ΣΥΜΜΙΚΤa ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ£ΥΜΜΙΚΤΕΣ Γ1...συμμετρία,...

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ

• ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΥΨΗΛΗ ΦΕΡΟΥΣΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ

• ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ

• ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ

Σύμμικτα υποστυλώματα

Γενικά

Τα σύμμικτα υποστυλώματα αποτελούνται από σιδηροδοκούς εγκιβωτισμένες στο σκυρόδεμα, είτε από

χαλύβδινους σωλήνες ή κοιλοδοκούς γεμισμένες με σκυρόδεμα.

Σχήμα 1.1 Ενδεικτικές μορφές συμμίκτων υποστυλωμάτων

Στο Σχήμα 1.1 απεικονίζονται μερικές ενδεικτικές μορφές συμμίκτων υποστυλωμάτων, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι αποκλείονται και

άλλες.

ΣΥΜΜΙΚΤΑ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ

Σχήμα 1.2 .Πυλώνες στήριξης στεγών Γυμναστηρίου και

Κολυμβητηρίου στο ΟΑΚΑ [102]

Παράδειγμα διαφορετικής μορφολογίας αποτελούν οι πυλώνες

στήριξης των στεγών του κλειστού Γυμναστηρίου και κλειστού

Κολυμβητηρίου στις Ολυμπιακές εγκαταστάσεις της Καλογρέζας

που αποτελούνται από τετράδυμα σύμμικτα υποστυλώματα

συνδεδεμένα σε διάφορες στάθμες με δοκούς σύζευξης (Σχ. 1.2).

Κάθε ένα από τα τετράδυμα υποστυλώματα αποτελείται από

κιβωτοειδή χαλύβδινη διατομή γεμισμένη με σκυρόδεμα και

πλήρως εγκιβωτισμένη στο σκυρόδεμα.

ΣΥΜΜΙΚΤΑ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑΓια τις ελάχιστες τιμές επικάλυψης μπορούν να εφαρμοσθούν οι σχετικές διατάξεις του ελληνικού κανονισμού

σκυροδέματος. Πιο συγκεκριμένα, η ονομαστική τιμή της επικάλυψης είναι ίση με 25 έως 50 mm αναλόγως των

συνθηκών διαβρωτικότητας του περιβάλλοντος.

Για τις αποστάσεις μεταξύ των οπλισμών μπορούν επίσης να εφαρμοσθούν οι σχετικές διατάξεις του ελληνικού

κανονισμού σκυροδέματος. Πιο συγκεκριμένα, η καθαρή ελάχιστη απόσταση παράλληλων οπλισμών εκτός των περιοχών

ενώσεων, είναι ίση με τη μεγαλύτερη διάμετρο των ράβδων ή 20 mm.

Η καθαρή απόσταση μεταξύ διαμήκων οπλισμών και χαλύβδινης διατομής μπορεί να είναι μικρότερη από την ανωτέρω

τιμή. Οι διαμήκεις οπλισμοί επιτρέπεται να βρίσκονται ακόμα και σε επαφή με τη χαλύβδινη διατομή. Σε αυτή την

περίπτωση το μήκος αγκύρωσης σιδηροπλισμών πρέπει να διπλασιάζεται, αν η επαφή γίνεται στο πέλμα ή τον κορμό της

χαλύβδινης διατομής και να τετραπλασιάζεται, αν η επαφή γίνεται στην τομή πέλματος-κορμού της διατομής.

Για τον εγκάρσιο οπλισμό υποστυλωμάτων από εγκιβωτισμένες σιδηροδοκούς μπορούν να εφαρμοσθούν οι αντίστοιχες

διατάξεις του ελληνικού κανονισμού σκυροδέματος για οπλισμένα υποστυλώματα. Πιο συγκεκριμένα, η διάμετρος του

εγκάρσιου οπλισμού δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 6 mm ή από το 1/4 της μέγιστης διαμέτρου των διαμήκων

ράβδων ενώ η μεταξύ τους απόσταση δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από:

12 φορές την ελάχιστη διάμετρο των διαμήκων ράβδων,

τη μικρότερη πλευρά του υποστυλώματος,

300 mm.


