Σχεδιασμός Ορόφου από Σύνθετα Υλικά και Σύμμικτο Σκελετό σε Υφιστάμενο Κτίριο από Οπλισμένο Σκυρόδεμα 

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μεσσήνη Αρετή             
Επιβλέπων Καθηγητής: Ραυτογιάννης Ι., Αν. Καθηγητής
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2017

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετάται η προσθήκη καθ’ ύψος ορόφου σε υφιστάμενη κατασκευή από οπλισμένο σκυρόδεμα, καθώς και η σύγκριση δύο εναλλακτικών τρόπων σχεδιασμού και κατασκευής. Η πρώτη λύση, εξετάζει τη προσθήκη ορόφου με μεταλλική κατασκευή, ενώ η δεύτερη την προσθήκη ορόφου από σύνθετα υλικά. Στα πλαίσια αυτής της μελέτης, απαιτήθηκε η προσομοίωση ολόκληρου του κτιρίου η οποία έγινε με τη βοήθεια του στατικού προγράμματος  SAP 2000.

Το υπό μελέτη κτίριο αποτελεί μια διώροφη οικοδομή, για την προσομοίωση της οποίας χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία ορθογωνικών διατομών για τα υποστυλώματα, στη βάση των οποίων θεωρήθηκαν αρθρωτές στηρίξεις, και πλακοδοκών για τις δοκούς. Με γνώμονα τον ξυλότυπο υπολογίστηκαν οι μόνιμες και κινητές φορτίσεις οι οποίες μεταφέρονται από τις πλάκες στις δοκούς και υπολογίστηκαν τα αντίστοιχα συνεργαζόμενα πλάτη της κάθε πλακοδοκού. Τα στοιχεία υποστυλωμάτων και πλακοδοκών θεωρήθηκαν αβαρή κατά την εισαγωγή τους στο πρόγραμμα και το ίδιο βάρος προστέθηκε σαν εξωτερική φόρτιση ενώ, οι δυσκαμψίες των στοιχείων μειώθηκαν σύμφωνα με τις παραδοχές του Ε.Α.Κ. 2000 θεωρώντας ρηγματωμένες διατομές σταδίου ΙΙ.

Η πρώτη περίπτωση που εξετάστηκε ήταν η προσθήκη ορόφου με μεταλλικό σκελετό και σύμμικτη πλάκα στη στέγη, ακολουθώντας την ίδια αρχιτεκτονική δομή του υφιστάμενου κτιρίου. Χρησιμοποιήθηκαν διατομές υποστυλωμάτων ΗΕΒ300, δοκοί ΙΡΕ220 και διαδοκίδες ΙΡΕ140, χάλυβα S275. Οι συνδέσεις δοκών-υποστυλωμάτων, κύριων-δευτερευουσών δοκών, καθώς και οι βάσεις των υποστυλωμάτων με την υπάρχουσα κατασκευή είναι απλές συνδέσεις τέμνουσας, πλην των πλαισίων παραλαβής ροπής όπου η σύνδεση υποστυλώματος-δοκού θεωρείται πάκτωση. Για τη σύμμικτη πλάκα χρησιμοποιήθηκε χαλυβδόφυλλο SYMDECK 73. Τα φορτία της κατασκευής (μόνιμες και κινητές φορτίσεις) υπολογίστηκαν σύμφωνα με το εύρος επιρροής της κάθε διαδοκίδας και προστέθηκαν στο μοντέλο.

Στην δεύτερη περίπτωση η προσθήκη ορόφου έγινε με χρήση σύνθετων υλικών ακολουθώντας την ίδια διαδικασία προσομοίωσης και εύρεσης φορτίων όπως του μοντέλου από μεταλλικό σκελετό. Έγινε χρήση τυποποιημένων διατομών σύμφωνα με τα πρότυπα του ASTΜ International και πιο συγκεκριμένα για τα υποστυλώματα χρησιμοποιήθηκε η διατομή IW960, για τις κύριες δοκού IB960 και για τις διαδοκίδες IB640. Για το δάπεδο της στέγης χρησιμοποιήθηκαν τυποποιημένα πάνελ.

 Για να προβούμε στην ανάλυση των δύο διαφορετικών μοντέλων έγινε ο υπολογισμός του φάσματος σχεδιασμού της κατασκευής με βάση τον Ευρωκώδικα 8, τη ζώνη σεισμικής επικινδυνότητας, τη κατηγορία εδάφους και σπουδαιότητας του κτιρίου και το συντελεστή συμπεριφοράς, το οποίο λήφθηκε ίδιο και στις δύο περιπτώσεις. Επίσης πραγματοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί συνδυασμοί φορτίσεων με τα αποτελέσματα των οποίων έγινε και ο έλεγχος επάρκειας των διατομών του κάθε μοντέλου. Τέλος, συγκρίθηκαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων, οι ιδιομορφές των μοντέλων και τα χαρακτηριστικά που κάνουν ξεχωριστό τόσο το χάλυβα όσο και τα σύνθετα υλικά στη χρήση τους επάνω στις κατασκευές του σήμερα.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