13

Κεφάλαιο 13: Οριακή κατάσταση αστοχίας από διάτρηση


Συνδεθείτε στην Υπηρεσία Νομοσκόπιο
Είσοδος στην υπηρεσία Νομοσκόπιο.
   
Χρήστης
Κωδικός
  Υπενθύμιση στοιχείων λογαριασμού
   
 
Νέοι χρήστες
Εάν είστε νέος χρήστης, θα πρέπει να δημιουργήσετε ένα ΔΩΡΕΑΝ λογαριασμό προκειμένου να φύγει το παράθυρο αυτό και να αποκτήσετε πλήρη πρόσβαση στην υπηρεσία Νομοσκόπιο.
Δημιουργία νέου λογαριασμού

 

 

Το Κεφάλαιο αυτό αφορά κυρίως την διάτρηση πλακών σταθερού πάχους οπλισμένων έναντι κάμψης σύμφωνα με τα Κεφάλαια 9 και 10. Αφορά επίσης την διάτρηση πεδίλων.

 

Η ίδια μεθοδολογία ελέγχου σε διάτρηση μπορεί να εφαρμοσθεί και σε πλάκες με ενισχύσεις, καθώς και σε πέδιλα (με κεκλιμένες παρειές), τηρουμένων των οδηγιών των παραγράφων 1 και 2.

 

Οι κανόνες που δίνονται στο Κεφάλαιο αυτό συμπληρώνουν τους κανόνες του Κεφαλαίου 11.

 

1. Γενικά

 

1.1. Αρχές

 

Η διάτρηση μπορεί να προέλθει από φορτίο ή αντίδραση συγκεντρωμένη σε μικρή επιφάνεια των πλακών, η οποία ονομάζεται φορτιζόμενη επιφάνεια.

 

Εφόσον για την φορτιζόμενη επιφάνεια ισχύουν:

 

για κυκλική διατομή, η διάμετρος δεν υπερβαίνει το 3.50 d,
για ορθογωνική διατομή, η περίμετρος της δεν υπερβαίνει το 11 d και ο λόγος μήκους προς πλάτος το 2,

 

(d = το μέσο στατικό ύψος της πλάκας),

 

ο έλεγχος σε διάτρηση γίνεται όπως περιγράφεται στα επόμενα.

 

Η οριακή κατάσταση χαρακτηρίζεται από τον σχηματισμό ενός κόλουρου κώνου ή μιας κόλουρης πυραμίδας των οποίων η μικρή βάση συμπίπτει με τη φορτιζόμενη επιφάνεια, οι δε γενέτειρες είναι κεκλιμένες ως προς το επίπεδο της πλάκας συνήθως υπό γωνία μεταξύ 30° και 35°. Για μεμονωμένα πέδιλα αυτή η γωνία είναι περίπου 45°.

 

Ο έλεγχος σε διάτρηση γίνεται στην κρίσιμη διατομή (που ορίζεται στην παράγραφο 2). Στην διατομή αυτή, οι δρώσες και οι ανθιστάμενες διατμητικές δυνάμεις ανά μονάδα μήκους πρέπει να ικανοποιούν την συνθήκη:

 

VSd ≤ VRd (13.1)

 

Οι τιμές των VSd και VRd προσδιορίζονται σύμφωνα με τις παραγράφους 3 και 4.

 

Όταν το πάχος της πλάκας ή της πλάκας θεμελίωσης δεν είναι αρκετό ώστε να εξασφαλισθεί η απαραίτητη αντοχή έναντι διάτρησης, μόνο από το σκυρόδεμα και από τον οπλισμό κάμψης, πρέπει να τοποθετείται οπλισμός διάτρησης σύμφωνα με την παράγραφο 4.

 

1.2. Υποστυλώματα με ενίσχυση ή διαπλάτυνση της κεφαλής

 

α) Για πλάκες επί κυκλικών υποστυλωμάτων με διαπλάτυνση της κεφαλής έτσι ώστε lH ≤ 1.5 hH, ο έλεγχος σε διάτρηση απαιτείται μόνο για την κρίσιμη διατομή (βλέπε παράγραφο 2) στην πλάκα και όχι στην διαπλάτυνση, που απέχει από το κέντρο του υποστυλώματος απόσταση dcrit ίση με:

 

dcrit = 1.5 d + lH + 0.5 dC                (13.2)

 

όπου:

 

dC διάμετρος υποστυλώματος

lH και hH είναι, αντιστοίχως, η οριζόντια και η κατακόρυφη διάσταση της διαπλάτυνσης (πέραν της περιμέτρου του υποστυλώματος).