Προς αποφυγή τοπικού λυγισμού σε σύμμικτα υποστυλώματα ισχύουν οι εξής περιορισμοί «πλάτους» προς πάχος:

χαλύβδινων διατομών κατηγορίας 1, χωρίς όμως εγκιβωτισμό σε σκυρόδεμα. Τα όρια σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 3 είναι τα εξής:

Σωλήνες : d /t < 90 ε2

Κοιλοδοκοί: h /t <52 ε

πέλματα μερικώς εγκιβωτισμένων διατομών: b /t<44 ε όπου:

d = διάμετρος σωλήνα,

h = ύψος κοιλοδοκού,

b = πλάτος πέλματος,

t = πάχος στοιχείου,

Για τα πλήρως εγκιβωτισμένα πέλματα ή τους κορμούς διατομών I δεν ισχύουν περιορισμοί πλάτους προς πάχος, γιατί το

σκυρόδεμα εμποδίζει τον τοπικό λυγισμό.


Η συμβολή του σκυροδέματος στην παρεμπόδιση του τοπικού λυγισμού φαίνεται, αν συγκρίνουμε τις τιμές

«πλάτους» προς πάχος που δόθηκαν παραπάνω, με τα αντίστοιχα όρια:

για σωλήνες: d /t ≤50 ε2,

για κοιλοδοκούς υπό θλίψη: h/t ≤42 ε ,

Για πέλματα ελατών διατομών I: b /t ≤20 ε

για πέλματα ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΏΝ διατομών I: b /t ≤18 ε

όπου χρησιμοποιούνται τα ίδια σύμβολα ως ανωτέρω

Παρατηρούμε λοιπόν ότι για σωλήνες π.χ. η παρουσία του σκυροδέματος ανεβάζει το επιτρεπόμενο όριο d/t από

50 ε2 σε 90 ε2, καθιστά δηλαδή τη διατομή από κατηγορίας 3 σε κατηγορίας 1.


3. Αντοχή διατομών

1. Γενικά

Για τον έλεγχο διατομών υποστυλωμάτων ή και δοκών που υποβάλλονται σε θλίψη και κάμψη,

βρίσκεται κατά τα γνωστά πρώτα η αντοχή της διατομής έναντι καθενός εντατικού μεγέθους

ξεχωριστά και ακολουθεί ο έλεγχος μέσω κατάλληλων εξισώσεων ή διαγραμμάτων αλληλεπίδρασης.

Σε αυτή τη βάση θα δοθούν πρώτα οι σχέσεις αντοχής έναντι αξονικών δυνάμεων και ροπών ξεχωριστά

και θα ακολουθήσουν οι σχέσεις αλληλεπίδρασης.


• Μεταλλικά υποστυλώματα εγκιβωτισμένα σε σκυρόδεμα συχνά χαρακτηρίζονται από

απότομη μείωση της αντοχής τους στη φάση αστοχίας λόγω θραύσης του

σκυροδέματος στην περιοχή της επικάλυψης cz.

• Αντίθετα, υποστυλώματα με σωλήνες παρουσιάζουν ιδιαίτερα αυξημένη

πλαστιμότητα με διατήρηση της αντοχής τους λόγω ισχυρής περίσφιγξης του

σκυροδέματος.

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ• Τέσσερις έλεγχοι επιβάλλονται για τα υπό

θλίψη σύμμικτα υποστυλώματα.

• Η αντοχή του υποστυλώματος σε λυγισμό ελέγχεται

με δύο μεθόδους υπολογισμού.

Βασικά, θα μας απασχολήσει η απλοποιημένη

μέθοδος με χρήση μειωτικών συντελεστών από τις

ευρωπαϊκές καμπύλες λυγισμού Ε3 και ή εφαρμογή

θεωρίας 2 ας τάξης.

• Ο τοπικός λυγισμός αποφεύγεται με την τήρηση

διατάξεων περί λυγηρότητας των ελασμάτων,

ελάχιστης επικάλυψης κλπ.

• Στα άκρα των συμμίκτων υποστυλωμάτων οι

δυνάμεις πρέπει να εισαχθούν με συγκεκριμένο

τρόπο ώστε να ενεργοποιηθεί ομαλά η σύμμικτη

δράση μεταξύ των υλικών.

• Έλεγχος διατμητικής σύνδεσης προς αποφυγή

σχετικής ολίσθησης και μείωσης της φέρουσας

ικανότητας.


Η γενική μέθοδος υπολογισμού τηςαντοχής σε λυγισμό είναι χρονοβόρα,πολύπλοκη και εφαρμόζεται σε ειδικές περιπτώσεις συμμίκτωνυποστυλωμάτων (π.χ. ασύμμετρες διατομές, με συμπαγείς πυρήνεςχάλυβα στο εσωτερικό κ.ο.κ.)


