τη συστολή πήξεως και ξηράνσεως του κονιάματος. Γι΄αυτό:  ενδείκνυνται για αποκατάσταση της μονολιθικότητας δομικών στοιχείων από σκυρόδεμα, καθώς στο παλιό σκυρόδεμα έχει σταθεροποιηθεί η συστολή ξηράνσεως. Αν χρησιμοποιηθεί απλό σκυρόδεμα ή σύνηθες κονίαμα, λόγω της έντονης συστολής ξηράνσεώς του κατά τους πρώτους μήνες από την παρασκευή του, υπάρχει ο κίνδυνος αποκόλλησής του από το παλιό σκυρόδεμα. Η εφαρμογή των κονιαμάτων αυτών είναι ιδιαίτερα ευχερής καθώς δεν είναι αναγκαία η χρήση αναμικτήρα. Η προσθήκη του νερού μπορεί να γίνει σε οποιοδήποτε υποδοχέα και για την ομοιομόρφισή του απαιτείται απλή ανάδευση.  Μπορεί να προστεθεί μεγάλη ποσότητα νερού ώστε να επιτευχθεί ίδιαίτερα μεγάλη ρευστότητα, χωρίς να εμφανίζεται απόμιξη ή εξίδρωση. Πριν την έγχυσή τους στο υπό επισκευή στοιχείο, αφαιρείται όλο το χαλαρό σκυρό-δεμα στην περιοχή της αστοχίας ή κακο-τεχνίας του στοιχείου, διαμορφώνονται στο παλαιό σκυρόδεμα κοιλότητες (π.χ. με σφυρί και καλέμι), εκτραχύνεται η επιφάνειά του (π.χ. με αμμοβολή) και στη συνέχεια καταβρέχεται υπό πίεση. Για ακόμη καλύτερη πρόσφυση με το παλιό σκυρόδεμα μπορεί να γίνει, όπου είναι αυτό

Εικόνα 1 Επιφάνεια στοιχείων πριν την έγχυση του κονιάματος

Σε περίπτωση απαίτησης πολύ μεγάλης ρευστότητας του κονιάματος (περίπτωση κάλυψης πολύ μικρών κενών) καλό είναι να σφραγίζονται οι αρμοί των ξυλοτύπων με κατάλληλη σφραγιστική κονία για να αποφεύγεται διαφυγή του κονιάματος. Όπως και με την απλή σκυροδέτηση μετά την έγχυση του κονιάματος απαιτείται υγρή συντήρηση για τουλάχιστον 24 ώρες με βρεγμένες λινάτσες ή ειδικές μεμβράνες συντήρησης.

2. Τεχνολογικά Χαρακτηριστικά Η αντοχή των κονιαμάτων αυτών ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο τους και την ποσότητα του νερού που προστίθεται. Οι περισσότεροι τύποι εμφανίζουν αντοχή μεγαλύτερη από 40 MPa ακόμη και για ιδιαίτερα μεγάλη ρευστότητα του μίγματος. Λόγω του μικρού κόκκου του αδρανούς που περιέχουν, εμφανίζουν:

 σημαντικά μεγαλύτερη συνάφεια με το χάλυβα απ΄ό,τι σκυρόδεμα ίδιας αντοχής και  ελαφρά μικρότερο μέτρο ελαστικότητας από ό,τι σκυρόδεμα αντίστοιχης αντοχής (είναι της τάξεως του 25000 MPa). 

Ινωπλισμένα Κονιάματα ή Συρματοκονιάματα

Ινωπλισμένα κονιάματα εμφανίζουν μεγαλύτερη εφελκυστική αντοχή και υιοθετούνται όταν απαιτείται μικρό άνοιγμα ρωγμών των επισκευαζόμενων στοιχείων (στοιχεία σε βλαπτικά περιβάλλοντα) ή για επισκευή σε θέσεις κόμβων. Αύξηση της εφελκυστικής αντοχής των ασυστολικών κονιαμάτων επιτυγχάνεται και με συρματόπλεγμα (κοττετσόσυρμα) υψηλής αντοχής και μικρού ανοίγματος βροχίδας το οποίο τοποθετείται στην προς επισκευή επιφάνεια πριν την έγχυση του κονιάματος. Στην περιοχή των κόμβων ή περιοχές με μεγάλες κοιλότητες για μεγαλύτερη ενίσχυση το συρματόπλεγμα μπορεί να εγκλωβιστεί τσαλακωμένο.

Η δεύτερη περίπτωση εμφανίζεται είτε με αποκόλληση της επικάλυψης των ράβδων του οπλισμού λόγω ανεπαρκούς πάχους της είτε με τη μορφή ρηγματώσεων ή αποσαθρώσεων λόγω διάβρωσης του οπλισμού ή βλαπτικής χημικής αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον. Αν το βάθος και η έκταση της επισκευής είναι μικρή αντί για εγχυόμενα κονιάματα χρησιμοποιούνται πιο συνεκτικά, θιξοτροπικά κονιάματα τα οποία μπορούν να εφαρμοστούν με μυστρί. Στο εμπόριο κυκλοφορούν πολλοί τύποι επισκευαστικών κονιαμάτων με ειδικές προσμίξεις για να αντιμετωπίζουν ιδιαίτερες απαιτήσεις, όπως κονιάματα με ταχεία πήξη, κονιάματα ανθεκτικά σε θειϊκά, κ.α.

2.2 Αποκατάσταση Φέρουσας Ικανότητας της Κατασκευής Με ασυστολικά κονιάματα μπορεί να αποκατασταθεί η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων μετά την αστοχία τους, π.χ. μετά από σεισμό, διατηρώντας τις αρχικές διαστάσεις των στοιχείων.

3. Εφαρμογές 3.1 Αποκατάσταση Μονολιθικότητας της Κατασκευής Με τα ασυστολικά κονιάματα αποκαθίσταται η μονολιθότητα των στοιχείων της κατασκευής όταν αυτή έχει διαταραχθεί. Διατάραξη της μονολιθικότητας μπορεί να παρατηρηθεί αμέσως μετά το ξεκαλούπωμα είτε με την πάροδο του χρόνου. Η πρώτη περίπτωση εμφανίζεται με τη μορφή κενών σκυροδέτησης λόγω ανεπαρκούς συμπύκνωσης του σκυροδέματος (συνήθης περίπτωση σε περιοχές με πυκνό οπλισμό, όπως σε κόμβους) είτε λόγω παρείσφυσης ξένων σωμάτων (όπως ξύλινων τάκων, κ.α.) Εμφανίζεται, επίσης, με την εμφάνιση ξηρολιθιάς στο κάτω μέρος των στοιχείων λόγω απόμιξης του σκυροδέματος, οφειλόμενης σε υπερβολική ρευστότητα και κακή κοκκοδιαβάθμιση (καθιζάνουν τα χονδρόκκοκα αδρανή).

Αντικαθιστώντας στις περιοχές αστοχίας τους το αποδιοργανωμένο σκυρόδεμα με συμπαγές κονίαμα με τον τρόπο που σχολιάστηκε στο κεφ. 1, αποκαθίσταται: 

η ικανότητα της θλιβόμενης ζώνης τους



η συνάφεια του υπάρχοντος οπλισμού ώστε να μπορεί να ενεργοποιηθεί (ενταθεί) κατά τη φόρτιση των στοιχείων

Η διατήρηση των αρχικών διαστάσεων είναι εφικτή όταν δεν υπάρχει σημαντικός λυγισμός των διαμήκων ράβδων. Σε περίπτωση σημαντικού λυγισμού των ράβδων θα πρέπει να αυξηθεί το πάχος της επικάλυψή τους με το ασυστολικό κονίαμα ώστε να μην εκτιναχθεί λόγω των δυνάμεων άντυγας που θα αναπτυχθούν στις θέσεις καμπύλωσης του οπλισμού. Όπως φαίνεται στο Σχ. 1, στις θέσεις καμπύλωσής τους οι ράβδοι τείνοντας να ευθυγραμμιστούν ασκούν στο σκυρόδεμα δύναμη R.

Ίση και αντίθετη δύναμη V ασκείται από το σκυρόδεμα στις ράβδους στη θέση αυτή. Για την εξισορρόπιση των δυνάμεων αυτών αναπτύσσονται, όπως φαίνεται στο Σχ. 2, εφελκυστικές τάσεις στο κονίαμα της επικάλυψης. Το πάχος της επικάλυψης του κονιάματος πρέπει να είναι τόσο πιο μεγάλο όσο πιο μεγάλες είναι οι δυνάμεις V, δηλαδή όσο πιο μεγάλη η καμπύλωση του οπλισμού.

R

V R

(α)

V (β)

Σχ. 1 Ανάπτυξη δυνάμεων (α) R από το κονίαμα στις ράβδους, (β) V από τις ράβδους στο κονίαμα

Σχ. 2 Ανάπτυξη εφελκυστικών τάσεων στο κονίαμα

Οι δυνάμεις V είναι, όπως φαίνεται στο Σχ. 2, τόσο πιο μεγάλες όσο πιο μεγάλη είναι η καμπύλωση (ο λυγισμός) της ράβδου.

γίσουν απ ό,τι οι ευθύγραμμες. Λόγω των ακτινικών δυνάμεων που ασκούνται από το κονίαμα στη θέση της καμπύλωσής τους βελτιώνεται η συνάφειά τους και μειώνεται η τάση τους για λυγισμό.

2.3 Ενίσχυση Φέρουσας Ικανότητας της Κατασκευής Εκτός από αποκατάσταση της φέρουσας ικανότητας των στοιχείων μετά την αστοχία τους, με τα ασυστολικά κονιάματα είναι δυνατή και η ενίσχυση της φέρουσας ικανότητάς τους αν απαιτείται λόγω εσφαλμένης μελέτης, ή ανασχεδιασμού μετά από σεισμική επιπόνηση, ή αλλαγής της χρήσης της κατασκευής, πανωσηκώματος, κ.α. Η ενίσχυση τόσο της διατμητικής όσο και της καμπτικής αντοχής επιτυγχάνεται με μανδύα εγχυόμενου ασυστολικού κονιάματος ή εκτοξευόμενου ασυστολικού κονιάματος με τον ίδιο τρόπο όπως με τον μανδύα από εκτοξευόμενο σκυρόδεμα. Λόγω της υψηλής τιμής των ασυστολικών κονιαμάτων η λύση αυτή βρίσκει περιορισμένη εφαρμογή αν και εμφανίζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση μ΄αυτήν του (συμβατικού) εκτοξευόμενου σκυροδέματος. Επιτυγχάνει μηδενική σχεδόν αναπήδηση αδρανών και εξασφαλισμένες μεγαλύτερες αντοχές μανδύα που επιτρέπουν μικρότερο πάχος του, δεν απαιτεί παρεμβολή βλήτρων οπλισμού για τη συνεγρασία μανδύα και υποστρώματος (λόγω της καλύτερης προςφυσης του κονιάματος) και φυσικά δεν έχει το βασικό μειονέκτημα του εκτοξευόμενου σκυροδέματος: τις αυξημένες χρόνιες παραμορφώσεις, συστολή ξηράνσεως και ερπυσμό (λόγω της αυξημένης ποσότητας σκυροδέματος και της λεπτόκοκκης διαβάθμισης των αδρανών).

Σχ. 3

Αύξηση των δυνάμεων άντυγας με την αύξηση της καμπύλωσης του οπλισμού

Δεν είναι αναγκαίο να ευθυγραμμιστούν οι λυγισμένες ράβδοι (να κοπούν στη θέση λυγισμού τους και να αποκατασταθεί η συνέχειά τους) όπως γίνεται συνήθως στην πράξη. Οι εγκιβωτισμένες μέσα στο κονίαμα λυγισμένες ράβδοι δεν έχουν μεγαλύτερη τάση να λυ-

4. Συμπεριφορά Επισκευασμένων Στοιχείων Στοιχεία επισκευασμένα με ασυστολικά κονιάματα εμφανίζουν τα παρακάτω χαρακτηριστικά:

4.1

Τουλάχιστον Ίδια Καμπτική Αντοχή και Πλαστιμότητα

Η αντοχή των επισκευασμένων στοιχείων είναι κατά τι μεγαλύτερη από την αντοχή του αρχικού στοιχείου λόγω: 

της υψηλής θλιπτικής αντοχής του κονιάματος και, γιαυτό, του μειωμένου βάθους της θλιβόμενης ζώνης και, άρα, του μεγαλύτερου μοχλοβραχίονα των εσωτερικών δυνάμεων



της υψηλότερης εφελκυστικής αντοχής του κονιάματος και, γιαυτό, καθυστέρησης της ρηγμάτωσης των στοιχείων



της καλύτερης συνάφειας με τον οπλισμό, λόγω του μικρού κόκκου των αδρανών του κονιάματος και της υψηλής αντοχής του

Δεδομένου ότι δεν μεταβάλλεται η διατομή ούτε το ποσοστό του διαμήκους οπλισμού δεν μεταβάλλεται η πλαστιμότητα του στοιχείου. Αποκατάσταση κατά την επισκευή συνδετήρων στην περιοχή αστοχίας που ενδέχεται να έχουν ξεσύρει εξασφαλίζει στον ίδιο βαθμό την παρεμπόδιση λυγισμού των διαμήκων ράβδων η οποία αποτελεί κρίσιμο μέγεθος για την πλαστιμότητα του στοιχείου.

4.2

Ποιότητα και Θέση της Διεπιφάνειας Σκυροδέματος και Κονιάματος Κρίσιμη για τη Συμπεριφορά του Στοιχείου

θέση αυτή καθιστά κρίσιμη την αποδυναμωμένη διατομή στη θέση αυτή και μειώνει τη φέρουσα ικανότητα του στοιχείου. αποκόλληση

κονίαμα

Σχ. 4

(α)

κονίαμα

(β)

Έκταση της επισκευής κατά μήκος του στοιχείου

5. Συμπεριφορά Ενισχυμένων Στοιχείων Στοιχεία ενισχυμένα με μανδύα εγχυόμενου ή εκτοξευόμενου κονιάματος χαρακτηρίζονται από:  Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Χωρίς Μείωση της Πλαστιμότητας Όπως προκύπτει από το διάγραμμα συμπεριφοράς στο Σχ. 5 και την Εικόνα 2, τα στοιχεία με μανδύα επιδεικνύουν καλή συμπεριφορά, τόσο ως προς την φέρουσα ικανότητα, όσο και ως προς την επιτυγχανόμενη παλστιμότητα.

Η ποιότητα και η θέση της διεπιφάνειας σκυροδέματος και κονιάματος κατά μήκος του στοιχείου αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη συμπεριφορά του επισκευασμένου στοιχείου. Δεδομένης της μεγαλύτερης αντοχής που επιτυγχάνεται στην περιοχή της επισκευής, αν η θέση της διεπιφάνειας είναι κοντά στην κρίσιμη διατομή του στοιχείου, όπως φαίνεται στο Σχ. 4(α), μπορεί να καταστεί αυτή κρίσιμη και να αστοχήσει το στοιχείο στη θέση αυτή. Γι αυτό θα πρέπει να υπολογιστεί σε πόσο μήκος εκατέρωθεν της κρίσιμης διατομής πρέπει να επεκταθεί η επισκευή του στοιχείου, (ανάλογα με τη μορφή του διαγράμματος των καμπτικών ροπών), όπως φαίνεται στο Σχ.

4(β). Καθοριστική φυσικά είναι η ποιότητα της διεπιφάνειας. Αποκόλληση του κονιάματος στη

Σχ. 5 Διάγραμμα Ρ-δ αρχικού στοιχείου Ν και ενισχυμένου (με μανδύα) στοιχείου G

Δεδομένου ότι προστίθεται ισόποσος εφελκυόμενος και θλιβόμενος οπλισμός και παράλληλα αυξάνεται και η διατομή, τα στοιχεία με μανδύα δεν υστερούν σε πλαστιμότητα, εμφανίζοντας παρατεταμένη αστοχία με σαφείς προειδοποιητικές ενδείξεις για την έγκαιρη

αποφόρτισή τους, είτε την εκ νέου επισκευή τους.

Σχ. 6, ως οπλισμός ενδιάμεσα του ύψους του στοιχείου. Όπως φαίνεται στο Σχ. 7, στην περίπτωση συμμετρικού οπλισμού, στοιχείο με διάταξη του διαμήκους οπλισμού καθ΄ύψος του στοιχείου έχει ίδια καμπτική αντοχή με αντίστοιχο στοιχείο με το διαμήκη οπλισμό κατά πλάτος του στοιχείου. Ο διαμήκης οπλισμός ενδιάμεσα του ύψους σε στοιχεία με συμμετρικό οπλισμό συμμετέχει στη φέρουσα ικανότητα του στοιχείου ως αν ήταν στα πέλματα.

Εικόνα 2 Μορφολογία ρηγμάτωσης μονότονης επιπόνησης

εc =3,5%0 F s2 Αs/2

x

Fc z1

Αs/2

εs1 Fs1 (α) εc =3,5%0 Εικόνα 3

Fs2

Μορφολογία ρηγμάτωσης εναλλασσόμενης επιπόνησης

Fc εs1>εy εs1

 Σημαντική η Συμβολή του Αρχικού (εσωτερικού) Οπλισμού

Fs1 (β)

Η σημαντική αύξηση της φέρουσας ικανότητας των στοιχείων με μανδύα που φαίνεται στο Σχ.

5 οφείλεται στη σημαντική συμβολή του παλιού οπλισμού η οποία αρκετές φορές στην πράξη αμελείται. Η μονότονη καμπτική αντοχή ενισχυμένων στοιχείων στα οποία ο προστιθέμενος οπλισμός στο μανδύα είναι ίδιος με τον παλιό (εσωτερικό) οπλισμό τους είναι, όπως φαίνεται και στο Σχ.

5, υπερδιπλάσια της αρχικής τους.

F z2

ΜRdu(α) = As/2.fsd.z 1 ΜRdu(β) = 3As/4.fsd.z 2 Σχ. 7 Εσωτερικές δυνάμεις σε κατάσταση αστοχίας για διάταξη του οπλισμού (α) κατά πλάτος (β) καθ΄ ύψος

Η μείωση του μοχλοβραχίονα z στην περίπτωση της διάταξης καθ΄ύψος εξισσοροπείται από την αύξηση της συνισταμένης δύναμης F s1 των εφελκυόμενων ράβδων.  Σημαντική Μείωση της Φέρουσας Ικανότητας μετά τον Παρθενικό Κύκλο

Σχ. 6

Ο παλιός οπλισμός ως ενδιάμεσος καθύψος

Ο υπερδιπλασιασμός της φέρουσας ικανότητας των στοιχείων είναι αναμενόμενος, καθώς ο εσωτερικός οπλισμός δρα, όπως φαίνεται στο

Όπως φαίνεται από το διάγραμμα συμπεριφοράς στο Σχ. 5, ιδιοτυπία της εναλλασσόμενης συμπεριφοράς των ενισχυμένων στοιχείων με μανδύα είναι: 

Η παρατηρούμενη σημαντική πτώση του φορτίου μετά τον παρθενικό κύκλο.

Η πτώση αυτή είναι τόσο πιο μεγάλη όσο πιο μεγάλο είναι το ποσοστό του ενδιάμεσου οπλισμού. Η συμπεριφορά αυτή είναι χαρακτηριστική των στοιχείων με διάταξη διαμήκους οπλισμού ενδιάμεσα του ύψους του στοιχείου, όπως προκύπτει από την ανάπτυξη των εσωτερικών δυνάμεων σε κατάσταση αστοχίας που φαίνεται στο Σχ. 8. Μετά την ανακύκληση της επιπόνησης οι καμπτικές ρωγμές εκτείνονται σ΄όλο το ύψος των στοιχείων, όπως φαίνεται στην εικόνα 3, καθώς οι καμπτικές ρωγμές που εμφανίζονται στην άνω εφελκυόμενη περιοχή του φορέα για αρνητική φορά της ροπής είναι μεγάλες και κατά την αντιστροφή της ροπής οι ρωγμές αυτές στην, θλιβόμενη τώρα, άνω περιοχή δεν κλείνουν. Στο Σχ. 8 φαίνονται οι εσωτερικές δυνάμεις καθ΄ ύψος της διατομής μετά την ανακύκλιση της επιπόνησης (μεγάλου εύρους) (α) για στοιχεία με τον διαμήκη οπλισμό στα πέλματα και (β) για στοιχεία με μέρος του διαμήκους οπλισμού καθ΄ ύψος της διατομής.

εc

1

την ανακύκληση, καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ.

8(α), δεν μεταβάλλεται το μέγεθος των εσωτερικών δυνάμεων και η μεταβολή του μοχλοβραχίονα των εσωτερικών δυνάμεων είναι αμελητέα. Στην περίπτωση, όμως, στοιχείων με μέρος του διαμήκους οπλισμού καθ΄ ύψος της διατομής προκύπτει σημαντική μείωση της καμπτικής αντοχής καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 8(β), μειώνεται και το μέγεθος και ο μοχλοβραχίονας των εσωτερικών δυνάμεων. 

Κατά τον ικανοτικό σχεδιασμό των υποστυλωμάτων σε κάμψη η καμπτική αντοχή τόσο των δοκών όσο και των υποστυλωμάτων τίθεται ίση μ΄ αυτήν της μονότονης επιπόνησης. Αν δεν ληφθεί υπόψη η καμπτική αντοχή μετά την ανακύκληση της επιπόνησης θα παραβιαστεί ο ικανοτικός σχεδιασμός και θα προκύψει αστοχία των ενισχυμένων υποστυλωμάτων και όχι των δοκών, όπως προβλέπεται στο σχεδιασμό. Γιαυτό απαιτείται:

Fs2= Αs/2.fs

 z1 εs1 ε1 = ε2

2

Fs1= Αs/2.fs (α)

Στη μελέτη ενίσχυσης ως ροπή αστοχίας των υποστυλωμάτων να τίθεται η καμπτική αντοχή μετά την ανακύκληση της επιπόνησης και όχι αυτή της μονότονης επιπόνησης.

 Μειονεκτήματα στην Περίπτωση Διατμητικής Ενίσχυσης

ε1

1

Η μείωση αυτή της καμπτικής αντοχής πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη μελέτη ενίσχυσης.

Βασικό μειονέκτημα της λύσης του μανδύα είναι ότι: z2

2

Σχ. 8

ε2

ε1 = ε2

F s1 (β)

Εσωτερικές δυνάμεις σε κατάσταση αστοχίας μετά την ανακύκλιση για διάταξη (α) κατά πλάτος και (β) καθ΄ ύψος

Στην περίπτωση στοιχείων με τον διαμήκη οπλισμό στα πέλματα δεν προκύπτει διακριτή διαφοροποίηση της καμπτικής αντοχής μετά

 Δεν είναι δυνατή η τοπική ενίσχυση μόνο της διατμητικής αντοχής. Λόγω: 

της αύξησης της διατομής του στοιχείου και



του πρόσθετου διαμήκους οπλισμού που απαιτείται για τη συναρμολόγιση των πρόσθετων συνδετήρων του μανδύα,

μεταβάλλεται τόσον η καμπτική αντοχή του στοιχείου, όσο και η δυσκαμψία του. Η μεταβολή των χαρακτηριστικών αυτών απαιτεί επανασχεδιασμό της κατασκευής και,

ενδεχομένως, ενίσχυση και άλλων στοιχείων, ώστε να τηρηθούν οι απαιτήσεις των ικανοτικών ελέγχων κατά τον αντισεισμικό σχεδιασμό. Πρόσθετο μειονέκτημα της μεθόδου στην περίπτωση στοιχείου με διατμητική αστοχία αποτελεί:

λυγισμού των μικρής διαμέτρου ακραίων διαμήκων ράβδων οι οποίες τοποθετούνται για τη συναρμολόγηση των συνδετήρων. Συχνά ο λυγισμός αυτός οδηγεί σε πλήρη αποδιοργάνωση της κρίσιμης περιοχής του στοιχείου.

