Εγχυόμενα Ασυστολικά Κονιάματα και Κονιάματα...

ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ

ΕΓΧΥΟΜΕΝΑ ΑΣΥΣΤΟΛΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΚΟΝΙΑΜΑΤΑ

ΚΟΝΙΑΜΑΤΑ ΣΥΡΜΑΤΟΜΙΚΡΟΚΙΣΣΗΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

ΤΥΠΟΙ ΒΛΑΒΩΝ ΚΑΙ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ

Τ Υ Π Ο Ι Β Λ Α Β Ω Ν

Οι βλάβες στον φέροντα οργανισμό ενός κτιρίου μπορούν να εμφανιστούν:

αμέσως μετά το ξεκαλούπωμα

μετά την παρέλευση κάποιου χρόνου

μετά την επιπόνηση του στοιχείου

Βλάβες αμέσως Μετά το Ξεκαλούπωμα Είναι βλάβες κακοτεχνιών. Εμφανίζονται συνήθως με τη μορφή:

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

Βλάβες μετά παρέλευση χρόνου Εμφανίζονται συνήθως με τη μορφή:

ρωγμών ή και εκτινάξεων της επικάλυψης του οπλισμού λόγω διάβρωσής του

ρηγματώσεων και αποσαθρώσεων λόγω χημικών προσβολών

Βλάβες λόγω Επιπόνησης 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

ΤΥΠΟΙ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ

Επισκευή 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.

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

Ενίσχυση 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.

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 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

εφικτό, επάλειψη του παλιού σκυροδέματος με κατάλληλη εποξειδική ρητίνη.

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 μεγαλύ-τερη 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. 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 κοκκοδια-βάθμιση (καθιζάνουν τα χονδρόκκοκα αδρανή).

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 χρησιμο-ποιούνται πιο συνεκτικά, θιξοτροπικά κονιά-ματα τα οποία μπορούν να εφαρμοστούν με μυστρί.

Στο εμπόριο κυκλοφορούν πολλοί τύποι επισκευαστικών κονιαμάτων με ειδικές προσ-μίξεις 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 αποκα-τασταθεί η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων μετά την αστοχία τους, π.χ. μετά από σεισμό, διατηρώντας τις αρχικές διαστάσεις των στοιχείων.

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 κα-μπύλωσής τους οι ράβδοι τείνοντας να ευθυ-γραμμιστούν 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 επικά-λυψης.

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.

(α) (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.

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 λυγισμέ-νες ράβδοι δεν έχουν μεγαλύτερη τάση να λυ-

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 εγχυό-μενου ασυστολικού κονιάματος ή εκτοξευόμενου ασυστολικού κο-νιάματος με τον ίδιο τρόπο όπως με τον μανδύα από εκτοξευόμενο σκυρόδεμα.

Λόγω της υψηλής τιμής των ασυστολικών κονιαμάτων η λύση αυτή βρίσκει περιορισμέ-νη 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 προς-φυσης του κονιάματος) και φυσικά δεν έχει το βασικό μειονέκτημα του εκτοξευόμενου σκυρο-δέματος: τις αυξημένες χρόνιες παραμορ-φώσεις, συστολή ξηράνσεως και ερπυσμό (λόγω της αυξημένης ποσότητας σκυροδέματος και της λεπτόκοκκης διαβάθμισης των αδρανών).

4. Συμπεριφορά Επισκευασμένων Στοιχείων Στοιχεία επισκευασμένα με ασυστολικά κονιά-ματα εμφανίζουν τα παρακάτω χαρακτηρι-στικά:

R V

R V

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

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

θέση αυτή καθιστά κρίσιμη την αποδυνα-μωμένη διατομή στη θέση αυτή και μειώνει τη φέρουσα ικανότητα του στοιχείου.

Σχ. 4 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 συμπε-ριφοράς 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.

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

Δεδομένου ότι προστίθεται ισόποσος εφελκυ-όμενος και θλιβόμενος οπλισμός και παράλ-ληλα αυξάνεται και η διατομή, τα στοιχεία με

μανδύα δεν υστερούν σε πλαστιμότητα, εμφα-νίζοντας παρατεταμένη αστοχία με σαφείς προειδοποιητικές ενδείξεις για την έγκαιρη

αποκόλληση

κονίαμα (α) κονίαμα (β)

αποφόρτισή τους, είτε την εκ νέου επισκευή τους.

Εικόνα 2 Μορφολογία ρηγμάτωσης μονότονης επιπόνησης

Εικόνα 3 Μορφολογία ρηγμάτωσης εναλλασσόμενης επιπόνησης

Σημαντική η Συμβολή του Αρχικού (εσωτερικού) Οπλισμού

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.

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

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.

εc =3,5%0 Fs2 Αs/2 x Fc Αs/2 z1 εs1 Fs1 (α) εc =3,5%0 Fs2 Fc F εs1>εy z2 εs1 Fs1 (β)

ΜRdu(α)

= As/2.fsd.z1

ΜRdu(β)

= 3As/4.fsd.z2

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 Fs1 των εφελκυόμενων ράβδων.

Σημαντική Μείωση της Φέρουσας Ικανότητας μετά τον Παρθενικό Κύκλο

Όπως φαίνεται από το διάγραμμα συμπε-ριφοράς στο Σχ. 5, ιδιοτυπία της εναλ-λασσόμενης 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.

1 εc Fs2= Αs/2.fs

z1 εs1 Fs1= Αs/2.fs 2 ε1 = ε2 (α)

1 ε1 z2 Fs1

2 ε2 ε1 = ε2 (β)

Σχ. 8 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

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

Κατά τον ικανοτικό σχεδιασμό των υπο-στυλωμάτων 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 παραβια-στεί ο ικανοτικός σχεδιασμός και θα προκύψει αστοχία των ενισχυμένων υποστυλωμά-των και όχι των δοκών, όπως προβλέπεται στο σχεδιασμό.

Γιαυτό απαιτείται:

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

Βασικό μειονέκτημα της λύσης του μανδύα είναι ότι:

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 ικα-νοτικών ελέγχων κατά τον αντισεισμικό σχε-διασμό.

Πρόσθετο μειονέκτημα της μεθόδου στην περίπτωση στοιχείου με διατμητική αστοχία αποτελεί:

Η προβληματική καμπτική συμπεριφορά του ενισχυμένου στοιχείου λόγω πρόωρου

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.

ΙΙ. ΚΟΝΙΑΜΑ ΣΥΡΜΑΤΟΚΙΣΣΗΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

ΓΙΑ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΚΩΝ

Το ίδιο βάρος των πλακών συνήθους κατασκευής αποτελεί περίπου το 70 έως 80 % του κατακόρυφου φορτίου των υποστυλωμά-των 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 συρματο-μικροκισηρόδεμα 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. 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

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:

- 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

Η Δομή του Υλικού Το ελαφροσκυρόδεμα είναι σκυρόδεμα με ελαφρά αδρανή, φυσικά ή τεχνητά.

Το πιο διαδεδομένο φυσικό αδρανές είναι η κίσσηρη (ελαφρόπετρα).

Τα τεχνητά αδρανή προκύπτουν από βιομηχα-νική 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 έλαφροσκυρό-δεμα 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 εξοι-κονομηθεί 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 ελαφροσκυ-ροδέματος. Η χρήση του γενικεύεται. Αρχίζει η σταδιακή εφαρμογή του σε κτίρια, γέφυρες, θαλάσσια έργα καί κυρίως στην προκατασκευή.

Τα Πλεονεκτήματά του

Οικονομικά

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.

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 μεγαλύ-τερα ϋψη. Μεγαλύτερη θερμομόνωση στό υλικό, επιτρέπει απλοποίηση στά στοιχεία κατασκευής. Και τα δύο μαζί, δίνουν μεγαλύτερη ελευθερία σχεδιασμού και δεν είναι σπάνιες οι περιπτώ-σεις 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 ε-πιτρέπει κάθε ψορά τη διαφοροποίηση της αρχιτεκτονικής έκφρασης.

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 κό-στος συναρμολόγησης. Υψηλά κτίρια Τα οικονομικά πλεονεκτήματα του ελαφρο-σκυροδέματος 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 εξαι-ρετικά πλεονεκτική στις περιπτώσεις σχετικά ασθενούς εδάφους θεμελίωσης. Το μικρότερο ίδιο βάρος της κατασκευής επιτρέπει ανέγερση περισσότερων ορόφων, ή οικονομικότερη λύση θεμελίωσης για λιγότε-ρους ορόφουςΤό υψηλό κτίριο δέν πρέπει νά τό δοϋμε άπλά ως άλληλεπίθεση ορόφων. 2. Οι Δυνατότητες για

Ελαφροσκυρόδεμα στην Ελλάδα

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

Νίσυρο καί Γυαλί σε απόσταση από την Αθήνα 800, 300 καί 200 περίπου ναυτικά μίλια, αντίστοιχα. Δυνατότητες για Τεχνητά Αδρανή Τεχνητά ελαφρά αδρανή δεν υπάρχουν ακόμη στην Ελλάδα. Αλλά δεν λείπουν οι πρώτες ΰλες για την παραγωγή τους. Στην Ελλάδα υπάρχουν εκτεταμένα κοιτά-σματα 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 έλαφροσκυ-ροδέματος. 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 Αποθέματα Κίσηρης 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. 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 προστα-σία του οπλισμού από το κισηρόδεμα.

Δεδομένου ότι οι εσωτερικοί πόροι της κίσηρης είναι κλειστοί και οι ανοιχτοί επιφα-νειακοί πόροι καλύπτονται από το τσιμεντοκο-νίαμα, το μεγαλύτερο πορώδες του κισηροδέ-ματος δεν συνεπάγεται και μεγαλύτερη διαπερατότητα.

1. Οι Αποτυχημένες Προσπάθειες για Φέρον Κισηρόδεμα Παρά την άρση των επιφυλάξεων για διάβρωση του οπλισμού, η αξιοποίηση της κίσηρης στην παραγωγή φέροντος κισηροδέ-ματος 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].

Τα μειονεκτήματα, όμως αυτά ήταν αποτέλε-σμα 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 ελαφρο-σκυροδεμάτων με τεχνητά ελαφρά αδρανή όπως:

η χρησιμοποίηση ασβεστολιθικής άμμου αντί του λεπτού υλικού της κίσηρης

Στο σχεδιασμό, όμως, των ελαφροσκυροδε-μάτων 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 κισηροδέ-ματος χωρίς να αυξάνουν την αντοχή του.

