Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών (ΑΣΠροΓε)

Αντισεισμική Προστασία ΓεφυρώνΑντισεισμική Προστασία Γεφυρών(ΑΣΠροΓε)(ΑΣΠροΓε)

Διονύσιος ΜπισκίνηςΔιονύσιος Μπισκίνης Παν/μιο Παν/μιο ΠάτραςΠάτρας

Ποσοτική έκφραση των παραμέτρων Ποσοτική έκφραση των παραμέτρων αντοχής και παραμόρφωσης βάθρων αντοχής και παραμόρφωσης βάθρων

κυκλικής ή κοίλης διατομής στην διαρροή κυκλικής ή κοίλης διατομής στην διαρροή και στην αστοχία λόγω κάμψης και και στην αστοχία λόγω κάμψης και

διάτμησηςδιάτμησης..

Τελική Ημερίδα Τελική Ημερίδα -- Αθήνα 20/4/2007 Αθήνα 20/4/2007

ΣτόχοιΣτόχοι::• υπολογισμός ροπής διαρροής – κριτήρια διαρροήςυπολογισμός ροπής διαρροής – κριτήρια διαρροής• σχέσεις υπολογισμού γωνίας στροφής χορδής στη σχέσεις υπολογισμού γωνίας στροφής χορδής στη διαρροήδιαρροή• κανόνες υπολογισμού ενεργού δυσκαμψίαςκανόνες υπολογισμού ενεργού δυσκαμψίας• σχέσεις υπολογισμού γωνίας στροφής χορδής στην σχέσεις υπολογισμού γωνίας στροφής χορδής στην καμπτική αστοχίακαμπτική αστοχία• προσομοιώματαπροσομοιώματα υπολογισμού διατμητικής αντοχής υπολογισμού διατμητικής αντοχής υπό ανακυκλιζόμενη ένταση για διαρροή του υπό ανακυκλιζόμενη ένταση για διαρροή του εγκάρσιου οπλισμού ή σύνθλιψη σκυροδέματος σε εγκάρσιου οπλισμού ή σύνθλιψη σκυροδέματος σε λοξή θλίψηλοξή θλίψηΒάση πειραματικών δεδομένωνΒάση πειραματικών δεδομένων::• Βάθρα κυκλικής διατομήςΒάθρα κυκλικής διατομής: : 366 366 πειράματαπειράματα• Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Μορφής Μορφής (H, T (H, T κλπκλπ): ): 186 186 πειράματαπειράματα

Βάθρα Γεφυρών – Αξιοποίηση Βάθρα Γεφυρών – Αξιοποίηση Πειραματικών ΔεδομένωνΠειραματικών Δεδομένων

Βάθρα Κυκλικής ΔιατομήςΒάθρα Κυκλικής Διατομής – – Ροπή διαρροήςΡοπή διαρροής, , MMyy• Η πειραματική τιμή,Η πειραματική τιμή, MMyy

λαμβάνεται στη γωνία λαμβάνεται στη γωνία ισοδύναμου διγραμμικού ισοδύναμου διγραμμικού διαγράμματοςδιαγράμματος M-M-δδ• Βαθμιαία μετάβαση από Βαθμιαία μετάβαση από τη διαρροή της 1τη διαρροή της 1ηςης ακραίας ακραίας ράβδου στη μέγιστη αντοχήράβδου στη μέγιστη αντοχή• Καλύτερη συμφωνία με Καλύτερη συμφωνία με πειραματικές τιμές πειραματικές τιμές υιοθετώντας ως κριτήριο υιοθετώντας ως κριτήριο διαρροήςδιαρροής::αα..Το ακραίο Το ακραίο 1/31/3 του του εφελκυόμενου οπλισμού σε εφελκυόμενου οπλισμού σε διαρροήδιαρροή, , ήήββ..Παραμόρφωση Παραμόρφωση σκυροδέματος στην ακραία σκυροδέματος στην ακραία θλιβόμενη ίνα εθλιβόμενη ίνα εcc=0.003=0.003..(όποιο δίνει τη μικρότερη (όποιο δίνει τη μικρότερη ροπή)ροπή)

MMy,expy,exp/M/My,predy,pred

μέσος όροςμέσος όρος 1.011.0155διάμεσοςδιάμεσος 1.001.0055

συντ. συντ. μεταβλ.μεταβλ.

