Transcript Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ

Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ
ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ (Σ.Τ.ΕΦ.)
ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. (ΤΡΙΚΑΛΑ)
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ
ΧΡΗΣΗ Η/Υ
Δημήτριος Ν. Χριστοδούλου
Δρ. Πολιτικός Μηχανικός, M.Sc.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΝΑΦΟΡΙΚΑ ΜΕ ΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΚΑΙ ΤΑ
ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΑ ΤΟΥΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Το κτίριο ως προς τη δομή του απαρτίζεται από τα εξής δομικά στοιχεία:
Φορέας
Πλάκες
Δοκοί
Υποστυλώματα
Τοιχία
Πυρήνες (σύνθετα τοιχία)
Κόμβοι
Θεμελίωση - Κατηγορία εδάφους θεμελίωσης
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
ΤΟ ΚΤΙΡΙΟ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗ ΔΟΜΗ
Φορέας – Σκελετός κτιρίου
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ
Τα βασικά χαρακτηριστικά των επιμέρους δομικών στοιχείων του
κτιρίου είναι:
Υλικό κατασκευής
 Ειδικό βάρος υλικού (ίδια βάρη κατασκευής)
 Αντοχή υλικού (κατηγορία χάλυβα, κατηγορία σκυροδέματος)
 Μέτρο ελαστικότητας / μέτρο διάτμησης υλικού
Διατομές δομικών στοιχείων
 Εμβαδόν διατομής, κέντρο βάρους διατομής
 Γεωμετρία διατομής, ροπές αδράνειας, κεντροβαρικοί και κύριοι
άξονες
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ
Η σύνθεση των επιμέρους δομικών στοιχείων του κτιρίου περιλαμβάνει:
1. Διαμόρφωση κάτοψης
 Κάνναβος κατακόρυφων δομικών στοιχείων (αποστάσεις μεταξύ
των στοιχείων)
 Ύπαρξη ή μη «τυπικού ορόφου»
 Κατανομή κατακόρυφων δομικών στοιχείων στην κάτοψη:
 Θέση πυρήνων, τοιχίων
 Συμμετρία κάτοψης
 Εκκεντρότητες
2. Ύψος κτιρίου
 Κατανομή μάζας καθ’ ύψος του κτιρίου
 Κατανομή δυσκαμψίας καθ’ ύψος του κτιρίου
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ
Η σύνθεση των επιμέρους δομικών στοιχείων του κτιρίου περιλαμβάνει:
3. Υπολογισμός δυναμικών χαρακτηριστικών του κτιρίου
 Βαθμοί ελευθερίας
 Μητρώα μάζας και δυσκαμψίας της κατασκευής
 Ιδιομορφική ανάλυση και υπολογισμός
χαρακτηριστικών της κατασκευής
 Ιδιομορφές ταλάντωσης
 Ιδιοπερίοδοι και ιδιοσυχνότητες ταλάντωσης
των
δυναμικών
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η τελική διαστασιολόγηση και ο έλεγχος επάρκειας των διατομών των
δομικών στοιχείων, περιλαμβάνουν τα εξής στάδια:
1. Υπολογισμός φορτίων (φορτία ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου,
π.χ. κατοικία, κατάστημα, αποθήκη)
 Μόνιμα φορτία
 Κινητά φορτία
 Φορτία σεισμού
 Ανεμοπίεση
2. Συνδυασμός δράσεων (φορτίων) για τη διαστασιολόγηση των
διατομών των δομικών στοιχείων με εφαρμογή συγχρόνως
ικανοτικού σχεδιασμού (αντισεισμικός σχεδιασμός κατασκευών)
3. Όπλιση των δομικών στοιχείων σύμφωνα με το μέγεθος και το
είδος της καταπόνησης που δέχονται:
 Θλίψη - Εφελκυσμός
 Κάμψη (μοναξονική, διαξονική)
 Διάτμηση
 Στρέψη
 Συνδυασμός των ανωτέρω
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ
Φορέας: Φέρων Οργανισμός (Φ.Ο.) Κτιρίου ονομάζεται το τμήμα (σκελετός)
του κτιρίου, το οποίο μεταφέρει άμεσα ή έμμεσα στο έδαφος τα μόνιμα και
τα ωφέλιμα (κινητά) φορτία του κτιρίου, καθώς και τις επιρροές των
δυνάμεων που επενεργούν σε αυτό (π.χ. σεισμός, άνεμος).