Το ίδιο προέκυψε και με την αντικατάσταση μέρους των χοντρών κόκκων με ασβεστο-λιθικά 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

προέκυψε το μικροκισσηρόδεμα με την παρα-κάτω σύνθεση και τεχνολογικά χαρακτηρι-στικά:

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 κίσση-ρης .

Για μεγαλύτερη εργασιμότητα προστίθεται κατάλληλο υπερρευστοποιητικό πρόσθετο.

Καλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με υπερ-ρευστοποιητικά σχεδιασμένα ειδικά για ελα-φροσκυροδέματα (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 τάσεων-παραμορφώσεων:γραμμικός,

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:

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 μικροκιση-ροδέματος απ΄αυτήν του συνήθους σκυροδέ-ματος 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 υλι-κού λόγω του σημαντικά μικρότερου βάρους του και της μεγαλύτερης θερμο-μόνωσής του προκύπτουν και σημαντικά πρόσθετα τεχνολογικά και οικονομικά πλεο-νεκτήματα 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.

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.

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

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

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,

4. Η Λογική του Σχεδιασμού του Μικροκισηροδέματος Η Μείωση του Μέγιστου Κόκκου της

Κίσηρης για Αύξηση της Αντοχής του 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 από-μιξης του συμβατικού κισσηροδέματος (με μέγιστο κόκκο 25 έως 30 mm) και βελτιώνεται η συνάφεια με τον οπλισμό (αυξάνει η ενεργή επιφάνεια επαφής). Η μεγαλύτερη ομοιογένεια του υλικού, λόγω του μικρού κόκκου του, και οι συνεπαγόμενες μικρότερες εσωτερικές μικρορρηγματώσεις, από-τελούν πρόσθετο παράγοντα βελτίωσης της διαπερατότητάς του. Η Ανάγκη για Αύξηση της Αντοχής των

Κόκκων της Κίσηρης 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 αύξη-ση 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 τσιμεντο-κονίαμα είναι ο ασθενής κρίκος που θα καθορίσει την αντοχή της και την παρα-μορφωσιακή 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 κισηρο-δέματος. 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 υψη-λής 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 διαπερατό-τητας και μεγαλύτερης χημικής ανθεκτικό-τητας του κισσηροδέματος, δεν υιοθετήθηκε η αντικατάσταση του λεπτού υλικού με ασβε-στολιθική άμμο (η οποία συνεπάγεται αύξηση του βάρους και μείωση της θερμοαγωγι-μότητας του κισσηροδέματος).

6. Βελτίωση του Μικροκισηρο- δέματος με Περιμετρική Διάταξη Συρματοπλέγματος Η ενίσχυση του μικροκισηροδέματος με διάταξη περιμετρικά του κλωβού των συν-δετήρων συρματοπλέγματος τύπου κοτετ-σόσυρμου μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τη μηχανική συμπεριφορά στοιχείων από μικρο-κισηρόδεμα 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.

β β 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

(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.

Για τη διευκόλυνση της συναρμολόγησης του οπλισμού, καθώς και της διάστρωσης και της συμπύκνωσης του σκυροδέματος των υποστυ-λωμάτων η αγκύρωση των συνδετήρων των εσωτερικών κλωβών του οπλισμού γίνεται υπό γωνία 90ο. Το σημαντικό στρώμα σκυροδέματος εκατέ-ρωθεν 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.

_________________________________ [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

Ðåñßëçøç

Ç åñãáóßá áíáöÝñåôáé óôçí áîéïðïßçóç ôçò êßóóçñçò ãéá ôçí ðáñá-

ãùãÞ 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 (êïôôåôóüóõñ-

ìá) ãýñù áðü ôïí êëùâü ôùí óõíäåôÞñùí åðéðïíïíÞèçêáí óå åíáë-

ëáóóüìåíç åðéðüíçóç õðü óôáèåñü áîïíéêü öïñôßï êáé ç óõìðåñéöï-

ñÜ ôïõò óõãêñßèçêå ìå áõôÞí óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõ-

ñüäåìá. Áðü ôá ðåéñáìáôéêÜ áðïôåëÝóìáôá ðñïÝêõøå üôé ç óõìðåñé-

öïñÜ óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá åìöáíßæåé ðáñüìïéá ÷áñá-

êôçñéóôéêÜ ìå áõôÞí áíôßóôïé÷ùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäå-

ìá. 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 áðïôÝëå-

óáí êßíçôñï ãéá óåéñÜ åñåõíþí ãéá ôçí áîéïðïßçóç ôçò êßó-

óçñçò óôçí ðáñáãùãÞ ïðëéóìÝíïõ åëáöñïóêõñïäÝìáôïò ãéá

öÝñïõóåò êáôáóêåõÝò. Ïé åðéöõëÜîåéò, ðïõ äéáôõðþíïíôáí

ðáëéüôåñá ãéá êßíäõíï äéÜâñùóçò ôïõ ïðëéóìïý óôï êéóóç-

ñüäåìá, 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 êéó-

óçñüäåìá 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 ôóéìåíôï-

êïíßáìá, ôï ìåãáëýôåñï ðïñþäåò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò äåí

óõíåðÜãåôáé êáé ìåãáëýôåñç äéáðåñáôüôçôá). ÐáñÜ ôçí

Üñóç ôùí åðéöõëÜîåùí áõôþí, ç áîéïðïßçóç ôçò êßóóçñçò

óôçí ðáñáãùãÞ öÝñïíôïò êéóóçñïäÝìáôïò êáèõóôåñïýóå

ãéá ôå÷íïëïãéêïýò êáé ïéêïíïìéêïýò ëüãïõò, üðùò: (á) ó÷åôé-

êÜ 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 áðï-

ìÜêñõíóç 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 ðñï-

óðÜèåéåò ôùí ðñþôùí åñåõíçôéêþí åñãáóéþí, óå áíôéóôïé÷ßá

ìå ôá éó÷ýïíôá ãéá ôï óõìâáôéêü óêõñüäåìá êáé ôá åëáöñï-

óêõñïäÝìáôá 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 õëé-

êïý ôçò êßóóçñçò ìå áóâåóôïëéêÞ Üììï êáé (ä) áíôéêáôÜ-

óôáóçò ìÝñïõò ôùí ÷ïíôñþí êüêêùí ìå áóâåóôïëéèéêÜ

áäñáíÞ [1].

Óå åñåõíçôéêÞ åñãáóßá ðïõ Ýãéíå óôï ÅñãáóôÞñéï Óêõñï-

äÝìáôïò ôïõ Å.Ì.Ð. ôçí ðåñßïäï 1974-1976 (óôï ðëáßóéï

õðïôñïößáò ôïõ É.Ê.Õ. ãéá åêðüíçóç äéäáêôïñéêÞò äéáôñé-

âÞò), áêïëïõèÞèçêå äéáöïñåôéêÞ êáôåýèõíóç: ç ìåßùóç ôïõ

êüêêïõ ôçò êßóóçñçò êáé ç ìç áíôéêáôÜóôáóç ôïõ ëåðôïý

õëéêïý ôçò ìå áóâåóôïëéèéêÞ Üììï [2]. Ôï ìéêñïêéóóçñüäå-

ìá ðïõ ðñïÝêõøå áíáéñåß ôá ôå÷íïëïãéêÜ ìåéïíåêôÞìáôá ôïõ

óõìâáôéêïý êéóóçñïäÝìáôïò êáé Ý÷åé ìéêñü êüóôïò ðáñáãù-

ãÞò, êáèþò: (á) äåí áðáéôåßôáé ìåãÜëç êáôáíÜëùóç ôóéìÝ-

íôïõ êáé ðñïäéáâñï÷Þ ôùí êüêêùí. (Ç áðïññüöçóç ôùí

êüêêùí ìåéþíåôáé, üóï ìåéþíåôáé ôï ìÝãåèüò ôïõò), (â) ç êßó-

óçñç 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

ÕðïâëÞèçêå: 25.1.1999 ¸ãéíå äåêôÞ: 12.7.1999

Óõñìáôïêéóóçñüäåìá: ¸íá Õðïó÷üìåíï Yëéêü

ãéá ÁíôéóåéóìéêÝò ÊáôáóêåõÝò

145 Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

145

Tεχνικά Χρονικά, Επιστημονικές Εκδόσεις ΤΕΕ Ι, τεύχος 2 2000

ïöÝëç, êáèþò ìðïñïýí íá ÷ñçóéìïðïéçèïýí åëáöñüôåñåò

êáé öèçíüôåñåò ìÞôñåò, ìéêñüôåñåò êáé öèçíüôåñåò ìç÷áíÝò

äïêéìáóßáò (ìðïñïýí íá õéïèåôçèïýí ïé ìÞôñåò êáé ïé ìç÷á-

íÝò èñáýóåùò ôùí êïíéáìÜôùí), áðáéôïýíôáé ìéêñüôåñïé

÷þñïé áðïèÞêåõóçò êáé óõíôÞñçóçò, ê.ëð. Ìéêñüôåñïò êüê-

êïò 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 åöáñ-

ìïãÞ ôïõ ùò ðëåïíåêôéêïý åêôïîåõüìåíïõ óêõñïäÝìáôïò (ìå

ìéêñüôåñç áíáðÞäçóç ôùí áäñáíþí), êáèþò êáé ôçí õéïèÝ-

ôçóç 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 óõñìáôïðëÝãìá-

ôïò (ìå Üíïéãìá âñï÷ßäïò 20-30 mm) ãýñù áðü ôïí êëùâü

ôùí óõíäåôÞñùí. Ôá óôïé÷åßá áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá åðÝ-

äåéîáí êáëýôåñç óõìðåñéöïñÜ áðü áõôÞí ôùí áíôßóôïé÷ùí

óôïé÷åßùí áðü óêÝôï ìéêñïêéóóçñüäåìá (ìÝñïò ôùí áðïôå-

ëåóìÜôùí ôçò åñãáóßáò ðáñïõóéÜæïíôáé óôçí [3]) êáé äéåîï-

äéêüôåñç äéåñåýíçóç ôçò óõìðåñéöïñÜò ôïõò (óå óõãêñéôéêÞ

âÜóç ìå ôç óõìðåñéöïñÜ áíôßóôïé÷ùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíé-

êü óêõñüäåìá) óõíå÷ßóôçêå óôï ðëáßóéï äéðëùìáôéêþí

åñãáóéþí ôçò ðåñéüäïõ 1998-99 ôùí öïéôçôþí Ó. Íéêïëáêü-

ðïõëïõ, Á. Ðáíáãéùôáêüðïõëïõ, Ê. ÊëåÜíèïõò êáé Ä.