13.13.22%%

Αρ. Αρ. δοκιμίωνδοκιμίων

266266

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500My,pred (kNm)

My,e

xp (k

Nm

) .

Βάθρα Κυκλικής Διατομής Βάθρα Κυκλικής Διατομής –– Γωνία Στροφής Γωνία Στροφής Χορδής στη ΔιαρροήΧορδής στη Διαρροή, , θθyy

φy : καμπυλότητα στη διαρροή (υπολογίζεται όπως η ροπή διαρροής),Ls=M/V : μήκος διάτμησης αv=0 εάν VMy<VRc (VRc τέμνουσα διαγώνιας ρηγμάτωσης κατά EC2), διαφορετικά αv = 1, z ≈ 0.9D : μοχλοβραχίονας εσωτερικών δυνάμεων, db : διάμετρος διαμήκων ράβδων;fy , fc : σε MPa

θθy,expy,exp//θθy,predy,pred



332.42.4%%


239239

1ος όρος : Καμπτική παραμόρφωση2ος όρος : Διατμητική παραμόρφωση 3ος όρος : Ολίσθηση ράβδων απ’ την περιοχή αγκύρωσης

20.0027max 0, 13 15 8

y b ys V sy y sl

c

d fL a z L aD f

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4θy,pred (%)

θy,ex

p (%

) .

Βάθρα Κυκλικής Διατομής – Ενεργός Βάθρα Κυκλικής Διατομής – Ενεργός ΔυσκαμψίαΔυσκαμψία

y

syeff

LMEI

θ3

Με βάση τις Με βάση τις θεωρητικές θεωρητικές MMyy καικαι θθyy ::

ΕμπειρικήΕμπειρική ((ανεξάρτητη του ανεξάρτητη του οπλισμούοπλισμού))::

μέσος μέσος όροςόρος

διάμεσοδιάμεσοςς


1.01.077 1.0151.015 32.32.11%%


232322




1.01.01155 1.0151.015 31.231.2%%

(ΕΙ)c: Δυσκαμψία αρηγμάτωτης διατομής

100.12 0.8 log 1 0.048seff c

c

L NEI EIh A

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

EIeff (MNm2)

EI ex

p (MNm

2 )

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

(MyLs/3θy) pred (MNm2)

(MyL s

/3θy) e

xp (M

Nm2 )

Βάθρα Κυκλικής ΔιατομήςΒάθρα Κυκλικής Διατομής – – Γωνία Γωνία Στροφής Χορδής στην Αστοχία,Στροφής Χορδής στην Αστοχία, θθuu

dd su

su

cccu

ccuu )1(

,min,

,

2

21

c

h

Ds

α (συντελεστής αποδοτικότητας περίσφιξης):

s

plplyuyu L

LL

5.01)(

c

ybLslpl

f

fdaDL

05.075.0

, 0.004 0.25 w ywcu c

cc

ff

θθu,expu,exp//θθu,predu,pred



30.4%30.4%


110110

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 2 4 6 8 10 12 14 16

θu,pred (%)

θ u,e

xp (%

) .

Βάθρα Κυκλικής ΔιατομήςΒάθρα Κυκλικής Διατομής – – Διατμητική Διατμητική Αντοχή υπό Ανακυκλιζόμενη ΈντασηΑντοχή υπό Ανακυκλιζόμενη Ένταση

wcc

stot

plcc

sR VAf

hL

fANLxhV ;5min16.01100;5.0max16.0;5min05.0155.0;min

2

μplθ: λόγος πλαστικής γωνίας

στροφής χορδής στην αστοχία προς θyρtot: ποσοστό διαμήκους οπλισμούh: ύψος διατομής (= διάμετρος D)x : ύψος θλιβόμενης ζώνηςAc= πDc

2/4Dc : διάμετρος πυρήνα της διατομής

ΙσχύειΙσχύει επίσης για ορθογωνικές και κοίλες ορθογωνικές διατομέςεπίσης για ορθογωνικές και κοίλες ορθογωνικές διατομές

)2(2π cDfsAV ywh

sww

VVRR,exp,exp / V / VR,pred.R,pred.



