Πλήρης ενσωμάτωση Ευρωκωδίκων στο Fespa

Γραφική αναπαράσταση των κριτηρίων δυστρεψίας και περιορισμού στατικής εκκεντρότητας.

Γιατί να κάνω στατική μελέτη με Ευρωκώδικες;

Ο σχεδιασμός ενός δομήματος με βάση τους Ευρωκώδικες μπορεί να δώσει σαν αποτέλεσμα ένα κτίριο που είναι ασφαλέστερο στους σεισμούς, οικονομικότερο κατά την κατασκευή και λειτουργικότερο στην χρήση απ’ ότι θα πετύχαινε κανένας σχεδιάζοντας το ίδιο κτίριο με βάση τους ελληνικούς κανονισμούς. Τα πλεονεκτήματα αυτά, τα οποία είναι αποτέλεσμα της πληρότητας και της λεπτομέρειας των διατάξεων, επιτεύχθηκαν με την συλλογική εργασία των κορυφαίων επιστημόνων της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

• Ασφαλέστερα δομήματα επιτυγχάνονται, όχι μόνο λόγω του ότι εισάγονται νέοι ή αυστηροποιούνται ορισμένοι έλεγχοι αλλά και επειδή αυξάνεται το επίπεδο των εισαγόμενων σεισμικών δυνάμεων.

• Οικονομικότερα δομήματα. Καθώς στον Ευρωκώδικα κάθε δόμημα αντιμετωπίζεται με τις ιδιαιτερότητές του, πχ κανονικό σε κάτοψη, κανονικό καθ’ ύψος κλπ, δίνεται η ευκαιρία στον προσεκτικό μελετητή προσαρμοζόμενος στις ιδιότητες κάθε κτιρίου να μειώσει αποτελεσματικά τους όγκους σιδήρου και σκυροδέματος που απαιτούνται κατά τον σχεδιασμό του κτιρίου.

• Λειτουργικότερα δομήματα. Ο EC8 δεν επιβάλλει τα υπερβολικά μεγάλα τοιχώματα, 1.5 ή 2m, όπως επέβαλλε ο Ελληνικός κανονισμός σχεδόν σε κάθε οικοδομή αλλά αφήνει στην ευχέρεια του μελετητή να επιλέξει το πλήθος και το μήκος των τοιχωμάτων καθοδηγώντας τον για το είδος και την λεπτομέρεια των ελέγχων που χρειάζονται κάθε φορά ώστε να εξασφαλισθεί η ικανότητα της κατασκευής να ανταπεξέλθει στους αναμενόμενους σεισμικούς κραδασμούς. Αυτό δίνει διέξοδο στο λειτουργικό σχεδιασμό των κτιρίων ώστε να δημιουργούνται εκάστοτε οι απαραίτητες θέσεις γκαράζ και να μην παρεμποδίζονται άλλες λειτουργίες του κτιρίου ή αρχιτεκτονικές απαιτήσεις.

Fespa με Ευρωκώδικες – Χαρακτηριστικά

Γενικά

• Δευτερεύοντα σεισμικά μέλη.
• Αυτόματη παραγωγή συνδυασμών δράσεων για ελέγχους στην Οριακή Κατάσταση αστοχίας και Λειτουργικότητας.
• Βελτίωση εποπτείας και διαχείρισης των φορτίων δοκών και υποστυλωμάτων στην κάτοψη με δυνατότητα μαζικών αλλαγών.
• Δυσμενείς φορτίσεις μεταβλητών φορτίων δοκών ώστε να δυσμενοποιείται η θετική ροπή στο άνοιγμα (EC2-1-1 & EC3-1-1).
• Πλήρης παρουσίαση και τεκμηρίωση των ελέγχων των Ευρωκωδίκων στο τεύχος, ώστε να διευκολύνεται η επιθεώρηση των αποτελεσμάτων από τον μελετητή.