Ìðïýôïõ. Ç ðñïóï÷Þ åóôéÜóôçêå óôçí åðéññïÞ ôùí ðáñáìÝ-

ôñùí ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý êáé óôç äõíáôüôçôá äéÜôáîçò

ôïõ äéáìÞêïõò (êáìðôéêïý) ïðëéóìïý êáè� ýøïò ôçò äéáôï-

ìÞò ôùí óôïé÷åßùí, ëüãù ôùí óçìáíôéêþí êáôáóêåõáóôéêþí

êáé ôå÷íïëïãéêþí ðëåïíåêôçìÜôùí ðïõ ðñïóöÝñåé óôçí

ðåñßðôùóç æõãùìÜôùí ðëáéóßùí, óôá ïðïßá, óõ÷íÜ, ïé áðáé-

ôÞóåéò ôùí óýã÷ñïíùí áíôéóåéóìéêþí êáíïíéóìþí êáôáëÞ-

ãïõí óå áðáßôçóç èëéâüìåíïõ ïðëéóìïý ßäéïõ Þ ðåñßðïõ

ßäéïõ ìå ôïí åöåëêõüìåíï. Óôçí åñãáóßá áõôÞ ðáñïõóéÜæï-

íôáé 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 ðñïäéá-

âñï÷Þ ôùí êüêêùí) êáé íåñü. Ôï óõñìáôüðëåãìá åßíáé åîá-

ãùíéêÞò âñï÷ßäïò áíïßãìáôïò 20 Ýùò 30 mm (ãáëâáíéóìÝíï

êïôôåôóüóõñìá).

Ïé áíáëïãßåò áíÜìéîçò ãéá áíôï÷Þ 30 ÌPa åßíáé ôçò ôÜ-

îåùò: 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 õðåññåõ-

óôïðïéçôéêü ðñüóèåôï. Êáëýôåñï áðïôÝëåóìá åðéôõã÷Üíåôáé

ìå õðåññåõóôïðïéçôéêÜ ó÷åäéáóìÝíá åéäéêÜ ãéá åëáöñïóêõ-

ñïäÝìáôá (ìå áåñáêôéêÞ äñÜóç).

Ôá ôå÷íïëïãéêÜ ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ õëéêïý (üðùò ðñïó-

äéïñßóôçêáí óå åñåõíçôéêÞ åñãáóßá ôïõ Åñãáóôçñßïõ Ïðëé-

óìÝíïõ ÓêõñïäÝìáôïò ôïõ Å.Ì.Ð. êáôÜ ôçí ðåñßïäï 1974-

1976, 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) óõíôåëå-

óôÞò 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-ðáñáìïñöþ-

óåùí ãñáììéêüò, æ) óõíÜöåéá ìå ôï ÷Üëõâá ðáñüìïéá êáé

åíäå÷üìåíá êáëýôåñç áðü áõôÞí ôïõ óõìâáôéêïý óêõñïäÝ-

ìáôïò 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÷å-

äéáóìü ôïõ õëéêïý êáé ïé ïðïßåò äßíïíôáé ðáñáêÜôù.

3. Ç ËÏÃÉÊÇ ÔÏÕ Ó×ÅÄÉÁÓÌÏÕÔÏÕ 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 ðáñáãù-

ãÞò, 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 ôáõôïðïßç-

óçò ôïõ óêõñïäÝìáôïò, èåùñþíôáò ôï óêõñüäåìá óýóôçìá

ôñéþí åðß ìÝñïõò öÜóåùí (ôùí áäñáíþí, ôïõ ôóéìåíôïðïë-

ôïý 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 êßóóç-

ñç 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

êéóóçñïäÝìáôïò áðü ü,ôé óôçí ðåñßðôùóç ôïõ áóâåóôïëéèé-

êïý 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 ôóéìå-

íôïðïëôïý 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 óêõ-

ñïäÝìáôïò áðáéôåßôáé áäñáíÝò ìå ìåãáëýôåñç áíôï÷Þ. Ïé

êüêêïé ôçò êßóóçñçò ðñïêýðôïõí áðü èñáýóç ìåãáëýôåñùí

êüêêùí óôç èÝóç ôùí ìåãÜëùí ðüñùí êáé ãé� áõôü åìöáíß-

æïõí 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 áíôßóôñï-

öçò 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 êßóóç-

ñçò êáé ôçò óõíåðáãüìåíçò ìéêñüôåñçò äéáðåñáôüôçôáò êáé

ìåãáëýôåñçò ÷çìéêÞò áíèåêôéêüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò,

äåí õéïèåôåßôáé ç áíôéêáôÜóôáóç ôïõ ëåðôïý õëéêïý ìå áóâå-

óôïëéèéêÞ Üììï (ç ïðïßá óõíåðÜãåôáé áýîçóç ôïõ âÜñïõò

êáé ìåßùóç ôçò èåñìïáãùãéìüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝìáôïò). Ç

ìåãáëýôåñç ïìïéïãÝíåéá ôïõ õëéêïý, ëüãù ôïõ ìéêñïý êüê-

êïõ ôïõ, êáé ïé óõíåðáãüìåíåò ìéêñüôåñåò åóùôåñéêÝò

ìéêñïññçãìáôþóåéò áðïôåëïýí ðñüóèåôï ðáñÜãïíôá âåë-

ôßùóçò 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 ïðëé-

óìïý 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 åíåñ-

ãïðïéåßôáé 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 ÐÑÏÃÑÁÌÌÁ4.1. Óôü÷ïé êáé ëïãéêÞ ôïõ ðñïãñÜììáôïò

Ï ó÷åôéêÜ ìåãÜëïò ëüãïò áíôï÷Þò ðñïò âÜñïò ôïõ õëé-

êïý, 40% ðåñßðïõ ìåãáëýôåñïò áðü áõôüí ôïõ êáíïíéêïý

óêõñïäÝìáôïò (áíôßóôïé÷çò áíôï÷Þò), áðïôåëåß ðñþôç èåôé-

êÞ Ýíäåéîç ôçò áíôéóåéóìéêÞò áîßáò ôïõ. Ôï ìéêñü ìÝôñï åëá-

óôéêüôçôáò êáé ç ìéêñÞ äõóêáìøßá, ôçí ïðïßá õðïäçëþíåé

êáé ç ó÷åôéêÜ ìåãáëýôåñç øáèõñüôçôÜ ôïõ óå åðßðåäï äïêé-

ìßùí, èÝôåé åñùôÞìáôá ó÷åôéêÜ ìå ôï ìÝãåèïò ôùí ìåôáôïðß-

óåùí êáé ôçí ðëáóôéìüôçôá ôùí äïìéêþí óôïé÷åßùí. Ï óêï-

ðüò 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 ðåéñáìá-

ôéêÞò äéåñåýíçóçò ôçò óåéóìéêÞò óõìðåñéöïñÜò ãñáììéêþí

óôïé÷åßùí áðü óõñìáôïêéóóçñüäåìá óå óõãêñéôéêÞ âÜóç ìå

ôç óõìðåñéöïñÜ óõæõãþí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäå-

ìá êáé áö� åôÝñïõ íá äéåñåõíçèåß ç åðéññïÞ óôç óõìðåñéöï-

ñÜ ôùí óôïé÷åßùí âáóéêþí ðáñáìÝôñùí, üðùò ôï áíçãìÝíï

ðïóïóôü ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý, ç ðïéüôçôá êáé ç áðüóôá-

óç 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 ðåñéïñé-

óìü ùò ðñïò ôçí ðïéüôçôá ôùí óõíäåôÞñùí, óôçí ðñÜîç ï

÷Üëõâáò S500 ôåßíåé íá åêôïðßóåé ôçí ðáëéüôåñá ãåíéêåõìÝ-

íç ÷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 óõíäå-

ôÞñùí (ãéá ßäéï ìÝãåèïò áíáëáìâáíüìåíçò ôÝìíïõóáò) êáé

ãé� áõôü åõ÷åñÝóôåñçò óêõñïäÝôçóçò êáé ìåãáëýôåñçò ïéêï-

íïìßáò. Ç áðüóôáóç êáé ç ðïéüôçôá ôùí óõíäåôÞñùí óõí-

äõÜóôçêáí, þóôå íá åëå÷èåß ìÝóù ôçò ðåéñáìáôéêÞò äéåñåý-

íçóçò ç ïñèüôçôá ôçò èåþñçóçò áõôÞò.

(â) Óýìöùíá ìå ôéò áðáéôÞóåéò ôïõ óýã÷ñïíïõ êáíïíé-

óìïý, 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 óõíÞ-

èçò äéÜôáîç åßíáé ç ôïðïèÝôçóç ôùí ñÜâäùí ôïõ ïðëéóìïý

êáôÜ ðëÜôïò óôçí áêñáßá Üíù êáé êÜôù ðåñéï÷Þ ôçò äéáôï-

ìÞò. 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 èëéâü-


147

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 äéáìÞ-

êïõò ïðëéóìïý êáè� ýøïò ôçò äéáôïìÞò áßñåé ôá ðáñáðÜíù

ìåéïíåêôÞìáôá êáé, åðéðëÝïí, ìÝóù ôùí åíäéÜìåóùí ñÜâäùí

åíéó÷ýåé ôç öÝñïõóá éêáíüôçôá ôïõ êüìâïõ.

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 ìéêñïêéó-

óçñüäåìá êáé ôá åðôÜ áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ãýñù áðü

ôïí êëùâü ôïõ ïðëéóìïý ôåóóÜñùí õðïóôõëùìÜôùí êáé

üëùí ôùí äïêþí ôïðïèåôÞèçêå óõñìáôüðëåãìá, üðùò öáß-

íåôáé 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 åíáëëáóóüìå-

íç 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 (óõñìáôïêéóóç-

ñüäåìá êáé êáíïíéêü óêõñüäåìá, áíôßóôïé÷á), åíþ ôá ãñÜì-

ìáôá C êáé B õðïäçëþíïõí ôï åßäïò ôùí óôïé÷åßùí (õðï-

óôýëùìá êáé äïêü, áíôßóôïé÷á).