Ο φορέας περιλαμβάνει τα εξής δομικά στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος:
Οριζόντια φέροντα στοιχεία
•
•
Πλάκες
Δοκοί
Κατακόρυφα φέροντα στοιχεία
•
•
•
Υποστυλώματα
Τοιχία
Πυρήνες
Φέροντα στοιχεία θεμελίωσης
•
•
•
Πέδιλα - συνδετήριες δοκοί
Πεδιλοδοκοί
Κοιτόστρωση (ενιαία πλάκα θεμελίωσης)
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – Ο ΦΟΡΕΑΣ
Ο σκελετός του κτιρίου πρέπει να έχει την απαιτούμενη αντοχή για
να φέρει με ασφάλεια τα φορτία της βαρύτητας σε όλη τη διάρκεια
ζωής του κτιρίου.
Η λειτουργία του σκελετού στηρίζεται στη λογική της διαδοχικής
καταπόνησης. Τα κατακόρυφα φορτία δηλαδή αναλαμβάνονται από
τις πλάκες, οι οποίες στη συνέχεια τα μεταβιβάζουν στις δοκούς, οι
δοκοί μεταβιβάζουν τα φορτία στις κολόνες, που με τη σειρά τους τα
μεταβιβάζουν στα θεμέλια. Τέλος, τα θεμέλια μεταφέρουν τα φορτία
στο έδαφος.
Οι πλάκες παραλαμβάνουν τα φορτία των δαπέδων κάθε ορόφου.
Αυτά είναι μόνιμα (νεκρά), π.χ. οι επικαλύψεις δαπέδων από
μάρμαρο και κινητά (ή ωφέλιμα), π.χ. τα φορτία των ανθρώπων.
Οι δοκοί παραλαμβάνουν τα φορτία, τα οποία τους μεταφέρουν οι
πλάκες καθώς και τα φορτία των τοίχων που «πατούν» επάνω τους.
Τα υποστυλώματα (κολόνες) παραλαμβάνουν τα φορτία των δοκών
και τα μεταφέρουν στα θεμέλια.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – Ο ΦΟΡΕΑΣ
Τα πέδιλα (θεμέλια) παραλαμβάνουν τα φορτία των υποστυλωμάτων
και τα μεταφέρουν στο έδαφος.
Οι συνδετήριες δοκοί διατηρούν τα πέδιλα στις θέσεις τους όταν η
καταπόνησή τους είναι έντονη, όπως π.χ. στην περίπτωση σεισμού ή
στην περίπτωση καθιζήσεων.
Η χρησιμοποίηση συνεχών πελμάτων και η χρήση δοκών θεμελίωσης
βοηθούν στην ομαλή έδραση του κτιρίου στο έδαφος και στον
περιορισμό των διαφορικών καθιζήσεων που, όταν συμβαίνουν,
δημιουργούν ρηγματώσεις και στην ανωδομή.