• Η απλοποιημένη μέθοδος καλύπτει την συντριπτική πλειοψηφία των διατομώνπου εμφανίζονται σε κτίρια.

• Για υποστυλώματα υπό κεντρική θλίψη η χρήση ευρωπαϊκών καμπύλωνλυγισμού και η απομείωση της πλαστικής αξονικής με μειωτικούς συντελεστές είναιη πιο εύκολη επιλογή.

• Σε υποστυλώματα υπό μόνο- ή διαξονική κάμψη η χρήση θεωρίας 2 ας τάξηςλαμβάνοντας υπόψη αρχικές ατέλειες (ή και στροφές σε μεταθετά πλαίσια) είναι υποχρεωτική.

Από τα προσαυξημένα εντατικά μεγέθη λόγω λυγισμού και τα διαγράμματααλληλεπίδρασης γίνεται ο έλεγχος αντοχής των διατομών.


• • Στην ερώτηση “Για ποιο λόγο δεν εφαρμόζονται μειωτικοί συντελεστές και στις

περιπτώσεις καμπτικής καταπόνησης (όπως άλλωστε γίνεται και με τα σιδηρά

υποστυλώματα στο ΕΝ 1993-1-1)“ δίνεται η παρακάτω απάντηση:

• Με τη θεωρία 2 ας τάξης στην κεντρική θλίψη προκύπτει υψηλότερη εκμετάλλευση των

αντοχών των υποστυλωμάτων ως και 5% σε σχέση με τους μειωτικούς συντελεστές χ.

• Σε περιπτώσεις μόνο- ή διαξονικής κάμψης η εκμετάλλευση αυτή γίνεται αρκετά

μεγαλύτερη.

• Αυτός είναι και ο λόγος που η νέα έκδοση του κανονισμού δεν επιτρέπει τη χρήση

μειωτικών συντελεστών χ σε τέτοιες περιπτώσεις φόρτισης.

.• Στη διπλανή εικόνα

παρουσιάζονται οι

προϋποθέσεις εφαρμογής

της απλοποιημένης

μεθόδου.

• Σχετίζονται με την

συμμετρία, την λυγηρότητα,

τις επικαλύψεις, τους

οπλισμούς και την

ποσόστωση του δομικού

χάλυβα.

• Οι προϋποθέσεις

αυτές σχετίζονται με

το εύρος των πειραμάτων

που έχουν γίνει και

καλύπτονται από την

Απλοποιημένη μέθοδο.


Εισαγωγικά για την αξονική θλίψη

1. Αντοχή έναντι θλίψης

Η αντοχή έναντι θλιπτικής δύναμης είναι ίση με την πλαστική αξονική δύναμη σχεδιασμού της διατομής. Αυτή

προκύπτει με άθροιση των επιμέρους πλαστικών αξονικών δυνάμεων σχεδιασμού της σιδηροδοκού, του οπλισμού και

του σκυροδέματος σύμφωνα με τις σχέσεις:

Np,lRd = Νpα,Rd + Nps,Rd + Npc,Rd= Aafyd + Asfsd + 0,85Acfcd (1.1)

ή για κοίλες διατομές γεμισμένες με σκυρόδεμα

Npl,Rd = Νpα,Rd + Nps,Rd + Npc,Rd= Aafyd + Asfsd + Acfcd (1.2)

Στην ειδική περίπτωση υποστυλωμάτων απρ σωληνωτή διατομή γεμισμένη με σκυρόδεμα για τα οποία είναι:

λυγηρότητα: 𝝀 ≤ 𝟎. (1.3 )

εκκεντρότητα: e=𝑴𝑬𝑫

𝑵𝑪𝑫≤ 𝟎, 𝟏𝐝 (1.4 )

μπορεί να αυξηθεί λόγω τριαξονικότητας, συνέπεια περίσφυξης, η συμβολή του σκυροδέματος, με ταυτόχρονη μείωση

της συμβολής του δομικού χάλυβα, σύμφωνα με τη σχέση:

Npl,Rd = ηαAafyd + (1+ηc

𝒇𝒚𝒅

𝒇𝒄𝒌

𝒕

𝒅) Acfcd +Asfsd


Για εκκεντρότητα e > 0,10 d είναι ηa = 1 και ηc= 0.

