ΜΕΛΕΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ
ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ

 

Τα κτίρια, πέραν της αναμενόμενης και τυπικής φθοράς του χρόνου, σε μια κατ' εξοχην σεισμόγενή χώρα όπως η Ελλάδα υφίστανται κατά διαστήματα έντονες σεισμικές καταπονήσεις με αποτέλεσμα ζημίες και προβλήματα σε δομικά στοιχεία κυρίως σε παλαιότερα αλλά και νεότερα δομήματα. Πλέον υπάρχει θεσμοθετημένο κανονιστικό πλαίσιο τόσο της Ευρωπαϊκης Επιτροπής (EUROCODE 8 - μέρος 3) όσο και της Ελλάδας (ΚΑΝ.ΕΠΕ. - Κανονισμός Επεμβάσεων σε Κτίρια) το οποίο μας επιτρέπει να προχωρούμε σε μελέτη στατικής επάρκειας οικοδομικών έργων και να επεμβαίνουμε όταν απαιτείται είτε κάποια επισκευή-αποκτάσταση είτε κάποια ενίσχυση τους, πάντα σε συννενόηση με τον ιδιοκτήτη. 

Ενδεικτικά αναφέρουμε κάποιους από τους λόγους που απαιτείται έλεγχος και πιθανώς επέμβαση σε κάποιο οικοδομικό έργο: 

  • Σεισμόπληκτα κτίρια / Βλάβες μετά από έναν ισχυρό σεισμό.
  • Μελέτη Στατικής Επάρκειας σε νομιμοποίηση ή/και τακτοποίηση ακινήτων όπως απαιτείται βάσει Ν.4178/2013. 
  • Προσθήκες καθ' ύψος ή/και κατ' επέκταση σε υφιστάμενες κατασκευές.
  • Τροποποιήσεις ή/και αλλαγή χρήσεως χώρων ή κτιρίων.
  • Φθορές λόγω χρόνου - εγκατάλειψης (διάβρωση οπλισμών, αποσαθρώση σκυροδέματος, αστοχίες υλικών).
  • Ζημιές από άλλα φαινόμενα (π.χ. πυρκαγιά) ή εξωτερικές φορτίσεις (π.χ. μηχανήματα - βάρη).
 
Enisxiseis image
 
 

Η διαδικασία μελέτης που ακολουθείται σε τέτοιες περιπτώσεις περιλαμβάνει ως πρώτο βήμα την τεκμηρίωση και την αποτύπωση όλων των απαραίτητων δεδομένων τα οποία μοντελοποιούμε με κατάλληλο τρόπο σε ειδικό λογισμικό στατικών μελέτων και εν συνεχεία μετά την εκτέλεση των αναλύσεων γίνειται η αποτίμηση της αντοχής του φορέα έναντι σεισμικών φορτίσεων. Ανάλογα με τα αποτελέσματα της αποτίμησης ακολουθεί η πρόταση αποκατάστασης ή/και ενίσχυσης του φορέα. Η πρότασή αυτή προσομοιώνεται στο πρόγραμμα μελέτης και ελέγχεται η αναβαθμισμένη πλέον κατάσταση του φέροντος οργανισμού ως προς την απαιτούμενη αντοχή.  

Με ενδιαφέρει

ΜΕΛΕΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ
ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ

 

Τα κτίρια, πέραν της αναμενόμενης και τυπικής φθοράς του χρόνου, σε μια κατ' εξοχην σεισμόγενή χώρα όπως η Ελλάδα υφίστανται κατά διαστήματα έντονες σεισμικές καταπονήσεις με αποτέλεσμα ζημίες και προβλήματα σε δομικά στοιχεία κυρίως σε παλαιότερα αλλά και νεότερα δομήματα. Πλέον υπάρχει θεσμοθετημένο κανονιστικό πλαίσιο τόσο της Ευρωπαϊκης Επιτροπής (EUROCODE 8 - μέρος 3) όσο και της Ελλάδας (ΚΑΝ.ΕΠΕ. - Κανονισμός Επεμβάσεων σε Κτίρια) το οποίο μας επιτρέπει να προχωρούμε σε μελέτη στατικής επάρκειας οικοδομικών έργων και να επεμβαίνουμε όταν απαιτείται είτε κάποια επισκευή-αποκτάσταση είτε κάποια ενίσχυση τους, πάντα σε συννενόηση με τον ιδιοκτήτη. 