Μετά την κατασκευή τους, τα θεμέλια καλύπτονται με χώμα
(μπάζωμα) καθώς και με το δάπεδο του υπογείου και δίνουν την
εντύπωση ότι είναι αδρανή. Στην πραγματικότητα, εργάζονται
συνέχεια και έχουν κρίσιμη επιρροή στη συμπεριφορά του κτιρίου,
ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια του σεισμού.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΦΟΡΕΑΣ
Θεμελίωση κτιρίου
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΦΟΡΕΑΣ
Μεταφορά φορτίων από τις πλάκες
του κτιρίου προς το έδαφος
θεμελίωσης του κτιρίου
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΠΛΑΚΕΣ
Πλάκες: Οι πλάκες είναι επίπεδοι επιφανειακοί φορείς με φόρτιση
κάθετη στο μέσο επίπεδό τους. Η μορφή, το μέγεθος των πλευρών και ο
τρόπος στήριξης των πλακών καθορίζουν τη στατική λειτουργία τους και
επηρεάζουν την κατανομή των εντατικών μεγεθών. Άλλοι παράγοντες
που επηρεάζουν την επίλυση και την κατανομή των εντατικών μεγεθών
είναι π.χ. η στρεπτική και καμπτική δυσκαμψία των δοκών και η
υποχώρηση των στηρίξεων. Η μορφή των πλακών είναι συνήθως
ορθογωνική, σπανιότερα τραπεζοειδής, τριγωνική, κυκλική ή λοξή.
Ανάλογα με το λόγο των πλευρών τους οι πλάκες διακρίνονται σε:
 Πλάκες με λόγο πλευρών μεγαλύτερο του δύο (>2), οι οποίες στατικά
λειτουργούν σε μια διεύθυνση, στη διεύθυνση της μικρότερης
πλευράς.
 Πλάκες με λόγο πλευρών μικρότερο του δυο (<2), οι οποίες στατικά
λειτουργούν και προς τις δυο διευθύνσεις των πλευρών των πλακών.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΠΛΑΚΕΣ
Ανάλογα με τον τρόπο στήριξης μιας πλάκας διακρίνονται
οι παρακάτω κατηγορίες:
 Αμφιέρειστες
Είναι οι πλάκες που στηρίζονται στις δύο, απέναντι, από
τις τέσσερις πλευρές τους.
 Τετραέρειστες
Είναι οι πλάκες που στηρίζονται και στις τέσσερις πλευρές
τους.
 Πρόβολοι
Είναι οι πλάκες που στηρίζονται ακλόνητα σε μία μόνο
από τις τέσσερις πλευρές τους.
 Τριέρειστες
Είναι οι πλάκες που στηρίζονται στις τρεις από τις
τέσσερις πλευρές τους.
 Διέρειστες
Είναι οι πλάκες που στηρίζονται σε δύο παρακείμενες
πλευρές.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΠΛΑΚΕΣ
 Η προαναφερθείσα ταξινόμηση αφορά ορθογωνικές πλάκες και
ισχύει απόλυτα, μόνο όταν οι στηρίξεις σε όλο τους το μήκος είναι
συγκεκριμένες. Το αναγκαίο πάχος πλάκας προκύπτει από την
ανάγκη αντοχής της σε κάμψη και διάτμηση και από την ανάγκη
περιορισμένων βελών κάμψης. Συνήθως καθοριστικός είναι ο
δεύτερος παράγοντας, διότι η ελαστική ευστάθεια μιας πλάκας έχει
σημασία σε όλη την διάρκεια λειτουργίας του έργου και η έλλειψή
της γίνεται αντιληπτή, ακόμα και με το περπάτημα ανθρώπων που
δημιουργεί παλμική κίνηση.
 Ο ασφαλέστερος τύπος στήριξης μιας πλάκας είναι αυτός της
τετραέρειστης και ο πιο ευάλωτος τύπος, είναι αυτός του προβόλου.