 

β) Για πλάκες επί κυκλικών υποστυλωμάτων με διαπλάτυνση της κεφαλής έτσι ώστε lH > 1.5(d + hH), ο έλεγχος σε διάτρηση απαιτείται:

 

Και στην πλάκα (για ύψος d),

 

σε διατομή που απέχει από το κέντρο του υποστυλώματος απόσταση:

 

dcrit,ex = 1.5 d + lH + 0.5 dC (13.3)

 

Και στην διαπλάτυνση (για ενεργό ύψος dH),

 

σε διατομή που απέχει από το κέντρο του υποστυλώματος απόσταση:

 

dcrit,in = 1.5(d + hH) + 0.5 dC (13.4)

 

Ως ενεργό ύψος dH της διαπλάτυνσης λαμβάνεται το πραγματικό μέσο στατικό ύψος στην θέση της κρίσιμης διατομής, και για τις διαπλατύνσεις με σταθερό ύψος και για τις διαπλατύνσεις με μεταβλητό ύψος.

 

γ) Για διαπλατύνσεις με 1.5 hH < lH < 1.5(d + hH) ελέγχεται μια διατομή στην πλάκα σε απόσταση από το κέντρο του υποστυλώματος ίση με:

 

dcrit = 1.5 lH + 0.5 dC        (13.5)

 

δ) Για ορθογωνικό υποστυλώματα (διατομής b X h) με ορθογωνικές διαπλατύνσεις, συνολικής διατομής l1 X l2 (l1 ≤ l2), όπου:

 

l1 = b + 2 lH1, l2 = h + 2 lH2

 

η κρίσιμη διατομή απέχει από το κέντρο του υποστυλώματος απόσταση ίση με την μικρότερη από τις:

 

Ecos056 (13.6)α)

ή

 

Ecos057 (13.6)β)

 

1.3. Πλάκες με νευρώσεις

 

Η βασική μέθοδος που χρησιμοποιείται για συμπαγείς πλάκες, μπορεί να εφαρμοσθεί και στις πλάκες με νευρώσεις (υπό την έννοια της παραγράφου 9.1.1), υπό την προϋπόθεση ότι θα είναι συμπαγείς σε όλο το ύψος τους σε περιοχή που εκτείνεται τουλάχιστον 3 d γύρω από ένα υποστύλωμα.

 

Ο έλεγχος διάτρησης θα γίνεται στην κρίσιμη διατομή (παράγραφος 2), ενώ απαιτείται και ένας έλεγχος σε τέμνουσα στο πέρας της συμπαγούς ζώνης της πλάκας.

 

2. Κρίσιμη διατομή

 

Η κρίσιμη διατομή είναι μια επιφάνεια η οποία ορίζεται ως εξής:

 

είναι κάθετη στο μέσο επίπεδο της πλάκας,

 

έχει ύψος ίσο με το στατικό ύψος d της πλάκας,

 

η περίμετρος της περιβάλλει την φορτιζόμενη επιφάνεια, μερικώς ή ολικώς. Η απόσταση μεταξύ της κρίσιμης διατομής και φορτιζόμενης επιφάνειας δεν είναι πουθενά μικρότερη από 1.50 d και συγχρόνως η κρίσιμη διατομή έχει το μικρότερο δυνατό μήκος περιμέτρου.

 

Ειδικότερα, αυτή η περίμετρος καθορίζεται παρακάτω για διάφορες περιπτώσεις.

 

2.1. Φορτιζόμενη επιφάνεια μακριά από οπή ή ελεύθερο άκρο της πλάκας

 

Σε αυτή την περίπτωση, η περίμετρος της κρίσιμης διατομής είναι μία κλειστή γραμμή που περιβάλλει την φορτιζόμενη επιφάνεια κατά τα προαναφερθέντα.

 

2.2. Φορτιζόμενη επιφάνεια κοντά σε οπή της πλάκας

 

Εάν η μικρότερη απόσταση μεταξύ της παρειάς της οπής και της περιμέτρου της φορτιζόμενης επιφάνειας δεν υπερβαίνει τα 6 d ή εάν η οπή βρίσκεται μέσα στην ζώνη στήριξης (προκειμένου περί πλακών χωρίς δοκούς), τότε δεν λαμβάνεται υπόψη το τμήμα της κρίσιμης διατομής, το οποίο περιλαμβάνεται μεταξύ των δύο εφαπτόμενων που φέρονται από το κέντρο βάρους της φορτιζόμενης επιφάνειας προς την περίμετρο της οπής.

 

Σημειώνεται όμως ότι εάν η μείωση αυτή της κρίσιμης περιμέτρου είναι σημαντική και εκτρέπει αισθητά το κέντρο βάρους της, τότε η φόρτιση θα πρέπει να αντιμετωπισθεί ως έκκεντρη, σύμφωνα με την παράγραφο 3.

 

2.3. Φορτιζόμενη επιφάνεια κοντά σε ελεύθερο άκρο της πλάκας

 

Τα τμήματα της κρίσιμης διατομής (όπως ορίστηκε στην παράγραφο 2.1) τα οποία βρίσκονται κοντά σε ελεύθερο άκρο πλάκας, πρέπει να αντικατασταθούν από τμήματα κάθετα προς τα άκρα, εφόσον το συνολικό μήκος της περιμέτρου που προκύπτει κατά αυτό τον τρόπο (μη λαμβανομένου υπόψη του μήκους του ελεύθερου άκρου) είναι μικρότερο από το μήκος της περιμέτρου της κρίσιμης διατομής, όπως ορίζεται στην παράγραφο 2.1.