1616.2%.2%


6688

Vw: συμβολή εγκάρσιου οπλισμού:

c: επικάλυψη σκυροδέματος.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 200 400 600 800 1000 1200 1400Vpred (kN)

Vexp

(kN

) .

Κριτήριο Κριτήριο διαρροήςδιαρροής::

Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Μορφής Παρόμοιας Μορφής (H, T (H, T κλπκλπ) ) – – Ροπή Ροπή

ΔιαρροήςΔιαρροής, , MMyy

αα.. διαρροή διαρροή εφελκυόμενου εφελκυόμενου οπλισμούοπλισμού, , ήήββ.. παραμόρφωση παραμόρφωση ακραίας θλιβόμενης ακραίας θλιβόμενης ίνας είνας εcc=0.002 =0.002 MMy,expy,exp/M/My,predy,pred



12.12.66%%


115454

Ανάλυση διατομής με Ανάλυση διατομής με θεώρησηθεώρηση::αα.. επιπεδότητας επιπεδότητας διατομώνδιατομών,,ββ.. γραμμική ελαστική γραμμική ελαστική συμπεριφορά υλικώνσυμπεριφορά υλικών

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

My,pred (kNm)

M y,e

xp (k

Nm) .

median: My,exp=1.075My,pred

Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Μορφής Μορφής (H, T (H, T κλπκλπ) ) – – Γωνία Στροφής Χορδής στη Γωνία Στροφής Χορδής στη

ΔιαρροήΔιαρροή, , θθyy

1.075 0.00123 8

y b ys Vy y

c

d fL a zf

θθy,expy,exp//θθy,predy,pred



29.29.22%%


113939

φy : καμπυλότητα στην διαρροή (υπολογίζεται όπως η My),Ls=M/V : μήκος διάτμησης αv=0 εάν VMy<VRc (VRc τέμνουσα διαγώνιας ρηγμάτωσης κατά EC2), διαφορετικά αv = 1, z ≈ 0.9d : μοχλοβραχίονας εσωτερικών δυνάμεων,db : διάμετρος διαμήκων ράβδων;fy , fc : σε MPa

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

θy,pred (%)

θ y,e

xp (%

) .

y

syeff

LMEI

θ3

Με βάση τις Με βάση τις θεωρητικές θεωρητικές MMyy καικαι θθyy ::

ΕμπειρικήΕμπειρική ((ανεξάρτητη του ανεξάρτητη του οπλισμούοπλισμού))::




1.01.044 0.980.98 335.35.3%%


113939




1.1.080855 1.001.00 443.13.1%%

(ΕΙ)c: Δυσκαμψία αρηγμάτωτης διατομής

Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Μορφής Μορφής (H, T (H, T κλπκλπ) ) – – Ενεργός ΔυσκαμψίαΕνεργός Δυσκαμψία

100.089 0.8 log 1 0.048seff c

c

L NEI EIh A

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

(MyLs/3θy) pred (MNm2)

(My Ls

/3θy )

exp (M

Nm2 )

median: EIexp=0.98EIpred

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

EIeff (MNm2)

EIexp

(MNm

2 )

Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής Διατομής ή Παρόμοιας Μορφής Μορφής (H, T (H, T κλπκλπ) ) – – Γωνία Στροφής Χορδής στην Γωνία Στροφής Χορδής στην