 Η προβληματική καμπτική συμπεριφορά του ενισχυμένου στοιχείου λόγω πρόωρου

ΙΙ. ΚΟΝΙΑΜΑ ΣΥΡΜΑΤΟΚΙΣΣΗΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΚΩΝ Το ίδιο βάρος των πλακών συνήθους κατασκευής αποτελεί περίπου το 70 έως 80 % του κατακόρυφου φορτίου των υποστυλωμάτων της. Ενίσχυση των πλακών όταν απαιτείται σημαντική αύξηση του πάχους τους (λόγω εσφαλμένης μελέτης ή αλλαγής χρήσης της κατασκευής) επιφορτίζει σημαντικά τα υποκείμενα υποστυλώματα.

Γι αυτό είναι πολύ σημαντικό η ενίσχυση του πάχους των πλακών να γίνει με όσο το δυνατόν ελαφρύτερο κονίαμα. Ένα τέτοιο κονίαμα 40% ελαφρύτερο από το σύνηθες σκυρόδεμα (βάρος 15 kΝ/m3, μέγιστη αντοχή 30 – 35 MPa) αποτελεί το συρματομικροκισηρόδεμα που περιγράφεται στη συνέχεια.

__________________________________________ Γιατί απομειγνύεται το νωπό σκυρόδεμα (όταν είναι πολύ ρευστό)

Το νωπό σκυρόδεμα μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ρευστό μέσα στο οποίο αιωρούνται τα στερεά των αδρανών. Μετά κάποιο χρόνο από την ανάμιξη των υλικών τα αδρανή θα αρχίσουν να καθιζάνουν.

μεγαλύτερη ταχύτητα αναπτύσσουν τα χοντρόκοκκα αδρανή (μεγαλύτερο d) με συνέπεια μετά κάποιο χρόνο t από την ανάμιξη των υλικών, να υπάρχει η παρακάτω διαστρωμάτωση του νωπού σκυροδέματος:

Ή ταχύτητα με την οποία θα καθιζάνουν είναι σύμφωνα με το νόμο του Stokes (προσεγγιστική παραδοχή):

V : ταχύτητα καθίζησης d : διάμετρος κόκκου pt : πυκνότητα κόκκου n : συντελεστής ιξώδους του μέσου ps: πυκνότητα μέσου Όπως προκύπτει από την παραπάνω σχέση

- στην επιφάνεια: στρώμα νερού - ενδιάμεσα: τσιμεντοπολτός και λεπτόκοκκα αδρανή - στον πυθμένα: χονδρόκοκκο αδρανή

ΙΙ. ΣΥΡΜΑΤΟΜΙΚΡΟΚΙΣΣΗΡΟΔΕΜΑ - EΝΑ ΥΠΟΣΧΟΜΕΝΟ ΕΛΑΦΡΟΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΓΙΑ ΦΕΡΟΥΣΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Το σκυρόδεμα ως δομικό υλικό είχε δύο βασικά μειονεκτήματα: μικρή εφελκυστική αντοχή και μεγάλο βάρος. Για την αντιμετώπιση της μικρής εφελκυστικής αντοχής αναπτύσσεται το οπλισμένο σκυρόδεμα. Για την αντιμετώπιση του μεγάλου βάρους αναπτύσσεται το ελαφροσκυρόδεμα.

1. Το Ελαφροσκυρόδεμα Διεθνώς

 Τα Πλεονεκτήματά του

 Η Δομή του Υλικού



Το ελαφροσκυρόδεμα είναι σκυρόδεμα με ελαφρά αδρανή, φυσικά ή τεχνητά.

Μικρότερο βάρος στα υλικά κατασκευής συνεπάγεται μικρότερο συνολικό φορτίο της κατασκευής και, γι΄αυτό, μικρότερες διαστάσεις του φέροντα οργανισμού, λιγότερο οπλισμό, μικρότερη επιβάρυνση ξυλοτύπων και οικονομία στη θεμελίωση.

Το πιο διαδεδομένο φυσικό αδρανές είναι η κίσσηρη (ελαφρόπετρα). Τα τεχνητά αδρανή προκύπτουν από βιομηχανική επεξεργασία αργίλου, σχιστολίθου, ή απορριμάτων της βιομηχανίας, όπως της ιπτάμενης τέφρας, της σκόνης που προκύπτει από την επεξεργασία των λιγνιτών στους σταθμούς παραγωγής ρεύματος, κ.ά. Η επεξεργασία, κυρίως θερμική, έχει αρκετά κοινά σημεία με την κεραμοποιία ή τη βιομηχανία τοϋ τσιμέντου. Στο εμπόριο φέρονται μέ διάφορες ονομασίες ανάλογα με τη μέθοδο καί τη χώρα παρασκευής τους.

 Η Εξέλιξή του Η πρώτη εφαρμογή τοϋ έλαφροσκυροδέματος ανάγεται στους ρωμαϊκούς χρόνους. Πάνθεο και Κολοσσαΐο είχαν γιά πρώτη ϋλη κομμάτια από κίσηρη. Από τότε συναντάμε πάλι το έλαφροσκυρόδεμα στον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο. Κατασκευάζεται για πρώτη φορά πλοίο από έλαφροσκυρόδεμα. Φέρει το όνομα Selma. Ταξιδεύει συνέχεια σε θάλασσες έντονα διαβρωτικές και διαρκεί. Είναι η πρώτη κατασκευή που καταξιώνει το έλαφροσκυρόδεμα. Η επιτυχία του Selma και η ανάγκη να εξοικονομηθεί χάλυβας για πολεμικούς σκοπούς οδηγεί στην κατασκευή δέκα (10) πλοίων από έλαφροσκυρόδεμα στο δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο. Μετά το δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο αρχίζει νέα περίοδος στην ιστορία του ελαφροσκυροδέματος. Η χρήση του γενικεύεται. Αρχίζει η σταδιακή εφαρμογή του σε κτίρια, γέφυρες, θαλάσσια έργα καί κυρίως στην προκατασκευή.



Οικονομικά

Ενεργειακά- Οικολογικά

Σημαντικά είναι, επίσης, και τα ενεργειακά και οικολογικά πλεονεκτήματα. Λόγω των κενών αέρα και της κρυσταλλικής δομής του, το ελαφροσκυρόδεμα, πέραν από μικρότερο βάρος, χαρακτηρίζεται και από μεγαλύτερη θερμομόνωση και, γι αυτό, μικρότερη απαίτηση καυσίμων για τη θέρμανση των κτιρίων (η ενέργεια για την παραγωγή των τεχνητών αδρανών εκτιμάται μικρό, μόνον, ποσοστό της ενέργειας που εξοικονομείται). Η αξιοποίηση των αποβλήτων της βιομηχανίας για την παραγωγή τεχνητών ελαφρών αδρανών, πέραν από την άρση των περιβαλλοντικών προβλημάτων που δημιουργούνται συχνά από την απόθεση των απορριμάτων αυτών επιτρέπει και την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος με τη μείωση της αλόγιστης εκσκαφής των πετρωμάτων της γης. 

Αισθητικά

Μικρότερο βάρος στό υλικό κατασκευής επιτρέπει μεγαλύτερα ανοίγματα και μεγαλύτερα ϋψη. Μεγαλύτερη θερμομόνωση στό υλικό, επιτρέπει απλοποίηση στά στοιχεία κατασκευής. Και τα δύο μαζί, δίνουν μεγαλύτερη ελευθερία σχεδιασμού και δεν είναι σπάνιες οι περιπτώσεις που το ελαφροσκυρόδεμα δίνει τη δυνατότητα για εφαρμογή αρχιτεκτονικών λύσεων που είναι αδύνατες με το κανονικό σκυρόδεμα. Από την άλλη πλευρά η δυνατότητα μετα-

βολής τοϋ βάρους του ύλικοϋ με τη χρήση ελαφρών αδρανών με διαφορετικά .βάρη επιτρέπει κάθε ψορά τη διαφοροποίηση της αρχιτεκτονικής έκφρασης.

Νίσυρο καί Γυαλί σε απόσταση από την Αθήνα 800, 300 καί 200 περίπου ναυτικά μίλια, αντίστοιχα.

 Δυνατότητες για Τεχνητά Αδρανή  Περιοχές Ιδιαίτερα Πλεονεκτικής Εφαρμογής του 

Προκατασκευή

Τα βασικά πλεονεκτήματα της προκατασκευης: οικονομία καί ταχύτητα κατασκευής, είναι άμεσα εξαρτημένα από το μέγεθος τών προκατασκευασμένων στοιχείων. Καθοριστικό στοιχείο για το μέγεθος είναι η ικανότητα του μηχανικού εξοπλισμού. Το έλαφροσκυρόδεμα λόγω του μειωμένου βάρους του για δεδομένη ικανότητα των οχημάτων μεταφοράς και των γερανών ανύψωσης επιτρέπει μεγαλύτερο μέγεθος προκατασκευασμένων στοιχείων άρα μικρότερο χρόνο ανέγερσης και μικρότερο κόστος συναρμολόγησης. 

Υψηλά κτίρια

Τα οικονομικά πλεονεκτήματα του ελαφροσκυροδέματος είναι ιδιαίτερα εμφανή στην περίπτωση των ψηλών κτιρίων, καθώς η μεγέθυνση, όπως και η σμίκρυνση, ενός πράγματος δεν αφήνει αναλλοίωτη τη συμπεριφορά του. Αν δύο όροφοι κοστίζουν διπλάσια από έναν όροφο, είκοσι όροφοι δεν κοστίζουν διπλάσια από δέκα ορόφους. Μετά από έναν αριθμό ορόφων και πέραν το κόστος αρχίζει να διαρρέει. Η χρήση του ελαφροσκυροδέματος είναι εξαιρετικά πλεονεκτική στις περιπτώσεις σχετικά ασθενούς εδάφους θεμελίωσης. Το μικρότερο ίδιο βάρος της κατασκευής επιτρέπει ανέγερση περισσότερων ορόφων, ή οικονομικότερη λύση θεμελίωσης για λιγότερους ορόφουςΤό υψηλό κτίριο δέν πρέπει νά τό δοϋμε άπλά ως άλληλεπίθεση ορόφων.

2.

Οι Δυνατότητες για Ελαφροσκυρόδεμα στην Ελλάδα

Τεχνητά ελαφρά αδρανή δεν υπάρχουν ακόμη στην Ελλάδα. Αλλά δεν λείπουν οι πρώτες ΰλες για την παραγωγή τους. Στην Ελλάδα υπάρχουν εκτεταμένα κοιτάσματα αργίλου καί σχιστολίθου καθώς και παρα-προϊόντα βιομηχανίας σε εκμεταλλεύσιμες ποσότητες, κοντά σέ αστικά κέντρα (κέντρα οικοδομικής δραστηριότητας) η απλή απόθεση των οποίων δημιουργεί κατά καιρούς μεγάλα οικολογικά προβλήματα, Οί Ελληνικοί λιγμϊτες είναι πλουσιότεροι σέ τέφρα από τους λιγνίτες όλων των άλλων χωρών. Οι ποσότητες της ιπτάμενης τέφρας που προκύπτουν από την καύση τους στους σταθμούς παραγωγής ρεύματος της Δ.Ε.Η. στη Μεγαλούπολη, τη Πτολεμαΐ'δα και αλλού είναι τεράστιες. Μέχρι σήμερα έχουν γίνει μελέτες για αξιοποίηση της τέφρας στην παραγωγή του τσιμέντου. Η εκτεταμένη χρήση της ιπτάμενης τέφρας στο εξωτερικό για παραγωγή τεχνητών ελαφρών αδρανών δεν έχει βρει ακολουθηθεί στην Ελλάδα. Η Ελλάδα δέν έχει παρακολουθήσει τις άλλες χώρες στην ανάπτυξη του έλαφροσκυροδέματος. Η υστέρηση αυτή μπορεί να εξελιχθεί σε πλεονέκτημα. Θα εξαρτηθεί κατά πόσον θα αξιοποιηθεί ή εμπειρία των άλλων κρατών αποφεύγοντας τα σφάλματα της μεταβατικής περιόδου των άλλων, κατά πόσον ή σωστή πληροφόρηση θα επιτρέψει τη μείωση του αρχικού χρόνου αδράνειας που παρουσιάστηκε στις άλλες χώρες, και κατά πόσον η ξένη εμπειρία θα προσαρμοσθεί στην Ελληνική πραγματικότητα λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα και τις ιδιομορφίες της Ελλάδας

 Φυσικά Αδρανή: Η Κίσηρη  Αποθέματα Κίσηρης Σήμερα στην Ελλάδα υπάρχουν μόνο φυσικά άδρανη: ή κίσηρη. Σέ σημαντικές ποσότητες υπάρχει βασικά στα νησιά των Δωδεκανήσων: θήρα (Σαντορίνη),

Τα αποθέματα σε κίσηρη κυμαίνονται στο Γυαλί περ’ι τα 100 εκατομμύρια κυβικά μέτρα, στη θήρα και τη Νίσυρο είναι πρακτικά

ανεξάντλητα. Η εκμετάλλευση των κοιτασμάτων γίνεται από το 1952 από την εταιρεία ΛΑΒΑ, ανώνυμο εταιρεία, η οποία από τότε έχει και το προνόμιο της αποκλειστικής εκμετάλλευσης.

 Αξιοποίηση Κίσηρης Από το 1957 μέχρι το 1973 περίπου οι μεγαλύτερες ποσότητες κίσηρης εξάγονται αρχικά στις ΗΠΑ και από το 1972 και στη Γερμανία με βασική χρήση την κατασκευή κισηροπλίνθων.

1. Οι Αποτυχημένες Προσπάθειες για Φέρον Κισηρόδεμα Παρά την άρση των επιφυλάξεων για διάβρωση του οπλισμού, η αξιοποίηση της κίσηρης στην παραγωγή φέροντος κισηροδέματος καθυστερούσε για τεχνολογικούς και οικονομικούς λόγους, όπως: 

μικρή στάθμη αντοχής του κισηροδέματος για μεγάλη κατανάλωση τσιμέντου (500 κg/m3)



αντίστροφη απόμιξή του και, εν γένει, κακή εργασιμότητα (οι μεγάλοι κόκκοι της κίσηρης έχουν μεγαλύτερα κενά και, γιαυτό, είναι πιο ελαφρείς από τους μικρούς κόκκους με αποτέλεσμα να παραμένουν στην επιφάνεια του μίγματος) [1]



πρόσθετο κόστος για την προδιαβροχή των κόκκων της κίσηρης και αντικατάσταση του λεπτού υλικού με κανονική άμμο,



μεγάλες μακροχρόνιες παραμορφώσεις (λόγω της απαιτούμενης μεγάλης ποσότητας τσιμέν-του). [2].

Η επιχείρηση βασιζόταν στην αναζήτηση ποντοπόρων πλοίων που έρχονταν φορτωμένα από τις ΗΠΑ και επέστρεφαν κενά γι' αύτό και αποδέχονταν χαμηλό ναϋλο. Η άνοδος των ναύλων μετα το 1973 είχε αποτέλεσμα τη διακοπή των εξαγωγών στη Γερμανία και το σημαντικό περιορισμό των εξαγωγών στις ΗΠΑ. Σήμερα η κίσηρη χρησιμοποιείται κύρια για μονωτικούς σκοπούς και την κατασκευή κισηροπλίνθων καθώς και στην κατασκευή προκατασκευασμένων-ημιφερόντων τοιχωμάτων. Τα τελευταία χρόνια έχει εφαρμοστεί και σε φέρουσες κατασκευές σκυροδετούμενες επί τόπου αλλά κυρίως προκατασκευασμένες με τη μορφή του μικροκισηροδέματος στο οποίο αναφερ’όμαστε παρακάτω.

 Οι Επιφυλάξεις για την Καταλληλότητα της Κίσηρης και η Άρση τους Οι επιφυλάξεις που διατυπώνονταν παλιότερα για κίνδυνο διάβρωσης του οπλισμού στο κισηρόδεμα έχουν από καιρό αρθεί καθώς η περιεκτικότητα σε θείο της κίσηρης δεν βρέθηκε απαγορευτική και εκ των υστέρων εξέταση του οπλισμού σε υπάρχον κτίριο από κισηρόδεμα στο Γυαλί έδειξε ιδιαίτερα καλή αντιδιαβρωτική προστασία του οπλισμού από το κισηρόδεμα. Δεδομένου ότι οι εσωτερικοί πόροι της κίσηρης είναι κλειστοί και οι ανοιχτοί επιφανειακοί πόροι καλύπτονται από το τσιμεντοκονίαμα, το μεγαλύτερο πορώδες του κισηροδέματος δεν συνεπάγεται και μεγαλύτερη διαπερατότητα.

Τα μειονεκτήματα, όμως αυτά ήταν αποτέλεσμα του σχεδιασμού του υλικού. Ακολουθήθηκε η λογική του σχεδιασμού του συνήθους σκυροδέματος με ασβεστολιθικά αδρανή και για αύξηση της αντοχής του υιοθετήθηκε: 

αύξηση της κατανάλωσης του τσιμέντου



χρησιμοποίηση τσιμέντου υψηλής αντοχής (ταχείας ανάπτυξης της αντοχής)

καθώς και η λογική του σχεδιασμού ελαφροσκυροδεμάτων με τεχνητά ελαφρά αδρανή όπως: 

η χρησιμοποίηση ασβεστολιθικής άμμου αντί του λεπτού υλικού της κίσηρης

Στο σχεδιασμό, όμως, των ελαφροσκυροδεμάτων με τεχνητά αδρανή στις άλλες χώρες η προσθήκη ασβεστολιθικής άμμου ήταν αναγκαστική γιατί τα τεχνητά αδρανή δεν διέθεταν λεπτό υλικό. Η αύξηση της κατανάλωσης του τσιμέντου και η προσθήκη της ασβεστολιθικής άμμου αύξαναν σημαντικά το βάρος του κισηροδέματος χωρίς να αυξάνουν την αντοχή του. Το ίδιο προέκυψε και με την αντικατάσταση μέρους των χοντρών κόκκων με ασβεστολιθικά αδρανή που δοκιμάστηκε.

2. Το Μικροκισηρόδεμα: Ένα Υποσχόμενο Υλικό για Φέρουσες Κατασκευές Από ερευνητική εργασία που έγινε στο εργαστήριο σκυροδέματος του ΕΜΠ την περίοδο 1974-1978, (στα πλαίσια υποτροφίας του ΙΚΥ για εκπόνηση διδακτορικής διατριβής) το πρώτο μέρος της οποίας ήταν ο σχεδιασμός κισσηροδέματος με στόχο:    

τη μεγαλύτερη δυνατή αντοχή το μικρότερο δυνατό βάρυς το μικρότερο κόστος παραγωγής, τη καλύτερη δυνατή συνάφεια με τον οπλισμό



σημαντική θερμομόνωση



Συνάφεια με το χάλυβα: παρόμοια και ενδεχόμενα καλύτερη από αυτήν του συμβατικού σκυροδέματος (καθώς λόγω του μικρού κόκκου του αυξάνει η η ενεργή επιφάνεια επαφής).



Συντελεστής μακροχρόνιας παραμόρφωσης: παρόμοιος με αυτόν του συμβατικού σκυροδέματος.



Το μικροκισσηρόδεμα εμφανίζει, από πλευράς μηχανικής συμπεριφοράς, ομοιότητα με τα σκυροδέματα υψηλής αντοχής. Η ομοιότητα αυτή επεξηγείται στο κεφ.6.

 Ευκολία Παραγωγής Για την παραγωγή του μικροκισσηροδέματος δεν απαιτείται:

προέκυψε το μικροκισσηρόδεμα με την παρακάτω σύνθεση και τεχνολογικά χαρακτηριστικά:

 

 Σύνθεση του Μικροκισσηροδέματος



 

τσιμέντο, νερό και κίσσηρη από το Γυαλί σε ένα κλάσμα: 0-8 mm (χωρίς προδιαβροχή των κόκκων).

Οι αναλογίες ανάμιξης για αντοχή 30 ΜPa είναι της τάξεως: 

400 kg τσιμέντο ελληνικού τύπου,



940 kg κίσσηρη (με τη φυσική υγρασία)

240 kg νερό (προστιθέμενο νερό), περίπου(για μικρή εργασιμότητα). Η ποσότητα του προστιθέμενου νερού εξαρτάται από τη φυσική υγρασία της κίσσηρης . 

Για μεγαλύτερη εργασιμότητα προστίθεται κατάλληλο υπερρευστοποιητικό πρόσθετο. Καλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με υπερρευστοποιητικά σχεδιασμένα ειδικά για ελαφροσκυροδέματα (με αερακτική δράση).

 Τεχνολογικά Χαρακτηριστικά  

Μέγιστη αντοχή: 30-35 MΡa, Βάρος (σκληρυμένου): 1500 kg/m3



Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας: 0,50 kcal/mhco (εναντι 1,40 kcal/mhco για σκυρόδεμα με ασβεστολιθικά αδρανή),



Μέτρο ελαστικότητας (τέμνον στη στάθμη 30% της αντοχής): 11.103 MPa,



Καταστατικός νόμος τάσεωνπαραμορφώσεων:γραμμικός,

προδιαβροχή των αδρανών, διαχωρισμός και αποθήκευση των αδρανών σε τρία κλάσματα, ιδιαίτερος εξοπλισμός και οργάνωση του εργοταξίου (ή της μονάδας έτοιμου σκυροδέματος).

3. Οικονομικά και Τεχνολογικά Πλεονεκτήματα του Μικροκισηροδέματος Η κατά 40% μεγαλύτερη τιμή του λόγου αντοχής προς βάρος του μικροκισηροδέματος απ΄αυτήν του συνήθους σκυροδέματος με ασβεστολιθικά αδρανή και ο κατά 70% μικρότερος συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας από το σύνηθες σκυρόδεμα (αντίστοιχης αντοχής), αποτελεί πρώτη θετική ένδειξη της ενεργειακής και αντισεισμικής αξίας του, η οποία επιβεβαιώθηκε πειραματικά με δοκιμασία στοιχείων σε ημιφυσική κλίμακα που υποβλήθηκαν σε εναλλασσόμενη επιπόνηση [3] και Εδώ. Πέραν των προφανών οικονομικών και ενεργειακών πλεονεκτημάτων του υλικού λόγω του σημαντικά μικρότερου βάρους του και της μεγαλύτερης θερμομόνωσής του προκύπτουν και σημαντικά πρόσθετα τεχνολογικά και οικονομικά πλεονεκτήματα λόγω του μικρού και ελαφρού κόκκου του αδρανούς, όπως: 

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι κοινοί αναμικτήρες των κονιαμάτων και να εφαρμόζεται επί τόπου για μικρής κλίμακας σκυροδετήσεις.