Αυτό οφείλεται στο γεγονός πως αν, για οποιοδήποτε λόγο,
εκφυλιστεί μια στήριξη τετραέρειστης πλάκας, αυτή μεταπίπτει σε
τριέρειστη, ενώ στην περίπτωση του προβόλου, ο εκφυλισμός της
μοναδικής του στήριξης συνεπάγεται κατάρρευση.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΔΟΚΟΙ
Δοκοί: Οι δοκοί είναι τα οριζόντια ή κεκλιμένα φέροντα στοιχεία του
σκελετού που συνδέουν τα υποστυλώματα και φέρουν τις πλάκες. Όταν
στις δοκούς στηρίζονται πλάκες, συνεργάζονται με αυτές και έτσι
δημιουργούνται οι πλακοδοκοί. Ανάλογα με τη στάθμη, στην οποία
βρίσκονται οι πλάκες σε σχέση με τη δοκό, δημιουργούνται:
Ορθές δοκοί
Ανεστραμμένες δοκοί
Δοκοί μορφής Ζήτα
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΔΟΚΟΙ
Γενικά, οι δοκοί στηρίζονται πάνω σε υποστυλώματα. Μερικές φορές, όμως,
στηρίζονται στο ένα άκρο τους πάνω σε άλλη δοκό, άλλες φορές στηρίζονται και
στα δύο άκρα τους πάνω σε δοκούς και άλλες φορές η δοκός στηρίζεται μόνο
στο ένα άκρο της επί υποστυλώματος ή δοκού και το άλλο άκρο δεν στηρίζεται
πουθενά. Η δοκός που έχει μόνο μία στήριξη ονομάζεται δοκός εν προβόλω.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΔΟΚΟΙ
 Η στήριξη δοκού επί υποστυλώματος λέγεται άμεση στήριξη ή
κανονική στήριξη και η στήριξη δοκού επί δοκού λέγεται έμμεση
στήριξη.
 Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη δοκός είναι αυτή που στηρίζεται
πάνω σε δύο υποστυλώματα και η πιο σπάνια χρησιμοποιούμενη
δοκός είναι η δοκός σε πρόβολο. Οι έμμεσες στηρίξεις σκόπιμο είναι
να χρησιμοποιούνται σπάνια όταν πραγματικά δεν υπάρχει άλλη
λύση.
 Σε κεκλιμένες στέγες, τόσο οι δοκοί όσο και οι πλάκες έχουν
ανάλογες διατομές και στηρίξεις, αλλά είναι κεκλιμένες.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Κατακόρυφα στοιχεία: Τα κατακόρυφα φέροντα στοιχεία του
σκελετού αναφέρονται πολλές φορές με ένα ενιαίο όνομα ως κολόνες.
Λόγω όμως του διαφορετικού τρόπου λειτουργίας, του διαφορετικού
τρόπου υπολογισμού, αλλά κυρίως του διαφορετικού τρόπου όπλισης,
χωρίζονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες:
Υποστυλώματα
Τοιχία
Σύνθετα τοιχία (πυρήνες)
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Τρισδιάστατη απεικόνιση κατακόρυφων στοιχείων κατοικίας
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ
Υποστυλώματα ονομάζονται τα ορθογωνικά στοιχεία που ο λόγος των πλευρών
τους είναι μικρότερος από τέσσερα (4), π.χ. οι διατομές 400/400, 400/600,
250/900 (οι διαστάσεις είναι σε mm).
Στην κατηγορία των υποστυλωμάτων εντάσσονται και οι κυκλικές διατομές π.χ.