Ç óêõñïäÝôçóç ôùí äïêþí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá

Ýãéíå ìå Ýôïéìï óêõñüäåìá, åíþ ôï ìéêñïêéóóçñüäåìá ãéá ôç

óêõñïäÝôçóç ôùí õðüëïéðùí äïêþí Ýãéíå åðß ôüðïõ ìå ôñï-

öïäïóßá ôçò êßóóçñçò (÷ùñßò ðñïäéáâñï÷Þ) óå Ýíá êëÜóìá

0-8 mm, ôïõ ôóéìÝíôïõ êáé ôïõ íåñïý óôç âáñÝëá ôïõ ï÷Þ-

ìáôïò 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 óêõ-

ñïäÝìáôïò ìå ôéìÝò 18 MÑa êáé 30 MÑa. Ïé áíôßóôïé÷åò ôéìÝò

ãéá ôï ìç÷áíéêü ðïóïóôü ôïõ ïðëéóìïý (ôï ïðïßï èåùñÞèç-

êå 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 äéá-

ìÞêïõò ïðëéóìïý. ÕéïèåôÞèçêáí äýï ðïéüôçôåò óõíäåôÞ-

ñùí: 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) êáôá-

íïìÞ êáôÜ ðëÜôïò ôçò äéáôïìÞò. Ïé ôéìÝò ôïõ áíçãìÝíïõ

ðïóïóôïý ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý êáé ôïõ áíçãìÝíïõ áîï-

íéêïý öïñôßïõ Þôáí 0.30 êáé 0.08 áíôßóôïé÷á. Ãýñù áðü ôïí

êëùâü ïðëéóìïý üëùí ôùí äïêþí ôïðïèåôÞèçêå êïôôåôóü-

óõñìá.

4.4. ÐåéñáìáôéêÞ äéÜôáîç êáé ìåèïäïëïãßá äïêéìáóßáò

Ç äïêéìáóßá ôùí óôïé÷åßùí Ýãéíå óôçí ðåéñáìáôéêÞ äéÜ-

ôáîç ðïõ öáßíåôáé óôï ó÷. 1. Ãéá ôçí åðéâïëÞ ôçò åíáëëáó-

Ó÷. 1: ÐåéñáìáôéêÞ äéÜôáîç.

Fig. 1: Test set up.

Ó÷. 2: ÐëÝãìá ãýñù áðü ôïí ïðëéóìü.

Fig. 2: Wiremesh around the reinforcement.


148

öïõ ôùí íåõñþóåùí ôïõ ÷Üëõâá óôï óêõñüäåìá ôçò åðéêÜ-

ëõøçò.

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-ôÝó-

óåñéò áíáêõêëßóåéò óå óôÜèìç åðéðüíçóçò áíôßóôïé÷çò óôç

äéáññïÞ ôïõ ÷Üëõâá êáé ðåñáéôÝñù óå ðÝíôå Ýùò äÝêá áíá-

êõêëßóåéò óå óôÜèìç áíôßóôïé÷ç óå ôéìÞ ôïõ äåßêôç ðëáóôé-

ìüôçôáò 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 éäé-

áßôåñçò åðéññïÞò ôçò óôç ìåôåëáóôéêÞ ðåñéï÷Þ ôçò åðéðüíç-

óçò), ç ðáñáêïëïýèçóç ôçò åîÝëéîçò ôùí ñùãìþí ãéíüôáí

ìå äéáäï÷éêÞ öùôïãñÜöéóç óôçí ðñþôç öÜóç êáé âéíôåï-

óêüðçóç 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.

5. ÐÅÉÑÁÌÁÔÉÊÁ ÁÐÏÔÅËÅÓÌÁÔÁ

Ïé êáìðýëåò óõìðåñéöïñÜò äßíïíôáé óôï ó÷. 5 ãéá ôõðé-

êÜ 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 óêõñüäå-

ìá. Ï ôýðïò áóôï÷ßáò üëùí ôùí óôïé÷åßùí Þôáí ðñïïäåõôé-

êüò ÷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

Ó÷. 4: MÝôñçóç ïëßóèçóçò ïðëéóìïý êáé óêõñïäÝìáôïò.

Fig. 4: Steel-concrete slip measurement.

Ó÷. 3: ¼ðëéóç ðåéñáìáôéêþí óôïé÷åßùí.

Fig. 3: Details of test members.

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 ÷áëýâäé-

íùí 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-


149

ôïõ ðëÝãìáôïò. Ïé ðåéñáìáôéêïß äïêïß åìöÜíéóáí ðåñéóóüôå-

ñç 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 ñçãìÜôù-

óç 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 ìéêñü-

ôåñç ëïîÞ ñçãìÜôùóç.

6. Ç ÅÐÉÑÑÏÇ ÔÙÍ ÐÁÑÁÌÅÔÑÙÍ6.1. Ç åðéññïÞ ôùí ðáñáìÝôñùí ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý

¼ðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 6, ôá óôïé÷åßá Â1 êáé Â2 åìöÜíé-

óáí ðáñüìïéá óõìðåñéöïñÜ, ôüóï ùò ðñïò ôç öÝñïõóá éêá-

íüôçôá (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 óõìðå-

ñéöïñÜ 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÷áíé-

êü ðïóïóôü åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý, èá áíáìåíüôáí ðáñüìïéá

óõìðåñéöïñÜ ôùí äýï äïêþí.

Ó÷. 5: Êáìðýëç öïñôßïõ-âÝëïõò ãéá ôá óôïé÷åßá C.

Fig. 5: Force-deflection curve for C elements.

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 óõí-

äåôÞñùí áðïôåëåß ðéï áðïöáóéóôéêü ðáñÜãïíôá ãéá ôç

óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí áðü ü,ôé ôï ðïóïóôü ôïõ åãêÜñ-

óéïõ ïðëéóìïý. Ãéá ôïí ëüãï áõôü, ç óýã÷ñïíç ôÜóç ãéá

áýîçóç ôïõ ïñßïõ äéáññïÞò ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ìå


150

óôü÷ï ôçí áýîçóç ôçò áðüóôáóçò ôùí óõíäåôÞñùí öáßíåôáé

ðñïâëçìáôéêÞ.

Ïé äïêïß Â4 åìöÜíéóáí ëéãüôåñï Ýíôïíç ëïîÞ ñçãìÜôù-

óç 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� åôÝ-

ñïõ óôçí, ëüãù ôçò ðýêíùóçò ôùí óõíäåôÞñùí óôç èëéâü-

ìåíç æþíç, êáèõóôÝñçóç ôïõ ëõãéóìïý ôùí äéáìÞêùí

ñÜâäùí ôïõ ïðëéóìïý.

6.2. Ç åðéññïÞ ôçò äéÜôáîçò ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý

Ç õóôåñçôéêÞ óõìðåñéöïñÜ ôùí äïêþí Â5 (ìå ôçí êáôá-

êüñõöç äéÜôáîç ôïõ ïðëéóìïý) åìöáíßæåé áéóèçôÝò äéáöïñÝò

áðü áõôÞí ôùí äïêþí Â1 (ìå ôç óõìâáôéêÞ äéÜôáîç ïðëé-

óìïý). Ïé äïêïß Â5 åìöÜíéóáí 15% ðåñßðïõ áýîçóç ôçò

öÝñïõóáò éêáíüôçôÜò ôïõò, ìåßùóç ôçò óôÝíùóçò ôùí õóôå-

ñçôéêþí âñü÷ùí (pinching effect) êáèþò êáé óçìáíôéêÞ ìåß-

ùóç 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 áíôßèå-

óç 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 âéíôåï-

óêüðçóçò 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 êáôá-

íïìÞò 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 äéÜôá-

îçò 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 (ðáñèå-

íéêü) êýêëï åðéðüíçóçò óôïí äåýôåñï áðáéôåß ðåñáéôÝñù

äéåñåýíçóç.

6.3. ÅðéññïÞ ôïõ åßäïõò ôùí óôïé÷åßùí

Ç õóôåñçôéêÞ óõìðåñéöïñÜ ôùí óôïé÷åßùí C (õðïóôõëù-

ìÜôùí) åìöáíßæåôáé ÷ùñßò óçìáíôéêÞ óôÝíùóç (pinching

effect) ôùí õóôåñçôéêþí âñü÷ùí, åíþ áíôéèÝôùò ç óõìðåñé-

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

Fig. 7: Crack patterns for C1 member.

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

Fig. 9: Bond slip for member Â1.

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

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


151

öïñÜ ôùí óôïé÷åßùí Â ÷áñáêôçñßæåôáé áðü óçìáíôéêÞ óôÝ-

íùóç ôùí õóôåñçôéêþí âñü÷ùí ìåôÜ ôïí ôñßôï êýêëï öüñôé-

óçò. Ç äéáöïñïðïßçóç áõôÞ ôçò óõìðåñéöïñÜò ìåôáîý ôùí

ðåéñáìáôéêþí óôýëùí êáé äïêþí ìðïñåß íá áðïäïèåß óôïí

äéáöïñåôéêü ëüãï äéÜôìçóçò, óôï äéáöïñåôéêü áîïíéêü öïñ-

ôßï êáé ôïí äéáöïñåôéêü ëüãï ðëÜôïõò ðñïò ýøïò ôçò äéáôï-

ìÞò. Åí ôïýôïéò, ðáñÜ ôï åíôïíüôåñï öáéíüìåíï ôçò óôÝíù-

óçò ôùí âñü÷ùí, ïé ðåñéóóüôåñåò ðåéñáìáôéêïß äïêïß Üíôå-

îáí ìåãáëýôåñï áñéèìü êýêëùí åðéðüíçóçò áðü ü,ôé ôá ðåé-

ñáìáôéêÜ õðïóôõëþìáôá, áðïôÝëåóìá ôïõ ôá÷ýôåñïõ ëõãé-

óìïý ôùí ñÜâäùí óôá óôïé÷åßá áõôÜ, ëüãù, åíäå÷ïìÝíùò,

ôïõ ìéêñüôåñïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ôïõò. Óçìåéþíåôáé, åðß-

óçò, ç ðáñáôçñïýìåíç óôï ó÷. 5 ìåßùóç ôçò äýíáìçò áðü-

êñéóçò 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 ÓÕÑÌÁÔÏÊÉÓÓÇÑÏÄÅÌÁÔÏÓÊÁÉ 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

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

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

ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò êáé ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò.