Ενδεικτικά αναφέρουμε κάποιους από τους λόγους που απαιτείται έλεγχος και πιθανώς επέμβαση σε κάποιο οικοδομικό έργο: 

  • Σεισμόπληκτα κτίρια / Βλάβες μετά από έναν ισχυρό σεισμό.
  • Μελέτη Στατικής Επάρκειας σε νομιμοποίηση ή/και τακτοποίηση ακινήτων όπως απαιτείται βάσει Ν.4178/2013. 
  • Προσθήκες καθ' ύψος ή/και κατ' επέκταση σε υφιστάμενες κατασκευές.
  • Τροποποιήσεις ή/και αλλαγή χρήσεως χώρων ή κτιρίων.
  • Φθορές λόγω χρόνου - εγκατάλειψης (διάβρωση οπλισμών, αποσαθρώση σκυροδέματος, αστοχίες υλικών).
  • Ζημιές από άλλα φαινόμενα (π.χ. πυρκαγιά) ή εξωτερικές φορτίσεις (π.χ. μηχανήματα - βάρη).
 
Enisxiseis image
 
 

Η διαδικασία μελέτης που ακολουθείται σε τέτοιες περιπτώσεις περιλαμβάνει ως πρώτο βήμα την τεκμηρίωση και την αποτύπωση όλων των απαραίτητων δεδομένων τα οποία μοντελοποιούμε με κατάλληλο τρόπο σε ειδικό λογισμικό στατικών μελέτων και εν συνεχεία μετά την εκτέλεση των αναλύσεων γίνειται η αποτίμηση της αντοχής του φορέα έναντι σεισμικών φορτίσεων. Ανάλογα με τα αποτελέσματα της αποτίμησης ακολουθεί η πρόταση αποκατάστασης ή/και ενίσχυσης του φορέα. Η πρότασή αυτή προσομοιώνεται στο πρόγραμμα μελέτης και ελέγχεται η αναβαθμισμένη πλέον κατάσταση του φέροντος οργανισμού ως προς την απαιτούμενη αντοχή.  

Με ενδιαφέρει

ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ - ΛΗΨΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ

Αρχικά λαμβάνουμε όλο το αρχείο της κατασκευής που είναι διαθέσιμο (οικοδομικές άδειες, μελέτες κατασκευής, σχέδια, τεύχη κ.λ.π.).  Εν συνεχεία γίνεται η αποτύπωση της πραγματικής κατάστασης (as built) και εντοπίζονται τόσο τα δομικά φέροντα στοιχεία της όσο και οποιοδήποτε στοιχείο λαμβάνεται υπόψη στην προσομοίωσή (τοιχοπληρώσεις, εξώστες, πλάκες κ.λ.π.). Σε κάθε δομικό στοιχείο γίνεται διαστασιολόγηση και έλεγχος για βλάβες οι οποίες και καταγράφονται. Έτσι έχουμε την πλήρη πληροφορία των γεωμετρικών στοιχείων του κτιρίου και πλήρη τεκμηρίωση των δεδομένων που θα εισάγουμε στο μοντέλο μας.

Apotipwsi-Elegxoi - Oplismoi kai antoxes

Πέρα από τα γεωμετρικά δεδομένα χρειάζονται και δεδομένα όσο αφορά τα υλικά τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί και τις αντοχές τους. Αυτά προκύτπουν με συνδυασμό των διαθέσιμων δεδομένων από την αποτύπωση, τις μελέτες και τις απαραίτητες κατάλληλες δειγματοληψίες (επιτόπου με ειδικό εξοπλισμό και σε εργαστήρια υπό μορφή δοκιμίων).

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ & ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Έχοντας πλέον όλα τα απαιραίτητα δεδομένα προχωρούμε στην μοντελοποίηση της κατασκευής και την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητάς της (δηλαδή της δυνατότητας να παραλαμβάνει με ασφάλεια τα φορτία που προβλέπονται από τη χρήση της) ως έχει τη στιγμή αυτή ή/και όπως πρόκειται να τροποποιηθεί (π.χ. σε περιπτώσεις προσθηκών). Το μοντέλο του κτιρίου μας είναι τρισδιάστατο και περιλαμβάνει όλον τον φέροντα οργανισμό υπό μορφή γραμμικών στοιχείων.

3D building modelΤα φέροντα δομικά στοιχεία περιγράφονται πληρώς όσο αφορά τη γεωμετρία τους (διαστάσεις), τα υλικά (ποιότητα), αλλά και την όπλισή τους.