D=500, καθώς και οι τετράπλευρες π.χ. 500/600 με εγγεγραμμένη γωνία 60
μοιρών.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ
Στην κατηγορία των υποστυλωμάτων μπορούν να ενταχθούν και στοιχεία
μορφής γάμα, ταυ, ή ζήτα, που ο λόγος των πλευρών των ορθογωνικών
τμημάτων τους είναι μικρότερος από τέσσερα (4), π.χ. η διατομή γάμα
400/800/250/250, η διατομή ταυ 700/500/250/250, η ζήτα διατομή
600/700/900/250 κ.τ.λ.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΤΟΙΧΙΑ
Τοιχία ονομάζονται τα ορθογωνικά στοιχεία με λόγο πλευρών μεγαλύτερο ή ίσο
του τέσσερα (4), π.χ. οι διατομές 1000/250, 1500/300.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ – ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΟΙΧΙΑ
Σύνθετα τοιχία ονομάζονται τα κατακόρυφα στοιχεία που αποτελούνται από
ένα ή περισσότερα ορθογωνικά στοιχεία και το ένα από αυτά τουλάχιστον είναι
τοιχίο. Με την ευρεία έννοια και δεδομένου ότι στα δύο άκρα ενός τοιχίου
διαμορφώνονται υποστυλώματα, ένα τοιχίο είναι σύνθετο στοιχείο. Π.χ. σύνθετα
τοιχία είναι η γάμα διατομή 1200/1000/250/250, η γάμα διατομή
1200/700/250/250, τα ασανσέρ κ.α.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Υλικά κατασκευής: Οι κατασκευές, ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους,
διακρίνονται σε:
Κατασκευές από Σκυρόδεμα
Κατασκευές από Χάλυβα
Σύμμεικτες Κατασκευές (σκυρόδεμα και χάλυβας)
Ξύλινες Κατασκευές
Κατασκευές από Φέρουσα Τοιχοποιία
Κατασκευές από Αλουμίνιο
Για το σχεδιασμό και τον υπολογισμό μιας κατασκευής, θα πρέπει να
λαμβάνονται υπόψη ορισμένες παράμετροι που σχετίζονται με τη συμπεριφορά
και τις ιδιότητες του υλικού κατασκευής. Αυτές οι παράμετροι είναι:
 Ειδικό βάρος υλικού (ίδια βάρη κατασκευής)
 Ποιότητα υλικού (αντοχή υλικού)
 Μέτρο ελαστικότητας/μέτρο διάτμησης υλικού
Στον Ελληνικό Κανονισμό Ωπλισμένου Σκυροδέματος (ΕΚΩΣ), στα κεφάλαια 2
και 3, δίδονται στοιχεία σχετικά με τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά του
σκυροδέματος και του χάλυβα, αντίστοιχα.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
 Ειδικό βάρος οπλισμένου σκυροδέματος: γC=25 kN/m3
 Χαρακτηριστική αντοχή
Κατηγορίες σκυροδέματος: Η θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος
μετράται στις 28 ημέρες σε κυλινδρικά δοκίμια διαμέτρου 150mm και
ύψους 300mm ή κυβικά δοκίμια ακμής 150mm, σύμφωνα με τις
διατάξεις του Κανονισμού Τεχνολογίας Σκυροδέματος (Κ.Τ.Σ.)
Χαρακτηριστική αντοχή κυλινδρικού δοκιμίου fck ή κυβικού
δοκιμίου fck,cube θεωρείται εκείνη η τιμή αντοχής κάτω της οποίας
υπάρχει 5% πιθανότητα να βρεθεί η τιμή αντοχής ενός τυχαίου
δοκιμίου. Στην πράξη, το σκυρόδεμα θεωρείται ότι ανήκει στην
κατηγορία που προδιαγράφεται στη μελέτη αν τα αποτελέσματα των
δοκιμών συμφωνούν με τα κριτήρια συμμόρφωσης του Κ.Τ.Σ. Η
διαστασιολόγηση πρέπει να βασίζεται σε κατηγορία σκυροδέματος που
αντιστοιχεί σε καθορισμένη τιμή χαρακτηριστικής αντοχής.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
Οι κατηγορίες σκυροδέματος είναι οι ακόλουθες: C12/15, C16/20, C20/25,
C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60, όπου ο πρώτος αριθμός
κάθε κατηγορίας ορίζει τη χαρακτηριστική αντοχή κυλίνδρου (fck) ενώ ο
δεύτερος την χαρακτηριστική αντοχή κύβου (fck,cube) σε MPa, στις 28 ημέρες.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
 Μέση θλιπτική αντοχή σκυροδέματος, fcm: Προκύπτει από τη
χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή μέσω της σχέσης:
fcm= fck + 8 (MPa)
 Μέτρο Ελαστικότητας: Το επιβατικό μέτρο ελαστικότητας Εcm είναι
η κλίση της ευθείας του διαγράμματος τάσεων-παραμορφώσεων (σ-ε)
που οδηγεί στο 40% της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος.