¼ðùò öáßíåôáé óôï ó÷. 10, ç óõíÜöåéá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝ-

ìáôïò åìöáíßæåôáé ôïõëÜ÷éóôïí ôçò ßäéáò ðïéüôçôáò (áí ü÷é

áíþôåñç) ìå áõôÞí ôïõ êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò. Ç âåëôéù-

ìÝíç óõíÜöåéá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ìðïñåß íá áðïäï-

èåß: (á) óôç ìåãáëýôåñç åíåñãü äéåðéöÜíåéá åðáöÞò óêõñï-

äÝìáôïò êáé ÷Üëõâá, ëüãù ôïõ ìéêñüôåñïõ êüêêïõ ôùí

áäñáíþí, (â) óôçí ðéï áíþìáëç õöÞ ôçò åîùôåñéêÞò åðéöÜ-

íåéáò ôùí êüêêùí ôçò êßóóçñçò, (ã) óôçí áõîçìÝíç ðñüóöõ-

óç, ëüãù áðïññüöçóçò ôóéìåíôïðïëôïý áðü ôïõò åðéöáíåé-

áêïýò 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 óêõñïäÝ-

ìáôïò 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 äéáìÞ-

êïõò 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 áðïäï-

èåß óå åíäå÷üìåíç ìåãáëýôåñç åõáëùóßá ôùí óôïé÷åßùí áðü

êéóóçñüäåìá ãéá ëõãéóìü ôùí ñÜâäùí ôïõ äéáìÞêïõò ïðëé-

óìïý, ðáñÜ óôçí áíáöåñüìåíç óôçí âéâëéïãñáößá ìéêñüôå-

ñç äéáôìçôéêÞ áíôï÷Þ ôïõ åëáöñïóêõñïäÝìáôïò. Ç åõáëù-

óßá áõôÞ ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò ìðïñåß íá áðïäïèåß óôç

ìéêñüôåñç åöåëêõóôéêÞ áíôï÷Þ ôïõ [2] êáé ãé� áõôü ìéêñüôå-

ñç éêáíüôçôá ôïõ óêõñïäÝìáôïò ôçò åðéêÜëõøçò íá áíôÝîåé

ôçí åãêÜñóéá äýíáìç ðïõ áíáðôýóóåôáé ëüãù ôçò êÜìøçò

ôïõ ïðëéóìïý êáôÜ ôïí ëõãéóìü ôçò ñÜâäïõ. Ãéá ôçí áíôé-

óôÜèìéóç 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 ðñï-

ôåéíüìåíç 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 äéáãñáììÜ-

ôùí 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

äõóêáìøßáò ôùí óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá. Ëáì-

âÜíïíôáò õðüøç üôé ôï ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò ôïõ êéóóçñïäÝ-

ìáôïò 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 óôáèå-

ñü ìÝ÷ñé ôç óôÜèìç ôïõ ìÝãéóôïõ öïñôßïõ (ãñáììéêü äéÜ-

ãñáììá ó-å), åíþ ôï áíôßóôïé÷ï ìÝôñï åëáóôéêüôçôáò ôïõ

êáíïíéêïý óêõñïäÝìáôïò ìåéþíåôáé ìå ôçí áýîçóç ôçò óôÜè-

ìçò ôïõ öïñôßïõ (êáìðýëï äéÜãñáììá ó-å) êáé (â) ç óõìâï-

ëÞ ôïõ äéáìÞêïõò ïðëéóìïý óôç äõóêáìøßá ôïõ óôïé÷åßïõ

áõîÜíåé ìå ôçí áýîçóç ôçò óôÜèìçò ôïõ öïñôßïõ, ëüãù ìåß-

ùóçò 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 åðé-

ðïíïýìåíá óå åíáëëáóóüìåíç åãêÜñóéá åðéðüíçóç õðü óôá-

èåñü áîïíéêü öïñôßï ÷áìçëÞò óôÜèìçò åðÝäåéîáí ðáñüìïéá

÷áñáêôçñéóôéêÜ óõìðåñéöïñÜò ìå áõôÜ óõæõãþí óôïé÷åßùí

áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá.

2. Ç äõóêáìøßá ôùí ðáñáðÜíù óôïé÷åßùí áðü óõñìáôï-

êéóóçñüäåìá ðñïÝêõøå ðáñüìïéá ìå áõôÞí ôùí óõæõãþí

óôïé÷åßùí áðü êáíïíéêü óêõñüäåìá óôç óôÜèìç ôïõ ìÝãé-

óôïõ öïñôßïõ, åíþ óôç óôÜèìç ôïõ öïñôßïõ ëåéôïõñãßáò ôçò

ôÜîåùò ôïõ 85% ôçò äõóêáìøßáò ôùí óôïé÷åßùí áðü óõìâá-

ôéêü óêõñüäåìá

3. Aýîçóç ôçò ôÜóçò äéáññïÞò ôïõ ÷Üëõâá ôïõ åãêÜñ-

óéïõ ïðëéóìïý ôùí óôïé÷åßùí äåí Ýäùóå âåëôßùóç ôçò

óõìðåñéöïñÜò ôïõò.

4. Ãéá ôá ðïóïóôÜ ôïõ åãêÜñóéïõ ïðëéóìïý ðïõ õéïèåôÞ-

èçêáí óôï ðñüãñáììá, ç áðüóôáóç ôùí óõíäåôÞñùí öÜíçêå

íá áðïôåëåß ðéï áðïöáóéóôéêü ðáñÜãïíôá áðï ü,ôé ôï (ìç÷á-

íéêü) 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 êßóóç-

ñç ÈÞñáò êáé Íéóýñïõ, ÐñáêôéêÜ 2ïõ Óõíåäñßïõ ÓêõñïäÝìáôïò, Èåóóá-

ëïíßêç, 1975, äéäáêôïñéêÞ äéáôñéâÞ.

2. Á. ÌðÜêá: Ç áíôéóåéóìéêÞ áîßá ôïõ ìéêñïêéóóçñïäÝìáôïò, Ðñáêôé-

êÜ Åëëçíéêïý Óõíåäñßïõ, Âüëïò, 1984.

3. Á. ÌðÜêá: ÓõìâïëÞ óôçí Ôå÷íïëïãßá êáé Ìç÷áíéêÞ Óõìðåñéöï-

ñÜ Óôïé÷åßùí áðü ÏðëéóìÝíï Åëáöñïóêõñüäåìá, äéäáêôïñéêÞ äéáôñéâÞ.

4. Á. ÌðÜêá: Ðñüôáóç Áðëïðïßçóçò êáé Åíïðïßçóçò ôçò ÓõìâáôéêÞò

Ôáîéíüìçóçò êáé Äïêéìáóßáò ôïõ ÓêõñïäÝìáôïò, Ôå÷íéêÜ ×ñïíéêÜ, Åðé-

óôçìïíéêÞ ¸êäïóç ÔÅÅ, ÓåéñÜ É, 2000, ô. 20, óåë. 109-123.


153

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

1. ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΚΟΜΒΩΝ ΜΕ ΔΙΑΣΠΑΡΤΟ ΤΟΝ

ΔΙΑΜΗΚΗ ΚΑΙ ΕΓΚΑΡΣΙΟ ΟΠΛΙΣΜΟ Η ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΛΥΣΗ ΤΟΥ «ΧΑΛΥΒΟΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ»

Προτείνεται διάταξη του διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού των υποστυ-λωμάτων 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 υποστυ-λωμάτων, 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 προτεινό-μενη 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 οργανι-σμού αποτελεί μια από τις πλέον δυσχερείς και προβληματικές εργασίες της όλης κατα-σκευής.

Οι αυξημένες απαιτήσεις των σύγχρονων αντισεισμικών κανονισμών οδηγούν σε περί-που συμμετρικό διαμήκη οπλισμό των δοκών και πυκνή διάταξη των συνδετήρων στην περιοχή των κόμβων και κοντά σ΄ αυτούς με συνέπεια:

• Η ορθή συμπύκνωση τουσκυροδέματος στην περιοχή τουκόμβου με τη συνήθη πρακτική τηςεσωτερικής δόνησης να είναι πρακτικάανέφικτη.

Μη ορθή συμπύκνωση και, ως εκτούτου, μειωμένη αντοχή τουσκυροδέματος οδηγεί σε πρόωρηαστοχία των λοξών θλιπτήρων τουκόμβου με τις γνωστές, ιδιαίτεραδυσμενείς, συνέπειες για όλο τονφέροντα οργανισμό της κατασκευής.

• Είναι πρακτικά ανέφικτη η τήρησητων μικρών διαμέτρων πουαπαιτούνται για τις διαμήκεις ράβδουςτων δομικών στοιχείων ώστε να μηνυπερβαίνεται η τάση συνάφειας τωνακραίων διαμήκων ράβδων στηνπεριοχή των κόμβων.

Όπως φαίνεται στο Σχ. 1, λόγω του αντί-θετου 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.

Σχ. 1.1 Εντατική κατάσταση στην περιοχή του κόμβου

Fs2 Fs1

Fs1 Fs2A

τb Fs2 Fs1

A Τb Β

B

Δ. Μη Συμβατικά Υποσχόμενα Αντισεισμικά Υλικά

122

Εξισώνοντας την ΔFs με τη δύναμη συνά-φειας Τb=τb.π.Φ.lAB η οποία πρέπει να την εξισορροπήσει, η διάμετρος Φ των διαμήκων ράβδων για τη συνήθη διάσταση των κόμ-βων 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, αποδεικνύεταιστην πράξη και η διάταξη όλου τουαπαιτούμενου διατμητικού οπλισμούτου κόμβου.

Σ΄ αρκετές κατασκευές για ναδιευκολυνθεί η διάστρωση καισυμπύκνωση του σκυροδέματος στηνπεριοχή αυτή δεν επεκτείνονται στονκόμβο οι κατακόρυφοι συνδετήρες τωνδοκών με συνέπεια ανεπαρκή όπλισητων κόμβων.

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

Στην εργασία [1] προτάθηκε η προσθήκη στην περιοχή των κόμβων διαμήκων ράβ-δων ενδιάμεσα του ύψους των ζυγωμάτων.

Στις εργασίες [2] και [3] διερευνήθηκε η συμπεριφορά πλαισίου στο οποίο οι ενδιά-μεσες καθ΄ύψος ράβδοι εκτείνονταν και πέραν της περιοχής του κόμβου σ΄ όλο το άνοιγμα του ζυγώματος. Στον κόμβο του πλαισίου δεν διατάχθηκαν κατακόρυφοι συνδετήρες.

Η διάταξη αυτή απεδείχθη ανεπαρκής, καθώς η αστοχία του πλαισίου επικεντρώ-ηκε στη θέση του κόμβου.

Πέραν από τα κατασκευαστικά προβλήματα που περιγράφηκαν παραπάνω:

• Σημαντικό πρόβλημα των κατασκευώναπό οπλισμένο σκυρόδεμα αποτελεί καιη μικρή σχετικά ανθεκτικότητά τους.