Για την αποτίμηση αντοχής υφιστάμενων κατασκευών και τον έλεγχο της στατικής τους επάρκειας οι κανονισμοί προτείνουν την μελέτη τους με ανελαστικές αναλύσεις και ειδικότερα την ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΛΕΥΡΙΚΩΝ ΩΘΗΣΕΩΝ (pushover). Κατά την ανάλυση αυτή δίδεται η δυνατότητα στα γραμμικά δομικά στοιχεία να ξεπεράσουν το όριο διαρροής τους (οριακή κατάσταση που σχεδιάζουμε τα νέα κτίρια) και να συμπεριφερθούν ανελαστικά μέχρι και την αστοχία τους αναπτύσσοντας σημαντικές μετακινήσεις - στροφές (=βλάβες) βάσει της πραγματικής τους ικανότητας. Η ανελαστικότητα των δομικών στοιχείων συγκεντρώνεται στα άκρα τους όπου και περιγράφονται τα μοντέλα των πλαστικών αρθρώσεων κατάλληλης μορφής και τύπου ανάλογα με το εκάστοτε δομικό στοιχείο και τις ιδιότητές του.

Παραγωγή ανελαστικών ιδιοτήτων στα άκρα των μελών

Οι βλάβες αυτές παρουσιάζονται σταδιακά λόγω της σταδιακής αύξηση της "σεισμικής" καταπόνησης και εντοπίζονται στο κάθε δομικό στοιχείο χωριστά και με διαφορετική ένταση. Ουσιαστικά παρατηρούμε την συμπεριφορά και την αντοχή του κτιρίου από τη στιγμή που αρχίζει να εφαρμόζεται η σεισμική δύναμη και όλη την πορεία με τις αστοχίες των δομικών μελών σε διάφορα σημεία του κτιρίου μέχρι να φτάσει η σεισμική δύναμη στην τιμή που δέχεται ο κανονισμός ως μέγιστη ή να γίνει το προσομοίωμα μηχανισμός (= κατάρρευσή κάτω από τα ίδια βάρη του).

Από την ανάλυση προκύπτει η καμπύλη ικανότητας του κτιρίου (P-δ) επί της οποίας παρουσιάζονται η μετακίνηση του κτιρίου ως προς το σεισμικό φορτίο που επιβάλλεται και αντιπροσωπεύει την συμπεριφορά και την "αντοχή" του κτιρίου στα πλευρικά (=σεισμικά) φορτία.  

P-dcurve

ΕΛΕΓΧΟΣ & ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ

Με την ανελαστική ανάλυση ελέγχουμε όχι σε όρους δυνάμεων αλλά σε όρους μετακινήσεων για μη ψαθυρές μορφές αστοχίας (κάμψη) έχοντας εξασφαλίσει οτι τα μέλη μας δεν αστοχούν νωρίς λόγω διάτμησης. Οι έλεγχοι σε διάτμηση παραμένουν σε όρους δυνάμεων καθώς δεν δεχόμαστε οτι τα μέλη μπορούν να παραμορφώνονται μετά την υπέρβαση της αντοχής τους σε τέμνουσα δύναμη (ψαθυρή αστοχία). 

Για επεμβάσεις - αποτιμήσεις φέρουσας ικανότητας χρησιμοποιείται το τελικό κείμενο του ΚΑΝ.ΕΠΕ. -1η αναθεώρηση 2013 όπως τροποποίηθηκε για να είναι συμβατός με τους ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΕΣ και τον ΕΝ1998-3:2005

Ο τελικός έλεγχος αντοχής των μελών και τελικά του φορέα γίνεται όταν η κατασκευή έχει πιάσει την οριακή μετακίνηση σχεδιασμού που ορίζει ο κανονισμός (ως συνάρτηση του μέγιστου σεισμού που προβλέπει η περιοχή του έργου).

{showhide title="Διαβάστε περισσότερα..."} Στο σημείο αυτό αξιολογείται η κατάσταση που έχει διαμορφωθεί απο πλευράς "ζημιών" (=απώλεια αντοχής) στα επιμέρους φέροντα δομικά στοιχεία. Ο κανονισμός ορίζει 3 καταστάσεις επιτελεστικότητας, δηλαδή 3 επίπεδα αποδεκτών βλαβών, τα οποία ο εργοδότης σε συννενόηση με τον μηχανικό μπορεί να επιλέξει ως επιθυμητά.