Δεν απαιτείται ιδιαίτερος εξοπλισμός και οργάνωση του εργοταξίου (ή της μονάδας έτοιμου σκυροδέματος) για την παραγωγή του.



Με μόνη επιβάρυνση την αποθήκευση ενός πρόσθετου κλάσματος αδρανών είναι δυνατή η παράλληλη παραγωγή κανονικού σκυροδέματος και μικροκισσηροδέματος.

4. Η Λογική του Σχεδιασμού του Μικροκισηροδέματος  Η Μείωση του Μέγιστου Κόκκου της Κίσηρης για Αύξηση της Αντοχής του



Μπορούν να υιοθετηθούν μικρότερα δοκίμια για τον ποιοτικό έλεγχο (καθώς το μέγεθος του δοκιμίου είναι συνάρτηση του μέγιστου κόκκου του αδρανούς).



Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ελαφρότερες και φθηνότερες μήτρες που χρησιμοποιούνται για τα κονιάματα.



Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότερες και φθηνότερες μηχανές δοκιμασίας, αυτές που χρησιμοποιούνται για τα κονιάματα.

Η μείωση του μέγιστου κόκκου της κίσηρης από το σύνηθες μέγεθος των 25 mm στα 8 mm υιοθετήθηκε για την αύξηση της αντοχής του κόκκου. Οι κόκκοι της κίσηρης προκύπτουν από θραύση μεγαλύτερων κόκκων στη θέση των μεγάλων πόρων και, γι αυτό, εμφανίζουν μεγαλύτερη αντοχή όσο μειώνεται το μέγεθός τους. Με την υιοθέτηση μικρού κόκκου αίρεται, επίσης, το πρόβλημα της αντίστροφης απόμιξης του συμβατικού κισσηροδέματος (με μέγιστο κόκκο 25 έως 30 mm) και βελτιώνεται η συνάφεια με τον οπλισμό (αυξάνει η ενεργή επιφάνεια επαφής).



Μπορεί να χρησησιμοποιηθεί ως εκτοξευόμενο σκυρόδεμα με μικρότερη αναπήδηση κόκκων αδρανών και με δυνατότητα μεγαλύτερης απόστασης εκτόξευσης.

Η μεγαλύτερη ομοιογένεια του υλικού, λόγω του μικρού κόκκου του, και οι συνεπαγόμενες μικρότερες εσωτερικές μικρορρηγματώσεις, από-τελούν πρόσθετο παράγοντα βελτίωσης της διαπερατότητάς του.



Διευκολύνει τη διάστρωση σε θέσεις με μεγάλη πύκνωση οπλισμού, όπως στις θέσεις των κόμβων.

 Η Ανάγκη για Αύξηση της Αντοχής των Κόκκων της Κίσηρης



Επιτρέπει μεγαλύτερη πύκνωση των ράβδων του οπλισμού και, γιαυτό μικρότερες διαμέτρους των ράβδων.



Μικρότερες διάμετροι επιτρέπουν μικρότερα μήκη αγκύρωσης και καλύτερο έλεγχο της ρηγμάτωσης.



Λόγω του μικρού και ελαφρού κόκκου δεν προκύπτει ο διαχωρισμός που παρατηρείται στο κανονικό σκυρόδεμα.



Η διάστρωσή του μπορεί να γίνεται από μεγαλύτερα ύψη λόγω του μικρότερου διαχωρισμού λογω του μικρού και ελαφρού κόκκου ( σε υπόγειες σκυροδετήσεις κ.λ.π)



Επιτρέπει μεγαλύτερη ελευθερία στο σχεδιασμό των στοιχείων. Για παράδειγμα, μπορούν να υιοθετηθούν διατομές των υποστυλωμάτων μορφής Τ για αύξηση της δυσκαμψίας στο σταδιο λειτουργίας και αύξηση της πλαστιμότητας στο στάδιο αστοχίας,



Αντοχή και Παραμόρφωση στα συνήθη Σκυροδέματα

Τα ασβεστολιθικά αδρανή έχουν αρκετά μεγάλη αντοχή και στα σκυροδέματα με αυτά τα αδρανή για τις συνήθεις στάθμες της αντοχής τους σε φέροντα δομικά στοιχεία η αντοχή του σκυροδέματος είναι συνάρτηση της αντοχής του τσιμεντοπολτού. Γι αυτό η αύξηση της αντοχής των σκυροδεμάτων αυτών επιτυγχάνεται με αύξηση της αντοχής του τσιμεντοπολτού μειώνοντας τον λόγο νερού προς τσιμέντο (αυξάνοντας την κατανάλωση του τσιμέντου για σκυρόδεμα δεδομένης εργασιμότητας και άρα δεδομένης ποσότητας νερού). Η αντοχή των αδρανών τους δεν επηρεάζει τη στάθμη της αντοχής τους. Στα σκυροδέματα αυτά ασθενής φάση τους είναι είναι ο τσιμεντοπολτός και η αντοχή του τσιμεντοπολτού καθορίζει την αντοχή τους, όπως συμβαίνει με όλα τα πολυφασικά συστήματα. Κατά κάποιον τρόπο στην αλυσίδα του σκυροδέματος την αποτελούμενη από κρίκους

αδρανών και τσιμεντοκονιάματος, το τσιμεντοκονίαμα είναι ο ασθενής κρίκος που θα καθορίσει την αντοχή της και την παραμορφωσιακή συμπεριφορά της. Γι αυτό και η παραμορφωσιακή συμπεριφορά των συνήθων σκυροδεμάτων προσομοιάζει αυτήν των τσιμεντοκονιαμάτων και είναι μη γραμμική, όπως φαίνεται στο Σχ. 

Αντοχή και Παραμόρφωση στα Κισηροδέματα

Στην περίπτωση, όμως, του κισηροδέματος, λόγω της σχετικά μικρής αντοχής των κόκκων της κίσηρης (λόγω των πόρων της), για τις απαιτούμενες συνήθεις στάθμες αντοχής του σκυροδέματος στα φέροντα στοιχεία, ασθενής φάση είναι τα αδρανή, η κίσηρη, και όχι ο τσιμεντοπολτός. Γι αυτό και η αντοχή των κόκκων της κίσηρης θα είναι καθοριστική για τη στάθμη της αντοχής του κισηροδέματος που θα επιτευχθεί. Από μια στάθμη αντοχής και πάνω η αύξηση της αντοχής του τσιμεντοπολτού μέσω μεγαλύτερης κατανάλωσης τσιμέντου δεν θα επιφέρει μεγαλύτερη αντοχή του κισηροδέματος. Ο μόνος τρόπος για αύξηση της αντοχής του είναι η αύξηση της αντοχής των κόκκων της κίσσηρης. Κατά κάποιον τρόπο το μικροκισηρόδεμα αντιστοιχεί από πλευράς συμπεριφοράς στα σκυροδέματα με ασβεστολιθικά αδρανή υψηλής αντοχής. Και στα δύο ασθενής φάση είναι τα αδρανή. ης συμπεριφορά είναι αυτή των αδρανών: γραμμική.

 Περαιτέρω Πλεονεκτήματα από τη Μείωση του Κόκκου της Κίσηρης Με τη μείωση του κόκκου της κίσηρης εκτός από την αύξηση της αντοχής της: 

αίρεται το πρόβλημα της αντίστροφης απόμιξης του κισηροδέματος (καθώς αυτή είναι αντίστροφα ανάλογη του τετραγώνου της διάστασης του αδρανούς)



βελτιώνεται η συνάφεια με τον οπλισμό (αυξάνεται η ενεργή επιφάνεια επαφής)



βελτιώνεται η διαπερατότητά του καθώς το σκυρόδεμα γίνεται πιο ομοιόμορφο και μειώνονται οι εσωτερικές

μικρορηγματώσεις του λόγω ασυμβατότητας των επί μέρους φάσεών του

 Οι Λόγοι για τη μη Αντικατάσταση του Λεπτού Υλικού της Κίσηρης Για την αξιοποίηση των ποζολανικών ιδιοτήτων του λεπτού υλικού της κίσσηρης και της συνεπαγόμενης μικρότερης διαπερατότητας και μεγαλύτερης χημικής ανθεκτικότητας του κισσηροδέματος, δεν υιοθετήθηκε η αντικατάσταση του λεπτού υλικού με ασβεστολιθική άμμο (η οποία συνεπάγεται αύξηση του βάρους και μείωση της θερμοαγωγιμότητας του κισσηροδέματος).

6. Βελτίωση του Μικροκισηροδέματος με Περιμετρική Διάταξη Συρματοπλέγματος Η ενίσχυση του μικροκισηροδέματος με διάταξη περιμετρικά του κλωβού των συνδετήρων συρματοπλέγματος τύπου κοτετσόσυρμου μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τη μηχανική συμπεριφορά στοιχείων από μικροκισηρόδεμα ίδιαίτερα σε κατάσταση αστοχίας των στοιχείων. Πέραν από την ενίσχυση της εφελκυστικής αντοχής της επικάλυψης το συρματόπλεγμα συγκρατεί στη θέση του το σκυρόδεμα της επικάλυψης του οπλισμού που τείνει να αποκολληθεί και καθυστερεί το λυγισμό των διαμήκων ράβδων ο οποίος είναι καθοριστικός παράγοντας μείωσης της πλαστιμότητας των δομικών στοιχείων η οποία είναι βασική παράμετρος του αντισεισμικού σχεδιασμού των στοιχείων. Η τοποθέτηση του συρματοπλέγματος είναι δυνατή σε στοιχεία από μικροκισηρόδεμα λόγω του μικρού κόκκου των αδρανών του (8 mm). Δεν είναι δυνατή σε στοιχεία με σύνηθες σκυρόδεμα (με αδρανή 25mm). Παρεμποδίζει τη διάστρωση του σκυροδέματος.

7. Περαιτέρω Βελτίωση του

Μικροκισηροδέματος με Εναλλακτική Διάταξη Διαμήκους και Εγκάρσιου Οπλισμού Περαιτέρω βελτίωση των στοιχείων με μικροκισηρόδεμα μπορεί να επιτευχθεί με εναλλακτική διάταξη του οπλισμού των

στοιχείων ως εξής: 



Στα υποστυλώματα διάταξη του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού διάσπαρτη σ΄όλη την έκταση της διατομής τους. Στις δοκούς διάταξη του διαμήκους οπλισμού καθ΄ ύψος της διατομής, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

 Το εμβαδόν του συνολικού διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού παραμένει το ίδιο μ΄ αυτό αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση και μπορεί να προκύπτει από τις ίδιες υπολογιστικές σχέσεις.  Λόγω του μεγαλύτερου αριθμού των ράβδων που επιτρέπει η προτεινόμενη λύση, οι διάμετροι τόσο του διαμήκους όσο και του εγκάρσιου οπλισμού προκύπτουν σημαντικά μικρότερες απ΄ αυτές των αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση.

β

β

προκύπτει με αναδίπλωση δομικού πλέγματος (δύο διευθύνσεων) υπό μορφή μαιάνδρου.

α

α

β-β

α-α

Η όπλιση των κόμβων διαμορφώνεται από τις διαμήκεις ράβδους των δοκών, τις διαμήκεις ράβδους των υποστυλωμάτων και τους συνδετήρες των υποστυλωμάτων. Ο κλωβός του οπλισμού των υποστυλωμάτων συντίθεται από περισσότερους, επί μέρους κλωβούς διαφορετικού μεγέθους οι οποίοι τοποθετούνται ο ένας μέσα στον άλλο υπό μορφή ρώσικης κούκλας. Ο διαμήκης οπλισμός ισοκατανέμεται στην περίμετρο των επί μέρους κλωβών. Εναλλακτικές δυνατότητες είναι: (α) οι επί μέρους κλωβοί να προκύπτουν με αναδίπλωση δομικού πλέγματος (δύο διευθύνσεων) και

 Οι εξωτερικές γωνιακές διαμήκεις ράβδοι διαμορφώνονται με μεγαλύτερη διάμετρο, Φ14 για τα υποστυλώματα και Φ12 για τις δοκούς ώστε να προστατεύονται έναντι λυγισμού τους. Για τη διευκόλυνση της συναρμολόγησης του οπλισμού, καθώς και της διάστρωσης και της συμπύκνωσης του σκυροδέματος των υποστυλωμάτων η αγκύρωση των συνδετήρων των εσωτερικών κλωβών του οπλισμού γίνεται υπό γωνία 90ο. Το σημαντικό στρώμα σκυροδέματος εκατέρωθεν των συνδετήρων αυτών εμποδίζει το άνοιγμά τους και επιτρέπει την απλοποίηση αυτή. Η εναλλακτική αυτή διάταξη όπλισης είναι ισοδύναμη με τη συμβατική όπλιση από πλευράς φέρουσας ικανότητας και αντισεισμικότητας των στοιχείων και πέραν από τα προφανή πλεονεκτήματα ως προς την πυρασφάλεια, την προστασία από διάβρωση, την καλύτερη συνάφεια και το μικρότερο άνοιιγμα των ρωγμών (λόγω της μικρότερης διαμέτρου των ράβδων του οπλισμού) προσφέρει και μια ακόμη σειρά βελτιώσεων και πλεονεκτημάτων που σχολιάζονται στο Παράρτημα.

(β) ο συνολικός κλωβός του οπλισμού να _________________________________ [1] Γ. Κουντούρη: Σύνθεση και αντοχή ελαφροσκυροδεμάτων με κίσηρη Θήρας και Νισύρου, Συνέδριο Σκυροδέματος, Χίος 1977 {2] Α. Μπάκα: Αντισεισμική Αξία Φέροντος Μικροκισηροδέματος, Συνέδριο Σκυροδέματος , Βόλος 1983

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

145

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Óõñìáôïêéóóçñüäåìá: ¸íá Õðïó÷üìåíï Yëéêü ãéá ÁíôéóåéóìéêÝò ÊáôáóêåõÝò Tεχνικά Χρονικά, Επιστημονικές Εκδόσεις ΤΕΕ Ι, τεύχος 2 2000

Ðåñßëçøç Ç åñãáóßá áíáöÝñåôáé óôçí áîéïðïßçóç ôçò êßóóçñçò ãéá ôçí ðáñáãùãÞ öÝñïíôïò åëáöñïóêõñïäÝìáôïò êáôÜëëçëïõ ãéá áíôéóåéóìéêÝò êáôáóêåõÝò. Ìåéþíïíôáò ôïí êüêêï ôçò êßóóçñçò óôá 8 mm êáé ÷ùñßò íá áíôéêáôáóôáèåß ôï ëåðôü õëéêü ìå áóâåóôïëéèéêÞ Üììï ðáñÞ÷èç ìéêñïêéóóçñüäåìá ìå (ìÝãéóôç) áíôï÷Þ 30-35 ÌPa, âÜñïò 1500 kg/m3, åõ÷Ýñåéá êáé ìéêñü êüóôïò ðáñáãùãÞò êáé áõîçìÝíåò äõíáôüôçôåò ó÷åäéáóìïý. Äåêáôñßá ðåéñáìáôéêÜ óôïé÷åßá ìÞêïõò 2.200 mm áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá ìå óõñìáôüðëåãìá (êïôôåôóüóõñìá) ãýñù áðü ôïí êëùâü ôùí óõíäåôÞñùí åðéðïíïíÞèçêáí óå åíáëëáóóüìåíç åðéðüíçóç õðü óôáèåñü áîïíéêü öïñôßï êáé ç óõìðåñéöïñÜ ôïõò óõãêñßèçêå ìå áõôÞí óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Áðü ôá ðåéñáìáôéêÜ áðïôåëÝóìáôá ðñïÝêõøå üôé ç óõìðåñéöïñÜ óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá åìöáíßæåé ðáñüìïéá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ìå áõôÞí áíôßóôïé÷ùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. ÐåéñáìáôéêÜ óôïé÷åßá ìå äéÜôáîç ôïõ êáìðôüìåíïõ ïðëéóìïý êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò åìöÜíéóáí ðáñüìïéá (Þ êáé êáëýôåñç) óõìðåñéöïñÜ ìå óôïé÷åßá ìå óõìâáôéêÞ äéÜôáîç ôïõ ïðëéóìïý (êáôÜ ðëÜôïò ôçò äéáôïìÞò).

1. ÅÉÓÁÃÙÃÇ Ôá ðñáêôéêÜ áíåîÜíôëçôá áðïèÝìáôá êßóóçñçò óôçí ÅëëÜäá, éäéáßôåñá óôá íçóéÜ Óáíôïñßíç, Ãõáëß êáé Íßóõñï, ôï ìéêñü âÜñïò ôçò êáé ïé ìïíùôéêÝò éäéüôçôÝò ôçò áðïôÝëåóáí êßíçôñï ãéá óåéñÜ åñåõíþí ãéá ôçí áîéïðïßçóç ôçò êßóóçñçò óôçí ðáñáãùãÞ ïðëéóìÝíïõ åëáöñïóêõñïäÝìáôïò ãéá öÝñïõóåò êáôáóêåõÝò. Ïé åðéöõëÜîåéò, ðïõ äéáôõðþíïíôáí ðáëéüôåñá ãéá êßíäõíï äéÜâñùóçò ôïõ ïðëéóìïý óôï êéóóçñüäåìá, åß÷áí áðü êáéñü áñèåß, êáèþò ç ðåñéåêôéêüôçôá óå èåßï ôçò êßóóçñçò äåí âñÝèçêå áðáãïñåõôéêÞ êáé åê ôùí õóôÝñùí åîÝôáóç ôïõ ïðëéóìïý óå õðÜñ÷ïí êôßñéï áðü êéóóçñüäåìá óôï Ãõáëß Ýäåéîå éäéáßôåñá êáëÞ áíôéäéáâñùôéêÞ ðñïóôáóßá ôïõ ïðëéóìïý áðü ôï êéóóçñüäåìá. (ÄåäïìÝíïõ üôé ïé åóùôåñéêïß ðüñïé ôçò êßóóçñçò åßíáé êëåéóôïß êáé ïé áíïé÷ôïß åðéöáíåéáêïß ðüñïé êáëýðôïíôáé áðü ôï ôóéìåíôïêïíßáìá, ôï ìåãáëýôåñï ðïñþäåò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò äåí óõíåðÜãåôáé êáé ìåãáëýôåñç äéáðåñáôüôçôá). ÐáñÜ ôçí Üñóç ôùí åðéöõëÜîåùí áõôþí, ç áîéïðïßçóç ôçò êßóóçñçò ÕðïâëÞèçêå: 25.1.1999

óôçí ðáñáãùãÞ öÝñïíôïò êéóóçñïäÝìáôïò êáèõóôåñïýóå ãéá ôå÷íïëïãéêïýò êáé ïéêïíïìéêïýò ëüãïõò, üðùò: (á) ó÷åôéêÜ ìéêñÞ óôÜèìç áíôï÷Þò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò ãéá ó÷åôéêÜ ìåãÜëç êáôáíÜëùóç ôóéìÝíôïõ, (â) áíôßóôñïöç áðüìéîç ôïõ íùðïý êéóóçñïóêõñïäÝìáôïò, ëüãù ôïõ ìéêñïý âÜñïõò ôùí áäñáíþí, êáé åí ãÝíåé êáêÞ åñãáóéìüôçôá, (ã) ðñüóèåôï êüóôïò ãéá ðñïäéáâñï÷Þ ôùí êüêêùí ôçò êßóóçñçò êáé áðïìÜêñõíóç ôïõ ëåðôïý õëéêïý, (ä) ìåãÜëåò ìáêñï÷ñüíéåò ðáñáìïñöþóåéò (áðïôÝëåóìá ôçò áðáéôïýìåíçò ìåãÜëçò ðïóüôçôáò ôóéìÝíôïõ) ê.ëð. Ãéá ôçí áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò ïé ðñïóðÜèåéåò ôùí ðñþôùí åñåõíçôéêþí åñãáóéþí, óå áíôéóôïé÷ßá ìå ôá éó÷ýïíôá ãéá ôï óõìâáôéêü óêõñüäåìá êáé ôá åëáöñïóêõñïäÝìáôá ìå ôå÷íçôÜ áäñáíÞ, êéíÞèçêáí ðñïò ôçí êáôåýèõíóç: (á) áýîçóçò ôçò êáôáíÜëùóçò ôïõ ôóéìÝíôïõ, (â) ÷ñçóéìïðïßçóçò ôóéìÝíôïõ õøçëÞò áíôï÷Þò (ôá÷åßáò áíÜðôõîçò ôçò áíôï÷Þò), (ã) áíôéêáôÜóôáóçò ôïõ ëåðôïý õëéêïý ôçò êßóóçñçò ìå áóâåóôïëéêÞ Üììï êáé (ä) áíôéêáôÜóôáóçò ìÝñïõò ôùí ÷ïíôñþí êüêêùí ìå áóâåóôïëéèéêÜ áäñáíÞ [1]. Óå åñåõíçôéêÞ åñãáóßá ðïõ Ýãéíå óôï ÅñãáóôÞñéï ÓêõñïäÝìáôïò ôïõ Å.Ì.Ð. ôçí ðåñßïäï 1974-1976 (óôï ðëáßóéï õðïôñïößáò ôïõ É.Ê.Õ. ãéá åêðüíçóç äéäáêôïñéêÞò äéáôñéâÞò), áêïëïõèÞèçêå äéáöïñåôéêÞ êáôåýèõíóç: ç ìåßùóç ôïõ êüêêïõ ôçò êßóóçñçò êáé ç ìç áíôéêáôÜóôáóç ôïõ ëåðôïý õëéêïý ôçò ìå áóâåóôïëéèéêÞ Üììï [2]. Ôï ìéêñïêéóóçñüäåìá ðïõ ðñïÝêõøå áíáéñåß ôá ôå÷íïëïãéêÜ ìåéïíåêôÞìáôá ôïõ óõìâáôéêïý êéóóçñïäÝìáôïò êáé Ý÷åé ìéêñü êüóôïò ðáñáãùãÞò, êáèþò: (á) äåí áðáéôåßôáé ìåãÜëç êáôáíÜëùóç ôóéìÝíôïõ êáé ðñïäéáâñï÷Þ ôùí êüêêùí. (Ç áðïññüöçóç ôùí êüêêùí ìåéþíåôáé, üóï ìåéþíåôáé ôï ìÝãåèüò ôïõò), (â) ç êßóóçñç ìðïñåß íá ÷ñçóéìïðïéçèåß óå Ýíá ìüíï êëÜóìá 0-8 mm, (ã) ìðïñïýí íá ÷ñçóéìïðïéçèïýí ïé êïéíïß áíáìéêôÞñåò ôùí êïíéáìÜôùí êáé íá õéïèåôçèïýí ìéêñüôåñá äïêßìéá ãéá ôïí ðïéïôéêü Ýëåã÷ï (ôï ìÝãåèïò ôïõ äïêéìßïõ åßíáé óõíÜñôçóç ôïõ ìÝãéóôïõ êüêêïõ ôïõ áäñáíïýò) ìå ôá óõíåðáãüìåíá

