Ερευνητικό Πρόγραμμα: « ΣΤΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗΣ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗΣ ΩΣ ΥΛΙΚΟ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ» Υπεύθυνος: Καθηγητής Κ. Χ. Σπυράκος Ερευνητές: Χ. Α. Μανιατάκης Α. Σ. Αναγνωστάκη Αθήνα, Ιανουάριος 2008

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ

Εσχάρα 9 πλακών με 3 ανοίγματα ανά διεύθυνση Διαστάσεις πλακών: 5 m x 5 m , 4 m x 7 m h1: Αρχικό πάχος πλάκας h1 = 20 cm → Τελικό πάχος πλάκας h1 =7 cm h2: Πάχος σκυροδέματος εξομάλυνσης h2 =10 cm Διαστάσεις πεδιλοδοκών: bw x h: hf: bf: 0.25m x 0.7m & 0.30m x1.00m Ύψος φτερού πεδίλου Πλάτος φτερού πεδιλοδοκού

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ - ΚΑΝΝΑΒΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Συνοριακές συνθήκες : Ελαστική θεμελίωση Πλάκες : Επιφανειακά Πεπερασμένα στοιχεία Πεδιλοδοκοί : Γραμμικά Πεπερασμένα στοιχεία Μη-γραμμικά ελατήρια εδάφους

ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Φορτία : 1.

μόνιμα: ι.β. φορέα 2.

κινητό : -2 kN/m 2 Τιμές δείκτη εδάφους: Κs=10.000 kN / m 3 Κs=100.000 kN / m 3 Κατηγορίες Γεωαφρού EPS= 50 EPS = 100

ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

5x5,h=0.20m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 5x5, h=0.07m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 , EPS=50 5x5, h=0.07m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 , EPS=100 5x5, h=0.20m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 5x5, h=0.07m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 , EPS=50 5x5, h=0.07m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 ,EPS=100 4x7, h=0.20m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 4x7, h=0.07m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 , EPS=50 4x7, h=0.07m, 0.25 x0.50 m 2 , K=10.000 kN / m 3 , EPS=100 4x7, h=0.20m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 4x7, h=0.07m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 , EPS=50 4x7, h=0.07m, 0.30 x 1.00 m 2 , K=100.000 kN / m 3 ,EPS=100

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΙ

1.

2.

3.

Πραγματοποιούνται οι εξής δυσμενείς φορτίσεις: Φ1: Φόρτιση για μέγιστη ροπή στο άνοιγμα Φ2: Φόρτιση για μέγιστη ροπή στη στήριξη Φ3: Φόρτιση για έλεγχο απαίτησης άνω οπλισμού στο άνοιγμα 1.

2.

3.

Υπολογίζονται: Βέλη κάμψης Ροπές ανοίγματος και στήριξης Τέμνουσες

y z x y z x

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 1/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ1 → Βέλη κάμψης EPS50 U1 S3 <1> U2 S1 <1> S2 <1> U3 U4 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Μορφή παραμορφωμένου φορέα χωρίς EPS H = 20cm δmax=-0.76mm

Μορφή παραμορφωμένου φορέα με EPS50 H= 7 cm δmax=-1.34mm

y z z x y x

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 2/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ1→ Βέλη κάμψης EPS100 U1 S3 <1> U2 S1 <1> S2 <1> U3 U4 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Μορφή παραμορφωμένου φορέα χωρίς EPS H= 20 cm δmax= -0.76mm

Μορφή παραμορφωμένου φορέα με EPS 100 H= 7 cm δmax= -0.95mm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 3/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ1 → Ροπές ανοίγματος EPS50 U1 U1 S3 <1> U2 U2 S1 <1> S2 <1> S1 <1> U3 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 Χωρίς EPS Max M=5.58 kNm

U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 EPS 50 Max M=0.45 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 4/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ1 → Ροπές ανοίγματος U1 EPS100 U1 S3 <1> U2 U2 S2 <1> S1 <1> S1 <1> U3 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 Χωρίς EPS Max M=5.58 kNm

