Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Γιάννης.

Παρουσίαση με θέμα: "Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Γιάννης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Γιάννης Ψυχάρης Καθηγητής Ε.Μ.Π.

2 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Ομάδα εργασίας ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ – ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ● Γ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής, Γενικός Συντονιστής ● Ι. Ψυχάρης, Καθηγητής ● Χ. Γαντές, Καθηγητής ● Ν. Ψύλλα, Δρ Πολιτικός Μηχανικός ● Ι. Βασιλακοπούλου, Δρ Πολιτικός Μηχανικός ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ – ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ● Α. Κάππος, Καθηγητής ● Α. Σέξτος, Αναπλ. Καθηγητής ● Έ.-Κ. Μυλωνά, Υ.Δ. ● Σ. Παπαδόπουλος, Υ.Δ. ● Σ. Στεφανίδου, Υ.Δ. ● Ολ. Τασκάρη, Υ.Δ.

3 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Συμβατικός σχεδιασμός Θεμελίωση σε ρευστοποιήσιμο έδαφος ● Θεμελίωση με πασσάλους ● Βελτίωση εδάφους προς αποφυγή ρευστοποίησης ● Σε περίπτωση πιθανής ρευστοποίησης: Θεώρηση πολύ χαλαρών ή μηδενικών ελατηρίων εδάφους στις ρευστοποιήσιμες στρώσεις Στραγγιστήρια Δυναμική συμπύκνωση Προβλήματα ● Μεγάλο κόστος ● Σημαντικά σεισμικά φορτία ανωδομής ● Πρακτικά άγνωστη η πραγματική καταπόνηση των πασσάλων

4 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Καινοτόμος σχεδιασμός Βασική ιδέα ● Αντικατάσταση της θεμελίωσης από πασσάλους με επιφανειακή θεμελίωση ● Δημιουργία ικανού πάχους επιφανειακής «κρούστας» από βελτιωμένο, μη ρευστοποιήσιμο έδαφος, για τη διασφάλιση της ικανοποιητικής συμπεριφοράς της θεμελίωσης (Φ.Ι. και καθιζήσεις) και της ανωδομής ● Καμία βελτίωση στο έδαφος κάτω από την κρούστα, αφού πιθανή ρευστοποίηση θα αποτελέσει «φυσική» σεισμική μόνωση της ανωδομής

5 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Καινοτόμος λύση Πλεονεκτήματα ● Σημαντική μείωση του κόστους θεμελίωσης ● Μείωση της σεισμικής έντασης της ανωδομής μέσω της φυσικής σεισμικής μόνωσης λόγω ρευστοποίησηςΜειονεκτήματα ● Παραμένουσες καθιζήσεις / στροφές των βάθρων μετά το σεισμό ● Πιθανή μείωση της σεισμικής ικανότητας της κατασκευής σε μελλοντικούς σεισμούς

6 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Σεισμική δράση σχεδιασμού Απαιτούνται δύο έλεγχοι: A.Σεισμός λειτουργικότητας A.Σεισμός λειτουργικότητας, για τον οποίο δεν συμβαίνει ρευστοποίηση: ♦ Περίοδος επανάληψης 225 χρόνια ♦ Πρακτικά ελαστική συμπεριφορά της γέφυρας (q  1.5) B.Σεισμός οριακής αστοχίας B.Σεισμός οριακής αστοχίας, για τον οποίο συμβαίνει ρευστοποίηση: ♦ Περίοδος επανάληψης 500 χρόνια (για συνήθη σπουδαιότητα) ή 1000 χρόνια (για μεγάλη σπουδαιότητα) ♦ Επιτρέπεται η ελαστοπλαστική συμπεριφορά της γέφυρας ανάλογα με το στατικό σύστημα Γενικώς: S e,Β < S e,Α Α Β