¸ãéíå äåêôÞ: 12.7.1999

145

146

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

ïöÝëç, êáèþò ìðïñïýí íá ÷ñçóéìïðïéçèïýí åëáöñüôåñåò êáé öèçíüôåñåò ìÞôñåò, ìéêñüôåñåò êáé öèçíüôåñåò ìç÷áíÝò äïêéìáóßáò (ìðïñïýí íá õéïèåôçèïýí ïé ìÞôñåò êáé ïé ìç÷áíÝò èñáýóåùò ôùí êïíéáìÜôùí), áðáéôïýíôáé ìéêñüôåñïé ÷þñïé áðïèÞêåõóçò êáé óõíôÞñçóçò, ê.ëð. Ìéêñüôåñïò êüêêïò áäñáíïýò åðéôñÝðåé, åðßóçò, ìåãáëýôåñç åëåõèåñßá óôï ó÷åäéáóìü ôùí óôïé÷åßùí (ð.÷. õéïèÝôçóç äéáôïìþí ìïñöÞò Ô ãéá áýîçóç ôçò äõóêáìøßáò óôï óôÜäéï ëåéôïõñãßáò êáé áýîçóç ôçò ðëáóôéìüôçôáò óôï óôÜäéï áóôï÷ßáò), ôçí åöáñìïãÞ ôïõ ùò ðëåïíåêôéêïý åêôïîåõüìåíïõ óêõñïäÝìáôïò (ìå ìéêñüôåñç áíáðÞäçóç ôùí áäñáíþí), êáèþò êáé ôçí õéïèÝôçóç íÝùí ôå÷íéêþí. Óôï ðëáßóéï äéðëùìáôéêþí åñãáóéþí ôçò ðåñéüäïõ 1981-83 ôùí öïéôçôþí ×. Áíáóôáóßïõ, Ó. Áñãõñßïõ êáé Ì. ÊéíéêëÞ, ó÷åäéÜóôçêå äéÜôáîç óåéóìéêÞò åðéðüíçóçò óôïé÷åßùí óå öõóéêÞ êëßìáêá êáé äéåñåõíÞèçêå ç äõíáôüôçôá âåëôßùóçò ôçò óåéóìéêÞò óõìðåñéöïñÜò óôïé÷åßùí áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá ìå ðñïóèÞêç óõñìáôïðëÝãìáôïò (ìå Üíïéãìá âñï÷ßäïò 20-30 mm) ãýñù áðü ôïí êëùâü ôùí óõíäåôÞñùí. Ôá óôïé÷åßá áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá åðÝäåéîáí êáëýôåñç óõìðåñéöïñÜ áðü áõôÞí ôùí áíôßóôïé÷ùí óôïé÷åßùí áðü óêÝôï ìéêñïêéóóçñüäåìá (ìÝñïò ôùí áðïôåëåóìÜôùí ôçò åñãáóßáò ðáñïõóéÜæïíôáé óôçí [3]) êáé äéåîïäéêüôåñç äéåñåýíçóç ôçò óõìðåñéöïñÜò ôïõò (óå óõãêñéôéêÞ âÜóç ìå ôç óõìðåñéöïñÜ áíôßóôïé÷ùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá) óõíå÷ßóôçêå óôï ðëáßóéï äéðëùìáôéêþí åñãáóéþí ôçò ðåñéüäïõ 1998-99 ôùí öïéôçôþí Ó. Íéêïëáêüðïõëïõ, Á. Ðáíáãéùôáêüðïõëïõ, Ê. ÊëåÜíèïõò êáé Ä. Ìðïýôïõ. Ç ðñïóï÷Þ åóôéÜóôçêå óôçí åðéññïÞ ôùí ðáñáìÝôñùí ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé óôç äõíáôüôçôá äéÜôáîçò ôïõ äéáìÞêïõò (êáìðôéêïý) ïðëéóìïý êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò ôùí óôïé÷åßùí, ëüãù ôùí óçìáíôéêþí êáôáóêåõáóôéêþí êáé ôå÷íïëïãéêþí ðëåïíåêôçìÜôùí ðïõ ðñïóöÝñåé óôçí ðåñßðôùóç æõãùìÜôùí ðëáéóßùí, óôá ïðïßá, óõ÷íÜ, ïé áðáéôÞóåéò ôùí óýã÷ñïíùí áíôéóåéóìéêþí êáíïíéóìþí êáôáëÞãïõí óå áðáßôçóç èëéâüìåíïõ ïðëéóìïý ßäéïõ Þ ðåñßðïõ ßäéïõ ìå ôïí åöåëêõüìåíï. Óôçí åñãáóßá áõôÞ ðáñïõóéÜæïíôáé ôá áðïôåëÝóìáôá ôùí äéåñåõíÞóåùí áõôþí.

2. ÐÅÑÉÃÑÁÖÇ ÔÏÕ ÕËÉÊÏÕ Ôï óõñìáôïêéóóçñüäåìá áðïôåëåß ìéêñïêéóóçñüäåìá ìå óõñìáôüðëåãìá ãýñù áðü ôïí êëùâü ôùí óõíäåôÞñùí ôùí äïìéêþí óôïé÷åßùí. Ôï ìéêñïêéóóçñüäåìá óõíôßèåôáé áðü ôóéìÝíôï, êßóóçñç óå Ýíá êëÜóìá 0-8 mm (÷ùñßò ðñïäéáâñï÷Þ ôùí êüêêùí) êáé íåñü. Ôï óõñìáôüðëåãìá åßíáé åîáãùíéêÞò âñï÷ßäïò áíïßãìáôïò 20 Ýùò 30 mm (ãáëâáíéóìÝíï êïôôåôóüóõñìá). Ïé áíáëïãßåò áíÜìéîçò ãéá áíôï÷Þ 30 ÌPa åßíáé ôçò ôÜîåùò: 400 kg ôóéìÝíôï åëëçíéêïý ôýðïõ, 940 kg êßóóçñç (ìå ôç öõóéêÞ õãñáóßá) êáé 240 kg íåñü (ðñïóôéèÝìåíï íåñü). Ïé

áíáëïãßåò áõôÝò êõìáßíïíôáé áíÜëïãá ìå ôç öõóéêÞ õãñáóßá ôçò êßóóçñçò êáé áíôéóôïé÷ïýí óå ìéêñÞ åñãáóéìüôçôá. Ãéá ìåãáëýôåñç åñãáóéìüôçôá ðñïóôßèåôáé êáôÜëëçëï õðåññåõóôïðïéçôéêü ðñüóèåôï. Êáëýôåñï áðïôÝëåóìá åðéôõã÷Üíåôáé ìå õðåññåõóôïðïéçôéêÜ ó÷åäéáóìÝíá åéäéêÜ ãéá åëáöñïóêõñïäÝìáôá (ìå áåñáêôéêÞ äñÜóç). Ôá ôå÷íïëïãéêÜ ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ õëéêïý (üðùò ðñïóäéïñßóôçêáí óå åñåõíçôéêÞ åñãáóßá ôïõ Åñãáóôçñßïõ ÏðëéóìÝíïõ ÓêõñïäÝìáôïò ôïõ Å.Ì.Ð. êáôÜ ôçí ðåñßïäï 19741976, ôá áíáëõôéêÜ áðïôåëÝóìáôá ôçò ïðïßáò äßíïíôáé êáé ó÷ïëéÜæïíôáé óôçí [2]), åßíáé: (á) ìÝãéóôç áíôï÷Þ: 30-35 Mpa, (â) âÜñïò (óêëçñõìÝíïõ): 1500 kg/m3 (ã) ôá÷ýôåñç áíÜðôõîç áíôï÷Þò áðü ôï êáíïíéêü óêõñüäåìá, (ä) óõíôåëåóôÞò èåñìéêÞò áãùãéìüôçôáò: 0,50 kcal/mhco (Ýíáíôé 1,40 kcal/mhco ãéá óêõñüäåìá ìå áóâåóôïëéèéêÜ áäñáíÞ), (å) ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò (ôÝìíïí óôç óôÜèìç 30% ôçò áíôï÷Þò): 11.103 MPa, (óô) êáôáóôáôéêüò íüìïò ôÜóåùí-ðáñáìïñöþóåùí ãñáììéêüò, æ) óõíÜöåéá ìå ôï ÷Üëõâá ðáñüìïéá êáé åíäå÷üìåíá êáëýôåñç áðü áõôÞí ôïõ óõìâáôéêïý óêõñïäÝìáôïò êáé ç) óõíôåëåóôÞò ìáêñï÷ñüíéáò ðáñáìüñöùóçò ðáñüìïéïò ìå áõôüí ôïõ óõìâáôéêïý óêõñïäÝìáôïò. Ôï ìéêñïêéóóçñüäåìá åìöáíßæåé, áðü ðëåõñÜò ìç÷áíéêÞò óõìðåñéöïñÜò, ïìïéüôçôá ìå ôá óêõñïäÝìáôá õøçëÞò áíôï÷Þò. Ç ïìïéüôçôá áõôÞ åðåîçãåßôáé óôçí [4] êáé áðïôåëåß ëïãéêÞ áðüññïéá ôùí èåùñÞóåùí ðïõ õðáãüñåõóáí ôï ó÷åäéáóìü ôïõ õëéêïý êáé ïé ïðïßåò äßíïíôáé ðáñáêÜôù.

3. Ç ËÏÃÉÊÇ ÔÏÕ Ó×ÅÄÉÁÓÌÏÕ ÔÏÕ ÕËÉÊÏÕ Óôü÷ïò ôïõ ó÷åäéáóìïý ôïõ õëéêïý Þôáí ç åðßôåõîç ôçò ìåãáëýôåñçò äõíáôÞò áíôï÷Þò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò ìå ôï ìéêñüôåñï äõíáôü âÜñïò êáé ôï ìéêñüôåñï êüóôïò ðáñáãùãÞò, óå óõíäõáóìü ìå ôçí êáëýôåñç äõíáôÞ óõíÜöåéá êáé ìáêñï÷ñüíéá óõìðåñéöïñÜ. Óôçí åñãáóßá [4], óôçí ïðïßá åíôïðßæåôáé ç áíåðÜñêåéá ôçò èëéðôéêÞò áíôï÷Þò ùò äåßêôç ôáîéíüìçóçò êáé ôáõôïðïßçóçò ôïõ óêõñïäÝìáôïò, èåùñþíôáò ôï óêõñüäåìá óýóôçìá ôñéþí åðß ìÝñïõò öÜóåùí (ôùí áäñáíþí, ôïõ ôóéìåíôïðïëôïý êáé ôçò åíäéÜìåóçò öÜóçò) óõìðåñáßíåôáé üôé ãéá êÜèå áäñáíÝò õðÜñ÷åé ìéá ìåôáâáôéêÞ óôÜèìç óêõñïäÝìáôïò, êÜôù áðü ôçí ïðïßá ç éó÷õñÞ öÜóç åßíáé ôá áäñáíÞ êáé ç áíôï÷Þ ôïõ óêõñïäÝìáôïò åîáñôÜôáé, êõñßùò, áðü ôçí áíôï÷Þ ôïõ ôóéìåíôïðïëôïý êáé ðÜíù áðü ôçí ïðïßá éó÷õñÞ öÜóç åßíáé ï ôóéìåíôïðïëôüò êáé ç áíôï÷Þ ôïõ óêõñïäÝìáôïò åîáñôÜôáé, êõñßùò, áðü ôçí áíôï÷Þ ôïõ áäñáíïýò. Ç êßóóçñç åßíáé áóèåíÝóôåñï áäñáíÝò áðü ôïí áóâåóôüëéèï (êáèþò êáé Üëëá ôå÷íçôÜ åëáöñÜ áäñáíÞ) êáé ç ìåôáâáôéêÞ áõôÞ óôÜèìç áíôï÷Þò åßíáé ðïëý ìéêñüôåñç óôçí ðåñßðôùóç ôïõ 146

147

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

êéóóçñïäÝìáôïò áðü ü,ôé óôçí ðåñßðôùóç ôïõ áóâåóôïëéèéêïý óêõñïäÝìáôïò (Þ åëáöñïóêõñïäÝìáôïò ìå ôå÷íçôÜ áäñáíÞ). Áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ôïõ ôóéìåíôïðïëôïý (ð.÷. ìå áýîçóç ôçò êáôáíÜëùóçò ôïõ ôóéìÝíôïõ) áõîÜíåé áéóèçôÜ ôçí áíôï÷Þ ìÝ÷ñé ôçí áíôßóôïé÷ç ìåôáâáôéêÞ óôÜèìç. ÌåôÜ ôç óôÜèìç áõôÞ ðåñáéôÝñù áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ôïõ ôóéìåíôïðïëôïý åðéöÝñåé äõóáíÜëïãá ìéêñÞ áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ôïõ óêõñïäÝìáôïò (÷áñáêôçñéóôéêü ôÝôïéùí óõíèÝóåùí åßíáé ç ðïëý ãñÞãïñç åîÝëéîç ôçò áíôï÷Þò, ð÷. ç áíôï÷Þ ôùí åðôÜ çìåñþí åßíáé ðåñßðïõ ßäéá ìå ôçí áíôï÷Þ ôùí åßêïóé ïêôþ çìåñþí). Ãéá ðåñáéôÝñù áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ôïõ óêõñïäÝìáôïò áðáéôåßôáé áäñáíÝò ìå ìåãáëýôåñç áíôï÷Þ. Ïé êüêêïé ôçò êßóóçñçò ðñïêýðôïõí áðü èñáýóç ìåãáëýôåñùí êüêêùí óôç èÝóç ôùí ìåãÜëùí ðüñùí êáé ãé áõôü åìöáíßæïõí ìåãáëýôåñç áíôï÷Þ, üóï ìåéþíåôáé ôï ìÝãåèüò ôïõò. Ìå ôç ÷ñçóéìïðïßçóç ìéêñþí êüêêùí åðéôõã÷Üíåôáé áýîçóç ôçò áíôï÷Þò ü÷é ìüíï ëüãù ôçò ìåãáëýôåñçò áíôï÷Þò ôïõò, áëëÜ êáé ëüãù ôçò ìåãáëýôåñçò ïìïéïãÝíåéáò ôïõ óêõñïäÝìáôïò ðïõ ðñïêýðôåé. ÁðïôÝëåóìá ôçò ðáñáðÜíù èåþñçóçò Þôáí ç ìåßùóç ôïõ ìÝãéóôïõ êüêêïõ ôçò êßóóçñçò óôá 8 mm. Ìå ôçí õéïèÝôçóç ìéêñïý êüêêïõ áßñåôáé, åðßóçò, ôï ðñüâëçìá ôçò áíôßóôñïöçò áðüìéîçò ôïõ óõìâáôéêïý êéóóçñïäÝìáôïò (ìå ìÝãéóôï êüêêï 30 mm) êáé âåëôéþíåôáé ç óõíÜöåéá ìå ôïí ïðëéóìü (áõîÜíåé ç åíåñãüò åðéöÜíåéá åðáöÞò). Ãéá ôçí áîéïðïßçóç ôùí ðïõæïëáíéêþí éäéïôÞôùí ôïõ ëåðôïý õëéêïý ôçò êßóóçñçò êáé ôçò óõíåðáãüìåíçò ìéêñüôåñçò äéáðåñáôüôçôáò êáé ìåãáëýôåñçò ÷çìéêÞò áíèåêôéêüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò, äåí õéïèåôåßôáé ç áíôéêáôÜóôáóç ôïõ ëåðôïý õëéêïý ìå áóâåóôïëéèéêÞ Üììï (ç ïðïßá óõíåðÜãåôáé áýîçóç ôïõ âÜñïõò êáé ìåßùóç ôçò èåñìïáãùãéìüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò). Ç ìåãáëýôåñç ïìïéïãÝíåéá ôïõ õëéêïý, ëüãù ôïõ ìéêñïý êüêêïõ ôïõ, êáé ïé óõíåðáãüìåíåò ìéêñüôåñåò åóùôåñéêÝò ìéêñïññçãìáôþóåéò áðïôåëïýí ðñüóèåôï ðáñÜãïíôá âåëôßùóçò ôçò äéáðåñáôüôçôÜò ôïõ. Ç ðñïóèÞêç ôïõ óõñìáôïðëÝãìáôïò ãýñù áðü ôïí êëùâü ôùí óõíäåôÞñùí, äõíáôÞ ëüãù ôïõ ìéêñïý êüêêïõ, õéïèåôÞèçêå ãéá âåëôßùóç ôçò óõìðåñéöïñÜò ôùí óôïé÷åßùí, êáèþò áõîÜíïíôáò ôçí åöåëêõóôéêÞ áíôï÷Þ ôçò åðéêÜëõøçò ôïõ ïðëéóìïý åðéôñÝðåé ìåãáëýôåñç áíÜðôõîç ñùãìþí (ðåñéóóüôåñåò ñùãìÝò) êáé êáèõóôÝñçóç ôçò åîÝëéîÞò ôïõò. Êáèõóôåñåß äå ôçí áðïêüëëçóç ôçò åðéêÜëõøçò ôïõ ïðëéóìïý êáé ôç óõíåðáãüìåíç ìåßùóç ôçò åíåñãïý äéáôïìÞò ôïõ óôïé÷åßïõ. Åðßóçò, óõãêñáôþíôáò íá ìçí äéáóêïñðéóôåß ôï ñçãìáôùìÝíï óêõñüäåìá åðéôñÝðåé ìáêñüôåñç åðéññïÞ ôçò åõíïúêÞò äñÜóçò ôçò ðåñßóöéîçò ôùí óõíäåôÞñùí ðïõ åíåñãïðïéåßôáé ìåôÜ ôçí áðïêüëëçóç ôçò åðéêÜëõøçò. ÊáôÜ êÜðïéï ôñüðï, ç åíßó÷õóç ôïõ óõñìáôïðëÝãìáôïò ðñïóäßäåé ôïðéêÜ óôï ìéêñïêéóóçñüäåìá ìå áðëü êáé ïéêïíïìéêü ôñüðï ôá ðëåïíåêôÞìáôá ôïõ éíùðëéóìÝíïõ óêõñïäÝìáôïò.

4. ÐÅÉÑÁÌÁÔÉÊÏ ÐÑÏÃÑÁÌÌÁ 4.1. Óôü÷ïé êáé ëïãéêÞ ôïõ ðñïãñÜììáôïò

Ï ó÷åôéêÜ ìåãÜëïò ëüãïò áíôï÷Þò ðñïò âÜñïò ôïõ õëéêïý, 40% ðåñßðïõ ìåãáëýôåñïò áðü áõôüí ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò (áíôßóôïé÷çò áíôï÷Þò), áðïôåëåß ðñþôç èåôéêÞ Ýíäåéîç ôçò áíôéóåéóìéêÞò áîßáò ôïõ. Ôï ìéêñü ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò êáé ç ìéêñÞ äõóêáìøßá, ôçí ïðïßá õðïäçëþíåé êáé ç ó÷åôéêÜ ìåãáëýôåñç øáèõñüôçôÜ ôïõ óå åðßðåäï äïêéìßùí, èÝôåé åñùôÞìáôá ó÷åôéêÜ ìå ôï ìÝãåèïò ôùí ìåôáôïðßóåùí êáé ôçí ðëáóôéìüôçôá ôùí äïìéêþí óôïé÷åßùí. Ï óêïðüò ôïõ ðåéñáìáôéêïý ðñïãñÜììáôïò (ôï ïðïßï õëïðïéÞèçêå óå äýï öÜóåéò óôï ðëáßóéï äéðëùìáôéêþí åñãáóéþí ôçò ðåñéüäïõ 1981-83 êáé ôçò ðåñéüäïõ 1998-99) Þôáí áö åíüò íá äéáóáöçíéóôïýí ôá ðáñáðÜíù åñùôÞìáôá ìÝóù ðåéñáìáôéêÞò äéåñåýíçóçò ôçò óåéóìéêÞò óõìðåñéöïñÜò ãñáììéêþí óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá óå óõãêñéôéêÞ âÜóç ìå ôç óõìðåñéöïñÜ óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá êáé áö åôÝñïõ íá äéåñåõíçèåß ç åðéññïÞ óôç óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí âáóéêþí ðáñáìÝôñùí, üðùò ôï áíçãìÝíï ðïóïóôü ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý, ç ðïéüôçôá êáé ç áðüóôáóç ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé ç äéÜôáîç ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý. Ç Ýìöáóç ôïõ ðåéñáìáôéêïý ðñïãñÜììáôïò óôçí åðéññïÞ ôùí ðáñáìÝôñùí ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé ôïõ ôñüðïõ äéÜôáîçò ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý äüèçêå ãéá ôïõò åîÞò ëüãïõò: á) Ìïëïíüôé ï óýã÷ñïíïò êáíïíéóìüò äåí èÝôåé ðåñéïñéóìü ùò ðñïò ôçí ðïéüôçôá ôùí óõíäåôÞñùí, óôçí ðñÜîç ï ÷Üëõâáò S500 ôåßíåé íá åêôïðßóåé ôçí ðáëéüôåñá ãåíéêåõìÝíç ÷ñÞóç ôïõ ÷Üëõâá S220. Ùò Ýíá áðü ôá ðëåïíåêôÞìáôá ôçò áíôéêáôÜóôáóçò áõôÞò, ç ïðïßá óõíïäåýåôáé áðü óåéñÜ ðñïâëçìÜôùí ðïõ óõíäÝïíôáé ìå ôç ìéêñüôåñç ïëêéìüôçôá ôùí ðåñéóóüôåñùí ôýðùí ÷áëýâùí ôçò ðïéüôçôáò áõôÞò, èåùñåßôáé ç äõíáôüôçôá áýîçóçò ôçò áðüóôáóçò ôùí óõíäåôÞñùí (ãéá ßäéï ìÝãåèïò áíáëáìâáíüìåíçò ôÝìíïõóáò) êáé ãé áõôü åõ÷åñÝóôåñçò óêõñïäÝôçóçò êáé ìåãáëýôåñçò ïéêïíïìßáò. Ç áðüóôáóç êáé ç ðïéüôçôá ôùí óõíäåôÞñùí óõíäõÜóôçêáí, þóôå íá åëå÷èåß ìÝóù ôçò ðåéñáìáôéêÞò äéåñåýíçóçò ç ïñèüôçôá ôçò èåþñçóçò áõôÞò. (â) Óýìöùíá ìå ôéò áðáéôÞóåéò ôïõ óýã÷ñïíïõ êáíïíéóìïý, óôá æõãþìáôá ôùí ðëáéóßùí ðïõ ó÷åäéÜæïíôáé ãéá íá áíôÝîïõí óåéóìéêÝò äñÜóåéò ïé èåôéêÝò êáé áñíçôéêÝò ñïðÝò ðñïêýðôïõí óõ÷íÜ ßäéïõ Þ ðåñßðïõ ßäéïõ ìåãÝèïõò. Ç óõíÞèçò äéÜôáîç åßíáé ç ôïðïèÝôçóç ôùí ñÜâäùí ôïõ ïðëéóìïý êáôÜ ðëÜôïò óôçí áêñáßá Üíù êáé êÜôù ðåñéï÷Þ ôçò äéáôïìÞò. Ç äéÜôáîç áõôÞ åìöáíßæåé óçìáíôéêÜ ìåéïíåêôÞìáôá üðùò: (á) äõóêïëßåò êáôÜ ôç äéÜóôñùóç êáé óêõñïäÝôçóç ôïõ óêõñïäÝìáôïò, (â) ìåéùìÝíç éêáíüôçôá áíÜëçøçò ôÝìíïõóáò áðü ôï Üïðëï óêõñüäåìá, ëüãù ôïõ ìåéùìÝíïõ âÜèïõò ôçò èëéâüìåíçò æþíçò (óõíÝðåéá ôïõ ìåãÜëïõ èëéâü147

148

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ó÷. 1: ÐåéñáìáôéêÞ äéÜôáîç.