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

Το οπλισμένο σκυρόδεμα, όμως, ως το συνδυασμένο αποτέλεσμα σκυροδέματος και χάλυβα, επιδεικνύει εκτος από τα πλεονε-κτήματα 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 ατμοσφαι-ρική μόλυνση από την υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων της γης και η μόλυνση των υπόγειων υδάτων της από την υπερεν-τατική καλλιέργεια των εδαφών της μέσω τοξικών φυτοφαρμάκων επιταχύνει το ρυθ-μό απώλειας της ανθεκτικότητας και τη συνεπαγόμενη απώλεια της συνάφειας σκυ-ροδέματος και χάλυβα και θέτει ζήτημα αναζήτησης νέων τρόπων ενίσχυσης της ανθεκτικότητας των κατασκευών από σκυρόδεμα.

β

β α α β-β

α-α

Σχ. 1.2 Προτεινόμενη όπλιση

1.2 Προτεινόμενη Λύση Για την άρση των κατασκευαστικών δυσχε-ρειών και τεχνολογικών προβλημάτων που εντοπίστηκαν παραπάνω προτείνεται εναλ-λακτική διάταξη του οπλισμού που φαίνεται στο Σχ. 2.


123

Αντί της συμβατικής τοποθέτησης του δια-μήκους οπλισμού στα πέλματα των δομικών στοιχείων από σκυρόδεμα, προτείνεται:

Διάταξη του διαμήκους και εγκάρσιουοπλισμού των υποστυλωμάτωνδιάσπαρτη σ΄όλη την έκταση τηςδιατομής τους με αποτέλεσμα έναομοιομορφισμένο υλικό από σκυρόδεμακαι χάλυβα, το χαλυβοσκυρόδεμα.

Ο διαμήκης οπλισμός των δοκώνκατανέμεται καθ΄ ύψος τους.

Η όπλιση των κόμβων διαμορφώνεταιαπό τις διαμήκεις ράβδους των δοκών,τις διαμήκεις ράβδους τωνυποστυλωμάτων και τους συνδετήρεςτων υποστυλωμάτων.

Ο κλωβός του οπλισμού των υποστυλω-μάτων 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

(β) ο συνολικός κλωβός του οπλισμού να προκύπτει με αναδίπλωση δομικού πλέγματος (δύο διευθύνσεων) υπό μορφή μαιάνδρου.

Το εμβαδόν του συνολικού διαμήκουςκαι εγκάρσιου οπλισμού παραμένει τοίδιο μ΄ αυτό αντίστοιχων στοιχείων μεσυμβατική όπλιση και μπορεί ναπροκύπτει από τις ίδιες υπολογιστικέςσχέσεις.

Λόγω του μεγαλύτερου αριθμού τωνράβδων που επιτρέπει η προτεινόμενηλύση, οι διάμετροι τόσο του διαμήκουςόσο και του εγκάρσιου οπλισμούπροκύπτουν σημαντικά μικρότερες απ΄αυτές των αντίστοιχων στοιχείων μεσυμβατική όπλιση.

Οι εξωτερικές γωνιακές διαμήκεις ράβδοιδιαμορφώνονται με μεγαλύτερη διάμετρο,Φ14 για τα υποστυλώματα και Φ12 για τιςδοκούς ώστε να προστατεύονται έναντιλυγισμού 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 σημαν-τικό 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 καιΔυνατότητα Τυποποίησηςκαι Εκβιομηχάνισης

Με την προτεινόμενη όπλιση, ελλείψει πυκ-νού άνω διαμήκους οπλισμού και κατα-κόρυφων συνδετήρων στην περιοχή του κόμβου, αίρονται οι κατασκευαστικές δυσχέ-ρειες κατά την διάστρωση και συμπύκνωση του σκυροδέματος στην περιοχή αυτή, ‘οπως φαίνεται στο Σχ. 3.

ΔΟΝΗΤΗΣΔΟΝΗΤΗΣ

Σχ. 1.3 Ευχέρεια συμπύκνωσης για διάταξη οπλισμού καθύψος

Με την καθ΄ ύψος διάταξη των διαμήκων ράβδων στις δοκούς είναι δυνατή η τοποθέ-τηση περισσότερων ράβδων και, γι΄αυτό, είναι ιδιαίτερα ευχερής η υιοθέτηση ράβδων μικρής διαμέτρου η οποία, όπως σχολιά-στηκε στο κεφ. 2.1, είναι ιδιαίτερα σημαν-τική για την πλήρη ενεργοποίηση των δια-μήκων 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 σήμε-ρα.

α α-α β β-β


124

Ο οπλισμός μπορεί να προκύπτει με συνδυ-ασμό επί μέρους συμβατικών κλωβών τυπο-ποιημένων διαστάσεων και τυποποιημένου συνολικού διαμήκους και εγκάρσιου οπλι-σμού.

Μια τέτοια βιομηχανική διαμόρφωση ολό-κληρου του κλωβού του οπλισμού των υποστυλωμάτων, εκτός από τα προφανή πλεονεκτήματα για την οικονομία της κατα-σκευής, θα εξασφαλίζει τα στοιχεία από τοπικές αστοχίες οφειλόμενες σε κακο-τεχνίες κατά τη συναρμολόγηση του οπλι-σμού 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 στοι-χείων, βελτιώνεται σημαντικά με την προ-τεινόμενη λύση.

Λόγω των μικρών διαμέτρων των ράβδων του οπλισμού οι αναπτυσσόμενες τάσεις συνάφειας παραμένουν μικρές και σε ση-μαντικό μέρος του διαμήκους οπλισμού αμελητέες, καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 4, οι ενδιάμεσες ράβδοι καθ΄ύψος των στοιχεί-ων παραμένουν εφελκυόμενες και στις δύο απέναντι πλευρές των κόμβων.

Σχ. 1.4 Εσωτερικές δυνάμεις εκατέρωθεν του κόμβου

Μεγαλύτερη Πυρασφάλεια καιΑνθεκτικότητα

Για την αντιμετώπιση της μικρής ανθεκτι-κότητας 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 πραγ-μάτων για «εκλεκτούς» χρήστες των κατα-σκευών.

Το χαλυβοσκυρόδεμα μπορεί να ειδωθεί ως μια απλή λύση προς την κατεύθυνση της αύξησης της ανθεκτικότητας των στοι-χείων 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 μεγαλύ-τερο 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 ράβδωντου οπλισμού με το σκυρόδεμα, λόγωτων μικρότερων διαμέτρων τους και

• της μεγαλύτερης ομοιογένειας τουυλικου και, γι΄αυτό, μείωσης της«παρασιτικής» ρηγμάτωσης της οφει-λόμενης σε μη συμβιβαστά τεχνολογικάχαρακτηριστικά σκυροδέματος καιχάλυβα.

Η Μεγαλύτερη Ασφάλεια κατά τηνΑστοχία

Μειονέκτημα της προτεινόμενης λύσης φαί-νεται να αποτελεί ο αυξημένος κίνδυνος πρόωρου λυγισμού των εξωτερικών διαμή-κων ράβδων, λόγω της μικρής διαμέτρου τους.

Αν, όμως, ληφθούν υπόψη ότι:

• οι εξωτερικές ράβδοι που υπόκεινται σελυγισμό είναι μικρό, μόνον, ποσοστό τουσυνολικού οπλισμού,

• οι συνθήκες συνάφειας των ράβδωναυτών είναι βελτιωμένες και

• η παρουσία των ενδιάμεσων εγκάρσιωνκαι διαμήκων ράβδων εν είδει δεύτερηςγραμμής άμυνας σε περίπτωσηαστοχίας (καθώς η αστοχία τωνδομικών στοιχείων είναι μια εξελικτικήδιαδικασία από την επιφάνεια προς τοεσωτερικό των στοιχείων),

Fc Fs

B c A [ε]


125

ενδεχόμενος πρόωρος λυγισμός ακραίας διαμήκους ράβδου δεν θα επηρεάσει σημαν-τικά την υστερητική συμπεριφορά των στοιχείων και δεν θα αποδιοργανώσει τα στοιχεία, όπως στην περίπτωση των συμ-βατικών 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 επιτα-χυνόμενης αποδιοργάνωσης τους στην πε-ριοχή του λυγισμού.

Απλούστερη η Διαδικασία Επισκευής

Για την επισκευή των συμβατικά οπλισμέ-νων υποστυλωμάτων απαιτείται αποφόρτι-σή 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 Η Λογική της Λύσης

1.4.1 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.

Η απαίτηση αυτή αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο του καμπτικού σχεδιασμού των δομι-κών στοιχείων, όπως αυτός αναγράφεται στα κλασσικά εγχειρίδια οπλισμένου σκυ-ροδέματος και προδιαγράφεται στους σύγ-χρονους κανονισμούς.

Σύμφωνα με την κλασσική αυτή αντίληψη, η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων με την εναλλακτική διάταξη του διαμήκους οπλι-σμού αναμένεται να είναι σημαντικά μειω-μένη, λόγω του μειωμένου μοχλοβραχίονα των εσωτερικών δυνάμεων.

Προσεκτικότερη, όμως, εξέταση αποκαλύ-πτει ότι η φέρουσα ικανότητα των στοιχείων

αυτών δεν υστερεί αυτής αντίστοιχων στοιχείων με συμβατική όπλιση.

Στο Σχ. 5 δίνονται τα διαγράμματα παρα-μορφώσεων 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 διαγράμ-ματα, επειδή το βάθος x της θλιβόμενης ζώνης είναι μικρό στην περίπτωση στοιχείων με συμμετρικό οπλισμό, οι ενδιάμεσες ράβ-δοι εφελκύονται το ίδιο με τις ακραίες ράβδους στα πέλματα των στοιχείων και, γι αυτό, η συμβολή τους στην καμπτική αντο-χή 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 μοχλο-βραχίονα 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 Fs2

Αs/2 x Fc

Αs/2 z1

εs1 Fs1

(α) εc

Fs2 Fc F

z2

Fs1

(β)

ΜRdu(α)

= As/2.fsd.z1

ΜRdu(β)

= 3As/4.fsd.z2

Σχ. 1.5 Εσωτερικές δυνάμεις σε κατάσταση αστοχίας για (α) συμβατική όπλιση και (β) εναλλακτική όπλιση


126

Η γενικευμένη πεποίθηση του τεχνικού κό-σμου για υποχρεωτική διάταξη του καμπτι-κού 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.

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

Ο σχεδιασμός των στοιχείων γινόταν σεκατάσταση λειτουργικότητας (με τη μέθοδοτων επιτρεπομένων τάσεων) και, γι΄ αυτό,λόγω της μικρής τιμής της ροπήςσχεδιασμού (που ήταν η ροπή των φορτίωνλειτουργίας και όχι η ροπή αστοχίας), τοβάθος της θλιβόμενης ζώνης προέκυπτεσημαντικό.

