ΡΑΦ - Σύμμεικτα Κτήρια

Τα «Σύμμεικτα Κτήρια» αποτελούν την υπομονάδα του ΡΑΦ, η οποία περιλαμβάνει τους πλήρεις ελέγχους αντοχής των μελών ενός κτηρίου, με σύμμεικτες διατομές δομικού χάλυβα σε συνεργασία με οπλισμένο σκυρόδεμα, σύμφωνα με τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 4-1 και του Ευρωκώδικα 8-1. Η υπομονάδα υποστηρίζει πλήρως τους ελέγχους των αντοχών των διατομών κατά μήκος των μελών καθώς και τους ελέγχους των κατακόρυφων μελών έναντι καμπτικού λυγισμού. Οι δυνατότητες του προγράμματος παρουσιάζονται αναλυτικά στη συνέχεια.

Σχετιζόμενα:

ΡΑΦ (Κύρια Εφαρμογή)

Περισσότερες πληροφορίες για τα σύμμεικτα κτήρια στο ΡΑΦ, μπορείτε να δείτε στο εγχειρίδιο της υπομονάδας «Σύμμεικτα Κτήρια»

Προσομοίωση σύμμεικτου κτηρίου στο ΡΑΦ, με χρήση σύμμεικτων πλακών, σύμμεικτων υποστυλωμάτων, σύμμεικτων τοιχωμάτων και σύμμεικτων δοκών.

