Σύμμικτη κολώνα στο υπόγειο

[Caan]

  Σε ένα μεταλλικό τριωροφάκι κτήριο επιλέγω για διάφορους λόγους να μην το εδράσω στην στάθμη οροφής υπογείου αλλά να κατεβάσω τα μεταλλικά υποστυλώματα μέχρι την στάθμη θεμελίωσής του, τα οποία θα είναι εγκιβωτισμένα στα τοιχεία του (με διαμόρφωση κολώνων ώστε να υπάρχει ανεκτή απόσταση του μεταλλικού στοιχείου από τις παρειές μπετόν και με παράλληλη ενσωμάτωση συνδετήρων+διαμήκους οπλισμού).

  Θεωρώ ότι δεν θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην διαστασιολόγηση των σύμμικτων μελών του υπογείου (EC4) αλλά να προσεγγιστεί ως να ήταν αμιγώς στοιχείο από μπετόν διαμορφώνοντας κατάλληλα την κατασκευαστική λεπτομέρεια προσαρμοσμένη στο δεδομένο ότι υπάρχει και το μεταλλικό στοιχείο μέσα στις μπετονένιες κολώνες.

  Απόψεις...

  Υ.Γ Συντ/στής συμπεριφοράς q=1.5 και οροφή υπογείου με πλάκα Ο.Σ
 

[Athan]

Συμφωνώ με τη λογική σου!

Το έχω συναντήσει και παλαιότερα σε μεγάλο έργο (Εγκαταστάσεις θεάτρου)

[Αλέξανδρος]

Το κτίριό σου είναι τώρα τετραώροφο. Προσωπικά πιστεύω πως πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή σε αυτά τα υποστυλώματα αφού ουσιαστικά είναι η περιοχή που δέχεται όλη την τέμνουσα.

 

Τα παραπάνω ισχύουν αντιλαμβανόμενος πως οι πλάκες στο επίπεδο του ισογείου δεν είναι σε επαφή με τα περιμετρικά τοιχία υπογείου.

[Caan]

 Ευχαριστώ για τις απαντήσεις. Αλέξανδρε δεν είμαι σίγουρος αν κατάλαβα καλά αυτό που είπες (όπως και αντίστροφα: αν έγινε κατανοητό αυτό που εννοούσα...).

 

  Δεν αναφέρθηκα στην προσομοίωση του κτηρίου αλλά μόνο στην διαστασιολόγηση των "σύμμικτων" μελών των υπογείου, δηλ. στα εγκιβωτισμένα στα τοιχεία του υπογείου μεταλλικά υποστυλώματα. Κατά τα άλλα, το κτήριο είναι 3-ώροφο με υπόγειο (το 4-ώροφο δεν το κατάλαβα), δεν ξέρω αν νόμισες ότι τα μεταλλικά υποστυλώματα κατεβαίνουν ελεύθερα στο υπόγειο (αυτό θα δικαιολογούσε και το άλλο που έγραψες ότι: "Τα παραπάνω ισχύουν αντιλαμβανόμενος πως οι πλάκες στο επίπεδο του ισογείου δεν είναι σε επαφή με τα περιμετρικά τοιχεία του υπογείου" γιατί αλλιώς ούτε αυτό καταλαβαίνω).

  Τα μεταλλικά υποστυλώματα του υπογείου είναι ενσωματωμένα στα τοιχεία του υπογείου.

 

  Επ' αυτού θα ήθελα γνώμες, κατά πόσο δηλαδή η διαστασιολόγηση των συμμίκτων μελών του υπογείου είναι σκόπιμο να γίνει κατά ΕC4 ή απλά να αντιμετωπιστούν σαν μπετονένια με κατάλληλη κατασκευαστική διαμόρφωση. Π.χ είναι σκόπιμο να υπολογισθούν βλήτρα κατά μήκος των (εγκιβωτισμένων) μεταλλικών στοιχείων? (άσχετα που κατασκευαστικά θα μπουν και μερικά βλήτρα, το θέμα είναι αν χρειάζεται να υπολογισθούν αναλυτικά).  