Fig. 1: Test set up.

Ó÷. 2: ÐëÝãìá ãýñù áðü ôïí ïðëéóìü.

Fig. 2: Wiremesh around the reinforcement.

ìåíïõ ïðëéóìïý), (ã) áíÜðôõîç õøçëþí ôÜóåùí óõíÜöåéáò, ëüãù áíÜðôõîçò ïñèþí ôÜóåùí áíôßèåôïõ ðñïóÞìïõ óôéò ñÜâäïõò ôïõ ïðëéóìïý óôçí ðåñéï÷Þ êïíôÜ óôéò ðáñåéÝò ôïõ êüìâïõ äïêþí êáé õðïóôõëùìÜôùí, (ä) áðáßôçóç ìåãÜëïõ ðëÜôïõò ôçò äéáôïìÞò ôùí æõãùìÜôùí ãéá ôç äéÜôáîç ôùí ñÜâäùí êáôÜ ðëÜôïò, ê.ëð. ÄéÜôáîç ôùí ñÜâäùí ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò áßñåé ôá ðáñáðÜíù ìåéïíåêôÞìáôá êáé, åðéðëÝïí, ìÝóù ôùí åíäéÜìåóùí ñÜâäùí åíéó÷ýåé ôç öÝñïõóá éêáíüôçôá ôïõ êüìâïõ.

Ç óêõñïäÝôçóç ôùí äïêþí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá Ýãéíå ìå Ýôïéìï óêõñüäåìá, åíþ ôï ìéêñïêéóóçñüäåìá ãéá ôç óêõñïäÝôçóç ôùí õðüëïéðùí äïêþí Ýãéíå åðß ôüðïõ ìå ôñïöïäïóßá ôçò êßóóçñçò (÷ùñßò ðñïäéáâñï÷Þ) óå Ýíá êëÜóìá 0-8 mm, ôïõ ôóéìÝíôïõ êáé ôïõ íåñïý óôç âáñÝëá ôïõ ï÷Þìáôïò ôïõ Ýôïéìïõ óêõñïäÝìáôïò ìåôÜ ôçí åêêÝíùóÞ ôïõ áðü ôï Ýôïéìï êáíïíéêü óêõñüäåìá.

4.3. ÐáñÜìåôñïé ôïõ ðñïãñÜììáôïò Ãéá ôá õðïóôõëþìáôá (ðñþôç öÜóç ôïõ ðñïãñÜììáôïò) ìåôáâëçôÝò ðáñÜìåôñïé Þôáí: á) ôï ðïóïóôü ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý ìå ôéìÝò 0.9% êáé 2.0% êáé â) ç áíôï÷Þ ôïõ óêõñïäÝìáôïò ìå ôéìÝò 18 MÑa êáé 30 MÑa. Ïé áíôßóôïé÷åò ôéìÝò ãéá ôï ìç÷áíéêü ðïóïóôü ôïõ ïðëéóìïý (ôï ïðïßï èåùñÞèçêå ùò ôï âáóéêü ìÝãåèïò åðéññïÞò) Þôáí 0.12, 0.20, 0.26 êáé 0.41. Ãéá êÜèå ðáñÜìåôñï äïêéìÜóôçêáí äýï óôïé÷åßá: Ýíá áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá êáé Ýíá áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá. Ïé ôéìÝò ôïõ ìç÷áíéêïý áíçãìÝíïõ ðïóïóôïý ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé ôï áíçãìÝíï áîïíéêü öïñôßï Þôáí áíôßóôïé÷á 1.2 êáé 0.15. Ãéá ôéò äïêïýò (äåýôåñç öÜóç ôïõ ðñïãñÜììáôïò) ïé ìåôáâëçôÝò ðáñÜìåôñïé Þôáí: (á) ç ðïéüôçôá, áðüóôáóç êáé äéÜôáîç ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé (â) ç äéÜôáîç ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý. ÕéïèåôÞèçêáí äýï ðïéüôçôåò óõíäåôÞñùí: S220 êáé S500, äýï áðïóôÜóåéò óõíäåôÞñùí 100 mm êáé 200 mm, äýï äéáôÜîåéò óõíäåôÞñùí ðïõ öáßíïíôáé óôï ó÷. 3 êáé äýï äéáôÜîåéò ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý: êáôáíïìÞ ôùí ñÜâäùí êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò êáé (óõìâáôéêÞ) êáôáíïìÞ êáôÜ ðëÜôïò ôçò äéáôïìÞò. Ïé ôéìÝò ôïõ áíçãìÝíïõ ðïóïóôïý ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý êáé ôïõ áíçãìÝíïõ áîïíéêïý öïñôßïõ Þôáí 0.30 êáé 0.08 áíôßóôïé÷á. Ãýñù áðü ôïí êëùâü ïðëéóìïý üëùí ôùí äïêþí ôïðïèåôÞèçêå êïôôåôóüóõñìá.

4.2. ÐåéñáìáôéêÜ óôïé÷åßá Åßêïóé áìöéÝñåéóôá óôïé÷åßá áíïßãìáôïò 2.000 mm, äÝêá áðü áõôÜ ìå äéáôïìÞ 150x150 mm (õðïóôõëþìáôá, óôçí ðñþôç öÜóç), êáé äÝêá ìå äéáôïìÞ 150x300 mm (äïêïß, óôç äåýôåñç öÜóç), åðéðïíÞèçêáí óå åãêÜñóéá åíáëëáóóüìåíç ìåôáêßíçóç óôçí ðåñéï÷Þ ôïõ ìÝóïõ õðü óôáèåñü áîïíéêü öïñôßï ìÝóù ôçò ðåéñáìáôéêÞò äéÜôáîçò ðïý öáßíåôáé óôï ó÷. 1. Áðü ôá óôïé÷åßá áõôÜ ôá äåêáôñßá Þôáí áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá êáé ôá åðôÜ áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ãýñù áðü ôïí êëùâü ôïõ ïðëéóìïý ôåóóÜñùí õðïóôõëùìÜôùí êáé üëùí ôùí äïêþí ôïðïèåôÞèçêå óõñìáôüðëåãìá, üðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 2. Ôá õðïóôõëþìáôá åðéðïíÞèçêáí óå äýï óçìåßá óôçí ðåñéï÷Þ ôïõ ìÝóïõ, üðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 3. Ç ðåñéï÷Þ ôïõ ìÝóïõ Þôáí åíéó÷õìÝíç ìå ðñüóèåôï ïðëéóìü êáé ðáñáêïëïõèåßôï ç óõìðåñéöïñÜ ôùí áêñáßùí ðåñéï÷þí ôïõ óôïé÷åßïõ ðïõ éóïäõíáìïýí ìå äýï õðïóôõëþìáôá ðñïâüëïõò (ìå ëüãï äéÜôìçóçò ßóï ìå 5.5) óå åíáëëáóóüìåíç ìåôáôüðéóç ôïõ åëåýèåñïõ Üêñïõ õðü óôáèåñü áíçãìÝíï áîïíéêü öïñôßï. Ïé äïêïß åðéðïíÞèçêáí óå Ýíá óçìåßï óôï ìÝóïí ôïõ áíïßãìáôïò (ìå ëüãï äéÜôìçóçò ßóï ìå 3.5). Ïé ëåðôïìÝñåéåò üðëéóçò ôùí óôïé÷åßùí öáßíïíôáé óôï ó÷. 3. Óôï óõìâïëéóìü ôùí óôïé÷åßùí ôá ãñÜììáôá L êáé N õðïäçëþíïõí ôïí ôýðï ôïõ óêõñïäÝìáôïò (óõñìáôïêéóóçñüäåìá êáé êáíïíéêü óêõñüäåìá, áíôßóôïé÷á), åíþ ôá ãñÜììáôá C êáé B õðïäçëþíïõí ôï åßäïò ôùí óôïé÷åßùí (õðïóôýëùìá êáé äïêü, áíôßóôïé÷á).

4.4. ÐåéñáìáôéêÞ äéÜôáîç êáé ìåèïäïëïãßá äïêéìáóßáò Ç äïêéìáóßá ôùí óôïé÷åßùí Ýãéíå óôçí ðåéñáìáôéêÞ äéÜôáîç ðïõ öáßíåôáé óôï ó÷. 1. Ãéá ôçí åðéâïëÞ ôçò åíáëëáó148

149

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ó÷. 4: MÝôñçóç ïëßóèçóçò ïðëéóìïý êáé óêõñïäÝìáôïò.

Fig. 4: Steel-concrete slip measurement.

öïõ ôùí íåõñþóåùí ôïõ ÷Üëõâá óôï óêõñüäåìá ôçò åðéêÜëõøçò. ÌåôÜ ôçí åðéâïëÞ ôïõ áîïíéêïý öïñôßïõ ôá óôïé÷åßá õðïâÜëëïíôï áñ÷éêÜ óå ôñåéò-ôÝóóåñéò áíáêõêëßóåéò ìéêñÞò óôÜèìçò ãéá óôáèåñïðïßçóç ôçò ðåéñáìáôéêÞò äéÜôáîçò êáé Ýëåã÷ï ôùí ìåôñçôéêþí ïñãÜíùí, óôç óõíÝ÷åéá óå ôñåéò-ôÝóóåñéò áíáêõêëßóåéò óå óôÜèìç åðéðüíçóçò áíôßóôïé÷çò óôç äéáññïÞ ôïõ ÷Üëõâá êáé ðåñáéôÝñù óå ðÝíôå Ýùò äÝêá áíáêõêëßóåéò óå óôÜèìç áíôßóôïé÷ç óå ôéìÞ ôïõ äåßêôç ðëáóôéìüôçôáò ßóç ìå ì=3.5. (Ï ôýðïò åðéðüíçóçò áíôéóôïé÷åß óôç äéáäï÷Þ ìéêñÞò, ìÝôñéáò êáé éó÷õñÞò óåéóìéêÞò äñÜóçò). Ãéá ôçí ôÞñçóç óôáèåñÞò ôçò ôá÷ýôçôáò åðéðüíçóçò êáè üëç ôç äéÜñêåéá ôïõ ðåéñÜìáôïò, ßóçò ìå 0.2 mm/sec, (ëüãù ôçò éäéáßôåñçò åðéññïÞò ôçò óôç ìåôåëáóôéêÞ ðåñéï÷Þ ôçò åðéðüíçóçò), ç ðáñáêïëïýèçóç ôçò åîÝëéîçò ôùí ñùãìþí ãéíüôáí ìå äéáäï÷éêÞ öùôïãñÜöéóç óôçí ðñþôç öÜóç êáé âéíôåïóêüðçóç óôç äåýôåñç öÜóç. Ç ôÞñçóç ôïõ ðñïãñÜììáôïò åðéðüíçóçò ãéíüôáí ìå ïäçãü ôï äéÜãñáììá óõìðåñéöïñÜò (äýíáìçò-âÝëïõò) óå êáôáãñáöéêü äýï áîüíùí óõíäåäåìÝíï ìå ôá ìåôñçôéêÜ üñãáíá. Ùò óôÜèìç äéáññïÞò ôïõ ÷Üëõâá ïñßæåôï ç óôÜèìç áðüôïìçò êëßóçò ôïõ äéáãñÜììáôïò óõìðåñéöïñÜò.

Ó÷. 3: ¼ðëéóç ðåéñáìáôéêþí óôïé÷åßùí.

Fig. 3: Details of test members.

5. ÐÅÉÑÁÌÁÔÉÊÁ ÁÐÏÔÅËÅÓÌÁÔÁ

óüìåíçò ìåôáôüðéóçò ÷ñçóéìïðïéÞèçêå ãñýëïò MTS (500 kÍ), ï ïðïßïò ðáêôþèçêå óôï äÜðåäï äïêéìþí. Ôï óôáèåñü áîïíéêü öïñôßï åðéâëÞèçêå ìÝóù õäñáõëéêïý ãñýëïõ ìå ôç ìïñöÞ åîùôåñéêÞò ðñïÝíôáóçò åöåëêýïíôáò äýï åîùôåñéêÝò ÷áëýâäéíåò ñÜâäïõò êáé ôçñåßôï óôáèåñü ìÝóù äýï ÷áëýâäéíùí åëáôçñßùí, ôá ïðïßá áíáéñïýóáí ôç ìåßùóÞ ôïõ, ëüãù ôïõ âÝëïõò ôïõ óôïé÷åßïõ. Ìåôñïýíôï ôï âÝëïò óôï ìÝóïí ôïõ áíïßãìáôïò ôùí óôïé÷åßùí, ç äýíáìç áðüêñéóçò êáé ç ó÷åôéêÞ ìåôáêßíçóç ÷Üëõâá êáé óêõñïäÝìáôïò ìÝóù ôçò äéÜôáîçò ðïõ öáßíåôáé óôï ó÷. 4. Óôï ôÝëïò êÜèå äïêéìÞò ãéíüôáí ïðôéêÞ åîÝôáóç ôçò óõíÜöåéáò ìå ðáñáôÞñçóç ôçò äéáôáñá÷Þò ôïõ áíÜãëõ-

Ïé êáìðýëåò óõìðåñéöïñÜò äßíïíôáé óôï ó÷. 5 ãéá ôõðéêÜ ðåéñáìáôéêÜ óôïé÷åßá-õðïóôõëþìáôá êáé óôï ó÷. 6 ãéá ôéò ðåéñáìáôéêÝò äïêïýò. Ç ìïñöïëïãßá ôùí ñùãìþí ìåôÜ ôï ôÝëïò ôùí áíáêõêëßóåùí öáßíåôáé óôï ó÷. 7 ãéá Ýíá ôõðéêü õðïóôýëùìá êáé óôï ó÷. 8 ãéá ÷áñáêôçñéóôéêÝò äïêïýò. Ï ôýðïò áóôï÷ßáò ôùí óôïé÷åßùí Þôáí ðáñüìïéïò ãéá ôá óôïé÷åßá áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá êáé êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ï ôýðïò áóôï÷ßáò üëùí ôùí óôïé÷åßùí Þôáí ðñïïäåõôéêüò ÷áñáêôçñéæüìåíïò áðü áðïêüëëçóç ôçò åðéêÜëõøçò êáé ëõãéóìü ôùí äéáìÞêùí ñÜâäùí. Ç áóôï÷ßá ôùí óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá Þôáí ðéï ðñïïäåõôéêÞ áðü áõôÞí ôùí óôïé÷åßùí áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá ÷ùñßò ôçí ðñïóèÞêç 149

150

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ó÷. 5: Êáìðýëç öïñôßïõ-âÝëïõò ãéá ôá óôïé÷åßá C. Fig. 5: Force-deflection curve for C elements.

ôïõ ðëÝãìáôïò. Ïé ðåéñáìáôéêïß äïêïß åìöÜíéóáí ðåñéóóüôåñç ëïîÞ ñçãìÜôùóç (ìåôÜ ôïí ðñþôï êýêëï åðéðüíçóçò óå óôÜèìç áíôßóôïé÷ç óå ì=3.5) áðü ü,ôé ôá õðïóôõëþìáôá. Ôá óôïé÷åßá Â3 (ìå áðüóôáóç óõíäåôÞñùí 200 mm) åìöÜíéóáí ðéï øáèõñÞ óõìðåñéöïñÜ ìå ðéï åêôåôáìÝíç ëïîÞ ñçãìÜôùóç êáé ôá÷ýôåñï ëõãéóìü ôùí äéáìÞêùí ñÜâäùí. Ï ëõãéóìüò ôùí ñÜâäùí óôï óôïé÷åßï LB3 óõíÝâç åíùñßôåñá áðü ü,ôé óôï óôïé÷åßï ÍÂ3. Ïé äïêïß Â5 åìöÜíéóáí óçìáíôéêÜ ìéêñüôåñç ëïîÞ ñçãìÜôùóç.

6. Ç ÅÐÉÑÑÏÇ ÔÙÍ ÐÁÑÁÌÅÔÑÙÍ

6.1. Ç åðéññïÞ ôùí ðáñáìÝôñùí ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ¼ðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 6, ôá óôïé÷åßá Â1 êáé Â2 åìöÜíéóáí ðáñüìïéá óõìðåñéöïñÜ, ôüóï ùò ðñïò ôç öÝñïõóá éêáíüôçôá (ìÝãéóôç ôéìÞ ôçò äýíáìçò áðüêñéóçò), üóï êáé ùò ðñïò ôçí Ýêôáóç ôçò ëïîÞò ñçãìÜôùóçò êáé ôïí óõíïëéêü áñéèìü êýêëùí ðñéí ôçí ôåëéêÞ áóôï÷ßá. ÄåäïìÝíïõ üôé ôï üñéï äéáññïÞò ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý óôç äïêü Â1 åßíáé äéðëÜóéï áðü áõôü ôçò Â2, èá áíáìåíüôáí êáëýôåñç óõìðåñéöïñÜ ãéá ôçí Â1 áðü ü,ôé ãéá ôç äïêü Â2. Áðü ìÝôñçóç ôïõ áíïßãìáôïò ôùí ëïîþí ñùãìþí óôç Â2 ëßãï ðñéí ôçí ôåëéêÞ áóôï÷ßá ðñïÝêõøå üôé ç äéáññïÞ ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý óõíÝâç êáôÜ ôç óôéãìÞ ôçò ôåëéêÞò áóôï÷ßáò êáé ãé áõôüí ôïí ëüãï ôï ìåãáëýôåñï üñéï äéáññïÞò ôùí óõíäåôÞñùí óôç äïêü Â1 äåí åðçñÝáóå ôç óõìðåñéöïñÜ ôçò. Áíôßèåôá, ç äïêüò Â3 åìöÜíéóå ÷åéñüôåñç, åí ãÝíåé, óõìðåñéöïñÜ áðü ôç Â2. ÄåäïìÝíïõ üôé ïé äïêïß Â3 êáé Â2 Ý÷ïõí ôï ßäéï ìç÷áíéêü ðïóïóôü åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý, èá áíáìåíüôáí ðáñüìïéá óõìðåñéöïñÜ ôùí äýï äïêþí.

Ó÷. 6: Êáìðýëç öïñôßïõ-âÝëïõò ãéá ôá óôïé÷åßá LB. Fig. 6: Force-deflection curve for LB elements.

Áðü ôá ðáñáðÜíù äéáöáßíåôáé üôé ç áðüóôáóç ôùí óõíäåôÞñùí áðïôåëåß ðéï áðïöáóéóôéêü ðáñÜãïíôá ãéá ôç óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí áðü ü,ôé ôï ðïóïóôü ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý. Ãéá ôïí ëüãï áõôü, ç óýã÷ñïíç ôÜóç ãéá áýîçóç ôïõ ïñßïõ äéáññïÞò ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ìå 150

151

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

óôü÷ï ôçí áýîçóç ôçò áðüóôáóçò ôùí óõíäåôÞñùí öáßíåôáé ðñïâëçìáôéêÞ. Ïé äïêïß Â4 åìöÜíéóáí ëéãüôåñï Ýíôïíç ëïîÞ ñçãìÜôùóç áðü ôéò äïêïýò Â3 (ìïëïíüôé ï åãêÜñóéïò ïðëéóìüò óôç äéáôìçôéêÜ êñßóéìç ðåñéï÷Þ åßíáé ï ßäéïò êáé óôéò äýï äïêïýò) êáé ðåñßðïõ 10% ìåãáëýôåñç öÝñïõóá éêáíüôçôá áðü ôéò äïêïýò Â1. Ïé äéáöïñÝò áõôÝò ìðïñåß íá áðïäïèïýí áö åíüò óôçí åõíïúêÞ äñÜóç ôùí åíäéÜìåóùí óõíäåôÞñéùí ñÜâäùí (ðïõ ÷ñçóéìïðïéÞèçêáí ãéá ôç äéáìüñöùóç ôïõ êëùâïý ôùí óõíäåôÞñùí óôç èëéâüìåíç æþíç) êáé áö åôÝñïõ óôçí, ëüãù ôçò ðýêíùóçò ôùí óõíäåôÞñùí óôç èëéâüìåíç æþíç, êáèõóôÝñçóç ôïõ ëõãéóìïý ôùí äéáìÞêùí ñÜâäùí ôïõ ïðëéóìïý.

Ó÷. 7: Ìïñöïëïãßá ñùãìþí ãéá ôï óôïé÷åßï C1.

Fig. 7: Crack patterns for C1 member.

6.2. Ç åðéññïÞ ôçò äéÜôáîçò ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý Ç õóôåñçôéêÞ óõìðåñéöïñÜ ôùí äïêþí Â5 (ìå ôçí êáôáêüñõöç äéÜôáîç ôïõ ïðëéóìïý) åìöáíßæåé áéóèçôÝò äéáöïñÝò áðü áõôÞí ôùí äïêþí Â1 (ìå ôç óõìâáôéêÞ äéÜôáîç ïðëéóìïý). Ïé äïêïß Â5 åìöÜíéóáí 15% ðåñßðïõ áýîçóç ôçò öÝñïõóáò éêáíüôçôÜò ôïõò, ìåßùóç ôçò óôÝíùóçò ôùí õóôåñçôéêþí âñü÷ùí (pinching effect) êáèþò êáé óçìáíôéêÞ ìåßùóç ôçò ëïîÞò ñçãìÜôùóçò. Ïé äéáöïñïðïéÞóåéò áõôÝò, ïé ïðïßåò, äåäïìÝíïõ üôé ôï (óõìâáôéêÜ èåùñïýìåíï) åíåñãü ðïóïóôü ïðëéóìïý ôùí óôïé÷åßùí áõôþí åßíáé óçìáíôéêÜ ìéêñüôåñï áðü áõôü ôùí óôïé÷åßùí Â1, Ýñ÷ïíôáé óå áíôßèåóç ìå ôç óõìâáôéêÞ èåþñçóç, ìðïñïýí íá áðïäïèïýí óôá ðáñáêÜôù: (á) ïé åíäéÜìåóåò äéáìÞêåéò ñÜâäïé ðáñÝìåíáí óõíå÷þò õðü åöåëêõóôéêÞ Ýíôáóç, üðùò ðñïÝêõøå áðü ôçí ðáñáêïëïýèçóç ôçò ìïñöïëïãßáò ôùí ñùãìþí ìÝóù âéíôåïóêüðçóçò êáé ãé áõôü ç óõìâïëÞ ôùí åíäéÜìåóùí ñÜâäùí äåí Þôáí áìåëçôÝá, (â) ç ðáñïõóßá ôùí åíäéÜìåóùí ñÜâäùí êáèõóôÝñçóå ôçí åîÝëéîç ôùí ñùãìþí êáé ôç äéåßóäõóÞ ôïõò óôç èëéâüìåíç æþíç êáé (ã) ëüãù ôïõ ìåãáëýôåñïõ âÜèïõò ôçò èëéâüìåíçò æþíçò óôçí ðåñßðôùóç ôçò êáè ýøïò êáôáíïìÞò ôïõ ïðëéóìïý, ç óõìâïëÞ ôïõ Üïðëïõ óêõñïäÝìáôïò óôçí áíÜëçøç ôçò ôÝìíïõóáò Þôáí ìåãáëýôåñç. Ç ðáñáðÜíù êáëýôåñç áðüêñéóç ôùí óôïé÷åßùí ìå ôç ìç óõìâáôéêÞ êáôáíïìÞ ôïõ ïðëéóìïý êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò áðïôåëåß ðñþôç èåôéêÞ Ýíäåéîç ãéá ôçí õéïèÝôçóç ôçò äéÜôáîçò áõôÞò óôçí ðåñßðôùóç æõãùìÜôùí Üêáìðôùí ðëáéóßùí ëüãù ôùí óçìáíôéêþí ðëåïíåêôçìÜôùí ðïõ åíôïðßóôçêáí óôçí 5.1. Ç ðáñáôçñïýìåíç, üìùò, óçìáíôéêÞ ðôþóç ôïõ ìÝãéóôïõ öïñôßïõ êáôÜ ôç ìåôÜâáóç áðü ôïí ðñþôï (ðáñèåíéêü) êýêëï åðéðüíçóçò óôïí äåýôåñï áðáéôåß ðåñáéôÝñù äéåñåýíçóç.