Χαρακτηρισμός μιας δοκού ως δευτερεύουσας γυρίζοντας την τιμή της παραμέτρου “Αυξημένες απαιτήσεις πλαστιμότητας” σε “Δευτερεύον σεισμικό μέλος”

Aυτόματη παραγωγή συνδυασμών δράσεων

Δοκός

• Ανακατανομή ροπών δοκών σε στατικά και σεισμικά φορτία (EC2-1-1 §5.5)

Λαμβάνοντας υπόψη όλους τους περιορισμούς που εισαγάγουν οι έλεγχοι του EC2 & EC8, επιτυγχάνεται συνολικά οικονομικότερη και πιο ομοιόμορφη όπλιση, ενώ ταυτόχρονα ελαχιστοποιείται η πιθανότητα αστοχίας σε κάποιον έλεγχο του κανονισμού.

Διαγράμματα ανακατανομής ροπών δοκού, όπωςεκτυπώνονται στο Τεύχος

Τυπικός κόμβος δοκού – υποστυλώματος

• Έλεγχος συνάφειας οπλισμού δοκών σε κόμβους δοκών – υποστυλωμάτων (EC8-1 §5.6)
• Έλεγχος διάτμησης σε κόμβους δοκών – υποστυλωμάτων (EC8-1 §5.5)
• Έλεγχος τοπικής πλαστιμότητας (EC8-1 §5.4.3 & §5.5.3)
• Έλεγχος περιορισμού τάσεων & ρηγμάτωσης (EC2-1-1 §72 & 7.3)
• Έλεγχος βέλους (EC2-1-1 §7.4)
• Δυνατότητα εφαρμογής κατανεμημένης στρεπτικής ροπής mx και αυτόματη απόδοσής της
  από ελεύθερους προβόλους σε δοκό.
• Όπλιση δοκοσειράς:

Νέος τύπος ράβδου στο άνοιγμα της δοκού – κάτω. Αναλαμβάνει τις θετικές ροπές ανοίγματος και δεν διέρχεται από τις στηρίξεις, ώστε να μη επιβαρύνονται οι ικανοτικοί έλεγχοι κόμβου και διάτμησης.

Βελτιστοποίηση όπλισης ώστε να προσαρμόζεται καλύτερα στους στόχους του μελετητή περιορίζοντας την περίσσια οπλισμού και τη χρήση πρόσθετου οπλισμού στηρίξεων.

Υποστυλώματα – τοιχώματα

• Έλεγχος τοπικής πλαστιμότητας (EC8-1 §5.4.3 & §5.5.3).
• Έλεγχος τοπικών επιδράσεων τοιχοπλήρωσης (EC8-1 §5.9).
• Περιβάλλουσες ροπών και τεμνουσών τοιχωμάτων (EC8-1 §5.4.2 & §5.5.2).
• Βελτίωση αλγορίθμων όπλισης υποστυλωμάτων & τοιχωμάτων ώστε να εξασφαλίζεται ο μέγιστος λόγος απόδοσης προς οικονομία και η κατασκευαστική επάρκεια του μέλους.

Περιβάλλουσα τεμνουσών τοιχώματος όπως τυπώνεται στο Τεύχος μελέτης

Περιβάλλουσα ροπών τοιχώματος όπως τυπώνεται στο Τεύχος μελέτης

Μη γραμμική στατική ανάλυση (pushover) με το Fespa.

Γιατί είναι απαραίτητη η pushover για τον αντισεισμικό σχεδιασμό με τον Eυρωκώδικα 8;

Ο έλεγχος με την pushover έχει δύο στόχους:

• Να προσδιοριστεί ο συντελεστής αu/α1 με ρεαλιστικό τρόπο.
• Να ελεγχθεί η ιεραρχία δημιουργίας των πλαστικών αρθρώσεων με μη γραμμική ανάλυση

Ο συντελεστής εδάφους S ≈ 1.3 του EC8 και η ευκολία με την οποία τα γεωμετρικά κριτήρια χαρακτηρίζουν ένα κτίριο μη κανονικό σε κάτοψη, πράγμα που μειώνει το αu/α1 και τελικά το q, συμβάλλουν στην αύξηση των σεισμικών δυνάμεων. Το γεγονός αυτό οδηγεί σε αυξημένες απαιτήσεις οπλισμού για το κτίριο και σε δυσχέρειες κατά την όπλισή του. Ένας ρεαλιστικός τρόπος μείωσης των σεισμικών δυνάμεων είναι η αύξηση του q μέσω του αu/α1. Ο μελετητής μπορεί να θέσει το αu/α1=1.3~1.5 και κατόπιν να ελέγξει με την PUSHOVER ότι το κτίριο έχει την ικανότητα να επιτύχει την τιμή αυτή.