 

  Ευχαριστώ.

Edited Δεκέμβριος 6 , 2013 by Caan

[Γιάννης]

Καθαρά διαισθητικά:

Γνώμη μου είναι πως πρόβλημα για τα μεταλλικά υποστυλώματα δεν υπάρχει αν μελετήσεις την βάση υποστυλώματος έτσι ακριβώς (δηλαδή με διατμητικό στοιχείο το οποίο φυσικά, εσύ θα το κατεβάσεις πιο κάτω). Τώρα για τα τοιχεία τι έχεις? Έχεις περιμετρικό τοιχείο υπογείου το οποίο αντί για μπετό C20/25 σε μερικά σημεία έχει χάλυβα S235. Δεν νομίζω ότι υπάρχει πρόβλημα...

 

Το μόνο πρόβλημα και το οποίο θα πρέπει να προσέξεις είναι το θέμα συνάφειας των δύο διατομών μεταξύ τους. Υπάρχει φόβος νομίζω, να σου τινάξει το περιμετρικό τοιχείο στον αέρα αν δεν το κατασκευάσεις σωστά.

Εκεί, παίζουν τα βλήτρα που λες, παίζει ισχυρός οπλισμός περίσφιξης στα υποστυλώματα που θα εγκιβωτίζουν τα μεταλλικά στοιχεία και πρέπει να ελέγξεις την συνολική οριζόντια παραμόρφωση του φορέα λόγω σεισμού ή ανέμου. 

 

Θα ήθελα όμως να ακούσω και άλλες γνώμες και ιδίως ανθρώπων που το έχουν κατασκευάσει και δει πως δουλεύει στην πράξη, γιατί εγώ δεν το έχω κάνει ποτέ...

[SemiRigid]

Caan μπορείς να αμελήσεις την αντοχή της διατομής σαν σύμμικτη και να το θεωρήσεις αμιγώς απο σκυρόδεμα. Καλό είναι να εστιάσεις στα εξής.

 

1) Αν στο λογισμικό σου τα βάλεις σαν απλα υποστυλώματα τότε θα σου βγάλουν λόγω περίσφιγξης τόσους συνδετήρες που λόγω της ύπαρξης της μεταλλικής διατομής δεν θα είναι κατασκευαστικά εφικτό. Αν εναλλακτικά κάνεις επίλυση κατά EC8σαν στοιχείο υπογείου τότε θα μπορείς να κάνεις ελέγχους για χαμηλή πλαστιμότητα και τα πράγματα θα βγουν ελαφρώς καλύτερα. Παρόλα αυτά θα έχεις πιθανόν το ίδιο πρόβλημα!

 

2) Πρέπει να ελέγξεις την διατμητική συνάφεια σκυροδέματος διατομής χάλυβα. Δες σελ 310 του Βάγια για  διατμητικές συνδέσεις σιδηροδοκού-σκυροδέματος. Πιθανόν να σου προκύψουν διατμητικοί ήλοι. Αυτό είναι ανεξάρτητο της αντοχής της διατομής και αφορά και την ασφαλή μεταφορά των δυνάμεων από την αρχικά μεταλλική διατομή στο σκυρόδεμα.

 

Εν κατακλείδι η λύση είναι να επιλύσεις με EC4 --> Δεν αμελείς την σύμμικτη λειτουργία --> Υπολογίζει το διάγραμμα αλληλεπίδρασης Μ-Ν --> Αμελείς του ελέγχους λυγισμού κατα EC4 αφού έχεις περιμετρικά τοιχώματα υπογείου --> Υπολογίζεις τυχόν διατμητικούς ήλους και εφαρμόζεις τα κατασκευαστικά κριτήρια του EC4 περί ελάχιστων ποσοστών οπλισμού αποστάσεις κλπ.