Είναι προφανές ότι η αντοχή έναντι εφελκυστικών αξονικών δυνάμεων δίνεται από την εξ. (1.4) αγνοώντας τον

τελευταίο όρο που αναφέρεται στο σκυρόδεμα.

Σημειώνεται ότι ένα υποστύλωμα θεωρείται σύμμικτο εάν ικανοποιείται η ανίσωση :

Εάν δ < 0,2 τότε το υποστύλωμα θεωρείται ότι αποτελείται από οπλισμένο σκυρόδεμα και υπολογίζεται σύμφωνα με

τον ισχύοντα Κανονισμό κατασκευών από σκυρόδεμα. Εάν δ > 0,9 τότε το υποστύλωμα θεωρείται ότι αποτελείται από

δομικό χάλυβα και υπολογίζεται σύμφωνα με τον ισχύοντα Κανονισμό σιδηρών κατασκευών.

0,2 ≤δ=𝜜𝜶

𝜨𝒑𝒍,𝑹𝒅fyd ≤ 0,90

Για εκκεντρότητα e =0 είναι:

Μειωτικός συντελεστής τάσης χάλυβα : ηa = ηa0 =0,25(3+2 𝝀 )≤1 και η0 = 0).

Μεγεθυντικός συντελεστής τάσης σκυροδέματος : ηc = ηc0 =4,9-18,5 𝝀 +17( 𝝀) 2≥0

Για εκκεντρότητα e > 0 τα ηa , ηc υπολογίζονται με βάση τις τιμές η10 ,η20 όπου:

ηc= ηc0 (1-10e/d)

ηa= ηa0+(1- ηc0)(10e/d)

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ• Παράδειγμα 1: Ζητείται η πλαστική αξονική δύναμη αντοχής του υποστυλώματος του σx.1

Χάλυβας S 235, οπλισμός B 400, σκυρόδεμα C 35/45.

Σχήμα 1 . Υποστύλωμα εγκιβωτισμένης δοκού

Έλεγχος τοπικού λυγισμού: b/tf =200/15 = 13,3<44·1 = 44 (44. ε)

Νpa,Rd = 78,1. 23,5 /1,0 = 1.835 kN ( Aa.fyd)

Ac =𝟑𝟎𝟐 - 78,1-𝟒𝝅𝟏, 𝟒𝟐/𝟒= 816

Ποσοστό οπλισμού 0,3% < ρ =𝑨𝒔

𝑨𝒄=

𝟒𝝅𝟏,𝟒𝟐/𝟒

𝟖𝟏𝟔=0,75% < 6%

Ν ps,Rd =𝟒𝝅𝟏,𝟒𝟐𝟒𝟎

𝟒 . 𝟏,𝟏𝟓= 214 kN (Χάλυβας οπλισμού)

Ν pc,Rd =𝟖𝟏𝟔. 𝟎, 𝟖𝟓𝟑,𝟓

𝟏,𝟓= 1.618 kN (Σκυρόδεμα)

Ν pl,Rd =1.835+214+ 1.618 kN=3.667 kN

Η αντίστοιχη εφελκυστική δύναμη σχεδιασμού είναι ίση με: = 1.835 + 214 = 2.049 kN

δ =𝟏𝟖𝟑𝟓

𝟑𝟔𝟔𝟕=050>0,20 και 0,50<0,90 αρα το υποστυλωμα θεωρείται σύμμικτο

cm2

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ• Ο υπολογισμός της αντοχής σε λυγισμό κεντρικά θλιβόμενων

Υποστυλωμάτων μέσω των ευρωπαϊκών καμπύλων είναι

ιδιαίτερα απλός.

• Από την μορφή της διατομής και τον άξονα λυγισμού

επιλέγεται η καμπύλη a, b, ή c.

• Στην συνέχεια υπολογίζεται η ανηγμένη λυγηρότητα μέσω

του φορτίου Euler.

• Χρησιμοποιώντας το διάγραμμα χ=f(λ)

υπολογίζεται ο μειωτικός συντελεστής χ που

θα πολλαπλασιασθεί με την πλαστική αντοχή Npl,Rd.

Ο μειωτικός συντελεστής χ εμπεριέχει την επιρροή των

παραμενουσών τάσεων, κατασκευαστικών ατελειών κ.ο.κ.