7 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 1 Προδιαστασιολόγηση της γέφυρας ● Αποσκοπεί στον καθορισμό της επιτρεπόμενης καθίζησης των βάθρων με βάση τις αντοχές των φερόντων στοιχείων της κατασκευής και στην εκτίμηση των φορτίων θεμελίωσης για τον καθορισμό των διαστάσεων των πεδίλων και του πάχους της επιφανειακής κρούστας ● Η διαστασιολόγηση γίνεται για τον κλασικό σεισμικό συνδυασμό και για το φάσμα Α του μη-ρευστοποιήσιμου εδάφους που είναι γενικώς δυσμενέστερο ● Η διαστασιολόγηση αυτού του βήματος μπορεί να γίνει με θεώρηση διαφόρων απλοποιητικών παραδοχών, π.χ. θεώρηση πάκτωσης στη βάση των μεσοβάθρων Στο βήμα 5 γίνεται ακριβής διαστασιολόγηση της γέφυρας και, εάν χρειαστεί, γίνεται επανάληψη της διαδικασίας

8 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 2 Υπολογισμός επιτρεπόμενης καθίζησης βάθρων, ρ all 1.Με βάση την εξασφάλιση στατικής επάρκειας της γέφυρας μετά τη δημιουργία καθιζήσεων / στροφών λόγω ρευστοποίησης ♦ Βασικό κριτήριο: αποφυγή δημιουργίας πλαστικών αρθρώσεων σε κρίσιμα μέλη της κατασκευής Π.χ. σε ισοστατικούς φορείς δεν επιτρέπεται η δημιουργία πλαστικής άρθρωσης στη βάση των βάθρων  καθοριστική η στροφή του πεδίλου. ♦ Δευτερεύοντα μέλη, που μπορούν εύκολα να επισκευαστούν ή αντικατασταθούν, επιτρέπεται να πάθουν ζημιές

9 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 2 Μεθοδολογία – Βήμα 2 (συνέχεια) Διαδικασία υπολογισμού της ρ all ● Κατασκευή διαγραμμάτων ροπών – καμπυλοτήτων (Μ – 1/r) των βάθρων  καθορισμός ροπών αντοχής Εξετάζονται οι συνδυασμοί: ♦ ξγ G (G+Δ) “+” γ Ρ Ρ “+” γ Q Q Ν max ♦ G+ξγ G Δ “+” Ρ  Ν min όπου: Δ = συνδυασμένη καθίζηση και στροφή του βάθρου: ♦ Δ = ρ + φ y + 0.3φ x ή ♦ Δ = ρ + φ x + 0.3φ y Οι στροφές θεωρούνται εξαρτημένες από την καθίζηση: ♦ φ x = φ y = 0.05ρ(ρ σε cm, φ σε μοίρες)

10 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 2 Μεθοδολογία – Βήμα 2 (συνέχεια) ρφ x φ y ● Ανελαστικές επιλύσεις της κατασκευής για σταδιακά αυξανόμενη καθίζηση ρ και αντίστοιχες στροφές φ x και φ y στη βάση των βάθρων που θεμελιώνονται σε ρευστοποιήσιμο έδαφος ● Υπολογισμός ελάχιστης καθίζησης ρ min ρ min για την οποία αναπτύσσεται ροπή ίση με τη ροπή αντοχής στο βάθρο ● Επιτρεπόμενη καθίζηση: ρ all = ρ min /(ξγ G ) Για ξ = 0.85, γ G = 1.35  ξγ G = 1.15

11 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 2 Μεθοδολογία – Βήμα 2 (συνέχεια) 2.Με βάση την ικανοποίηση κριτηρίων λειτουργικότητας ♦ Δεν υπάρχουν σαφή όρια ♦ Διαφορετικοί κανονισμοί και ερευνητές δέχονται διαφορετικά όρια επιτρεπτών καθιζήσεων: ▪ Moulton et al. (1984): ρ < 0.005L αν ▪ Japanese method JBDPA 90-91 (Rossetto et al., 2010): κλίση βάθρου ώστε οι βλάβες να είναι μικρές: θ < 0.01 Η κλίση των βάθρων μπορεί να υπολογιστεί από τις αναλύσεις ευαισθησίας της γέφυρας

