Σύγκριση μεταξύ του EC8-P3, του ΚΑΝΕΠΕ 2012 και άλλων κανονισμών για επισκευή/ενίσχυση στοιχειών από οπλισμένο σκυρόδεμα

Abstract

Πρωταρχικό στόχο της διαδικασίας σχεδιασμού μιας κατασκευής αποτελεί η υιοθέτηση μιας επιτρεπόμενης στάθμης βλαβών για ένα συγκεκριμένο σεισμό σχεδιασμού και η λήψη όλων των αναγκαίων μέτρων προκειμένου η κατασκευή αυτή να μην υπερβεί κατά το δυνατό την στοχευόμενη από τον σχεδιασμό φέρουσα ικανότητά της. Ωστόσο, η εμφάνιση βλαβών διαφορετικής έκτασης κατά περίπτωση αποτελεί αναπόφευκτο γεγονός κατά τη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Ήδη η εκτίμηση της φέρουσας ικανότητάς της και μόνο είναι μια επισφαλής διαδικασία που εγκυμονεί πλήθος λανθασμένων εκτιμήσεων και απλοποιητικών παραδοχών, αφ’ ενός λόγω των αβεβαιοτήτων που πηγάζουν από τη μεγάλη διασπορά των ιδιοτήτων των επί μέρους υλικών της, όπως για παράδειγμα το σκυρόδεμα και ο χάλυβας, αφ’ ετέρου δε λόγω των διαφορετικών συμπεριφορών και μηχανισμών αστοχίας που μπορεί αυτά να παρουσιάσουν κατά τη λειτουργία τους ως ενιαίο σύνολο. Είναι εμφανές, εξ άλλου, ότι η πρόβλεψη των πιθανών βλαβών που θα αναπτυχθούν στην κατασκευή είναι πιθανολογική και μόνο, αφού εξαρτάται από ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων που αφορούν τόσο τη σεισμική διέγερση, όπως το μέγεθός της, η απόσταση από το επίκεντρο και το ενδεχόμενο ανάπτυξης φαινομένων κοντινού πεδίου, η ποιότητα και η μορφολογία των υποκείμενων εδαφικών σχηματισμών που μπορούν να ενισχύσουν σημαντικά τον κραδασμό, όσο και την ίδια την κατασκευή, όπως ο βαθμός αξιοπιστίας των Κανονισμών που υιοθετήθηκαν, το επίπεδο γνώσης που χρησιμοποιήθηκε και οι αναπόφευκτες κάποιες φορές αμέλειες ή ακόμη και κακοτεχνίες. Όλοι οι παράγοντες που αναφέρθηκαν προηγουμένως δυσχεραίνουν τις επιλογές του Μηχανικού κατά τη διαδικασία σχεδιασμού μιας νέας κατασκευής και πολύ περισσότερο κατά τη διαδικασία επισκευής/ενίσχυσης μιας υφιστάμενης, η οποία μπορεί να έχει υποβληθεί σε σημαντικές προηγούμενες σεισμικές διεγέρσεις ή άλλες τυχηματικές δράσεις με άγνωστα κατά την παρούσα στιγμή αποτελέσματα. Είναι σαφές ότι στη δεύτερη περίπτωση η αξιολόγηση του φορέα εμπεριέχει σημαντικά διαφορετικό βαθμό αβεβαιότητας σχετικά με την πρώτη, γεγονός που υποδεικνύει τη χρήση διαφορετικών συντελεστών ασφαλείας για τα υφιστάμενα και τα νέα υλικά και για τον φορέα γενικότερα, καθώς και διαφορετικές πορείες ανάλυσης εξαρτώμενες πάντα από την πληρότητα και την αξιοπιστία των διαθέσιμων πληροφοριών. Ιδιαίτερης προσοχής χρήζει τέλος η μελέτη της συμπεριφοράς των διεπιφανειών μεταξύ υφιστάμενων και νέων υλικών. Είναι πρωταρχικού ενδιαφέροντος, λοιπόν, η θέσπιση ενός ενιαίου νομοθετικού πλαισίου που θα ορίζει πλήρως τα προσομοιώματα που ανταποκρίνονται σε κάθε περίπτωση και θα οριοθετεί στο σύνολό τους τις απαιτούμενες ενέργειες προκειμένου να υλοποιηθεί η διαδικασία της επισκευής/ενίσχυσης υφιστάμενης κατασκευής. Για τα ελληνικά δεδομένα στον δρόμο αυτό κινούνται έως τώρα ήδη δύο διαφορετικοί Κανονισμοί: ο Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων 2012 (ΚΑΝΕΠΕ 2012) και o Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός Σχεδιασμός/Μέρος 3: Αποτίμηση της Φέρουσας Ικανότητας και Ενισχύσεις Κτιρίων (EC8-P3) με το αντίστοιχο Εθνικό του Προσάρτημα. Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Εργασία επιχειρείται σύμφωνα με τα παραπάνω μια σύγκριση των προτεινόμενων προσομοιωμάτων των δύο Κανονισμών (ΚΑΝΕΠΕ και EC8-P3), αλλά και άλλων όπου αυτοί εμφανίζουν ελλείψεις, όσον αφορά σε διαφορετικές μεθόδους επισκευής/ενίσχυσης στοιχείων από Ωπλισμένο Σκυρόδεμα. Κύριος στόχος της μελέτης αυτής είναι ο εντοπισμός των βασικών διαφορών μεταξύ των δύο προτύπων, η εμπεριστατωμένη κριτική τους και η - κατά το δυνατό - αναλυτική διατύπωση προτάσεων/βελτιώσεών τους για ρεαλιστικότερες λύσεις επεμβάσεων, οι οποίες θα ανταποκρίνονται αναλόγως στις ανάγκες του σύγχρονου επιπέδου γνώσεων και τεχνικών μέσων. Αντικείμενο της μελέτης αυτής είναι η ενίσχυση των κύριων σεισμικά υποστυλωμάτων (ως τα κρισιμότερα από τα ραβδόμορφα δομικά στοιχεία ενός κτιρίου), μέσω της εφαρμογής εξωτερικής περίσφιγξης σε αυτά από μανδύες FRP και χαλύβδινους μανδύες. Πρωταρχικές χρήσεις της συγκεκριμένης μεθόδου επέμβασης αποτελούν τα εξής: • Αύξηση της φέρουσας ικανότητας του στοιχείου έναντι τέμνουσας λόγω ανεπάρκειας του οπλισμού διάτμησής του (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται στην διεύθυνση των σπείρων). • Αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας του στοιχείου (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται κατά μήκος της περιμέτρου). • Αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του στοιχείου (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται - ομοίως με πριν - κατά μήκος της περιμέτρου).

EC8-P3 will need, as all Codes do, do be improved and modified on a regular basis, to intergrade the ongoing work, the feedback from Code-users and continuing developments in “repair technology”; as well as to eliminate possible mistakes and internal inconsistencies. This study attempts to make some comparisons between retrofitting provisions of EC8-P3 and KANEPE (GCSI) 2012 for R.C. elements; regarding strengthening against shear, confinement action versus local ductility and clamping of lap-splices. It is hoped that in the near future EC8-P3 will also offer quantitative guidance regarding the use of external steel confinement in the form of steel jacketing as a strengthening method of inadequate splices.