Συνιστάται για λόγους οικονομίας να είναι χ≥0.80

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ• Για τον υπολογισμό της κρίσιμης

αξονικής Ncr απαιτείται η ισοδύναμη

Δυσκαμψία (EI)eff της σύμμικτης

διατομής.

Στην δυσκαμψία αυτή το σκυρόδεμα

συνεισφέρει με το απομειωμένο

Λόγω ερπυσμού μέτρο ελαστικότητας

Ec,eff.

• Όπως φαίνεται και από την άνω εικόνα

ο ερπυσμός προκαλεί αύξηση των

πλευρικών εκτροπών κατά Δw με

συνέπεια ο λυγισμός να είναι

πιο έντονος και το υποστύλωμα

να αστοχεί σε φορτίο κατά 16%

μικρότερο από

τη βραχυχρόνια αντοχή των 2022 kN.

• Την μείωση αντοχής λόγω ερπυσμού

την λαμβάνει υπόψη ο κανονισμός

μέσω του Ec,eff το οποίο και προκαλεί

μείωση του φορτίου Euler.

Συνιστάται ο συντελεστής ερπυσμού

φt να υπολογίζεται με t0=1ημέρα.

.Για τον υπολογισμό της φέρουσας

ικανότητας σε θλίψη με μόνο-

ή διαξονική

κάμψη απαιτείται το διάγραμμα

αλληλεπίδρασης Ν-Μ της σύμμικτης

διατομής.

Η καμπύλη υπολογίζεται με χρήση

υπολογιστή για διάφορες θέσης του

πλαστικού ουδέτερου άξονα.

Ωστόσο, ο κανονισμός μας δίνει

και τη δυνατότητα υπολογισμού ενός

Γραμμικοποιημένου διαγράμματος

αλληλεπίδρασης μέσω τεσσάρων

χαρακτηριστικών σημείων A, B, C και D.

Τα σημεία Α και D αντιστοιχούν στην πλαστική θλιπτική αντοχή και ροπή κάμψης αντίστοιχα.

Το σημείο C έχει την ροπή αντοχής την πλαστική ροπή κάμψης Mpl,Rd και εμφανίζεται για δρώσα

θλίψη ίση με την πλαστική αξονική της διατομής σκυροδέματος Npl,c,Rd.

Το σημείο υπεραντοχής D εμφανίζεται για δρώσα θλίψη ίση με το μισό της Npl,c,Rd.

Στο σημείο D πραγματοποιείται η μέγιστη δυνατή εκμετάλλευση των αντοχών των υλικών.


ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ Για τάσεις στο σκυρόδεμα σc>0,8·fck ο συντελεστής

Poisson του σκυροδέματος γίνεται αισθητά μεγαλύτερος

από αυτόν του χάλυβα. Κατά συνέπεια η “τάση

διαφυγής” του σκυροδέματος λόγω θλίψης

προς τις πλευρικές κατευθύνσεις είναι ιδιαίτερα έντονη

• Τα τοιχώματα της κοιλοδοκού ανθίστανται στην

προσπάθεια πλευρικής εκτόνωσης του σκυροδέματος

Μέσω των τάσεων επαφής σc,r. Όπως φαίνεται από το διάγραμμα

της εικόνας η θλιπτική αντοχή του

Περισφιγμένου σκυροδέματος fck,c (c: confinement

είναι συνάρτηση των τάσεων αυτών,

οι οποίες και την αυξάνουν ως και 100%.

Ο κανονισμός λαμβάνει υπόψη τον “ευεργετικό ρόλο”

Της περίσφιγξης μέσω του επαυξητικού συντελεστή nc.

• Λόγω ισορροπίας οι πλευρικές τάσεις προκαλούν

περιμετρικό εφελκυσμό στον σωλήνα μέσω των σα,φ.

Η αλληλεπίδραση με τις κατακόρυφες θλιπτικές τάσεις

Οδηγεί σε απομείωση της αντοχής του χάλυβα

(βλ. σχέση αλληλεπίδρασης στο κίτρινο πλαίσιο

πάνω αριστερά),

Κάτι που ο κανονισμός συνυπολογίζει

με τον μειωτικό συντελεστή na.


• Ο υπολογισμός των εντατικών μεγεθών με την ακριβή θεωρία 2 ας τάξης λαμβάνει υπόψη τις φορτίσεις και τιςαρχικές ατέλειες wο (παραμορφωμένη κατάσταση). Οι ατέλειες αυτές είναι σε αντιστοιχία με τις ευρωπαϊκέςκαμπύλες λυγισμού και εμπεριέχουν την επιρροή των παραμενουσών τάσεων κ.ο.κ.