12 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 3 Διαστασιολόγηση θεμελίωσης 1.Καθορισμός διαστάσεων πεδίλων Για λόγους περιορισμού των μόνιμων καθιζήσεων και στροφών, δεν είναι επιθυμητή η δημιουργία αδρανούς περιοχής στο πέδιλο κατά τη διάρκεια του σεισμού: Επιλογή διαστάσεων BL, έτσι ώστε: e x < L/3 και e y < B/3 2.Καθορισμός διαστάσεων επιφανειακής κρούστας βελτιωμένου εδάφους 2.Καθορισμός διαστάσεων επιφανειακής κρούστας βελτιωμένου εδάφους με βάση: ♦ Την επιτρεπόμενη καθίζηση, ρ all ♦ Τις διαστάσεις του πεδίλου, BL ♦ Τα φορτία που μεταφέρονται στη θεμελίωση Κριτήρια: Μετά τη ρευστοποίηση πρέπει: ♦ Στατικός συντελεστής ασφάλειας FS deg > 1.10 ♦ Απομένουσα καθίζηση ρ tot = ρ st + ρ dyn < ρ all

13 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 4 Καθορισμός ισοδύναμων ελατηρίων ρευστοποιημένου εδάφους για δυναμικές αναλύσεις Στη βάση κάθε βάθρου θεωρείται ισοδύναμο ελατήριο και αποσβεστήρας που υπολογίζονται από: ● τις διαστάσεις του πεδίλου ● τη θεμελιώδη ιδιοπερίοδο της γέφυρας K = k static k 1 (T) C = k static k 2 (T)T/2π όπου k 1 (T), k 2 (T) συντελεστές δυναμικής διόρθωσης σύμφωνα με τα αποτελέσματα των αναλύσεων της Γεωτεχνικής Ομάδας

14 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 5 Τελική διαστασιολόγηση γέφυρας Απαιτούνται δύο αναλύσεις: 1.Σεισμός λειτουργικότητας ♦ Χρησιμοποιείται το φάσμα Α ♦ Χρησιμοποιείται το μοντέλο υπολογισμού με ελατήρια και αποσβεστήρες για έδαφος χωρίς ρευστοποίηση ♦ Πρακτικά ελαστική συμπεριφορά: q  1.5 2.Σεισμός οριακής κατάστασης αστοχίας ♦ Χρησιμοποιείται το φάσμα Β ♦ Χρησιμοποιείται το μοντέλο υπολογισμού με ελατήρια και αποσβεστήρες για έδαφος με ρευστοποίηση ♦ Συντελεστής συμπεριφοράς q ανάλογα με στατικό σύστημα ♦ Λαμβάνονται υπόψη η διαφορετική κίνηση των βάθρων και οι μόνιμες καθιζήσεις / στροφές λόγω της ρευστοποίησης

15 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 5 Μεθοδολογία – Βήμα 5 (συνέχεια) Επίλυση με ρευστοποίηση εδάφους ● Σημαντικά διαφορετική οριζόντια κίνηση στη βάση βάθρων θεμελιωμένων σε έδαφος που ρευστοποιείται (μεσόβαθρα) σε σύγκριση με βάθρα θεμελιωμένα σε έδαφος που δεν ρευστοποιείται (ακρόβαθρα) ● Λαμβάνεται υπόψη με πρόσθετη φόρτιση για επιβαλλόμενες οριζόντιες μετακινήσεις δ (δ x και δ y ) στη βάση των μεσοβάθρων Χρειάζεται εκτίμηση των αναμενόμενων μέγιστων τιμών των διαφορικών μετακινήσεων δ ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του ρευστοποιήσιμου εδάφους (χρειάζεται περαιτέρω έρευνα) ● Οι μέγιστες τιμές των διαφορικών μετακινήσεων δ δεν συμβαίνουν ταυτόχρονα με την ανάπτυξη των μέγιστων αδρανειακών δυνάμεων