Ο θλιβόμενος οπλισμός των στοιχείωνπεριοριζόταν σ΄ αυτόν τηςσυναρμολόγησης των συνδετήρων(οπλισμός montage), και το πλάτος τωνδομικών 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 παρεμποδί-ζοντας την ανεξέλεκτη διεύρυνση και επέ-κταση της ρωγμής αυτής, επιτρέποντας έτσι την εμφάνιση κι άλλων διατμητικών ρωγμών.

Με τον τρόπο αυτό: Αυξάνει η διατμητική αντοχή των στοιχείων,

καθώς ενεργοποιούνται περισσότεροισυνδετήρες.

Η διατμητική αστοχία αποκτά πλάστιμοχαρακτήρα.

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

Eικόνα 1 Διατμητική ρηγμάτωση σε στοιχείο με διαμήκεις ράβδους καθ΄ύψος του

Σ΄αντίθεση με τους συνδετήρες, η διατ-μητική απόδοση των οποίων εξαρτάται σημαντικά από τη σχετική θέση τους ως προς τη μη επακριβώς καθορισμένη θέση της διατμητικής ρωγμής, η διατμητική από-δοση των ενδιάμεσων ράβδων είναι ανε-ξάρτητη 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 τηςθλιβόμενης ζώνης προκύπτει μεγαλύτερο και,γι αυτό, είναι μεγαλύτερη η διατμητικήσυμβολή του σκυροδέματος της θλιβόμενηςζώνης.

Λόγω του μεγαλύτερου βάθους τηςθλιβόμενης ζώνης αποφεύγεται ήκαθυστερείται η αστοχία συνάφειας κατά

(β)

(α)


127

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

5. Λόγω της συνύπαρξης των ορθώνεφελκυστικών τάσεων των ενδιάμεσων(καθ΄ύψος) ράβδων, η κλίση της κύριαςεφελκυστικής τάσης στην περιοχή του μέσουτου ύψους του στοιχείου διατηρείται σταθερή,όπως φαίνεται στο σχήμα, με αποτέλεσμα νακαθυστερείται η οριζοντίωσή της πουπαρατηρείται στα συνήθη στοιχεία λόγωαπώλειας συνάφειας των ακραίων διαμήκωνράβδων και να ενεργοποιούνταιπερισσότεροι συνδετήρες για την ανάληψητης δρώσας τέμνουσας.

1.5 Πειραματική Διερεύνηση της Σεισμικής Συμπεριφοράς

Γραμμικών Στοιχείων Για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς των κόμβων των δομικών στοιχείων με την προτεινόμενη όπλιση υποβλήθηκαν σε εν-αλλασσόμενη επιπόνηση αμφιέρειστα πειρα-ματικά στοιχεία σε διάταξη που στήθηκε στο εργαστήριο σκυροδέματος του ΕΜΠ στα πλαίσια διπλωματικών εργασιών της περιό-δου 1981-1983 και 1998-2001.

1.5.1 Πειραματικά Στοιχεία

Το πειραματικό πρόγραμμα περιλαμβάνει δοκιμασία σε εναλλασσόμενη επιπόνηση δύο ομάδων αμφιέρειστων πειραματικών στοι-χείων μήκους 2200 mm με συμμετρικό δια-μήκη 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 διάταξη του διαμήκους οπλισμού φαίνεται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1: Στοιχεία Πρώτης Ομάδας

α/α

Nr

Διάταξη Οπλισμού

Διαμήκης οπλισμός

ρ≈ 0.6% ρ≈ 1.0%

Ν1

Ν2

Ν3

4 Ø.14

6 Ø 14

4 Ø 16

Ε1

Ε1α

8 Ø 10

8 Ø 12

Ε2

Ε2α

12 Ø 8

8 Ø 12

Ε2β 4 Ø 14

+ 4 Ø 10

Ε3 4 Ø 14

+ 4 Ø 10

Ε4 4 Ø 10

+ 4 Ø 14

Η αντοχή του σκυροδέματος κατά τη δο-κιμασία των στοιχείων εκτιμήθηκε 28 MPa.


128

• Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει:

Δύο στοιχεία σχεδιασμένα για καμπτοδια-τμητική αστοχία διατομής 300x300 mm:

Το στοιχείο Ο.Σ με συμβατική όπλισηαποτελούμενη από έξι διαμήκεις ράβδουςδιαμέτρου 16 mm με τάση διαρροής590 MPa, τρεις σε κάθε πέλμα τουστοιχείου, και συνδετήρες διαμέτρου 8mm με τάση διαρροής 590 ΜPa σεαπόσταση 100 mm.

Το στοιχείο Χ.Σ με εναλλακτική όπλισηαποτελούμενη από τρεις συμβατικούςκλωβούς οπλισμού διαφορετικούμεγέθους οι οποίοι τοποθετήθηκαν οένας μέσα στον άλλο.

Κάθε κλωβός αποτελείται από οκτώδιαμήκεις ράβδους διαμέτρου 8 mm μετάση διαρροής 590 MPaισοκατανεμημένες στην περίμετρο καισυνδετήρες διαμέτρου 6 mm με τάσηδιαρροής 390 MPa σ΄απόσταση 100mm.

Το μηχανικό ποσοστό του συνολικού διαμήκη και εγκάρσιου οπλισμού είναι ίδιο και στα δύο στοιχεία.

Πίνακας 2: Στοιχεία Δεύτερης Ομάδας

1.5.2 Πειραματική Διάταξη και Πειραματική Διαδικασία

Τα στοιχεία αναρτήθηκαν αμφιέρειστα από

τα ζυγώματα χαλύβδινων πλαισίων πακτω-μένων στο δάπεδο δοκιμασίας του εργα-

στηρίου σκυροδέματος του ΕΜΠ, όπως φαίνεται στο Σχ 6 και την Εικόνα 2.

.

Για την επιβολή της εναλλασσόμενης μετα-τόπισης χρησιμοποιήθηκε γρύλος MTS (500 kΝ) ο οποίος πακτώθηκε στο δάπεδο δοκιμών.

Σχ. 1.6 Πειραματική διάταξη

Εικόνα 2 Πειραματική διάταξη για γραμμικά στοιχεία

.

Για την επιβολή της εναλλασσόμενης μετα-τόπισης χρησιμοποιήθηκε γρύλος MTS (500 kΝ) ο οποίος πακτώθηκε στο δάπεδο δοκιμών.

Εμετρούντο το βέλος στο μέσον του ανοίγ-ματος των στοιχείων και η δύναμη από-κρισης.

Τα στοιχεία υποβάλλοντο αρχικά σε τρεις έως τέσσερις ανακυκλήσεις μικρής στάθμης για σταθεροποίηση της πειραματικής διάτα-ξης 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.

ΧΣ 24Φ8

ΟΣ 6Φ16


129

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 ρωγ-μών γινόταν με διαδοχική φωτογράφιση και βιντεοσκόπηση.

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

Εικόνα 3 Καταγραφικό δύο αξόνων

Ως στάθμη διαρροής του χάλυβα ορίζετο η στάθμη απότομης κλίσης του διαγράμματος συμπεριφοράς.

1.5.3 Πειραματικά Αποτελέσματα

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 πειραματι-κών στοιχείων όπως καταγράφηκαν στο καταγραφικό δύο αξόνων το συνδεδεμένο με τη διάταξη δοκιμασίας.

Από τη σύγκριση των τιμών του φορτίου αστοχίας και των διαγραμάτων συμπεριφο-ράς προκύπτουν τα παρακάτω:

Φέρουσα ικανότητα και μονότονησυμπεριφορά

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

Πιν. 3 Πειραματικά και Υπολογιστικά Φορτία Αστοχίας .Pu

α/α Διάταξη οπλισμού

Πειρ.Pu [kN]

ρ≈0.6 ρ≈1.0 Υπολ.

Pu

Ν1

Ν2

Ν3

129

-

-

-

163

159

115 -

169

154

Ε1

Ε1α

135

-

-

145

117 -

158

Ε2

Ε2α

119

-

-

149

113 -

160

Ε2β - 169 170

Ε3 - 181 159

Ε4 - 180 154


130

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 απο-τελεί η ασαφής διαρροή και η μικρότερη κράτυνση του διαγράμματος μετά τη διαρ-ροή.

Η παρόμοια φέρουσα ικανότητα των στοι-χείων με την εναλλακτική όπλιση είναι, όπως αναπτύχθηκε στο κεφ. 1.4.1, αναμε-νόμενη.

Σχ 1.7 Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών στοιχείων πρώτης ομάδας

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

μήκων ράβδων τους, λόγω της διαφο-ρετικής παραμόρφωσής τους.

Υστερητική συμπεριφορά

Η υστερητική συμπεριφορά των στοιχείων με την εναλλακτική όπλιση εμφανίζει, όπως φαίνεται από τη σύγκριση των διαγραμ-μάτων συμπεριφοράς, δύο διακριτές δια-φορές απ’ αυτήν των αντίστοιχων στοι-χείων με τη συμβατική όπλιση:

Μεγαλύτερη πτώση του μέγιστουφορτίου μεταξύ παρθενικού και πρώτουκύκλου επιπόνησης και

Σημαντικά μεγαλύτερη σταθερότητα τωνυστερητικών κύκλων, ιδιαίτερα σταστοιχεία Ε4 και ΧΣ, τα οποία φαίνεται ν’αντέχουν πρακτικά άπειρους κύκλουςεπιπόνησης.

Η μείωση της καμπτικής αντοχής μετά την ανακύκληση της επιπόνησης προκύ-πτει 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.

1 εc Fs2= Αs/2.fs

z1

εs1 Fs1= Αs/2.fs2 ε1 = ε2 (α)

1 ε1

z2

Fs1

2 ε2 ε1 = ε2 (β)

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


131

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 δια-κριτή 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 εσωτε-ρικών δυνάμεων είναι αμελητέα.

Στην περίπτωση, όμως, στοιχείων με μέρος του διαμήκους οπλισμού καθ΄ ύψος της δια-τομής προκύπτει σημαντική μείωση της καμπτικής αντοχής καθώς, όπως φαίνεται στο Σχ. 8(β), μειώνεται και το μέγεθος και ο μοχλοβραχίονας των εσωτερικών δυνάμε-ων.

Η μείωση της καμπτικής αντοχής που εντο-πίστηκε παραπάνω δεν λαμβάνεται υπόψη στους κανονισμούς και εκτιμάται ότι αποτελεί τη βασική αιτία που επανειλημμένα παρατηρείται στις κατασκευές αστοχία υποστυλωμάτων, μολονότι έχουν τηρη-θεί οι απαιτήσεις των κανονισμών για ικανοτικό σχεδιασμό των υποστυλω-μάτων ώστε να αστοχήσουν οι δοκοί.

