Έλεγχος δοκών με αντισεισμικές απαιτήσεις, σε διάτμηση
Η διαδικασία υπολογισμού της αντοχής της δοκού σε τέμνουσα είναι ίδια με αυτή χωρίς απαιτήσεις αντισεισμικότητας. Αυτό όμως που αλλάζει τελείως είναι ο υπολογισμός των τεμνουσών σχεδιασμού.
Στις δοκούς με απαιτήσεις αντισεισμικότητας η αντοχή σε τέμνουσα είναι καθοριστική επειδή η πιθανή αστοχία σε τέμνουσα είναι ψαθυρή και αν συμβεί ψαθυρή αστοχία στο σκελετό καταλύεται η αρχή της πλαστιμότητας και ως εκ τούτου δεν ισχύει πλέον η λογική του συντελεστή συμπεριφοράς q.
Επομένως οι τέμνουσες σχεδιασμού θα πρέπει ή να υπολογιστούν σε κατάσταση ελαστικότητας, δηλαδή με θεώρηση συντελεστή q=1.0, ή λαμβάνοντας τον συντελεστή qμε την τιμή του (που συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 3.0 και 4.50) αλλά υπολογίζοντας τις μεγαλύτερες τέμνουσες που μπορεί να εμφανιστούν στη κατασκευή. Ο υπολογισμός αυτός γίνεται με βάση τη λογική του Ικανοτικού Σχεδιασμού σε Κάμψη (βλέπε §7.2) και του Ικανοτικού Σχεδιασμού σε τέμνουσα.
Κατά τη διάρκεια του οριακού σεισμού, αυτού που δίνει την εξάντληση της ικανοτικής αντοχής του συστήματος της δοκού και των άλλων δομικών στοιχείων που συντρέχουν στα δύο άκρα της, η λειτουργία της δοκού (δες και Α’ τόμο §1.4.2) στις δύο διευθύνσεις του σεισμού έχει την παρακάτω μορφή:
ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ
ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ ΦΟΡΕΑ ΣΕ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ ΚΛΙΜΑΚΑ
Εικόνα 4-7: Η παραμόρφωση της δοκού για σεισμό κατά +x
Εικόνα 4-8: Η παραμόρφωση της δοκού για σεισμό κατά -x
Μία δοκός με απαιτήσεις αντισεισμικότητας έχει τα χαρακτηριστικά σημεία aκαι bπου έχουν και οι απλές δοκοί και επιπλέον το σημείο cστο άκρο της κρίσιμης περιοχής. Οι τέμνουσες στο σημείο cκαι ανάλογα στο σημείο c’, χρειάζονται για να καθορίσουν την ανάγκη εγκάρσιου οπλισμού στο ενδιάμεσο τμήμα της δοκού cc’.
Εικόνα 4-9: Έλεγχος αντισεισμικής δοκού σε τέμνουσαΚρίσιμη περιοχή: για ΚΠΜ lcr=hw και για ΚΠΥ lcr=1.5hw
Το διάγραμμα τεμνουσών δυνάμεων σε μία δοκό που έχει αντισεισμικές απαιτήσεις προκύπτει από την περιβάλλουσα 2 διαγραμμάτων:
1. Με τέμνουσες σχεδιασμού [VA] που προκύπτουν από το μέγιστο φορτίο βαρύτητας wmax=γgG+γqQ
Εικόνα 4-10: Διάγραμμα τεμνουσών δυνάμεων από φορτία βαρύτητας
2. Με τις τέμνουσες σχεδιασμού λόγω σεισμού που προκύπτουν από την διαφορική περιβάλλουσα των δύο παρακάτω οριακών σεισμικών καταστάσεων:
a. Η περιβάλλουσα [Vw+MR]των δύο Ικανοτικών τεμνουσών που προκύπτουν από τις δράσεις προς τις δύο κατευθύνσεις στην περίπτωση εκείνου του ισχυρού σεισμού, ο οποίος θα εξαντλήσει τις καμπτικές αντοχές MRdτων στοιχείων στην περιοχή των κόμβων (βλέπε §7.3.1) με την παρουσία του φορτίου βαρύτητας wE=g+ψ2q που είναι το πιθανότερο φορτίο να εξασκείται τη στιγμή του οριακού σεισμού.
Εικόνα 4-11: Περιβάλλουσα των δύο Ικανοτικών τεμνουσών
b. Η περιβάλλουσα [Vw+qE]των τεμνουσών που προκύπτουν με το πιθανότερο φορτίο βαρύτητας wE=g+ψ2q και τις τέμνουσες όλων των σεισμικών συνδυασμών πολλαπλασιασμένων επί τον συντελεστή σεισμικής συμπεριφοράς q
Εικόνα 4-12: Περιβάλλουσα τεμνουσών όλων των σεισμικών συνδυασμών επί q
Το αποτέλεσμα των τριών διαγραμμάτων (Εικόνα 4-10, Εικόνα 4-11, Εικόνα 4-12) είναι η περιβάλλουσα [VEd]=[VA]+min([Vw+MR],[Vw+qE])] που έχει τη μορφή στην Εικόνα 4-13:
Εικόνα 4-13: Περιβάλλουσα διαγραμμάτων τεμνουσών δυνάμεων
Παρατηρήσεις:
Τα φορτία wE = g + ψ2q είναι κατά κανόνα μικρότερα από το 50% των φορτίων wmax = γgG + γqQ, γι’ αυτό και η ένταση λόγω σεισμού που οφείλεται σε επικόμβια φορτία είναι καθοριστική για την εναλλαγή του προσήμου των δοκών. Η εναλλαγή αυτή είναι ιδιαίτερα επιβαρυντική για τις δοκούς και γι’ αυτό σε περίπτωση ΚΠΥ (βλέπε στην επόμενη παράγραφο) επιβάλλεται επιπλέον ειδικός έλεγχος.
Σε χαμηλά κτίρια, σε περιοχές ήπιας σεισμικής επιβάρυνσης και σε δοκούς με μεγάλα ανοίγματα και ισχυρά φορτία βαρύτητας είναι πιθανό η ισχυρότερη τέμνουσα σε μία στήριξη να προκύψει από τη περιβάλλουσα [VA]. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, κατά κανόνα, η ισχυρότερη τέμνουσα προκύπτει από της τέμνουσες λόγω σεισμού.
Στις περιπτώσεις υποστυλωμάτων με συνήθεις διαστάσεις, οι τέμνουσες σχεδιασμού προκύπτουν από τον Ικανοτικό Σχεδιασμό ενώ στις περιπτώσεις τοιχίων ή πολύ ισχυρών υποστυλωμάτων, από την μεγέθυνση των σεισμικών τεμνουσών κατά q.
ΔΟΚΟΙ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑΣ ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑΣ ΥΨΗΛΗΣ (ΚΠΥ)
Η έντονη αλλαγή προσήμου στις δοκούς είναι ιδιαίτερα επιβαρυντική για μία δοκό και γι’ αυτό, στη περίπτωση ΚΠΥ, επιβάλλονται οι παρακάτω έλεγχοι [EC8,§5.5.3.1.2]:
Υπολογίζεται ο δυσμενέστερος λόγος ζ = V’Ed / VEdστις δύο παρειές aκαι a’ της δοκού:
Εάν ζ ≥ -0.5 ο έλεγχος γίνεται κατά τα προηγούμενα
Εάν ζ < -0.5 υπολογίζεται η οριακή τέμνουσα VE,lim = (2 + ζ) fctd bw dόπου fctd = αct fctk,0,05 / γC