Το ΡΑΦ προσφέρει τη δυνατότητα εισαγωγής και υπολογισμού σύμμεικτων δομικών μελών όπως: σύμμεικτες πλάκ ες, σύμμεικτες δοκούς, σύμμεικτα υποστυλώματα και σύμμεικτα τοιχώματα. Οι δυνατότητες και τα πλεονεκτήματα των σύμμεικτων μελών, παρουσιάζονται αναλυτικά στις επόμενες ενότητες.
α) Σύμμεικτες Πλάκες Οι σύμμεικτες πλάκες αποτελούνται από ειδικά χαλυβδόφυλλα ψυχρής έλασης κι επιτόπου έγχυτο σκυρόδεμα, όπου στην μηχανική λειτουργία των πλακών συνεισφέρουν και οι διατομές των χαλυβδόφυλλων. Οι σύμμεικτες πλάκες πλεονεκτούν έναντι των συνήθων ολόσωμων πλακών στα εξής: Αποφεύγεται η χρήση ξυλοτύπων, καθώς τα χαλυβδόφυλλα λειτουργούν σαν τύπος για το έγχυτο σκυρόδεμα. Αυξάνεται η ταχύτητα κατασκευής. Επιτυγχάνονται ανοίγματα με χαμηλότερο στατικό ύψος σε σχέση με τις ολόσωμες πλάκες. Χαμηλότερο ίδιο βάρος έναντι των αντίστοιχων ολόσωμων πλακών. Σύμμεικτη πλάκα αποτελούμενη από χαλυβδόφυλλα και οπλισμένο σκυρόδεμα.
β) Σύμμεικτες Δοκοί Οι σύμμεικτες δοκοί αποτελούνται από μεταλλικές δοκούς, όπου στο άνω πέλμα φέρουν πλάκες σκυροδέματος και συνδέονται με αυτές μέσω διατμητικών ήλων. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνονται εντυπωσιακά ανοίγματα δοκών, με σχετικά χαμηλό ύψος κρέμασης των μεταλλικών δοκών. Η μόρφωση των σύμμεικτων δοκών στο ΡΑΦ μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο τρόπους: Αυτόματα, με απλή εντολή μετατροπής των μεταλλικών δοκών στήριξης των πλακών σε σύμμεικτες, λαμβάνοντας υπόψη τις διαστάσεις και το είδος των πλακών. Αρχική διαμόρφωση και απευθείας τοποθέτηση των σύμμεικτων δοκών στο προσομοίωμα. Οι σύμμεικτες δοκοί μπορούν να δημιουργούνται είτε χωρίς εγκιβωτισμό με ολόσωμη ή σύμμεικτη συνεργαζόμενη πλάκα, είτε με μερικό εγκιβωτισμό και ολόσωμη ή σύμμεικτη πλάκα. Κατά τη διαμόρφωση μιας σύμμεικτης δοκού με μερικώς εγκιβωτισμένο κορμό της μεταλλικής δοκού, συνυπολογίζεται στην καμπτική αντοχή και ο διαμήκης οπλισμός. Σύμμεικτη δοκός χωρίς εγκιβωτισμό με σύμμεικτη συνεργαζόμενη πλάκα. Σύμμεικτη δοκός με μερικό εγκιβωτισμό με σύμμεικτη συνεργαζόμενη πλάκα Οι διατμητικοί ήλοι που συνδέουν τα δύο υλικά τοποθετούνται με απλό κι εύκολο τρόπο στο άνω πέλμα ή και στον κορμό των δοκών. Επιπλέον, προσφέρεται η δυνατότητα τοποθέτησης οπλισμού στην πλάκα όπως επιθυμεί ο μηχανικός. Το συνεργαζόμενο πλάτος των σύμμεικτων πλακοδοκών υπολογίζεται αυτόματα από το ΡΑΦ με επιλογή υπολογισμού του σύμφωνα με τις διατάξεις είτε του ΕΚ-8.1, είτε του ΕΚ-4. Διάλογος τοποθέτησης ήλων διάτμησης σε σύμμεικτα μέλη στο ΡΑΦ.
γ) Σύμμεικτα Υποστυλώματα Τα σύμμεικτα υποστυλώματα αποτελούνται είτε από διατομές δομικού χάλυβα, μερικώς ή πλήρως εγκιβωτισμένες σε σκυρόδεμα, είτε από κοιλοδοκούς πληρωμένες με σκυρόδεμα. Τα σύμμεικτα υποστυλώματα πλεονεκτούν έναντι των συνήθων μεταλλικών ή υποστυλωμάτων οπλισμένου σκυροδέματος στα εξής: Παρουσιάζουν αυξημένη αντοχή με δεδομένες γεωμετρικές διαστάσεις. Αυξημένη δυσκαμψία με συνέπεια μεγαλύτερη επιτρεπόμενη λυγηρότητα. Υψηλή πλαστιμότητα, με συνέπεια αυξημένη καταλληλότητα κατά την αντισεισμική ανάλυση κτηρίων. Σύμμεικτο υποστύλωμα με μερικό εγκιβωτισμό σε σκυρόδεμα. Σύμμεικτο υποστύλωμα με κοιλοδοκό και διατομή IPE. Κυκλικό σύμμεικτο υποστύλωμα με κοιλοδοκό και διατομή IPE. Τα σύμμεικτα υποστυλώματα δημιουργούνται εύκολα μέσω παραθύρων διαλόγου, όπου επιτρέπεται η διαμόρφωση απεριόριστων εναλλακτικών διατάξεων οπλισμού σύμφωνα με τις επιθυμίες του χρήστη. Επίσης, οι διατμητικοί ήλοι τοποθετούνται με απλό κι εύκολο τρόπο στα πέλματα ή στον κορμό των σιδηροδοκών. Στο ΡΑΦ, ο έλεγχος σε διαξονική κάμψη με ορθή δύναμη τυχούσας διατομής υποστυλώματος έχει εφαρμογή και κατά την τοποθέτηση μεταλλικών σιδηροδοκών. Έτσι, υπολογίζεται ο πλήρης χώρος αντοχής κάθε σύμμεικτου υποστυλώματος, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τα μεταλλικά μέλη όσο και τις ράβδους οπλισμού των διατομών. Με την προσθήκη κατάλληλων ράβδων οπλισμού, ένα σύμμεικτο υποστύλωμα με σιδηροδοκό τύπου Ι ή Η μπορεί να αποκτήσει ίση αντοχή και στις δύο διευθύνσεις των τοπικών αξόνων του. Χώρος αντοχής σύμμεικτου υποστυλώματος. Έλεγχος σε διαξονική κάμψη διατομής σύμμεικτου υποστυλώματος.
δ) Σύμμεικτα Τοιχώματα Τα σύμμεικτα τοιχώματα αποτελούνται από τοιχώματα οπλισμένου σκυροδέματος με ακραίες περιοχές από διατομές δομικού χάλυβα. Τα σύμμεικτα τοιχώματα, όπως και τα σύμμεικτα υποστυλώματα, πλεονεκτούν έναντι των συνήθων μεταλλικών ή τοιχωμάτων οπλισμένου σκυροδέματος στα εξής: Αυξημένη αντοχή με δεδομένες γεωμετρικές διαστάσεις. Αυξημένη δυσκαμψία με συνέπεια μεγαλύτερη επιτρεπόμενη λυγηρότητα. Υψηλή πλαστιμότητα, με συνέπεια αυξημένη καταλληλότητα κατά την αντισεισμική ανάλυση κτηρίων. Τα σύμμεικτα τοιχώματα δημιουργούνται εύκολα μέσω παραθύρων διαλόγου, με απλή κι εύκολη τοποθέτηση ήλων στα πέλματα ή/και στον κορμό των σιδηροδοκών των ακραίων υποστυλωμάτων. Η διαμόρφωση των ακραίων κρυφών υποστυλωμάτων των τοιχωμάτων, με συνδυασμό διατομών δομικού χάλυβα και ράβδων οπλισμού καθώς και η συμμετοχή των σύμμεικτων τοιχωμάτων στην αντισεισμική ανάλυση, γίνεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές του ΕΚ-8.1. Σύμμεικτο τοίχωμα με μερικό εγκιβωτισμό σε σκυρόδεμα. Σύμμεικτο τοίχωμα με πλήρη εγκιβωτισμό σε σκυρόδεμα. Διαμόρφωση διάταξης όπλισης σύμμεικτου τοιχώματος με πλήρως εγκιβωτισμένες σιδηροδοκούς στα ακραία κρυφά υποστυλώματα. Χώρος αντοχής σύμμεικτου τοιχώματος.