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 τονπροσθετο οπλισμό «περίσφιξης» πουπροβλέπεται από τον κανονισμό και στηνπερίπτωση κυκλικών υποστυλωμάτωνλόγω κυκλικού σχήματος της διατομήςτους

Κατά τον ικανοτικό σχεδιασμό των υποστυ-λωμάτων σε κάμψη η καμπτική αντοχή τόσο των δοκών όσο και των υποστυλωμάτων τίθεται ίση μ΄ αυτή της μονότονης επιπό-νησης.

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

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

Με την προτεινόμενη όπλιση, ηπτώση του φορτίου μετά τηνανακύκληση της επιπόνησης συμβαίνεικαι στο υποστύλωμα και στη δοκό καιδεν προκύπτει πρόβλημα στον ικανοτικό σχεδιασμό του κόμβου.

Η μεγαλύτερη σταθερότητα των υστερη-τικών κύκλων των στοιχείων με την εν-αλλακτική όπλιση είναι στο κεφ. 1.2, αναμενόμενη:

Το στοιχείο ΧΣ εμφάνισε πρόωρολυγισμό μίας από τις εικοσιτέσσεριςράβδους του, η οποία, όμως, δενφάνηκε να επηρέασε διακριτά τημετέπειτα συμπεριφορά του στοιχείου,ενώ

Στο στοιχείο ΟΣ ο λυγισμός της μίας απότις έξι ράβδους του το οδήγησε σεπροοδευτική μείωση της δυσκαμψίας καιτης φέρουσας ικανότητάς τουσηματοδοτώντας την τελική αστοχία του.

Σχ. 1.9 Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών στοιχείων δεύτερης ομάδας


132

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 εν-αλλασσόμενη 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 περιό-δου 2000-2002.

Πειραματικό πρόγραμμα

Τα πειραματικά ημιπλαίσια μπορούν να ειδωθούν ως το τμήμα μονώροφων πολύ-στυλων 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 σταγραμμικά μέλη τους καθώς καιδιαφορετική όπλιση στον κόμβο, όπωςφαίνεται στο Σχ. 11 και την Εικόνα 4.

Στο ημιπλαίσιο ΧΣ συνδυάζεται χαλυβο-σκυρόδεμα στο κατακόρυφο μέλος και συμ-βατική διάταξη στα οριζόντια μέλη.

Δεν διατάσσεται πρόσθετος διατμητικός ο-πλισμός στον κόμβο.

Σχ. 1.11 Όπλιση πειραματικών ημιπλαισίων

Στο ημιπλαίσιο ΟΣ συνδυάζεται συμβατική όπλιση στο κατακόρυφο μέλος, καθύψος διάταξη του διαμήκους οπλισμού στα ορι-ζόντια μέλη.

Διατάσσεται πρόσθετος δισδιαγώνιος οπλι-σμός στον κόμβο.


133

Δεν υιοθετείται στο ζύγωμα τουημιπλαισίου ΟΣ η συμβατική διάταξη τουδιαμήκους οπλισμού κατά πλάτος για νααποφευχθεί η πρόωρη αστοχία τουστύλου (βλ. Κεφ. 1.5.3).

Ο διατμητικός οπλισμός του κόμβου διαμορ-φώνεται:

Στο ημιπλαίσιο ΧΣ από τον οπλισμό τουκατακόρυφου μέλους, χωρίς νασυνεχίζονται στον κόμβο οι συνδετήρεςτων οριζόντιων μελών και χωρίς άλλονπρόσθετο οπλισμό,

Στο ημιπλαίσιο ΟΣ από τον οπλισμό τουκατακόρυφου μέλους οι συνδετήρες τουοποίου συνεχίζονται και μέσα στονκόμβο, από τις ενδιάμεσες διαμήκειςράβδους των οριζόντιων μελών και απόπρόσθετον δισδιαγώνιο οπλισμό.

• Ο δυσμενέστερος σχεδιασμός τουκόμβου στο ημιπλαίσιο ΧΣ απ΄αυτόν τηςπροτεινόμενης λύσης (δεν υπάρχει ηδιατμητική συμβολή των ενδιάμεσωνδιαμήκων ράβδων του ζυγώματος) και οευμενέστερος σχεδιασμός του κόμβουστο ημιπλαίσιο αναφοράς ΟΣ απ΄αυτόντης συμβατικής λύσης υιοθετήθηκε ώστενα αυξηθεί η αξιοπιστία τωνσυμπερασμάτων από τη σύγκρισητης συμπεριφοράς των δύοπλαισίων, καθώς δεν ήταν δυνατή ηδοκιμασία περισσότερων πειραματικώνπλαισίων.

Επίσης, για μεγαλύτερη αξιοπιστία στη σύγκριση των πειραματικών πλαισίων:

• Υιοθετείται εξωτερική αγκύρωση τωνδιαμήκων ράβδων των κατακόρυφωνμελών, όπως φαίνεται στο Σχ. 11, ώστενα μην υπεισέλθουν αστάθμητοιπαράγοντες από ενδεχομένωςδιαφορετικές συνθήκες αγκύρωσης τωνράβδων στα δύο πλαίσια.

Διαστασιολόγηση ΠειραματικώνΗμιπλαισίων

Οι γεωμετρικές διαστάσεις των ημιπλαισίων είναι:

• Οριζόντια μέλη: 250X350 mm• Κατακόρυφα μέλη: 350x350 mm

ΟΣ

ΧΣ

Εικόνα 4 Οπλισμός ημιπλαισίων

Επίσης, για μεγαλύτερη αξιοπιστία στη σύγ-κριση των πειραματικών πλαισίων:

• Υιοθετείται εξωτερική αγκύρωση τωνδιαμήκων ράβδων των κατακόρυφωνμελών, όπως φαίνεται στο Σχ. 11, ώστενα μην υπεισέλθουν αστάθμητοιπαράγοντες από ενδεχομένωςδιαφορετικές συνθήκες αγκύρωσης τωνράβδων στα δύο πλαίσια.

Διαστασιολόγηση ΠειραματικώνΗμιπλαισίων

Οι γεωμετρικές διαστάσεις των ημιπλαισίων είναι:

• Οριζόντια μέλη: 250X350 mm• Κατακόρυφα μέλη: 350x350 mmΟ διαμήκης οπλισμός των οριζόντιων με-λών των πλαισίων αποτελείται από: • Hμιπλαίσιο ΧΣ: 4Φ14 στα πέλματα• Ημιπλαίσιο ΟΣ: 8Φ10 καθύψος της

διατομής


134

Ο διαμήκης οπλισμός του κατακόρυφου μέλους, αποτελείται από:

• Ημιπλαίσιο ΟΣ: 6Φ16 στα πέλματα τουστοιχείου

• Ημιπλαίσιο ΧΣ: 24Φ8 σε τρεις κλωβούςοπλισμού διαφορετικού μεγέθους μεοκτώ διαμήκεις ράβδους διαμέτρου 8mm ο κάθε κλωβός, οι οποίοιτοποθετούνται ο ένας μέσα στον άλλο(εν είδει ρώσικης κούκλας).

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

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 σχεδιά-στηκαν 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 μεθόδευσηδοκιμών

Τα ημιπλαίσια αναρτήθηκαν από τα ζυγώ-ματα δύο χαλύβδινων πλαισίων πακτωμέ-νων 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 ορι-ζόντιου γρύλου MTS δυναμικότητας 500 KN

πακτωμένου σε ανεξάρτητο χαλύβδινο στύ-λο. Μέσω ειδικής διάταξης παρεμποδίζονταν η οριζόντια μετακίνηση των πλαισίων.

Σχ. 1.12 Πειραματική διάταξη

Εικόνα 5 Πειραματική διάταξη

Τα ημιπλαίσια υποβάλλοντo αρχικά σε τρεις–τέσσερις ανακυκλήσεις μικρής στά-θμης για τη σταθεροποίηση της πειρα-ματικής διάταξης και έλεγχο των μετρη-τικών οργάνων και στη συνέχεια σε ανα-κυκλήσεις σε στάθμη επιπόνησης αντί-στοιχης 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 παρα-κολούθηση της εξέλιξης των ρωγμών γινόταν με διαδοχική φωτογράφιση και βιντεοσκόπηση.


135

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

Πειραματικά Αποτελέσματα καιΑξιολόγηση

Στο Σχ. 13 δίνονται τα διαγράμματα Ρ-δ των πειραματικών ημιπλαισίων, όπως προέκυ-ψαν 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 εμφανί-στηκαν καμπτικές ρωγμές στο κατακόρυφο μέλος του ΧΣ και καμτοδιατμητικές στο κατακόρυφο μέλος του ΟΣ.

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 ρηγμά-τωση, αλλά, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1, η μορφή αστοχίας μετά από δέκα ανακυ-

κλήσεις της επιπόνησης είναι καμπτική στο κατακόρυφο μέλος.

Η υστερητική συμπεριφορά του ημιπλαισίου ΧΣ συγκρινόμενη μ’ αυτήν του ΟΣ εμφά-νισε, ως ανεμένετο (βλ. Κεφ.1.5.3):

• Μεγαλύτερη πτώση του μέγιστουφορτίου μετά τον παρθενικό κύκλο

Σημαντικά μεγαλύτερη σταθερότητα τωνυστερητικών κύκλων, διατηρώνταςσταθερή την φέρουσα ικανότητα, τηνδυσκαμψία και την ικανότηταμετασχηματισμού ενέργειας μετά απόπερισσότερους από δέκα κύκλους

Σχ. 1.13 Διαγράμματα Ρ-δ πειραματικών ημιπλαισίων

Το ημιπλαίσιο ΟΣ εμφάνισε προοδευτική απομείωση της δυσκαμψίας και της φέρου-σας ικανότητάς του, αντέχοντας τέσσερις μόνον κύκλους επιπόνησης, παρά:

την πρόσθετη διατμητική συμβολή τωνενδιάμεσων διαμήκων ράβδων τωνοριζόντιων μελών του, η οποίααποδείχθηκε ανεπαρκής ως διατμητικήόπλιση του κόμβου,

τις πρόσθετες δισδιαγώνιες ράβδους

τις καλύτερες συνθήκες συνάφειας,λόγω της μικρότερης διαμέτρου τωνδιαμήκων ράβδων των οριζόντιων μελώντου.


136

Εγχυόμενα Ασυστολικά Κονιάματα και Κονιάματα...

Documents

Transcript of Εγχυόμενα Ασυστολικά Κονιάματα και Κονιάματα...