16 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 5 Μεθοδολογία – Βήμα 5 (συνέχεια) Επίλυση με ρευστοποίηση εδάφους Επίλυση με ρευστοποίηση εδάφους (συνέχεια) ● Εξετάζονται δύο συνδυασμοί της σεισμικής έντασης Ε (μέγιστα αδρανειακά φορτία), και των επιβαλλόμενων οριζόντιων μετακινήσεων δ (μέγιστες διαφορικές μετακινήσεις βάθρων): ♦ Πλήρη αδρανειακά φορτία και 30% επιβαλλόμενων μετακινήσεων: S = S E 2 + (0.3S δ ) 2 ♦ 30% αδρανειακών φορτίων και μέγιστες επιβαλλόμενες οριζόντιες διαφορικές μετακινήσεις: S = (0.3S E ) 2 + S δ 2 όπου:S E = ±E x ±0.3E y ±0.3E z ή S E = ±0.3E x ±E y ±0.3E z και S δ = ±δ x ±0.3δ y ή S δ = ±0.3δ x ±δ y

17 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 5 Μεθοδολογία – Βήμα 5 (συνέχεια) Επίλυση με ρευστοποίηση εδάφους Επίλυση με ρευστοποίηση εδάφους (συνέχεια) ● Επιπρόσθετα (ως ξεχωριστή φόρτιση) εξετάζεται η καταπόνηση που προκαλούν οι μόνιμες καθιζήσεις / στροφές των βάθρων λόγω της ρευστοποίησης ♦ Καθίζηση ρ = ρ dyn σε κάθε βάθρο, σύμφωνα με τα αποτελέσματα του βήματος 3 ♦ Στροφές φ x = φ y = 0.05ρ dyn ♦ Τυχηματική μόνιμη οριζόντια διαφορική μετακίνηση μεσοβάθρων – ακροβάθρων δ h,res ● Εξετάζονται οι συνδυασμοί: ♦ δ h,res + ρ dyn + φ y + 0.3φ x ♦ δ h,res + ρ dyn + φ x + 0.3φ y

18 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Μεθοδολογία – Βήμα 6 Επιβεβαίωση επιτρεπόμενης καθίζησης Επαναλαμβάνεται το βήμα 2 για τους οπλισμούς των βάθρων που προέκυψαν από το προηγούμενο βήμα: ● Υπολογίζονται τα διαγράμματα ροπών – καμπυλοτήτων για τη μέγιστη και την ελάχιστη αξονική δύναμη και η αντίστοιχη ροπή αντοχής ρ ● Γίνονται ανελαστικές επιλύσεις της κατασκευής για σταδιακά αυξανόμενη καθίζηση ρ στη βάση των βάθρων ρ min ● Υπολογίζεται η ελάχιστη καθίζηση ρ min για την οποία αναπτύσσεται ροπή ίση με τη ροπή αντοχής σε οποιοδήποτε βάθρο ρ all = ρ min /(ξγ G ) ● Υπολογίζεται η ρ all = ρ min /(ξγ G ) ● Ελέγχεται ότι η ρ all είναι μεγαλύτερη από τις προβλεπόμενες καθιζήσεις των βάθρων με βάση τις διαστάσεις των πεδίλων και το πάχος της κρούστας

19 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (προαιρετικό) Σκοπός μεγαλύτερες από αυτές του σχεδιασμού Έλεγχος της απομένουσας αντοχής εάν, μετά το σεισμό και τη ρευστοποίηση, διαπιστωθούν καθιζήσεις μεγαλύτερες από αυτές του σχεδιασμού Μεγαλύτερες καθιζήσεις / στροφές από αυτές του σχεδιασμού μπορούν να δημιουργηθούν λόγω: ● Των πολλών αβεβαιοτήτων στον υπολογισμό των καθιζήσεων λόγω ρευστοποίησης ● Της μεγάλης αβεβαιότητας στον υπολογισμό των στροφών, οι οποίες υπολογίστηκαν από εμπειρικές σχέσεις με μεγάλη διασπορά και βάσει παρατηρήσεων από κλίσεις κτηρίων και όχι βάθρων γεφυρών ● Της πιθανότητας να συμβεί σεισμός μεγαλύτερος από το σεισμό σχεδιασμού