Στο video παρουσιάζεται η πορεία της ανάλυσης με την σταδιακή αύξηση των σεισμικών φορτίων στο κτίριο και την απόκριση των μελών του. Αρχικά δεν υπάρχει καμία βλάβη και σιγά σιγά εντοπίζονται οι πρώτες υπερβάσεις του ορίου ΑΜΕΣΗΣ ΧΡΗΣΗΣ (μπλέ κουκίδες) στα άκρα δοκών - υποστυλωμάτων. Όσο αυξάνονται τα πλευρικά φορτία περνάμε στο επίπεδο των ΣΗΜΑΝΤΙΚΩΝ ΒΛΑΒΩΝ (κίτρινες κουκίδες) και φθάνουμε στην οριακή κατάσταση της ΟΙΟΝΕΙ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ (κόκκινες κουκίδες) για ορισμένα μέλη.

Συνεπώς έχουμε τη δυνατότητα να ελέγχεται κάθε δοκός - υποστύλωμα με κατάλληλο τρόπο και να εντοπίζεται αν έχει υπερβεί ή όχι το επίπεδο βλάβης που έχει ορισθεί ως αποδεκτό για αυτό. Η αντοχή του φορέα ως σύνολο προκύπτει από την κατάσταση - επίπεδο βλαβών των επιμέρους δομικών στοιχείων από τα οποία αυτός αποτελείται. Όπως είναι φανερό η διαδικασία ανάλυσης αυτή έχει τα εξής σημαντικά πλεονεκτήματα :

  • Eπισημαίνει όλα τα αδύνατα σημεία που "πονά" η κατασκευή.
  • Αποτυπώνει το πραγματικό μέγεθος των αδυναμιών των επιμέρους δομικών στοιχείων.
  • Υπολογίζει την οριακή δυνατότητα του φορέα να παραμορφωθεί (μέγιστη μετακίνηση).
  • Υπολογίζει την μέγιστη τέμνουσα βάσης που δύναται να παραλάβει ο φορέας προτού αστοχήσει.
  • Υπολογίζει το περιθώριο αντοχής της κατασκευής ως προς την απαίτηση που θέτουμε.
  • Βοηθά στην επιλογή και βελτιστοποίηση των προτάσεων επέμβασης - ενίσχυσης.

ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ - ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ

4. Επεμβάσεις και ενισχύσεις

Βάσει των αποτελεσμάτων της αποτίμησης του κτιρίου και εφόσον η αντοχή του υπολείπεται της απαιτούμενης βάσει κανονισμού θα πρέπει να αποφασίσουμε τρόπο επέμβασης ή/και ενίσχυσης κατά περίπτωση. Σε περίπτωση ζημιών που δεν είναι σοβαρές και με την αποκάτασταση τους το κτίριο θα είναι και πάλι επαρκές ως προς τη σεισμική του αντοχή επιλέγουμε συνήθως την απλή αποκατάσταση των βλαβών. Σε περίπτωση όμως που το κτίριο εξαρχής είχε ανεπάρκή αντοχή ή οι ζημιές είναι εκτεταμένες η καλύτερη λύση είναι να προχωρήσουμε σε μελέτη ενίσχυσης του φορέα.

Η μελέτη ενίσχυσης είναι ΔΥΣΚΟΛΗ και ΑΠΑΙΤΗΤΙΚΗ διαδικασία καθώς απαιτεί σωστές επιλογές επεμβάσεων στα υφιστάμενα στοιχεία ώστε να είναι ΕΦΙΚΤΗ, ΑΣΦΑΛΗΣ αλλά και ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ!

Οι ανεπάρκειες αντοχής των δομικών στοιχείων προκύπτουν είτε λόγω αστοχίας σε διάτμηση, είτε λόγω αστοχίας σε κάμψη, είτε λόγω και των δυο. Ανάλογα προτείνεται - μελετάται και ο τρόπος ενίσχυσης σε κάθε περίπτωση, Υπάρχει μεγάλη δυνατότητα επιλογών για την ενίσχυση διαφόρων δομικών στοιχείων. Ενδεικτικά αναφέρονται: 

  • Γενική ενίσχυση με τοποθέτηση εξωτερικών μανδυών σε υποστυλώματα (μονόπλευρων, αμφιπλευρων, περιμετρικών).
  • Γενική ενίσχυση με χρήση μανδυών σε δοκάρια.
  • Περίσφιξη γραμμικών στοιχείων με ινοπλισμένα πολυμερή 'ή λάμες.
  • Διατμητική ενίσχυση με μεταλλικα ελάσματα ή FRPs.
  • Καμπτική ενίσχυση πλακών με λωρίδες FRPs.
  • Τοποθέτηση μεταλλικών στοιχείων ενίσχυσης (χιαστά, λάμες, διατομές IPE)
  • Επέκταση πεδίλων θεμελίωσης.
  • Ενίσχυση τοιχοπληρώσεων ή και κατάργησή τους.
 
Facebook Twitter Google+ Pinterest
×

Log in