Η μέση τιμή του επιβατικού μέτρου ελαστικότητας Εcm μπορεί να
εκτιμηθεί βάσει της χαρακτηριστικής θλιπτικής αντοχής του
σκυροδέματος. Οι τιμές του παρακάτω πίνακα έχουν προκύψει βάσει
της σχέσης:
Ecm=9.5*(fck+8)1/3
(Ecm σε GPa, fck σε MPa)
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
Επιβατικό μέτρο ελαστικότητας σε GPa
fck
12
16
20
25
30
35
40
45
50
Ecm
26
27,5
29
30,5
32
33,5
35
36
37
Συντελεστής θερμικής διαστολής σκυροδέματος: Λαμβάνεται ίσος
με 10*10-6 / oC .
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
Λόγος Poisson (ν), Μέτρο διάτμησης (G):
Όταν ένα δοκίμιο εφελκύεται στη μια διάσταση, τότε τείνει να γίνει λεπτότερο
στις άλλες δυο διαστάσεις. Ο λόγος του Poisson ορίζεται ως ο λόγος της
εγκάρσιας παραμόρφωσης προς τη διαμήκη παραμόρφωση, δηλαδή:
ν=εε/εδ
•
•
•
v: ο λόγος του Poisson
εε: εγκάρσια παραμόρφωση
εδ: διαμήκης παραμόρφωση
Η παραμόρφωση γενικά ορίζεται ως: ε=dl/L όπου: dl: μεταβολή του μήκους και
L: αρχικό μήκος
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Κατασκευές και δεδομένα για το σκυρόδεμα:
Λόγος Poisson (ν), Μέτρο διάτμησης (G):
Για ισότροπα και ομοιογενή υλικά, οι τρεις ελαστικές σταθερές (μέτρο
ελαστικότητας, μέτρο διάτμησης, λόγος Poisson), συνδέονται μεταξύ τους με την
εξής σχέση:
E=2*G*(1+ν)
όπου:
• E: μέτρο ελαστικότητας υλικού
• G: μέτρο διάτμησης
• ν: λόγος Poisson
Ο λόγος του Poisson, σε ό,τι αφορά το σκυρόδεμα, μπορεί να λάβει μια τιμή
μεταξύ 0 και 0.20. Στην περιοχή ελαστικών παραμορφώσεων, ο λόγος του
Poisson λαμβάνεται ίσος με 0.20, ενώ μπορεί να ληφθεί μηδέν (0) όταν
επιτρέπεται η ρηγμάτωση του εφελκυόμενου σκυροδέματος.
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλίας
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. (Τρίκαλα)
Μάθημα: Εφαρμογές σκυροδέματος με
χρήση Η/Υ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ
Διατομές δομικών στοιχείων:
Οι βασικές παράμετροι μιας διατομής είναι:
Εμβαδόν διατομής (αξονικές θλιπτικές τάσεις)
Γεωμετρία διατομής (ροπές αδράνειας, κάμψη)
Το μέγεθος και η γεωμετρία των διατομών έχουν καθοριστική σημασία
για την ασφάλεια και λειτουργικότητα της κατασκευής. Οι διατομές των
δομικών στοιχείων ποικίλουν και ως προς το μέγεθος και ως προς τη
γεωμετρία και ο μελετητής καλείται να επιλέξει ένα σύνολο διατομών για
τα δομικά στοιχεία της κατασκευής, τα οποία λειτουργώντας
συνεργαζόμενα μεταξύ τους θα δεχθούν τις επιβαλλόμενες στην
κατασκευή καταπονήσεις και θα μεταφέρουν με ασφάλεια τα φορτία της
ανωδομής στο έδαφος θεμελίωσης.