Ó÷. 8: Ìïñöïëïãßá ñùãìþí ãéá ôá óôïé÷åßá B1 êáé Â2.

Fig. 8: Crack patterns for Â1 and B2 members.

6.3. ÅðéññïÞ ôïõ åßäïõò ôùí óôïé÷åßùí Ç õóôåñçôéêÞ óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí C (õðïóôõëùìÜôùí) åìöáíßæåôáé ÷ùñßò óçìáíôéêÞ óôÝíùóç (pinching effect) ôùí õóôåñçôéêþí âñü÷ùí, åíþ áíôéèÝôùò ç óõìðåñé-

Ó÷. 9: Ïëßóèçóç ïðëéóìïý ãéá ôï óôïé÷åßï Â1.

Fig. 9: Bond slip for member Â1.

151

152

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ó÷. 10: ÁðïôåëÝóìáôá óõíÜöåéáò êáôÜ RILEM [2].

Fig. 10: Bond slip according RILEM [2].

öïñÜ ôùí óôïé÷åßùí  ÷áñáêôçñßæåôáé áðü óçìáíôéêÞ óôÝíùóç ôùí õóôåñçôéêþí âñü÷ùí ìåôÜ ôïí ôñßôï êýêëï öüñôéóçò. Ç äéáöïñïðïßçóç áõôÞ ôçò óõìðåñéöïñÜò ìåôáîý ôùí ðåéñáìáôéêþí óôýëùí êáé äïêþí ìðïñåß íá áðïäïèåß óôïí äéáöïñåôéêü ëüãï äéÜôìçóçò, óôï äéáöïñåôéêü áîïíéêü öïñôßï êáé ôïí äéáöïñåôéêü ëüãï ðëÜôïõò ðñïò ýøïò ôçò äéáôïìÞò. Åí ôïýôïéò, ðáñÜ ôï åíôïíüôåñï öáéíüìåíï ôçò óôÝíùóçò ôùí âñü÷ùí, ïé ðåñéóóüôåñåò ðåéñáìáôéêïß äïêïß Üíôåîáí ìåãáëýôåñï áñéèìü êýêëùí åðéðüíçóçò áðü ü,ôé ôá ðåéñáìáôéêÜ õðïóôõëþìáôá, áðïôÝëåóìá ôïõ ôá÷ýôåñïõ ëõãéóìïý ôùí ñÜâäùí óôá óôïé÷åßá áõôÜ, ëüãù, åíäå÷ïìÝíùò, ôïõ ìéêñüôåñïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ôïõò. Óçìåéþíåôáé, åðßóçò, ç ðáñáôçñïýìåíç óôï ó÷. 5 ìåßùóç ôçò äýíáìçò áðüêñéóçò ôùí óôïé÷åßùí áõôþí ìåôÜ ôç äéáññïÞ ôïõ ÷Üëõâá, ëüãù ôçò ðñüóèåôçò, ëüãù âÝëïõò, ñïðÞò, ç ïðïßá åßíáé óçìáíôéêÞ óôçí ðåñßðôùóç ôùí óôïé÷åßùí áõôþí (ëüãù ôçò ìåãáëýôåñçò ôéìÞò ôïõ áîïíéêïý öïñôßïõ êáé ôçò ìéêñüôåñçò äéáôïìÞò ôïõò êáé, ãé áõôü, ìåãáëýôåñïõ âÝëïõò ôïõò).

7. ÓÕÃÊÑÉÓÇ ÓÕÑÌÁÔÏÊÉÓÓÇÑÏÄÅÌÁÔÏÓ ÊÁÉ ÊÁÍÏÍÉÊÏÕ ÓÊÕÑÏÄÅÌÁÔÏÓ ¼ðùò ðñïêýðôåé áðü ôá ó÷Þìáôá 5 êáé 6, ç õóôåñçôéêÞ óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá åìöáíßæåé ðáñüìïéá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ìå ôç óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ç ïìïéüôçôá áõôÞ, óýìöùíç êáé ìå ôçí ðáñüìïéá ìïñöïëïãßá ñùãìþí óôïõò äýï ôýðïõò ðåéñáìáôéêþí óôïé÷åßùí, ìðïñåß íá èåùñçèåß ôï áðïôÝëåóìá ôçò ïìïéüôçôáò ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí óõíÜöåéáò

ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò êáé ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò. ¼ðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 10, ç óõíÜöåéá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò åìöáíßæåôáé ôïõëÜ÷éóôïí ôçò ßäéáò ðïéüôçôáò (áí ü÷é áíþôåñç) ìå áõôÞí ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò. Ç âåëôéùìÝíç óõíÜöåéá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ìðïñåß íá áðïäïèåß: (á) óôç ìåãáëýôåñç åíåñãü äéåðéöÜíåéá åðáöÞò óêõñïäÝìáôïò êáé ÷Üëõâá, ëüãù ôïõ ìéêñüôåñïõ êüêêïõ ôùí áäñáíþí, (â) óôçí ðéï áíþìáëç õöÞ ôçò åîùôåñéêÞò åðéöÜíåéáò ôùí êüêêùí ôçò êßóóçñçò, (ã) óôçí áõîçìÝíç ðñüóöõóç, ëüãù áðïññüöçóçò ôóéìåíôïðïëôïý áðü ôïõò åðéöáíåéáêïýò ðüñïõò ôùí êüêêùí ôçò êßóóçñçò. Åðßóçò, äåäïìÝíïõ üôé ôï ëåðôü õëéêü ôçò êßóóçñçò åßíáé ÷çìéêÜ ðéï äñáóôéêü áðü áõôü ôùí áóâåóôïëéèéêþí áäñáíþí, Ýíá ðñüóèåôï ëüãï ãéá âåëôßùóç ôçò óõíÜöåéáò åíäÝ÷åôáé íá áðïôåëåß ç ðéèáíÞ ÷çìéêÞ áëëçëåðßäñáóç ìåôáîý õëéêïý êáé ëåðôïý õëéêïý êßóóçñçò. Ç ïìïéüôçôá ôçò óõìðåñéöïñÜò ôùí äýï ôýðùí óêõñïäÝìáôïò åêôåßíåôáé óå üëïõò ôïõò ôýðïõò ðåéñáìáôéêþí óôïé÷åßùí ðïõ äéåñåõíÞèçêáí, ìå åîáßñåóç ôá óôïé÷åßá LÂ3 êáé NB3. Ç óõìðåñéöïñÜ ôçò äïêïý ÂL3 õóôÝñçóå áéóèçôÜ áðü áõôÞí ôçò äïêïý ÂÍ3. Óôç äïêü ÂL3 ï ëõãéóìüò ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý óõíÝâç åíùñßôåñá áðü ü,ôé óôç äïêü ÂÍ3. ÄåäïìÝíïõ üôé ïé äïêïß ÂL4 êáé ÂÍ4 åðÝäåéîáí ðáñüìïéá óõìðåñéöïñÜ (ðáñ üëï ðïõ ç áðüóôáóç ôùí óõíäåôÞñùí óôç äéáôìçôéêÜ êñßóéìç ðåñéï÷Þ ôïõ ìÝóïõ ôçò äéáôïìÞò åßíáé ßäéá ìå áõôÞí ôùí äïêþí ÂL3 êáé ÂÍ3, äçëáäÞ 200 mm), ç ÷åéñüôåñç óõìðåñéöïñÜ ôçò äïêïý ÂL3 ìðïñåß íá áðïäïèåß óå åíäå÷üìåíç ìåãáëýôåñç åõáëùóßá ôùí óôïé÷åßùí áðü êéóóçñüäåìá ãéá ëõãéóìü ôùí ñÜâäùí ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý, ðáñÜ óôçí áíáöåñüìåíç óôçí âéâëéïãñáößá ìéêñüôåñç äéáôìçôéêÞ áíôï÷Þ ôïõ åëáöñïóêõñïäÝìáôïò. Ç åõáëùóßá áõôÞ ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ìðïñåß íá áðïäïèåß óôç ìéêñüôåñç åöåëêõóôéêÞ áíôï÷Þ ôïõ [2] êáé ãé áõôü ìéêñüôåñç éêáíüôçôá ôïõ óêõñïäÝìáôïò ôçò åðéêÜëõøçò íá áíôÝîåé ôçí åãêÜñóéá äýíáìç ðïõ áíáðôýóóåôáé ëüãù ôçò êÜìøçò ôïõ ïðëéóìïý êáôÜ ôïí ëõãéóìü ôçò ñÜâäïõ. Ãéá ôçí áíôéóôÜèìéóç ôïõ ìåéïíåêôÞìáôïò áõôïý óõíéóôþíôáé ç ÷ñÞóç äéáìÞêùí ñÜâäùí ìéêñüôåñçò äéáìÝôñïõ êáé ðõêíüôåñïò åãêÜñóéïò ïðëéóìüò ãéá ôá óôïé÷åßá áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá. Ëüãù ôïõ ìéêñïý êüêêïõ ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ç ðñïôåéíüìåíç ðõêíüôåñç äéÜôáîç äéáìÞêïõò êáé åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ìðïñåß íá õéïèåôçèåß ÷ùñßò éäéáßôåñåò äõóêïëßåò êáôÜ ôç óêõñïäÝôçóç. Ç äéÜôáîç áõôÞ èá åðéôñÝøåé, åðéðëÝïí, óõíïëéêÜ êáëýôåñç óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí. ÅîÜëëïõ, üðùò öáßíåôáé áðü ôçí êëßóç ôùí äéáãñáììÜôùí óôá ó÷Þìáôá 5 êáé 6, ç äõóêáìøßá ôùí óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá óôç óôÜèìç êïíôÜ óôï ìÝãéóôï öïñôßï åßíáé ôçò ßäéáò ôÜîåùò ìå áõôÞ ôùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá, åíþ óôç óôÜèìç ëåéôïõñãßáò (ðåñßðïõ óôï 1/3 ôïõ ìÝãéóôïõ öïñôßïõ) åßíáé ôçò ôÜîåùò ôïõ 85% ôçò 152

153

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

äõóêáìøßáò ôùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. ËáìâÜíïíôáò õðüøç üôé ôï ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò åßíáé ìéêñüôåñï êáôÜ 50% ðåñßðïõ áðü áõôü ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò, ç äõóêáìøßá ôùí óôïé÷åßùí ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò èá áíáìåíüôáí óçìáíôéêÜ ìéêñüôåñç áðü áõôÞí ôùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ãéá ôçí åñìçíåßá ôçò ðáñáôçñçèåßóáò óçìáíôéêÜ ìåãáëýôåñçò äõóêáìøßáò åíôïðßæïíôáé ïé åîÞò ðáñáôçñÞóåéò: (á) ôï ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ðáñáìÝíåé óôáèåñü ìÝ÷ñé ôç óôÜèìç ôïõ ìÝãéóôïõ öïñôßïõ (ãñáììéêü äéÜãñáììá ó-å), åíþ ôï áíôßóôïé÷ï ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò ìåéþíåôáé ìå ôçí áýîçóç ôçò óôÜèìçò ôïõ öïñôßïõ (êáìðýëï äéÜãñáììá ó-å) êáé (â) ç óõìâïëÞ ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý óôç äõóêáìøßá ôïõ óôïé÷åßïõ áõîÜíåé ìå ôçí áýîçóç ôçò óôÜèìçò ôïõ öïñôßïõ, ëüãù ìåßùóçò ôçò èëéâüìåíçò æþíçò, ìå óõíÝðåéá ìåéùìÝíç óõìâïëÞ ôïõ ìÝôñïõ åëáóôéêüôçôáò ôçò èëéâüìåíçò æþíçò óôç äõóêáìøßá ôùí óôïé÷åßùí.

8. ÓÕÌÐÅÑÁÓÌÁÔÁ Ìå âÜóç ôá ðåéñáìáôéêÜ áðïôåëÝóìáôá êáé ãéá ôçí ðåñéï÷Þ ôùí ôéìþí ôùí ðáñáìÝôñùí ðïõ åîåôÜóôçêáí óôï ðåéñáìáôéêü ðñüãñáììá ôçò åñãáóßáò áõôÞò ðñïÝêõøáí ôá ðáñáêÜôù: 1. ÃñáììéêÜ óôïé÷åßá áðü ìéêñïêéóóçñüäåìá åíéó÷õìÝíá ìå óõñìáôüðëåãìá ãýñù áðü ôïí êëùâü ôïõ ïðëéóìïý åðéðïíïýìåíá óå åíáëëáóóüìåíç åãêÜñóéá åðéðüíçóç õðü óôáèåñü áîïíéêü öïñôßï ÷áìçëÞò óôÜèìçò åðÝäåéîáí ðáñüìïéá ÷áñáêôçñéóôéêÜ óõìðåñéöïñÜò ìå áõôÜ óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá.

2. Ç äõóêáìøßá ôùí ðáñáðÜíù óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá ðñïÝêõøå ðáñüìïéá ìå áõôÞí ôùí óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá óôç óôÜèìç ôïõ ìÝãéóôïõ öïñôßïõ, åíþ óôç óôÜèìç ôïõ öïñôßïõ ëåéôïõñãßáò ôçò ôÜîåùò ôïõ 85% ôçò äõóêáìøßáò ôùí óôïé÷åßùí áðü óõìâáôéêü óêõñüäåìá 3. Aýîçóç ôçò ôÜóçò äéáññïÞò ôïõ ÷Üëõâá ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ôùí óôïé÷åßùí äåí Ýäùóå âåëôßùóç ôçò óõìðåñéöïñÜò ôïõò.

4. Ãéá ôá ðïóïóôÜ ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ðïõ õéïèåôÞèçêáí óôï ðñüãñáììá, ç áðüóôáóç ôùí óõíäåôÞñùí öÜíçêå íá áðïôåëåß ðéï áðïöáóéóôéêü ðáñÜãïíôá áðï ü,ôé ôï (ìç÷áíéêü) ðïóïóôü ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý.

6. Óôïé÷åßá ìå äéÜôáîç ôïõ äéáìÞêïõò (êáìðôüìåíïõ) ïðëéóìïý êáè ýøïò ôçò äéáôïìÞò åðÝäåéîáí ðáñüìïéá (Þ êáé ìåãáëýôåñç) öÝñïõóá éêáíüôçôá áðü áíôßóôïé÷á óôïé÷åßá ìå óõìâáôéêÞ äéÜôáîç ôïõ ïðëéóìïý (êáôÜ ðëÜôïò).

ÂÉÂËÉÏÃÑÁÖÉÁ 1. Ã. Êïõíôïýñç: Óýíèåóç êáé áíôï÷Þ åëáöñïóêõñïäåìÜôùí ìå êßóóçñç ÈÞñáò êáé Íéóýñïõ, ÐñáêôéêÜ 2ïõ Óõíåäñßïõ ÓêõñïäÝìáôïò, Èåóóáëïíßêç, 1975, äéäáêôïñéêÞ äéáôñéâÞ.

2. Á. ÌðÜêá: Ç áíôéóåéóìéêÞ áîßá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò, ÐñáêôéêÜ Åëëçíéêïý Óõíåäñßïõ, Âüëïò, 1984.

3. Á. ÌðÜêá: ÓõìâïëÞ óôçí Ôå÷íïëïãßá êáé Ìç÷áíéêÞ ÓõìðåñéöïñÜ Óôïé÷åßùí áðü ÏðëéóìÝíï Åëáöñïóêõñüäåìá, äéäáêôïñéêÞ äéáôñéâÞ.

4. Á. ÌðÜêá: Ðñüôáóç Áðëïðïßçóçò êáé Åíïðïßçóçò ôçò ÓõìâáôéêÞò Ôáîéíüìçóçò êáé Äïêéìáóßáò ôïõ ÓêõñïäÝìáôïò, Ôå÷íéêÜ ×ñïíéêÜ, ÅðéóôçìïíéêÞ ¸êäïóç ÔÅÅ, ÓåéñÜ É, 2000, ô. 20, óåë. 109-123.

153

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

1. ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΚΟΜΒΩΝ ΜΕ ΔΙΑΣΠΑΡΤΟ ΤΟΝ ΔΙΑΜΗΚΗ ΚΑΙ ΕΓΚΑΡΣΙΟ ΟΠΛΙΣΜΟ Η ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΛΥΣΗ ΤΟΥ «ΧΑΛΥΒΟΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ» Προτείνεται διάταξη του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού των υποστυλωμάτων από σκυρόδεμα διάσπαρτη σ΄όλη την έκταση της διατομής τους με αποτέλεσμα ένα ομοιομορφισμένο υλικό από σκυρόδεμα και χάλυβα, το χαλυβοσκυρόδεμα. Η διάταξη αυτή σε συνδυασμό με διάταξη του διαμήκους οπλισμού καθ΄ύψος των δοκών αίρει τις κατασκευαστικές δυσχέρειες και τα τεχνολογικά προβλήματα στην περιοχή των κόμβων των δομικών στοιχείων από σκυρόδεμα, επιτρέπει τυποποίηση και εκβιομηχάνιση του συνόλου του οπλισμού των υποστυλωμάτων, αυξάνει την ασφάλεια και επισκευασιμότητά τους και εξασφαλίζει μεγαλύτερη πυρασφάλεια και διάρκεια των κατασκευών. Η ίδια καμπτική αντοχή, η μεγαλύτερη διατμητική αντοχή και η καλύτερη υστερητική συμπεριφορά δομικών στοιχείων και κόμβων με την προτεινόμενη λύση απ΄ αυτήν αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική διάταξη του οπλισμού και ίδιο συνολικό οπλισμό επιβεβαιώνεται από τα αποτελέσματα δοκιμασίας σε εναλλασσόμενη καμπτοδιατμητική επιπόνηση δώδεκα γραμμικών στοιχείων και δύο ημιπλαισίων.

1.1 Προβλήματα με τη Συμβατική Όπλιση των Στοιχείων Ο.Σ. Η όπλιση και σκυροδέτηση των κατασκευών από σκυρόδεμα στην περιοχή των κόμβων των γραμμικών μελών του φέροντα οργανισμού αποτελεί μια από τις πλέον δυσχερείς και προβληματικές εργασίες της όλης κατασκευής. Οι αυξημένες απαιτήσεις των σύγχρονων αντισεισμικών κανονισμών οδηγούν σε περίπου συμμετρικό διαμήκη οπλισμό των δοκών και πυκνή διάταξη των συνδετήρων στην περιοχή των κόμβων και κοντά σ΄ αυτούς με συνέπεια: •

•

Είναι πρακτικά ανέφικτη η τήρηση των μικρών διαμέτρων που απαιτούνται για τις διαμήκεις ράβδους των δομικών στοιχείων ώστε να μην υπερβαίνεται η τάση συνάφειας των ακραίων διαμήκων ράβδων στην περιοχή των κόμβων.

Όπως φαίνεται στο Σχ. 1, λόγω του αντίθετου πρόσημου της ροπής στις διατομές Α και Β εκατέρωθεν του κόμβου, η μεταβολή της δύναμης των ράβδων του οπλισμού στο μήκος ΑΒ του κόμβου προκύπτει ίση με ΔFs= 2.Αs.fy.

Fs2

Η ορθή συμπύκνωση του σκυροδέματος στην περιοχή του κόμβου με τη συνήθη πρακτική της εσωτερικής δόνησης να είναι πρακτικά ανέφικτη.

Fs1

Fs1

Fs2

A

Μη ορθή συμπύκνωση και, ως εκ τούτου, μειωμένη αντοχή του σκυροδέματος οδηγεί σε πρόωρη αστοχία των λοξών θλιπτήρων του κόμβου με τις γνωστές, ιδιαίτερα δυσμενείς, συνέπειες για όλο τον φέροντα οργανισμό της κατασκευής.

B τb

Fs2

A

Fs1

Τb

Β

Σχ. 1.1 Εντατική κατάσταση στην περιοχή του κόμβου

122

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Εξισώνοντας την ΔFs με τη δύναμη συνάφειας Τb=τb.π.Φ.lAB η οποία πρέπει να την εξισορροπήσει, η διάμετρος Φ των διαμήκων ράβδων για τη συνήθη διάσταση των κόμβων lAB = 0,300 m προκύπτει μικρότερη των 14 mm.

H απαίτηση αυτή για διαμήκεις ράβδους μικρής διαμέτρου σπανίως τηρείται στις κατασκευές, καθώς το σχετικά περιορισμένο πλάτος των δοκών δεν επιτρέπει διάταξη μεγάλου αριθμού διαμήκων ράβδων.

•

Προβληματική, επίσης, αποδεικνύεται στην πράξη και η διάταξη όλου του απαιτούμενου διατμητικού οπλισμού του κόμβου. Σ΄ αρκετές κατασκευές για να διευκολυνθεί η διάστρωση και συμπύκνωση του σκυροδέματος στην περιοχή αυτή δεν επεκτείνονται στον κόμβο οι κατακόρυφοι συνδετήρες των δοκών με συνέπεια ανεπαρκή όπλιση των κόμβων.

Για την άρση των παραπάνω μειονεκτημάτων έχουν κατά καιρούς διερευνηθεί διάφορες τροποποιήσεις της όπλισης των πλαισίων οι οποίες, όμως, δεν οδήγησαν σε ικανοποιητική λύση.

Το οπλισμένο σκυρόδεμα, όμως, ως το συνδυασμένο αποτέλεσμα σκυροδέματος και χάλυβα, επιδεικνύει εκτος από τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των δύο συστατικών του. Ένα από τα κυριότερα μειονεκτήματα του χάλυβα αποτελεί η διαβρωσιμότητά του και η, εν γένει, μικρή ανθεκτικότητά του. Το σκυρόδεμα συνδυαζόμενο με το χάλυβα απώλεσε σε σημαντικό βαθμό την υψηλή ανθεκτικότητά του και την πυρασφάλειά του με συνέπεια σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής των κατασκευών από σκυρόδεμα. Στις ημέρες μας η αυξανόμενη ατμοσφαιρική μόλυνση από την υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων της γης και η μόλυνση των υπόγειων υδάτων της από την υπερεντατική καλλιέργεια των εδαφών της μέσω τοξικών φυτοφαρμάκων επιταχύνει το ρυθμό απώλειας της ανθεκτικότητας και τη συνεπαγόμενη απώλεια της συνάφειας σκυροδέματος και χάλυβα και θέτει ζήτημα αναζήτησης νέων τρόπων ενίσχυσης της ανθεκτικότητας των κατασκευών από σκυρόδεμα.