Το διάγραμμα αλληλεπίδρασης μπορείς να το υπολογίσεις σχετικά εύκολα αν από ένα section designer τύπου SAP2000, section wizard ή κάτι παρόμοιο. Εναλλακτικά προτείνω το πρόγραμμα της CTICM που είναι δωρεάν και σου υπολογίζει και τα κατασκευαστικά κριτήρια εκτός απο αντοχές! Για την διάτμηση μπορείς να κάνεις εύκολα και με το χέρι ένα υπολογισμό από την περιβάλλουσα.

Edited Δεκέμβριος 6 , 2013 by SemiRigid

[Caan]

 Ευχαριστώ για τις απαντήσεις.

 Να διευκρινίσω καταρχήν ότι η διατομή του μεταλλικού υποστυλώματος είναι ΗΕΑ οπότε πρόκειται για πλήρως εγκιβωτισμένη χαλύβδινη διατομή (αυτό επειδή υπάρχουν διάφορες περιπτώσεις σύμμικτων κολώνων).

 Η κατασκευή όπως είχα πει θα επιλυθεί με q=1.5 και με δεδομένο ότι αναφερόμαστε στο υπόγειο και μάλιστα τα «επίμαχα» μέλη περιβάλλονται από τοιχεία Ο.Σ, δεν θα προκύψουν ιδιαίτερες απαιτήσεις πλαστιμότητας, δηλ. απαιτήσεις περίσφιγξης που θα οδηγήσουν σε πυκνούς συνδετήρες, όπως επίσης και ο έλεγχος σε διάτμηση πάλι εκ των πραγμάτων δεν αναμένεται να βγάλει πολλούς συνδετήρες (αν συνεκτιμηθεί και το γεγονός ότι μεγάλο μέρος της διάτμησης παραλαμβάνεται από το μεταλλικό στοιχείο).

 Βλήτρα - διατμ. σύνδεσμοι (στον κορμό του ΗΕΑ) προκύπτουν από τον έλεγχο της διαμήκους διατμητικής έντασης και κυρίως λόγω του τρόπου εισαγωγής συγκεντρωμένων φορτίων και τοποθετούνται μέχρι ύψους τέτοιου που να καταστεί το μέλος πλήρως σύμμικτο. Εδώ πάλι, η οροφή του υπογείου είναι από Ο.Σ (με μπετονένια δοκάρια) οπότε ουσιαστικά τα («συγκεντρωμένα») φορτία οροφής υπογείου μεταβιβάζονται διαφορετικά και όχι ως να ήταν από συντρέχον δοκάρι μεταλλικό ή σύμμικτο όπου η σύνδεσή του θα ήταν απευθείας με το μεταλλικό υποστύλωμα (άλλωστε στην §6.7(3) του EC4, δηλαδή στην εισαγωγή του κεφαλαίου που αναφέρεται στα σύμμικτα υποστυλώματα, λέει ότι ό,τι περιγράφεται στο κεφάλαιο αναφέρεται στην περίπτωση που τα υπόλοιπα μέλη είναι είτε αμιγώς χαλύβδινα είτε σύμμικτα). Η διαμήκης διατμητική ένταση λόγω της «συμβατικής» διάτμησης του μέλους (διαμήκης = εγκάρσια τέμνουσα) δεν αναμένεται να είναι τόση ώστε να απαιτήσει την τοποθέτηση βλήτρων.

 Επίσης, το μέγεθος “δ” (λόγος συμμετοχής χάλυβα) πιθανότατα να βγει πολύ μικρό επειδή στην σχέση του Npl,Rd η επιφάνεια του Ac είναι μεγάλη με το σκεπτικό ότι θα συμπεριλαμβάνει το ενεργό πλάτος λόγω των συνεργαζόμενων τοιχωμάτων υπογείου (πόσο θα είναι το πλάτος αυτό..?), οπότε ίσως θα είμαστε εκτός ορίων εφαρμογής του EC4…