 

3. Δρώσα τέμνουσα δύναμη σχεδιασμού

 

α) Σε περίπτωση κεντρικού φορτίου ή αντίδρασης:

 

Ecos058 (13.7)

 

όπου:

 

vSd τέμνουσα δύναμη που δρα κατά μήκος της περιμέτρου u για πλάκες, ή κατά μήκος της βάσης του κώνου διάτρησης για πέδιλα και,

u η περίμετρος της κρίσιμης διατομής σύμφωνα με την παράγραφο 2.

 

β) Σε περίπτωση έκκεντρου φορτίου:

 

Στην περίπτωση αυτή η τιμή της vSd που προσδιορίζεται από την εξίσωση (13.7) πολλαπλασιάζεται επί ένα αυξητικό συντελεστή β, ο οποίος λαμβάνει υπόψη την εκκεντρότητα της φόρτισης. Εφόσον δεν είναι δυνατή η εκκεντρότητα του φορτίου το β=1.00. Στις άλλες περιπτώσεις λαμβάνεται:

 

Για γωνιακά υποστυλώματα β=1.50,
Για περιμετρικά υποστυλώματα β=1.40,
Για εσωτερικά υποστυλώματα β=1.15.

 

4. Τέμνουσα αντοχής σχεδιασμού

 

4.1. Πλάκες ή πέδιλα χωρίς οπλισμό έναντι διάτρησης

 

Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει:

 

vSd < vRd1

 

Η τιμή σχεδιασμού της διατμητικής δύναμης αντοχής ανά μονάδα μήκους της κρίσιμης διατομής δίνεται από τη σχέση:

 

Ecos060 (13.8)

 

όπου:

 

Ecos061 λαμβάνεται από τον Πίνακα 11.1

 

Ecos063 (d σε μέτρα)

 

Ecos064

 

Ecos065 ποσοστά διαμήκους οπλισμού κατά x και y

 

Ecos066

 

Ecos067 στατικά ύψη κατά x και y.

 

Τα ποσοστά οπλισμού ρlx και ρly δεν πρέπει να είναι μικρότερα από 0.005. Η απαίτηση αυτή δεν ισχύει για πέδιλα με πάχος μεγαλύτερο από 0.50 m.

 

Εάν η περιοχή της κρίσιμης διατομής της πλάκας καταπονείται από ορθές θλιπτικές δυνάμεις (περιλαμβανόμενης και της προέντασης), η τιμή της vRd1 της σχέσης (13.8) μπορεί να αυξηθεί σύμφωνα με την εξίσωση (11.2).

 

4.2. Πλάκες ή πέδιλα με οπλισμό έναντι διάτρησης

 

4.2.1. Άνω όριο αντοχής

 

Ακόμα κι όταν τοποθετείται οπλισμός διάτρησης, η vRd2 δεν μπορεί να υπερβαίνει την τιμή της παρακάτω σχέσης:

 

vRd2 = 1.60 vRd1 (13.9)

 

4.2.2. Υπολογισμός οπλισμού διάτρησης

 

Γενικά ισχύει:

 

Ecos068 (13.10)

 

 

4.3. Ελάχιστες ροπές σχεδιασμού πλακών (στις θέσεις σύνδεσης με τα υποστυλώματα) λόγω έκκεντρης φόρτισης

 

Για εξασφάλιση της ανάπτυξης της τέμνουσας αντοχής (έναντι διάτρησης, σχέσεις 13.8 και 13.10) πρέπει οι πλάκες να σχεδιάζονται (στις θέσεις σύνδεσης με τα υποστυλώματα) για ελάχιστες ροπές σχεδιασμού (ανά μονάδα μήκους) mSdx και mSdy σύμφωνα με την σχέση (13.11) εκτός αν οι ροπές που προέκυψαν από την ανάλυση είναι μεγαλύτερες):

 

mSdx (ή και mSdy) ≥ η Vsd (13.11)

 

όπου:

 

Vsd είναι η δρώσα τέμνουσα δύναμη (σχέση 13.7)

η είναι ο συντελεστής ροπής, σύμφωνα με τον Πίνακα 13.1 (0 ≤ | η | ≤0.5) και το Σχήμα 13.1.

 

Για τον έλεγχο αυτών των ροπών, το ενεργό πλάτος της πλάκας δίνεται στον Πίνακα 13.1. Επίσης, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μόνο οι οπλισμοί που είναι επαρκώς αγκυρωμένοι πέραν της περιμέτρου της κρίσιμης διατομής (βλέπε και Σχήμα 13.2).

 

Πίνακας 13.1: Συντελεστής ροπής η, σχέση (13.11).

 

ekos2000.16

 

 

ekos2000.17

 

Σχήμα 13.1: Ροπές σχεδιασμού πλακών λόγω έκκεντρης φόρτισης και ενεργό πλάτος

 

 

ekos2000.18

 

Σχήμα 13.2: Διάταξη οπλισμού σε περιμετρικά και γωνιακά υποστυλώματα

 



Copyright © 2017 TechnoLogismiki. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.