β

Στην εργασία [1] προτάθηκε η προσθήκη στην περιοχή των κόμβων διαμήκων ράβδων ενδιάμεσα του ύψους των ζυγωμάτων. Στις εργασίες [2] και [3] διερευνήθηκε η συμπεριφορά πλαισίου στο οποίο οι ενδιάμεσες καθ΄ύψος ράβδοι εκτείνονταν και πέραν της περιοχής του κόμβου σ΄ όλο το άνοιγμα του ζυγώματος. Στον κόμβο του πλαισίου δεν διατάχθηκαν κατακόρυφοι συνδετήρες.

β

α

Η διάταξη αυτή απεδείχθη ανεπαρκής, καθώς η αστοχία του πλαισίου επικεντρώηκε στη θέση του κόμβου.

Σημαντικό πρόβλημα των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα αποτελεί και η μικρή σχετικά ανθεκτικότητά τους.

Ο συνδυασμός σκυροδέματος και χάλυβα αποτέλεσε ορόσημο στην ιστορία των δομικών υλικών και συνετέλεσε στην εκρηκτική εξάπλωση των κατασκευών από σκυρόδεμα.

β-β

α-α

Πέραν από τα κατασκευαστικά προβλήματα που περιγράφηκαν παραπάνω: •

α

Σχ. 1.2

Προτεινόμενη όπλιση

1.2 Προτεινόμενη Λύση Για την άρση των κατασκευαστικών δυσχερειών και τεχνολογικών προβλημάτων που εντοπίστηκαν παραπάνω προτείνεται εναλλακτική διάταξη του οπλισμού που φαίνεται στο Σχ. 2.

123

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Αντί της συμβατικής τοποθέτησης του διαμήκους οπλισμού στα πέλματα των δομικών στοιχείων από σκυρόδεμα, προτείνεται:  Διάταξη του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού των υποστυλωμάτων διάσπαρτη σ΄όλη την έκταση της διατομής τους με αποτέλεσμα ένα ομοιομορφισμένο υλικό από σκυρόδεμα και χάλυβα, το χαλυβοσκυρόδεμα. Ο διαμήκης οπλισμός των δοκών κατανέμεται καθ΄ ύψος τους. Η όπλιση των κόμβων διαμορφώνεται από τις διαμήκεις ράβδους των δοκών, τις διαμήκεις ράβδους των υποστυλωμάτων και τους συνδετήρες των υποστυλωμάτων. Ο κλωβός του οπλισμού των υποστυλωμάτων συντίθεται από περισσότερους, επί μέρους κλωβούς διαφορετικού μεγέθους οι οποίοι τοποθετούνται ο ένας μέσα στον άλλο υπό μορφή ρώσικης κούκλας. Ο διαμήκης οπλισμός ισοκατανέμεται στην περίμετρο των επί μέρους κλωβών. Εναλλακτικές δυνατότητες είναι:

Για τη διευκόλυνση της συναρμολόγησης του οπλισμού, καθώς και της διάστρωσης και της συμπύκνωσης του σκυροδέματος των υποστυλωμάτων η αγκύρωση των συνδετήρων των εσωτερικών κλωβών του οπλισμού γίνεται υπό γωνία 90ο. Το σημαντικό στρώμα σκυροδέματος εκατέρωθεν των συνδετήρων αυτών εμποδίζει το άνοιγμά τους και επιτρέπει την απλοποίηση αυτή.

1.3. Πλεονεκτήματα του Χαλυβοσκυροδέματος Η προτεινόμενη όπλιση έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως:  Κατασκευαστική ευχέρεια και Δυνατότητα Τυποποίησης και Εκβιομηχάνισης Με την προτεινόμενη όπλιση, ελλείψει πυκνού άνω διαμήκους οπλισμού και κατακόρυφων συνδετήρων στην περιοχή του κόμβου, αίρονται οι κατασκευαστικές δυσχέρειες κατά την διάστρωση και συμπύκνωση του σκυροδέματος στην περιοχή αυτή, ‘οπως φαίνεται στο Σχ. 3.

(α) οι επί μέρους κλωβοί να προκύπτουν με αναδίπλωση δομικού πλέγματος (δύο διευθύνσεων) και (β) ο συνολικός κλωβός του οπλισμού να προκύπτει με αναδίπλωση δομικού πλέγματος (δύο διευθύνσεων) υπό μορφή μαιάνδρου.  Το εμβαδόν του συνολικού διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού παραμένει το ίδιο μ΄ αυτό αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση και μπορεί να προκύπτει από τις ίδιες υπολογιστικές σχέσεις.  Λόγω του μεγαλύτερου αριθμού των ράβδων που επιτρέπει η προτεινόμενη λύση, οι διάμετροι τόσο του διαμήκους όσο και του εγκάρσιου οπλισμού προκύπτουν σημαντικά μικρότερες απ΄ αυτές των αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση.  Οι εξωτερικές γωνιακές διαμήκεις ράβδοι διαμορφώνονται με μεγαλύτερη διάμετρο, Φ14 για τα υποστυλώματα και Φ12 για τις δοκούς ώστε να προστατεύονται έναντι λυγισμού τους.

ΔΟΝΗΤΗΣ

ΔΟΝΗΤΗΣ

α

α-α

β

β-β

Σχ. 1.3 Ευχέρεια συμπύκνωσης για διάταξη οπλισμού καθύψος Με την καθ΄ ύψος διάταξη των διαμήκων ράβδων στις δοκούς είναι δυνατή η τοποθέτηση περισσότερων ράβδων και, γι΄αυτό, είναι ιδιαίτερα ευχερής η υιοθέτηση ράβδων μικρής διαμέτρου η οποία, όπως σχολιάστηκε στο κεφ. 2.1, είναι ιδιαίτερα σημαντική για την πλήρη ενεργοποίηση των διαμήκων ράβδων. Ως εκ του τρόπου διαμόρφωσής του, είναι δυνατή η τυποποίηση και εκβιομηχάνιση ολόκληρου του σκελετού των οπλισμών των υποστυλωμάτων και όχι μόνον του κλωβού των συνδετήρων που ισχύει σήμερα.

124

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ο οπλισμός μπορεί να προκύπτει με συνδυασμό επί μέρους συμβατικών κλωβών τυποποιημένων διαστάσεων και τυποποιημένου συνολικού διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού. Μια τέτοια βιομηχανική διαμόρφωση ολόκληρου του κλωβού του οπλισμού των υποστυλωμάτων, εκτός από τα προφανή πλεονεκτήματα για την οικονομία της κατασκευής, θα εξασφαλίζει τα στοιχεία από τοπικές αστοχίες οφειλόμενες σε κακοτεχνίες κατά τη συναρμολόγηση του οπλισμού επί τόπου του έργου.  Καλύτερη συνάφεια Η συνάφεια, το κατ΄εξοχήν αποφασιστικό μέγεθος για την ασφάλεια των στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα, ιδιαίτερα στην περίπτωση σεισμικής επιπόνησης και στην περιοχή των κόμβων των δομικών στοιχείων, βελτιώνεται σημαντικά με την προτεινόμενη λύση. Λόγω των μικρών διαμέτρων των ράβδων του οπλισμού οι αναπτυσσόμενες τάσεις συνάφειας παραμένουν μικρές και σε σημαντικό μέρος του διαμήκους οπλισμού αμελητέες, καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 4, οι ενδιάμεσες ράβδοι καθ΄ύψος των στοιχείων παραμένουν εφελκυόμενες και στις δύο απέναντι πλευρές των κόμβων.

Fc

[ε]

Σχ. 1.4

Fs

A

B

c

Εσωτερικές δυνάμεις εκατέρωθεν του κόμβου

 Μεγαλύτερη Πυρασφάλεια και Ανθεκτικότητα Για την αντιμετώπιση της μικρής ανθεκτικότητας των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα έχουν παραχθεί και ερευνώνται σε ευρεία κλίμακα ανοξείδωτοι χάλυβες για την αντικατάσταση των συνήθων χαλύβων.

Οι ερευνώμενοι χάλυβες έχουν ιδιαίτερα μεγάλο κόστος προοριζόμενοι εκ των πραγμάτων για «εκλεκτούς» χρήστες των κατασκευών. Το χαλυβοσκυρόδεμα μπορεί να ειδωθεί ως μια απλή λύση προς την κατεύθυνση της αύξησης της ανθεκτικότητας των στοιχείων από σκυρόδεμα η οποία δεν αυξάνει το κόστος της κατασκευής και δεν απαιτεί ιδιαίτερη οργάνωση. Είναι προφανής η αυξημένη πυρασφάλεια και, εν γένει, ανθεκτικότητα των στοιχείων από χαλυβοσκυρόδεμα, καθώς το μεγαλύτερο ποσοστό του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού τους είναι προστατευμένο από περιβαλλοντικές προσβολές, λόγω του μεγαλύτερου πάχους της επικάλυψής τους. Περαιτέρω αύξηση της ανθεκτικότητας των στοιχείων από χαλυβοσκυρόδεμα προκύπτει και λόγω: •

της καλύτερης συνάφειας των ράβδων του οπλισμού με το σκυρόδεμα, λόγω των μικρότερων διαμέτρων τους και

•

της μεγαλύτερης ομοιογένειας του υλικου και, γι΄αυτό, μείωσης της «παρασιτικής» ρηγμάτωσης της οφειλόμενης σε μη συμβιβαστά τεχνολογικά χαρακτηριστικά σκυροδέματος και χάλυβα.

 Η Μεγαλύτερη Ασφάλεια κατά την Αστοχία Μειονέκτημα της προτεινόμενης λύσης φαίνεται να αποτελεί ο αυξημένος κίνδυνος πρόωρου λυγισμού των εξωτερικών διαμήκων ράβδων, λόγω της μικρής διαμέτρου τους. Αν, όμως, ληφθούν υπόψη ότι: •

οι εξωτερικές ράβδοι που υπόκεινται σε λυγισμό είναι μικρό, μόνον, ποσοστό του συνολικού οπλισμού,

•

οι συνθήκες συνάφειας των ράβδων αυτών είναι βελτιωμένες και

•

η παρουσία των ενδιάμεσων εγκάρσιων και διαμήκων ράβδων εν είδει δεύτερης γραμμής άμυνας σε περίπτωση αστοχίας (καθώς η αστοχία των δομικών στοιχείων είναι μια εξελικτική διαδικασία από την επιφάνεια προς το εσωτερικό των στοιχείων),

125

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

ενδεχόμενος πρόωρος λυγισμός ακραίας διαμήκους ράβδου δεν θα επηρεάσει σημαντικά την υστερητική συμπεριφορά των στοιχείων και δεν θα αποδιοργανώσει τα στοιχεία, όπως στην περίπτωση των συμβατικών στοιχείων. Στα συμβατικά στοιχεία από οπλισμένο σκυρόδεμα έναρξη λυγισμού διαμήκους ράβδου τους σηματοδοτεί και την αστοχία τους οδηγώντας σε επιταχυνόιμενη απώλεια της δυσκαμψίας και της φέρουσας ικανότητάς τους ως αποτέλεσμα της επιταχυνόμενης αποδιοργάνωσης τους στην περιοχή του λυγισμού.  Απλούστερη η Διαδικασία Επισκευής Για την επισκευή των συμβατικά οπλισμένων υποστυλωμάτων απαιτείται αποφόρτισή τους και υποστύλωσή τους. Για την επισκευή των υποστυλωμάτων από χαλυβοσκυρόδεμα δεν απαιτείται πλήρης αποφόρτισή τους, ούτε υποστύλωσή τους, καθώς η περιοχή αστοχίας περιορίζεται στο εξωτερικό, μόνον, τμήμα τους.

1.4 1.4.1

Η Λογική της Λύσης Η ίδια Καμπτική Αντοχή Στοιχείων με τη Συμβατική και την Προτεινόμενη Όπλιση

Η διάταξη των διαμήκων ράβδων καθ΄ ύψος των φορέων ή διάσπαρτη σ΄όλη τη διατομή τους έρχεται σ΄αντίθεση με τη συμβατική απαίτηση για διάταξη του καμπτόμενου οπλισμού στα πέλματα των στοιχείων.

αυτών δεν υστερεί αυτής αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση. Στο Σχ. 5 δίνονται τα διαγράμματα παραμορφώσεων και εσωτερικών δυνάμεων καθ΄ύψος της διατομής στην κατάσταση αστοχίας (α) για στοιχεία με τον διαμήκη οπλισμό στα πέλματά τους και (β) για στοιχεία με μέρος του διαμήκους οπλισμού ενδιάμεσα του ύψους τους. Όπως προκύπτει από τα παραπάνω διαγράμματα, επειδή το βάθος x της θλιβόμενης ζώνης είναι μικρό στην περίπτωση στοιχείων με συμμετρικό οπλισμό, οι ενδιάμεσες ράβδοι εφελκύονται το ίδιο με τις ακραίες ράβδους στα πέλματα των στοιχείων και, γι αυτό, η συμβολή τους στην καμπτική αντοχή δεν είναι αμελητέα. Η συμβολή των ενδιάμεσων ράβδων στην αύξηση της (συνισταμένης) εφελκυστικής δύναμης Fs1 στοιχείου με καθ΄ύψος διάταξη του διαμήκους οπλισμού εξισορροπεί, όπως φαίνεται στο Σχ. 5, τον μειωμένο μοχλοβραχίονα z των εσωτερικών δυνάμεων με αποτέλεσμα η αναλαμβανόμενη ροπή να είναι ίδια μ΄αυτήν αντίστοιχου στοιχείου με τον διαμήκη οπλισμό στα πέλματα του στοιχείου.

εc

εs1 (α)

Fc

z1

Αs/2

Η απαίτηση αυτή αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο του καμπτικού σχεδιασμού των δομικών στοιχείων, όπως αυτός αναγράφεται στα κλασσικά εγχειρίδια οπλισμένου σκυροδέματος και προδιαγράφεται στους σύγχρονους κανονισμούς. Σύμφωνα με την κλασσική αυτή αντίληψη, η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων με την εναλλακτική διάταξη του διαμήκους οπλισμού αναμένεται να είναι σημαντικά μειωμένη, λόγω του μειωμένου μοχλοβραχίονα των εσωτερικών δυνάμεων.

Fs2

x

Αs/2

Fs1 εc

Fs2

Fc

F z2 Fs1

(β) ΜRdu(α) = As/2.fsd.z1 ΜRdu(β) = 3As/4.fsd.z2 Σχ. 1.5

Προσεκτικότερη, όμως, εξέταση αποκαλύπτει ότι η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων

126

Εσωτερικές δυνάμεις σε κατάσταση αστοχίας για (α) συμβατική όπλιση και (β) εναλλακτική όπλιση

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Η γενικευμένη πεποίθηση του τεχνικού κόσμου για υποχρεωτική διάταξη του καμπτικού οπλισμού στα πέλματα των στοιχείων φαίνεται να πηγάζει από την παραδοχή ότι ο ουδέτερος άξονας των καμπτόμενων φορέων είναι στην περιοχή του μέσου της διατομής και, γι΄ αυτό, οι ενδιάμεσες ράβδοι είναι ανενεργές.

Με τον τρόπο αυτό:  Αυξάνει η διατμητική αντοχή των στοιχείων, καθώς ενεργοποιούνται περισσότεροι συνδετήρες.  Η διατμητική αστοχία αποκτά πλάστιμο χαρακτήρα.

Η παραδοχή αυτή φαίνεται να έχει την προέλευσή της σε περιόδους κατά τις οποίες:

(α)

 Ο σχεδιασμός των στοιχείων γινόταν σε κατάσταση λειτουργικότητας (με τη μέθοδο των επιτρεπομένων τάσεων) και, γι΄ αυτό, λόγω της μικρής τιμής της ροπής σχεδιασμού (που ήταν η ροπή των φορτίων λειτουργίας και όχι η ροπή αστοχίας), το βάθος της θλιβόμενης ζώνης προέκυπτε σημαντικό.

(β)

Σχ. 1. 5 Διατμητική ρηγμάτωση στοιχείων με διαμήκεις ράβδους (α) στα πέλματα και (β) καθ΄ύψος των στοιχείων

 Ο θλιβόμενος οπλισμός των στοιχείων περιοριζόταν σ΄ αυτόν της συναρμολόγησης των συνδετήρων (οπλισμός montage), και το πλάτος των δομικών στοιχείων ήταν σχετικά μικρό. Στο σύγχρονο σχεδιασμό των κατασκευών ο θλιβόμενος οπλισμός και το πλάτος των στοιχείων έχουν σημαντικά αυξηθεί για λόγους πλαστιμότητας και, γι΄ αυτό, το βάθος της θλιβόμενης ζώνης έχει μειωθεί περαιτέρω. Για παράδειγμα, σ’ ένα στοιχείο με διατομή 300Χ300 mm και συμμετρικό οπλισμό 4Φ14, ποιότητας S500 το βάθος της θλιβόμενης ζώνης για το φορτίο αστοχίας προκύπτει ίσο με 3,5 cm.

1.4.2 Πλεονεκτήματα για τη Διατμητική Συμπεριφορά Οι διαμήκεις ράβδοι ενδιάμεσα του ύψους των στοιχείων δρουν για τη διατμητική ρηγμάτωση με τον ίδιο τρόπο που δρούν οι ακραίες διαμήκεις ράβδοι για την καμπτική ρηγμάτωση.

Mε την εμφάνιση της πρώτης τριχοειδούς (λοξής) διατμητικής ρωγμής ενδιάμεσα του ύψους των στοιχείων ενεργοποιούνται οι ενδιάμεσες διαμήκεις ράβδοι παρεμποδίζοντας την ανεξέλεκτη διεύρυνση και επέκταση της ρωγμής αυτής, επιτρέποντας έτσι την εμφάνιση κι άλλων διατμητικών ρωγμών.

Eικόνα 1 Διατμητική ρηγμάτωση σε στοιχείο με διαμήκεις ράβδους καθ΄ύψος του Σ΄αντίθεση με τους συνδετήρες, η διατμητική απόδοση των οποίων εξαρτάται σημαντικά από τη σχετική θέση τους ως προς τη μη επακριβώς καθορισμένη θέση της διατμητικής ρωγμής, η διατμητική απόδοση των ενδιάμεσων ράβδων είναι ανεξάρτητη από τη θέση εμφάνισης της διατμητικής ρωγμής, καθώς οι διαμήκεις ράβδοι εκτείνονται σ΄ όλο το μήκος των στοιχείων. Επιπρόσθετα:  Λόγω των μεγαλύτερων τιμών των εσωτερικών δυνάμεων, το βάθος της θλιβόμενης ζώνης προκύπτει μεγαλύτερο και, γι αυτό, είναι μεγαλύτερη η διατμητική συμβολή του σκυροδέματος της θλιβόμενης ζώνης.  Λόγω του μεγαλύτερου βάθους της θλιβόμενης ζώνης αποφεύγεται ή καθυστερείται η αστοχία συνάφειας κατά

127

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

μήκος του θλιβόμενου οπλισμού η οποία χαρακτηρίζει τη διατμητική συμπεριφορά των συνήθων στοιχείων, καθώς οι θλιπτικές τάσεις της θλιβόμενης ζώνης κλείνουν τη διατμητική ρωγμή.

Πίνακας 1: Στοιχεία Πρώτης Ομάδας

α/α

5. Λόγω της συνύπαρξης των ορθών εφελκυστικών τάσεων των ενδιάμεσων (καθ΄ύψος) ράβδων, η κλίση της κύριας εφελκυστικής τάσης στην περιοχή του μέσου του ύψους του στοιχείου διατηρείται σταθερή, όπως φαίνεται στο σχήμα, με αποτέλεσμα να καθυστερείται η οριζοντίωσή της που παρατηρείται στα συνήθη στοιχεία λόγω απώλειας συνάφειας των ακραίων διαμήκων ράβδων και να ενεργοποιούνται περισσότεροι συνδετήρες για την ανάληψη της δρώσας τέμνουσας.

1.5

Nr

Ν1

Διάταξη Οπλισμού

Διαμήκης οπλισμός ρ≈ 0.6%

ρ≈ 1.0%

4 Ø.14 6 Ø 14

Ν2

4 Ø 16

Ν3

Πειραματική Διερεύνηση της Σεισμικής Συμπεριφοράς Γραμμικών Στοιχείων

Ε1

Για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς των κόμβων των δομικών στοιχείων με την προτεινόμενη όπλιση υποβλήθηκαν σε εναλλασσόμενη επιπόνηση αμφιέρειστα πειραματικά στοιχεία σε διάταξη που στήθηκε στο εργαστήριο σκυροδέματος του ΕΜΠ στα πλαίσια διπλωματικών εργασιών της περιόδου 1981-1983 και 1998-2001.

8 Ø 10 8 Ø 12

Ε1α

Ε2

12 Ø 8

Ε2α

8 Ø 12

Ε2β

4 Ø 14 + 4 Ø 10

Ε3

4 Ø 14 + 4 Ø 10

Ε4

4 Ø 10 + 4 Ø 14

1.5.1 Πειραματικά Στοιχεία Το πειραματικό πρόγραμμα περιλαμβάνει δοκιμασία σε εναλλασσόμενη επιπόνηση δύο ομάδων αμφιέρειστων πειραματικών στοιχείων μήκους 2200 mm με συμμετρικό διαμήκη οπλισμό.

•

Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει:

Δέκα στοιχεία διατομής 300 X 300 mm σχεδιασμένα για καμπτική αστοχία με ίδιο εγκάρσιο οπλισμό, αλλά με τέσσερις διαφορετικές διατάξεις του διαμήκους οπλισμού όπως φαίνεται στον Πίνακα1.διαφορετική διάταξη του διαμήκους οπλισμού. Ο εγκάρσιος οπλισμός αποτελείται από συνδετήρες διαμέτρου 8 mm σ΄απόσταση 100 mm.

Η αντοχή του σκυροδέματος κατά τη δοκιμασία των στοιχείων εκτιμήθηκε 28 MPa.

Η διάταξη του διαμήκους οπλισμού φαίνεται στον Πίνακα 1.

128

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

•

Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει:

Δύο στοιχεία σχεδιασμένα για καμπτοδιατμητική αστοχία διατομής 300x300 mm:  Το στοιχείο Ο.Σ με συμβατική όπλιση αποτελούμενη από έξι διαμήκεις ράβδους διαμέτρου 16 mm με τάση διαρροής 590 MPa, τρεις σε κάθε πέλμα του στοιχείου, και συνδετήρες διαμέτρου 8 mm με τάση διαρροής 590 ΜPa σε απόσταση 100 mm.