ΑστοχίαΑστοχία, , θθuu

1/3

0.25 max(0.01, ')1 0.05max 1.5,min 10, 0.2 253 max(0.01, )

yws

c

ffs

u y cw

Lh fb h

Εμπειρική εξίσωση, αναπτύχθηκε από Εμπειρική εξίσωση, αναπτύχθηκε από 1307 1307 πειράματα μονοτονικής και πειράματα μονοτονικής και ανακυκλιζόμενης φόρτισης μελών ΟΣ ορθογωνικού κορμού & ανακυκλιζόμενης φόρτισης μελών ΟΣ ορθογωνικού κορμού & θλιβόμενης ζώνηςθλιβόμενης ζώνης::

bw : πάχος κορμού (// στη φόρτιση);, ': μηχανικό ποσοστό εφελκυόμενου (συμπεριλαμβανομένου του οπλισμού του κορμού) & θλιβόμενου οπλισμού;ν=N/bhfc (b: πλάτος θλιβόμενης ζώνης).αποδοτικότητα περίσφιξης:

cci

ch

ch

hbb

hs

bs

α6

12

12

12

θθu,expu,exp//θθu,predu,pred

Μέλη Μέλη ορθογωνικήορθογωνικής διατομήςς διατομής

Κοίλα Κοίλα ορθογωνικορθογωνικά βάθραά βάθρα

μέσος όροςμέσος όρος 1.01.044 1.021.0255διάμεσοςδιάμεσος 0.9950.995 1.051.05


38.2%38.2% 29.5%29.5%


10141014 3030

Cyclic loading

0

2.5

5

7.5

10

12.5

15

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15θu,pred (%)

θu,ex

p (%)

beams & columns

walls

hollow piers

median: θu,exp=θu,pred

5% fractile: θu,exp=0.5θu,pred

Βάθρα Κοίλης Ορθογωνικής ή Παρόμοιας ΔιατομήςΒάθρα Κοίλης Ορθογωνικής ή Παρόμοιας Διατομής – – Διατμητική Αντοχή υπό Ανακυκλιζόμενη ΈντασηΔιατμητική Αντοχή υπό Ανακυκλιζόμενη Ένταση

wcc

stot

plcc

sR VAf

hL

fANLxhV ;5min16.01100;5.0max16.0;5min05.0155.0;min

2

sR,max c w0.85 1 0.06min 5; 1 1.8min 0.15; 1 0.25max(1.75;100 ) 1 0.2min 2; min(100; )pl

totc c

LNV f b zA f h

((αα)) Διαρροή εγκάρσιου οπλισμού Διαρροή εγκάρσιου οπλισμού ((όπως στα κυκλικά βάθραόπως στα κυκλικά βάθρα)) ::

((ββ)) Αστοχία σε λοξή θλίψηΑστοχία σε λοξή θλίψη ::

Vw = ρwbwzfyw συμβολή εγκάρσιου οπλισμού (bw: πάχος κορμού, z: μοχλοβραχίονας δυνάμεων, ρw: ποσοστό εγκάρσιου οπλισμού)Ac= bwd

(α)(α) (β)(β)μέσος μέσος όροςόρος 1.091.09 1.0351.035

Διάμε-Διάμε-σοςσος 1.051.05 1.01.011

συντ. συντ. μεταβμεταβ

λ.λ.16.4%16.4% 117.27.2%%

Αρ. Αρ. δοκιμ.δοκιμ. 2424 5511 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Vpred (kN)

V exp

(kN)

.

median: VR,exp=1.01VR,pred

((ββ))0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Vpred (kN)

V exp

(kN)

.

median: Vexp=1.055Vpred

((αα))

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ!ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ!

Δ.Ε. ΜΠΙΣΚΙΝΗΣ, Μ.Ν. ΦΑΡΔΗΣΕργαστήριο Κατασκευών, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Παν/μιο Πατρών

Αντισεισμική Προστασία ΓεφυρώνΑντισεισμική Προστασία Γεφυρών(ΑΣΠροΓε)(ΑΣΠροΓε)

Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών (ΑΣΠροΓε)

Documents

Transcript of Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών (ΑΣΠροΓε)