Τεχνικά χαρακτηριστικά μη γραμμικής στατικής ανάλυσης (pushover) στο Fespa.

• Μεγάλη ταχύτητα υπολογισμού που επιτρέπει πολλαπλές επαναληπτικές επιλύσεις.
• Αυτόματος υπολογισμός όλων των αναγκαίων δεδομένων (π.χ. διαγράμματα ροπών – καμπυλοτήτων) για οποιοδήποτε τύπο διατομής, διαγράμματα ροπών-στροφών χορδής κλπ από τα προγράμματα όπλισης του Fespa και μέσω κλειστών – μη προσεγγιστικών διαδικασιών.
• Επιλογή του βέλτιστου μαθηματικού μοντέλου της αντιστροφής του μητρώου για επιτυχή σύγκλιση.
• Κινηματογραφική εμφάνιση των αποτελεσμάτων μέσω του προγράμματος 3DV.
• Υπολογισμός των διαγραμμάτων Δύναμης Μετακίνησης F-d.
• Ικανότητα ADRS (Acceleration Design Response Spectrum).
• Διαδοχική εμφάνιση των πλαστικών αρθρώσεων στα άκρα δοκών και στύλων για τριγωνική και ορθογωνική κατανομή φόρτισης και για όλες τις διευθύνσεις εφαρμογής της. Ταυτόχρονη ενημέρωση σε κάθε βήμα του διαγράμματος Δύναμης – Μετακίνησης (F-d).
• Εφαρμογή τριγωνικής και ομοιόμορφης κατανομής σεισμικών φορτίων στη στάθμη των διαφραγμάτων καθύψος της κατασκευής για την κάθε κύρια διεύθυνση της και για δύο αντίθετες φορές.
• Δυνατότητα επιλογής του κόμβου ελέγχου ή χρήση του προεπιλεγμένου που βρίσκεται πλησιέστερα στο κέντρο βάρους του διαφράγματος της ανώτατης στάθμης της κατασκευής.
• Δυνατότητα χρήσης της ευνοϊκής επιρροής της περίσφιγξης στην αντοχή του σκυροδέματος σύμφωνα με το μοντέλο του EC8-3.
• Δυνατότητα διάκρισης των μελών της κατασκευής σε κύρια και δευτερεύοντα ανάλογα με την κρίση του μελετητή ως προς τη συμμετοχή τους στην παραλαβή οριζόντιων φορτίων και ευνοϊκότερος έλεγχος των δευτερευόντων μελών.
• Εξαγωγή των διαγραμμάτων αλληλεπίδρασης (για υποστυλώματα) και ροπών-καμπυλοτήτων για δοκούς για κάθε σχήμα διατομής και θλιβόμενης ζώνης μέσω επαναληπτικής διαδικασίας με χρήση της μεθόδου Brendt που συνδυάζει ταχύτητα και ακρίβεια σύγκλισης.
• Προσδιορισμός των γωνιών στροφής-χορδής στη διαρροή και στην οριακή κατάσταση για κάθε διατομή σύμφωνα με κλειστούς τύπους του EC8 που λαμβάνουν υπόψη φαινόμενα που εμφανίζονται σε μέλη από οπλισμένο σκυρόδεμα όπως είναι η ολίσθηση του διαμήκους οπλισμού.
• Υπολογισμός της διατμητικής αντοχής σε κάθε διατομή και ειδοποίηση στην περίπτωση υπέρβασης της σε κάποιο βήμα της ανάλυσης.
• Προσδιορισμός στοχευόμενης μετακίνησης σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8-Παράρτημα Β.
• Δυνατότητα εξαγωγής της καμπύλης αντίστασης της κατασκευής είτε με τη Μέθοδο των Δυνάμεων (σταθερή αύξηση δύναμης) είτε με τη Μέθοδο των Μετακινήσεων (αύξηση της δύναμης με βάση την προβλεπόμενη αύξηση της μετακίνησης).
• Γραφική εποπτεία της σειράς και των θέσεων εμφάνισης πλαστικών αρθρώσεων σε κάθε βήμα της ανάλυσης και προσδιορισμός της υπέρβασης ή όχι των ορίων που προβλέπονται για την κάθε στάθμη επιτελεστικότητας.