στηρίου σκυροδέματος του ΕΜΠ, όπως φαίνεται στο Σχ 6 και την Εικόνα 2. . Για την επιβολή της εναλλασσόμενης μετατόπισης χρησιμοποιήθηκε γρύλος MTS (500 kΝ) ο οποίος πακτώθηκε στο δάπεδο δοκιμών.

 Το στοιχείο Χ.Σ με εναλλακτική όπλιση αποτελούμενη από τρεις συμβατικούς κλωβούς οπλισμού διαφορετικού μεγέθους οι οποίοι τοποθετήθηκαν ο ένας μέσα στον άλλο. Κάθε κλωβός αποτελείται από οκτώ διαμήκεις ράβδους διαμέτρου 8 mm με τάση διαρροής 590 MPa ισοκατανεμημένες στην περίμετρο και συνδετήρες διαμέτρου 6 mm με τάση διαρροής 390 MPa σ΄απόσταση 100 mm.

Σχ. 1.6 Πειραματική διάταξη

Το μηχανικό ποσοστό του συνολικού διαμήκη και εγκάρσιου οπλισμού είναι ίδιο και στα δύο στοιχεία. Πίνακας 2: Στοιχεία Δεύτερης Ομάδας

ΧΣ

ΟΣ

1.5.2

24Φ8

6Φ16

Πειραματική Διάταξη και Πειραματική Διαδικασία

Τα στοιχεία αναρτήθηκαν αμφιέρειστα από τα ζυγώματα χαλύβδινων πλαισίων πακτωμένων στο δάπεδο δοκιμασίας του εργα-

Εικόνα 2 Πειραματική διάταξη για γραμμικά στοιχεία . Για την επιβολή της εναλλασσόμενης μετατόπισης χρησιμοποιήθηκε γρύλος MTS (500 kΝ) ο οποίος πακτώθηκε στο δάπεδο δοκιμών. Εμετρούντο το βέλος στο μέσον του ανοίγματος των στοιχείων και η δύναμη απόκρισης. Τα στοιχεία υποβάλλοντο αρχικά σε τρεις έως τέσσερις ανακυκλήσεις μικρής στάθμης για σταθεροποίηση της πειραματικής διάταξης και έλεγχο των μετρητικών οργάνων και στη συνέχεια σε ανακυκλήσεις σε στάθμη επιπόνησης η οποία αντιστοιχούσε σε τιμή του δείκτη πλαστιμότητας ίση με μ=3.

129

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Για την τήρηση σταθερής της ταχύτητας επιπόνησης καθ’ όλη την διάρκεια του πειράματος, ίσης περίπου με 0.2 mm/sec, (λόγω της ιδιαίτερης επιρροής της στη μετελαστική συμπεριφορά των στοιχείων), η παρακολούθηση της εξέλιξης των ρωγμών γινόταν με διαδοχική φωτογράφιση και βιντεοσκόπηση.

Πιν. 3 Πειραματικά και Υπολογιστικά Φορτία Αστοχίας .Pu Πειρ.Pu [kN] α/α

Διάταξη οπλισμού

ρ≈0.6

ρ≈1.0

Υπολ.

Pu

Η τήρηση του προγράμματος επιπόνησης γινόταν με οδηγό το διάγραμμα συμπεριφοράς, (διάγραμμα δύναμης-βέλους), σε καταγραφικό δύο αξόνων συνδεδεμένο με τον γρύλο (βλ. Εικόνα 3).

Ν1

129

Ν2

-

Ν3

163

115 169

159

154

117 -

-

Εικόνα 3 Καταγραφικό δύο αξόνων Ως στάθμη διαρροής του χάλυβα ορίζετο η στάθμη απότομης κλίσης του διαγράμματος συμπεριφοράς.

1.5.3

Πειραματικά Αποτελέσματα

Ε1

135

-

Ε1α

-

145

Ε2

119

-

-

149

-

169

-

181

-

180

Ε2α

Στον Πίνακα 3 δίνονται οι πειραματικές και υπολογιστικές τιμές του φορτίου αστοχίας των στοιχείων και στο Σχ. 7 και 9 δίνονται οι καμπύλες συμπεριφοράς των πειραματικών στοιχείων όπως καταγράφηκαν στο καταγραφικό δύο αξόνων το συνδεδεμένο με τη διάταξη δοκιμασίας.

Ε2β

Από τη σύγκριση των τιμών του φορτίου αστοχίας και των διαγραμάτων συμπεριφοράς προκύπτουν τα παρακάτω:

Ε3

 Φέρουσα ικανότητα και μονότονη συμπεριφορά

Ε4

Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 3, τόσο τα στοιχεία με τη συμβατική όπλιση, όσο και τα αντίστοιχα στοιχεία με την εναλλακτική όπλιση, εμφανίζουν την ίδια περίπου τιμή του μέγιστου φορτίου και όπως φαίνεται

130

158

113 -

160

170

159

154

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

από τα διαγράμματα συμεπριφοράς την ίδια περίπου παραμορφωσιακή συμπεριφορά στον παρθενικό κύκλο επιπόνησης. Μικρή διαφοροποίηση των διαγραμμάτων συμπεριφοράς στον παρθενικό κλάδο των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση αποτελεί η ασαφής διαρροή και η μικρότερη κράτυνση του διαγράμματος μετά τη διαρροή. Η παρόμοια φέρουσα ικανότητα των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση είναι, όπως αναπτύχθηκε στο κεφ. 1.4.1, αναμενόμενη.

μήκων ράβδων τους, λόγω της διαφορετικής παραμόρφωσής τους.  Υστερητική συμπεριφορά Η υστερητική συμπεριφορά των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση εμφανίζει, όπως φαίνεται από τη σύγκριση των διαγραμμάτων συμπεριφοράς, δύο διακριτές διαφορές απ’ αυτήν των αντίστοιχων στοιχείων με τη συμβατική όπλιση:  Μεγαλύτερη πτώση του μέγιστου φορτίου μεταξύ παρθενικού και πρώτου κύκλου επιπόνησης και  Σημαντικά μεγαλύτερη σταθερότητα των υστερητικών κύκλων, ιδιαίτερα στα στοιχεία Ε4 και ΧΣ, τα οποία φαίνεται ν’ αντέχουν πρακτικά άπειρους κύκλους επιπόνησης. Η μείωση της καμπτικής αντοχής μετά την ανακύκληση της επιπόνησης προκύπτει γιατί: μετά την ανακύκληση οι καμπτικές ρωγμές εκτείνονται σ΄ όλο το ύψος των στοιχείων και γιαυτό η εγκάρσια διατομή του φορέα στην κρίσιμη θέση (θέση ρωγμής) συνίσταται μόνον στη διατομή των ράβδων του διαμήκους οπλισμού. εc

1

Fs2= Αs/2.fs

z1 εs1 2

2

Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών στοιχείων πρώτης ομάδας

Η ασαφής διαρροή και η μικρότερη κράτυνση στα διαγράμματα των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση φαίνεται να αντανακλά τη σταδιακή διαρροή των ενδιάμεσων δια-

Fs1= Αs/2.fs (α)

ε1

1

Σχ 1.7

ε1 = ε2

ε2

ε1 = ε2

z2 Fs1 (β)

Σχ. 1.8 Εσωτερικές δυνάμεις σε κατάσταση αστοχίας μετά την ανακύκληση για διάταξη (α) κατά πλάτος και (β) καθ΄ ύψος της διατομής

131

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Επειδή η διάταξη του διαμήκους οπλισμού είναι συμμετρική, το διάγραμμα των τάσεων καθ΄ ύψος της διατομής είναι συμμετρικό και ο ουδέτερος άξονας θα είναι στη θέση του μέσου του ύψους του φορέα, όπως φαίνεται στο Σχ. 8. Στην περίπτωση στοιχείων με τον διαμήκη οπλισμό στα πέλματα δεν προκύπτει διακριτή διαφοροποίηση της καμπτικής αντοχής μετά την ανακύκληση, καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 8(α), δεν μεταβάλλεται το μέγεθος των εσωτερικών δυνάμεων και η μεταβολή του μοχλοβραχίονα των εσωτερικών δυνάμεων είναι αμελητέα. Στην περίπτωση, όμως, στοιχείων με μέρος του διαμήκους οπλισμού καθ΄ ύψος της διατομής προκύπτει σημαντική μείωση της καμπτικής αντοχής καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 8(β), μειώνεται και το μέγεθος και ο μοχλοβραχίονας των εσωτερικών δυνάμεων. Η μείωση της καμπτικής αντοχής που εντοπίστηκε παραπάνω δεν λαμβάνεται υπόψη στους κανονισμούς και εκτιμάται ότι αποτελεί τη βασική αιτία που επανειλημμένα παρατηρείται στις κατασκευές αστοχία υποστυλωμάτων, μολονότι έχουν τηρηθεί οι απαιτήσεις των κανονισμών για ικανοτικό σχεδιασμό των υποστυλωμάτων ώστε να αστοχήσουν οι δοκοί.

προκειμένου για τα υποστυλώματα είναι λανθασμένη. Υπερτιμά την αντοχή τους. 

Με την προτεινόμενη όπλιση, η πτώση του φορτίου μετά την ανακύκληση της επιπόνησης συμβαίνει και στο υποστύλωμα και στη δοκό και δεν προκύπτει πρόβλημα στον ικανοτικό σχεδιασμό του κόμβου.

Η μεγαλύτερη σταθερότητα των υστερητικών κύκλων των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση είναι στο κεφ. 1.2, αναμενόμενη:  Το στοιχείο ΧΣ εμφάνισε πρόωρο λυγισμό μίας από τις εικοσιτέσσερις ράβδους του, η οποία, όμως, δεν φάνηκε να επηρέασε διακριτά τη μετέπειτα συμπεριφορά του στοιχείου, ενώ  Στο στοιχείο ΟΣ ο λυγισμός της μίας από τις έξι ράβδους του το οδήγησε σε προοδευτική μείωση της δυσκαμψίας και της φέρουσας ικανότητάς του σηματοδοτώντας την τελική αστοχία του.

Στην πλειονότητά τους τα υποστυλώματα στις κατασκευές έχουν μέρος του διαμήκους οπλισμού τους ενδιάμεσα του ύψους της διατομής τους ως:  οπλισμό για καμπτική (σεισμική) επιπόνηση προς την κάθετη διεύθυνση,  οπλισμό συναρμολόγησης για τον προσθετο οπλισμό «περίσφιξης» που προβλέπεται από τον κανονισμό και στην περίπτωση κυκλικών υποστυλωμάτων λόγω κυκλικού σχήματος της διατομής τους Κατά τον ικανοτικό σχεδιασμό των υποστυλωμάτων σε κάμψη η καμπτική αντοχή τόσο των δοκών όσο και των υποστυλωμάτων τίθεται ίση μ΄ αυτή της μονότονης επιπόνησης.

Σχ. 1.9

Όπως σχολιάστηκε παραπάνω, ενώ για τις δοκούς (η συμβατική διάταξη του οπλισμού είναι στα πέλματα) η παραδοχή αυτή είναι ορθή,

132

Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών στοιχείων δεύτερης ομάδας

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

1.6

Πειραματική Διερεύνηση Κόμβων με την Προτεινόμενη Όπλιση

Για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς των κόμβων των δομικών στοιχείων με την προτεινόμενη όπλιση υποβλήθηκαν σε εναλλασσόμενη επιπόνηση δύο ημιπλαίσια, το ΟΣ και ΧΣ, μορφής Τ, όπως φαίνεται στο Σχ. 10, σε διάταξη που στήθηκε στο εργαστήριο σκυροδέματος του ΕΜΠ στα πλαίσια διπλωματικών εργασιών της περιόδου 2000-2002.

Στο ημιπλαίσιο ΧΣ συνδυάζεται χαλυβοσκυρόδεμα στο κατακόρυφο μέλος και συμβατική διάταξη στα οριζόντια μέλη. Δεν διατάσσεται πρόσθετος διατμητικός οπλισμός στον κόμβο.

 Πειραματικό πρόγραμμα Τα πειραματικά ημιπλαίσια μπορούν να ειδωθούν ως το τμήμα μονώροφων πολύστυλων ή πολυώροφων δίστυλων πλαισίων το οριοθετούμενο εκατέρωθεν του κόμβου από τα σημεία μηδενισμού των ροπών, όπως φαίνεται στο Σχ. 10.

P

P

Σχ. 1.10 Αντιστοιχία πειραματικών πλαισίων και κατασκευής Τα • • •

δύο ημιπλαίσια έχουν: Ίδιες γεωμετρικές διαστάσεις, Ίδιο συνολικό διαμήκη Ϊδιο εγκάρσιο οπλισμό

•

Διαφορετική διάταξη του οπλισμού στα γραμμικά μέλη τους καθώς και διαφορετική όπλιση στον κόμβο, όπως φαίνεται στο Σχ. 11 και την Εικόνα 4.

Σχ. 1.11

Όπλιση πειραματικών ημιπλαισίων

Στο ημιπλαίσιο ΟΣ συνδυάζεται συμβατική όπλιση στο κατακόρυφο μέλος, καθύψος διάταξη του διαμήκους οπλισμού στα οριζόντια μέλη. Διατάσσεται πρόσθετος δισδιαγώνιος οπλισμός στον κόμβο.

133

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά



Δεν υιοθετείται στο ζύγωμα του ημιπλαισίου ΟΣ η συμβατική διάταξη του διαμήκους οπλισμού κατά πλάτος για να αποφευχθεί η πρόωρη αστοχία του στύλου (βλ. Κεφ. 1.5.3).

Ο διατμητικός οπλισμός του κόμβου διαμορφώνεται:  Στο ημιπλαίσιο ΧΣ από τον οπλισμό του κατακόρυφου μέλους, χωρίς να συνεχίζονται στον κόμβο οι συνδετήρες των οριζόντιων μελών και χωρίς άλλον πρόσθετο οπλισμό,

ΟΣ

 Στο ημιπλαίσιο ΟΣ από τον οπλισμό του κατακόρυφου μέλους οι συνδετήρες του οποίου συνεχίζονται και μέσα στον κόμβο, από τις ενδιάμεσες διαμήκεις ράβδους των οριζόντιων μελών και από πρόσθετον δισδιαγώνιο οπλισμό.

•

Ο δυσμενέστερος σχεδιασμός του κόμβου στο ημιπλαίσιο ΧΣ απ΄αυτόν της προτεινόμενης λύσης (δεν υπάρχει η διατμητική συμβολή των ενδιάμεσων διαμήκων ράβδων του ζυγώματος) και ο ευμενέστερος σχεδιασμός του κόμβου στο ημιπλαίσιο αναφοράς ΟΣ απ΄αυτόν της συμβατικής λύσης υιοθετήθηκε ώστε να αυξηθεί η αξιοπιστία των συμπερασμάτων από τη σύγκριση της συμπεριφοράς των δύο πλαισίων, καθώς δεν ήταν δυνατή η δοκιμασία περισσότερων πειραματικών πλαισίων.

Επίσης, για μεγαλύτερη αξιοπιστία σύγκριση των πειραματικών πλαισίων: •

Υιοθετείται εξωτερική αγκύρωση των διαμήκων ράβδων των κατακόρυφων μελών, όπως φαίνεται στο Σχ. 11, ώστε να μην υπεισέλθουν αστάθμητοι παράγοντες από ενδεχομένως διαφορετικές συνθήκες αγκύρωσης των ράβδων στα δύο πλαίσια.

Οι γεωμετρικές διαστάσεις των ημιπλαισίων είναι: Οριζόντια μέλη: 250X350 mm Κατακόρυφα μέλη: 350x350 mm

Εικόνα 4 Οπλισμός ημιπλαισίων Επίσης, για μεγαλύτερη αξιοπιστία στη σύγκριση των πειραματικών πλαισίων: •

στη

 Διαστασιολόγηση Πειραματικών Ημιπλαισίων

• •

ΧΣ

Υιοθετείται εξωτερική αγκύρωση των διαμήκων ράβδων των κατακόρυφων μελών, όπως φαίνεται στο Σχ. 11, ώστε να μην υπεισέλθουν αστάθμητοι παράγοντες από ενδεχομένως διαφορετικές συνθήκες αγκύρωσης των ράβδων στα δύο πλαίσια.

 Διαστασιολόγηση Πειραματικών Ημιπλαισίων Οι γεωμετρικές διαστάσεις των ημιπλαισίων είναι: • Οριζόντια μέλη: 250X350 mm • Κατακόρυφα μέλη: 350x350 mm Ο διαμήκης οπλισμός των οριζόντιων μελών των πλαισίων αποτελείται από: • Hμιπλαίσιο ΧΣ: 4Φ14 στα πέλματα • Ημιπλαίσιο ΟΣ: 8Φ10 καθύψος της διατομής

134

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Ο διαμήκης οπλισμός του κατακόρυφου μέλους, αποτελείται από: •

Ημιπλαίσιο ΟΣ: 6Φ16 στα πέλματα του στοιχείου

•

Ημιπλαίσιο ΧΣ: 24Φ8 σε τρεις κλωβούς οπλισμού διαφορετικού μεγέθους με οκτώ διαμήκεις ράβδους διαμέτρου 8 mm ο κάθε κλωβός, οι οποίοι τοποθετούνται ο ένας μέσα στον άλλο (εν είδει ρώσικης κούκλας).

πακτωμένου σε ανεξάρτητο χαλύβδινο στύλο. Μέσω ειδικής διάταξης παρεμποδίζονταν η οριζόντια μετακίνηση των πλαισίων.

Ο εγκάρσιος οπλισμός των οριζόντιων μελών αποτελείται από: •

Ημιπλαίσιο ΟΣ: Φ8/100

•

Ημιπλαίσιο ΧΣ: Φ8/100

Ο εγκάρσιος οπλισμός των κατακόρυφων μελών αποτελείται από: •

Ημιπλαίσιο ΟΣ: Φ8/100

•

Ημιπλαίσιο ΧΣ: Φ6/100

Σχ. 1.12 Πειραματική διάταξη

Η τάση διαρροής του οπλισμού με διάμετρο 8 mm μετρήθηκε ίση με 590 MPa και των ράβδων με διάμετρο 6 mm ίση με 390 MΡa. Η αντοχή του σκυροδέματος κατά την δοκιμασία των πλαισίων εκτιμήθηκε στα MΡa. Τα επί μέρους μέλη των πλαισίων σχεδιάστηκαν για σχεδόν ταυτόχρονη αστοχία με τη ροπή αστοχίας του κατακόρυφου μέλους να υπολείπεται κατά τι αυτής του αθροίσματος του αθροίσματος των ροπών αστοχίας των οριζόντιων μελών ώστε να συγκρίνουμε την επιρροή της διαφορετικής όπλισης των στύλων των υμιπλαισίων στη εναλλασσόμενη επιπόνησή τους.  Πειραματική διάταξη και μεθόδευση δοκιμών Τα ημιπλαίσια αναρτήθηκαν από τα ζυγώματα δύο χαλύβδινων πλαισίων πακτωμένων στο δάπεδο δοκιμών του εργαστηρίου σκυροδέματος του ΕΜΠ, Στηρίχθηκαν αμφιέρειστα στα άκρα των οριζοντίων μελών τους, όπως φαίνεται στο Σχ. 12 και την Εικόνα 4. Η επιπόνηση, με τη μορφή επιβαλλόμενης μετακίνησης, επιβλήθηκε στην περιοχή του άκρου του κατακόρυφου μέλους μέσω οριζόντιου γρύλου MTS δυναμικότητας 500 KN

Εικόνα 5 Πειραματική διάταξη Τα ημιπλαίσια υποβάλλοντo αρχικά σε τρεις–τέσσερις ανακυκλήσεις μικρής στάθμης για τη σταθεροποίηση της πειραματικής διάταξης και έλεγχο των μετρητικών οργάνων και στη συνέχεια σε ανακυκλήσεις σε στάθμη επιπόνησης αντίστοιχης σε τιμή του δείκτη πλαστιμότητας ίση με μ=2. Για την τήρηση σταθερής της ταχύτητας επιπόνησης καθόλη την διάρκεια του πειράματος, ίσης με 0.2 mm/sec, η παρακολούθηση της εξέλιξης των ρωγμών γινόταν με διαδοχική φωτογράφιση και βιντεοσκόπηση.

135

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

Η τήρηση του προγράμματος επιπόνησης γινόταν με οδηγό το διάγραμμα συμπεριφοράς, (δύναμης-βέλους), σε καταγραφικό δύο αξόνων συνδεδεμένο με τα μετρητικά όργανα. Ως στάθμη διαρροής του χάλυβα ορίζετο η στάθμη απότομης κλίσης του διαγράμματος συμπεριφοράς.

κλήσεις της επιπόνησης είναι καμπτική στο κατακόρυφο μέλος. Η υστερητική συμπεριφορά του ημιπλαισίου ΧΣ συγκρινόμενη μ’ αυτήν του ΟΣ εμφάνισε, ως ανεμένετο (βλ. Κεφ.1.5.3): •

Μεγαλύτερη πτώση του μέγιστου φορτίου μετά τον παρθενικό κύκλο Σημαντικά μεγαλύτερη σταθερότητα των υστερητικών κύκλων, διατηρώντας σταθερή την φέρουσα ικανότητα, την δυσκαμψία και την ικανότητα μετασχηματισμού ενέργειας μετά από περισσότερους από δέκα κύκλους

 Πειραματικά Αποτελέσματα και Αξιολόγηση Στο Σχ. 13 δίνονται τα διαγράμματα Ρ-δ των πειραματικών ημιπλαισίων, όπως προέκυψαν από το καταγραγραφικό δύο αξόνων. Οι αρχικές ρωγμές εμφανίστηκαν και στα δύο ημιπλαίσια στα οριζόντια μέλη στις διατομές εκατέρωθεν του κόμβου με τη μορφή καμπτικών ρωγμών. Με την εξέλιξη της επιπόνησης εμφανίστηκαν καμπτικές ρωγμές στο κατακόρυφο μέλος του ΧΣ και καμτοδιατμητικές στο κατακόρυφο μέλος του ΟΣ.

Σχ. 1.13 Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών ημιπλαισίων

Εικόνα 6 Εικόνα ρηγμάτωσης ημιπλαισίου ΧΣ Μετά τον πρώτο κύκλο επιπόνησης, στο ημιπλαίσιο ΟΣ εμφανίστηκε στην περιοχή του κόμβου διακριτή κεκλιμένη ρωγμή η οποία εξελίχθηκε σε δίκτυο δισδιαγώνιων ρωγμών. Στο πλαίσο ΧΣ στην περιοχή του κόμβου δεν παρατηρήθηκε διακριτή λοξή ρηγμάτωση, αλλά, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1, η μορφή αστοχίας μετά από δέκα ανακυ-

Το ημιπλαίσιο ΟΣ εμφάνισε προοδευτική απομείωση της δυσκαμψίας και της φέρουσας ικανότητάς του, αντέχοντας τέσσερις μόνον κύκλους επιπόνησης, παρά: 

την πρόσθετη διατμητική συμβολή των ενδιάμεσων διαμήκων ράβδων των οριζόντιων μελών του, η οποία αποδείχθηκε ανεπαρκής ως διατμητική όπλιση του κόμβου,



τις πρόσθετες δισδιαγώνιες ράβδους



τις καλύτερες συνθήκες συνάφειας, λόγω της μικρότερης διαμέτρου των διαμήκων ράβδων των οριζόντιων μελών του.

136