20 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια) Μεθοδολογία ● Έλεγχοι ευαισθησίας με αυξανόμενη τιμή της παραμένουσας καθίζησης που προκάλεσε η ρευστοποίηση, ξεκινώντας από την τιμή σχεδιασμού που λήφθηκε υπόψη στη διαστασιολόγηση, Δ σχ ● Αναλύσεις γίνονται για τις συνδυασμένες καθιζήσεις / στροφές Δ ♦ Δ = ρ + φ y + 0.3φ x ή ♦ Δ = ρ + φ x + 0.3φ y όπου φ x = φ y = 0.05ρ ● Χρησιμοποιούνται μέσες τιμές υλικών και μοναδιαίοι φορτικοί συντελεστές

21 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια) Συνθήκες λειτουργίας ποσοστό δεν προκαλεί ● Για κάθε τιμή συνδυασμένης καθίζησης Δ > Δ σχ και για δυσμενείς φορτίσεις κινητών υπολογίζεται το ποσοστό του φορτίου κυκλοφορίας σχεδιασμού (100%) που δεν προκαλεί υπέρβαση αντοχών σε κανένα στοιχείο Π.χ., εάν ελέγχεται η ροπή στη βάση κάποιου βάθρου, για κάθε τιμή συνδυασμένης καθίζησης Δ υπολογίζεται το ποσοστό του φορτίου κυκλοφορίας που προκαλεί ροπή ίση με τη ροπή αντοχής ● Έλεγχοι γίνονται για όλα τα κρίσιμα στοιχεία (φέροντα και μη- φέροντα), π.χ. βάθρα, φορέας, καλώδια προένταση, αρμοί, και κατασκευάζονται οι αντίστοιχες καμπύλες ● Το επιτρεπόμενο φορτίο κυκλοφορίας για κάθε τιμή Δ προκύπτει από την κατώτερη περιβάλλουσα όλων των καμπυλών

22 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια)

23 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια)

24 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια)

25 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια)

26 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια)

27 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Αποτίμηση απομένουσας αντοχής Αποτίμηση απομένουσας αντοχής (συνέχεια) Μελλοντικοί σεισμοί ● Θεωρούμε ότι δεν είναι πιθανόν να συμβεί σεισμός επιπέδου οριακής αστοχίας (ο οποίος προκάλεσε τη ρευστοποίηση) για δεύτερη φορά στη διάρκεια ζωής της γέφυρας. Επομένως: Οι έλεγχοι γίνονται για το σεισμό λειτουργικότητας (περίοδος επανάληψης 225 έτη) που δεν προκαλεί ρευστοποίηση ποσοστό ● Υπολογίζεται το ποσοστό του σεισμού σχεδιασμού (π.χ. σε όρους εδαφικής επιτάχυνσης) με κριτήριο να μην προκαλείται υπέρβαση αντοχής σε κανένα στοιχείο ● Οι έλεγχοι για κάθε τιμή της συνδυασμένης καθίζησης Δ γίνονται για το 20% του αντίστοιχου ποσοστού των φορτίου κυκλοφορίας που προέκυψε από τον προηγούμενο έλεγχο λειτουργικότητας, αφού αυτό είναι το επιτρεπόμενο φορτίο για την συγκεκριμένη τιμή Δ.

28 Ερευνητικό Πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ-ΕΜΠ: ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΑΘΡΩΝ ΓΕΦΥΡΩΝ ΣΕ ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΣΙΜΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΟΝΩΣΗΣ Η παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο – ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) – Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΘΑΛΗΣ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. Ευχαριστώ για την προσοχή σας !