Με βάση την ανάλυση που έχει προηγηθεί, η υπομονάδα «Σύμμεικτα Κτήρια» υπολογίζει τους συντελεστές εξάντλησης (CR) για όλους τους απαιτούμενους ελέγχους του ΕΚ-4.1 και του ΕΚ-8.1. Αυτοί οι έλεγχοι περιλαμβάνουν τους ελέγχους αντοχής των διατομών κατά μήκος των μελών, καθώς και τους ελέγχους των κατακόρυφων μελών έναντι καμπτικού λυγισμού. Ακολουθούν αναλυτικά οι έλεγχοι για κάθε κατηγορία στοιχείων. Ανάλυση κι έλεγχος επάρκειας σύμμεικτου κτηρίου με ταυτόχρονη εμφάνιση των πινάκων, των κειμένων των αποτελεσμάτων και των γραφημάτων.
α) Σύμμεικτες Πλάκες Έλεγχος καμπτικής αντοχής των σύμμεικτων πλακών, με τα χαλυβδόφυλλα να αναλαμβάνουν εφελκυστικές τάσεις με τη μορφή οπλισμού. Έλεγχος διαμήκους διάτμησης, σύμφωνα με τη μέθοδο των συντελεστών m-k. Έλεγχοι κατά την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας των σύμμεικτων πλακών, και συγκεκριμένα έλεγχος ρηγμάτωσης για την αποφυγή ρηγματώσεων στην επιφάνεια των πλακών κι έλεγχος παραμορφώσεων.
β) Σύμμεικτες Δοκοί Έλεγχος καμπτικής αντοχής των σύμμεικτων δοκών, σε συνάρτηση με το βαθμό διατμητικής σύνδεσης της σύμμεικτης δράσης. Έλεγχος εγκάρσιας διατμητικής αντοχής, με παραλαβή εξολοκλήρου από τον κορμό της σιδηροδοκού. Έλεγχος διαμήκους διάτμησης με τοποθέτηση και έλεγχο διατμητικών ήλων και μεταβλητό βαθμό διατμητικής σύνδεσης. Έλεγχος ρηγματώσεων κατά την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας των σύμμεικτων δοκών Έλεγχος παραμορφώσεων κατά την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας.
γ) Σύμμεικτα Υποστυλώματα Έλεγχος σε διαξονική κάμψη με ορθή δύναμη, λαμβάνοντας υπόψη τον συνδυασμό του σκυροδέματος και των ράβδων οπλισμού στη σύμμεικτη δράση των σιδηροδοκών. Έλεγχος έναντι λυγισμού σε διαξονική κάμψη, σύμφωνα με τον ΕΚ-4.1. Έλεγχος σε διάτμηση των σύμμεικτων υποστυλωμάτων, με τη διατμητική δράση να παραλαμβάνεται εξολοκλήρου από τις σιδηροδοκούς.
δ) Σύμμεικτα Τοιχώματα Έλεγχος σε μονοαξονική κάμψη σύμμεικτων τοιχωμάτων εντός του επιπέδου των τοιχωμάτων, λαμβάνοντας υπόψη τη σύμμεικτη δράση της σιδηροδοκού, του σκυροδέματος, των ράβδων οπλισμού και των ήλων διαμήκους διάτμησης. Έλεγχος διατμητικής αντοχής των σύμμεικτων τοιχωμάτων. Έλεγχος σε διαμήκη διάτμηση.
Τα αποτελέσματα των ελέγχων επάρκειας μπορούν να εμφανισθούν με διαφορετικούς τρόπους θέασης, οι οποίοι περιλαμβάνουν τη χρωματική διαβάθμιση ανάλογα με το βαθμός εξάντλησης του κάθε μέλους, τους συγκεντρωτικούς πίνακες, τα συνοπτικά και τα αναλυτικά κείμενα και τα γραφήματα. Τα αναλυτικά αποτελέσματα είναι πολύ διεξοδικά, έτσι ώστε τις περισσότερες φορές να μπορούν να επαληθεύονται με απλές αριθμητικές πράξεις. Με αυτόν τον τρόπο ο μελετητής-μηχανικός έχει πλήρη εποπτεία κι έλεγχο των παραγόμενων αποτελεσμάτων του ΡΑΦ. Συγκεντρωτικός πίνακας αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας σύμμεικτων υποστυλωμάτων. Συνοπτικό κείμενο αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας σύμμεικτου υποστυλώματος. Αναλυτικό κείμενο αποτελεσμάτων ελέγχου επάρκειας σύμμεικτης δοκού για τον έλεγχό της σε διάτμηση.