ΣΥΜΜΙΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ.pdf

ΣΥΜΜΙΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ.pdf

Citation preview

ESDEP OE 10 ΣΥΜΜΙΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Διάλεξη 10.1 : Σύμμικτες Κατασκευές – Γενικά

1

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ / ΣΚΟΠΟΣ Να γίνει μια εισαγωγή στις σύμμικτες κατασκευές χάλυβα / σκυροδέματος, να εξηγηθεί η σύμμικτη δράση των δυο διαφορετικών υλικών και να δειχθεί πως χρησιμοποιούνται τα δομικά μέλη, ιδιαίτερα στην κατασκευή κτιρίων.

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ Διάλεξη 7.2 : Ταξινόμηση διατομών

ΣΥΝΔΕΟΜΕΝΕΣ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ Όλες οι διαλέξεις της ομάδας 10.

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ Τα δυο συμπληρωματικά υλικά, δομικός χάλυβας και οπλισμένο σκυρόδεμα, εισάγονται και δείχνεται πως η σύμμικτη δράση επιτυγχάνεται στην περίπτωση των σύμμικτων πλακών, δοκων και υποστυλωμάτων. Η χρήση της σύμμικτης κατασκευής για κτίρια και γέφυρες δείχνεται σε πολλά τυπικά παραδείγματα, τα κυριότερα πλεονεκτήματα της παρουσιάζονται επίσης με μια σύγκριση με την χρήση κατασκευών χωριστά από σκυρόδεμα και χάλυβα. Δίνεται προσοχή στο αποτέλεσμα αυτής της μορφής της κατασκευής σε άλλα πιο γενικά προβλήματα όπως : βαθμός αντίστασης σε φωτιά, ταχύτητα κατασκευής, ευκαμψία και τελική εμφάνιση.

2

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο πιο σημαντικός και πιο συχνά εμφανιζόμενος συνδυασμός δομικών υλικών είναι αυτός του χάλυβα και του σκυροδέματος, με εφαρμογές σε πολυώροφα κτίρια γραφείων και εργοστάσια, όπως επίσης και σε γέφυρες. Αυτά τα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικτά δομικά συστήματα, για παράδειγμα πυρήνες από σκυρόδεμα εγκλεισμένοι σε χαλύβδινους σωλήνες, όπως επίσης και σύμμεικτες κατασκευές όπου τα μέλη αποτελούνται από χάλυβα και σκυρόδεμα που ενεργούν με σύμμεικτο τρόπο. Αυτά τα ουσιαστικά διαφορετικά υλικά είναι τελείως συμβατά και συμπληρωματικά το ένα με το άλλο, έχουν σχεδόν την ίδια θερμική διαστολή, έχουν ένα ιδανικό συνδυασμό αντοχών με την αποτελεσματικότητα του σκυροδέματος σε θλίψη και του χάλυβα σε εφελκυσμό, το σκυρόδεμα δίνει προστασία από διάβρωση και θερμομόνωση στον χάλυβα σε υψηλή θερμοκρασία και επιπρόσθετα μπορεί να περιορίσει τις λιγυρές χαλύβδινες διατομές από τοπικό ή στρεπτοκαμπτικό λυγισμό. Σε πολυώροφα κτίρια, ο χάλυβας χρησιμοποιείται συνήθως μαζί με το σκυρόδεμα. Για παράδειγμα χαλύβδινες δοκοί με πλάκες από σκυρόδεμα. Το ίδιο εφαρμόζεται σε οδικές γέφυρες, όπου τα καταστρώματα από σκυρόδεμα συνήθως προτιμούνται. Το όριο στο οποίο τα συστατικά Τμήματα του κτιρίου θα πρέπει να είναι μόνο από χάλυβα, ή από σύμμεικτη κατασκευή εξαρτάται από τις περιστάσεις. Είναι γεγονός, παρόλα αυτά ότι αυξάνονται οι μηχανικοί που σχεδιάζουν σύμμεικτα και μικτά συστήματα κτιρίων από δομικό χάλυβα και οπλισμένο σκυρόδεμα για να παράγουν πιο αποτελεσματικές κατασκευές συγκρινόμενες με κατασκευές που αποτελούνται από μόνο ένα από τα υλικά. Οι δύο πρώτες διαφάνειες δίνουν μια εντύπωση του πώς και του ορίου που μια σύμμεικτη κατασκευή χρησιμοποιείται για πολυώροφα κτίρια. Η διαφάνεια Ι δείχνει μια κατασκευή για εμπορικό κτίριο στο Λονδίνο. Η διαφάνεια 2 δείχνει ένα εργοστάσιο για αυτοκινητοβιομηχανία στην Γερμανία. Θα πρέπει να προστεθεί ότι ο συνδυασμός πυρήνων από σκυρόδεμα, χαλύβδινου πλαισίου και σύμμεικτης κατασκευής δαπέδων έχει γίνει η τυπική μέθοδος κατασκευής για πολυώροφα εμπορικά κτίρια σε πολλές χώρες. Αρκετή πρόοδος υπάρχει, για παράδειγμα στην Ιαπωνία, όπου το πλαίσιο από δομικό χάλυβα / οπλισμένο σκυρόδεμα είναι το τυπικό σύστημα για ψηλά κτίρια. Ο κύριος λόγος για αυτή την προτίμηση είναι ότι οι διατομές και τα μέλη που φαίνονται στη διαφάνεια 3 είναι καλύτερα για να ανθίστανται σε επαναλαμβανόμενες σεισμικές φορτίσεις, πράγμα το οποίο απαιτεί μεγάλη αντίσταση και ολκιμότητα. Το κτίριο με σιδηρά και σύμμεικτα στοιχεία γνώρισε μια αναγέννηση κατά τη δεκαετία του 1980, έχοντας σαν αποτέλεσμα μια αφθονία ιδεών κατασκευής και δομικών λεπτομερειών. Απλά σύμμεικτα στοιχεία, όπως μεμονωμένοι δοκοί, υποστυλώματα και πλάκες (Σχήμα 1) ενώ είναι υψηλής αντοχής και ποιότητας, είναι επίσης σε πολλές περιπτώσεις ακριβά. Αυτή η περίπτωση ισχύει ιδιαίτερα για κτίρια με μικρές αποστάσεις υποστυλωμάτων, ανοίγματα δοκών δαπέδου κάτω από 9 μέτρα και μικρές φορτίσεις. Από την άλλη η σύμμεικτη κατασκευή δαπέδου είναι υψηλά