• Για την εφαρμογή της θεωρίας 2 ας τάξης απαιτείται η χρήση της ισοδύναμης δυσκαμψίας (ΕΙ)eff ,ΙΙ της διατομής.


• Για τον υπολογισμό μέσω θεωρίας 2ας τάξης γίνεται χρήση της ισοδύναμης δυσκαμψίας (EI)eff,II που είναι

διαφορετική από την (EI)eff που χρησιμοποιείται στην μέθοδο με τους μειωτικούς συντελεστές χ.

• Όπως είναι αναμενόμενο η (EI)eff,II λαμβάνει υπόψη της την ισχυρή ρηγμάτωση του σκυροδέματος και

πλαστικοποίηση του χάλυβα την στιγμή της αστοχίας.

.


• Μετά την ανάλυση με θεωρία 2 ας τάξης

και τη χάραξη των διαγραμμάτων αλληλεπίδρασης

Ν-Μ πραγματοποιείται ο έλεγχος φέρουσας

Ικανότητας συγκρίνοντας τη δρώσα ροπή MEd

με την απομειωμένη (ή επαυξημένη)

ροπή αντοχής λόγω θλίψης

Mpl,Rd,N = μd·Mpl,Rd.

Ο συντελεστής εκμετάλλευσης πρέπει να είναι

μικρότερος του αΜ, όπου το αM λαμβάνει υπόψη

την μείωση της αντοχής λόγω θραύσης του

Σκυροδέματος (υπέρμετρες ανοιγμένες

παραμορφώσεις).

• Στην περίπτωση διαξονικής κάμψης το γνωστό

ως “κρεμμύδι αντοχής Ν-Μy-Mz ” προσεγγίζεται

με Γραμμικό τρόπο από τον κανονισμό μέσω

του πρόσθετου ελέγχου αλληλεπίδρασης Νο. 3.

. ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ

• Στην περίπτωση

φορτίσεων ανεξάρτητων

μεταξύ τους (δηλ. όταν η

μια φόρτιση δεν είναι

αποτέλεσμα της άλλης)

ο κανονισμός δεν

επιτρέπει την

εκμετάλλευση της

καμπτικής υπεραντοχής

της διατομής (μd>1).

.Η ισχυρή θλίψη που δέχονται τα

σύμμικτα υποστυλώματα είναι

δυνατόν να οδηγήσει σε εκτροπή

των μεταλλικών τμημάτων λόγω

επιφανειακού λυγισμού

με συνέπεια η διατομή να μην

φτάσει την επιθυμητή αντοχή.

Προς αποφυγή πολύπλοκων

υπολογισμών κύρτωσης ο

κανονισμός επιβάλλει τα όρια

λυγηρότητας της διπλανής εικόνας.


ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ• Λόγω της συστολής ξήρανσης του

σκυροδέματος η επαφή της μετωπικής

λεπίδας με το σκυρόδεμα χάνεται. Κατά

συνέπεια η υπερκείμενη δύναμη NEd

μεταφέρεται στην θέση Α από τη

χαλύβδινη διατομή.

• Εντός του μήκος Lin η σύμμικτη δράση

που εκφράζεται μέσω της συνάφειας τ

δεν έχει προλάβει να ενεργοποιηθεί

πλήρως. Στη θέση Β η διατομή ξεκινά να

λειτουργεί ως σύμμικτη και η καταπόνηση της

μεταλλικής διατομής είναι πολύ μικρότερη από

αυτήν στη θέση Α (αντίστοιχα μεγαλύτερη για το

σκυρόδεμα).

• Η διαφορά στην τιμή των επιμέρους

αξονικών δυνάμεων για το σκυρόδεμα

στις Α και Β πρέπει για λόγους

ισορροπίας να αναληφθεί από πρόσθετα

συνδετικά μέσα, κάτι το οποίο

περιγράφεται αναλυτικά στην επόμενη

διαφάνεια.

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

.

• Εντός του μήκους

εισαγωγής η διάταξη

ήλων κεφαλής έχει ως

αποτέλεσμα την

ανάπτυξη δικτυωμάτων

με θλιπτήρες και

ελκυστήρες.