U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 EPS 100 Max M=0.25 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 5/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ2 → Ροπές στήριξης EPS50 U1 U1 S3 <1> U2 U2 S1 <1> S2 <1> S1 <1> U3 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 Χωρίς EPS Max M=10.86 kNm

U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 EPS 50 Max M=1.61 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 6/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 100.000 kN / m 3 Φ2 → Ροπές στήριξης EPS100 U1 U1 S3 <1> U2 U2 S1 <1> S2 <1> S1 <1> U3 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 Χωρίς EPS Max M=10.86 kNm

U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 EPS 100 Max M=1.22 kNm

y z x y z x

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 7/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Βέλη κάμψης EPS50 U1 U1 U2 S1 <1> U3 U4 U2 S1 <1> U3 U4

Μορφή παραμορφωμένου φορέα χωρίς EPS H = 20cm δmax=-2.36mm

Μορφή παραμορφωμένου φορέα με EPS50 H = 7cm δmax=-1.4mm

y z x y z x

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 8/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Βέλη κάμψης EPS100 U1 U2 S1 <1> U3 U4 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Μορφή παραμορφωμένου φορέα χωρίς EPS H = 20cm δmax=-2.36mm

Μορφή παραμορφωμένου φορέα με EPS100 H = 7cm δmax=-1.36mm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 9/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Φ1 → Ροπές ανοίγματος EPS50 U1 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 Χωρίς EPS Max M=3.8 kNm

S1 <1> U2 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 EPS 50 Max M=0.13 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 10/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Φ1 → Ροπές ανοίγματος EPS100 U1 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 Χωρίς EPS Max M=3.8 kNm

S1 <1> U2 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ1 EPS 100 Max M=-0.01 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 11/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Φ2 → Ροπές στήριξης U1 EPS50 U1 U2 S1 <1> U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 Χωρίς EPS Max M=7.89 kNm

U2 S1 <1> U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 EPS 50 Max M=1.44 kNm

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 12/12

Εσχάρα 5 x 5, πεδιλοδοκοί 0.30 x 1.00, Ks= 10.000 kN / m 3 Φ2 → Ροπές στήριξης U1 EPS100 U1 S1 <1> U2 U3 S1 <1> U2 U3 U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 Χωρίς EPS Max M=7.89 kNm

U4

Διάγραμμα ροπών για Φ2 EPS 100 Max M=1.02 kNm

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΡΟΜΕΤΡΗΣΗΣ

Σκυρόδεμα (m 3 ) Άοπλο Οπλισμένο (C12/15) (C20/25) Χάλυβας(kgr/m 2 ) Άνοιγμα /Στήριξη EPS (m 3 ) 5X5 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΣ 30X100 ΠΛΑΚΑ 20CM

28.56 140.56

ΠΛΑΚΑ 7CM – EPS

3.92 / 7.84

28.56

114.72

2.20 / 4.40

5Χ5 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΣ 25X70 ΠΛΑΚΑ 20CM

27.06

104.46

ΠΛΑΚΑ 7CM – EPS

3.92 / 7.84

27.06

78.06

2.20 / 4.40

4X7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΣ 30X100 ΠΛΑΚΑ 20CM

31.83

156.58

ΠΛΑΚΑ 7CM – EPS

3.92 / 7.84

31.83

127.58

2.20 / 4.40

30.2

4Χ7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΣ 25X70 ΠΛΑΚΑ 20CM

116.31

ΠΛΑΚΑ 7CM – EPS

3.92 / 7.84

30.2

86.7

2.20 / 4.40

139.53

97.33

156.46

109.32

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η θεμελίωση με χρήση γεωαφρού σε σχέση με τις συνήθεις συνθήκες θεμελίωσης επιφέρει:  Μείωση κατά 80% σε οπλισμό ανοίγματος και στήριξης  Μείωση σε οπλισμένο σκυρόδεμα κατά: 19 % ΕΣΧΑΡΑ 5x5,4x7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΙ 30X100 25% ΕΣΧΑΡΑ 5x5,4x7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΙ 25X70 3.

Μείωση στις ροπές της τάξεως 90% 4.

Περισσότερο αποδοτικό το EPS 100 αναφορικά με τη μείωση σε βέλη κάμψης και ροπές