• Οι θλιπτήρες

“κοντράρουν” στα

πέλματα

του υποστυλώματος με

αποτέλεσμα την

ανάπτυξη ενός νέου

μηχανισμού

ανάληψης της διαμήκους

διάτμησης λόγω τριβής.

• Ο κανονισμός επιτρέπει

την προσαύξηση της

αντοχής των ήλων σε

διαμήκη διάτμηση μέσω

του μPRd.

EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ


ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

Στην περίπτωση εισαγωγής του φορτίου μέσω μόνον της χαλύβδινης διατομής ή της διατομής του σκυροδέματος, για

πλήρως εγκιβωτισμένες χαλύβδινες διατομές, ο εγκάρσιος οπλισμός θα υπολογίζεται για τη διαμήκη διάτμηση που

προκύπτει από τη μεταβίβαση της ορθής δύναμης Nc1 από τα τμήματα του σκυροδέματος που είναι απευθείας

συνδεδεμένα με διατμητικούς συνδέσμους στα τμήματα του σκυροδέματος χωρίς άμεση διατμητική σύνδεση (Αc1).

Ο υπολογισμός και η διάταξη του εγκάρσιου οπλισμού θα βασίζεται σε προσομοίωμα δικτυώματος υποθέτοντας γωνία

45° μεταξύ των θλιβομένων ράβδων του σκυροδέματος και του άξονα του στοιχείου.

ΣΥΜΜΙΚΤA ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ •Σε σωλήνες γεμισμένους με

σκυρόδεμα το επιβαλλόμενο

φορτίο ενεργοποιεί την

σύμμικτη λειτουργία μετά

από ένα μήκος Lin.

Εντός του μήκους αυτού

αναλαμβάνεται το φορτίο NEd

από υποστύλωμα σκυροδέματος

τραπεζοειδούς σχήματος, η αντοχή

του οποίου αυξάνεται λόγω της

περίσφιγξης του σκυροδέματος

(συντελεστής ncL).

Η αντοχή αυτή του

ιδεατού υποστυλώματος

εκφράζεται από την Pc,Rd.

• Για τον υπολογισμό της

επιφάνειας φόρτισης Α1, βλ.

επόμενη διαφάνεια.

ΣΥΜΜΙΚΤΑ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

Η εισαγωγή του φορτίου σε σωλήνες γεμισμένους με σκυρόδεμα πραγματοποιείται είτε μέσω διερχόμενων ελασμάτων είτε με

άκαμπτη μετωπική λεπίδα με σταυροειδής ενισχύσεις.

Στην παραπάνω εικόνα φαίνεται ο υπολογισμός της φορτιζόμενης επιφάνειας Α1 προκειμένου να πραγματοποιηθεί ο έλεγχος τις

προηγούμενης διαφάνειας.

Η εισαγωγή της δύναμης NEd αποδεικνύεται πειραματικά μέσω του αποτυπώματος της σταυροειδούς ενίσχυσης στην άνω παρειά του σκυροδέματος.

ΣΥΜΜΙΚΤΑ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ EIΣΑΓΩΓΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

• Για να συμπεριληφθούν οι

διαμήκεις οπλισμοί στην

Npl,Rd της διατομής θα πρέπει

να βρίσκονται σε μικρή

απόσταση από την κάτω

παρειά της μετωπικής

λεπίδας.

• Δεν χρειάζεται οι οπλισμοί

να είναι συγκολλημένοι με

την λεπίδα. Πειράματα

έδειξαν ότι η φέρουσα

ικανότητα του

υποστυλώματος με eg ≤ 30 mm

ξεπερνά κατά πολύ τη

Npl,Rd με συνυπολογισμό των

οπλισμών.


• Εκτός του μήκους εισαγωγής η

σύμμικτη λειτουργία εξασφαλίζεται

μέσω της τριβής - συνάφειας των

δύο υλικών.

• Υπολογίζεται η διατμητική ροή στο

σκυρόδεμα μέσω θεωρίας

ελαστικότητας

σε μονάδες N/𝒎𝒎𝟐 η οποία και

συγκρίνεται με την τu,Rd της

διπλανής εικόνας.

• Αν ο έλεγχος δεν ικανοποιείται τότε

διατάσσονται ήλοι και εκτός του

μήκους εισαγωγής.

ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗΣ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΕΚΤΟΣ Lin

ΣΥΜΜΙΚΤa ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ£ΥΜΜΙΚΤΕΣ Γ1...συμμετρία,...

Documents