Μελέτη Πολυωρόφου Κτιρίου με Φέροντα Οργανισμό από Χάλυβα 

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μάρδας Βασίλειος                                                                       
Επιβλέπων Καθηγητής: Ιωαννίδης Γ., Καθηγητής               
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2009  

Η σύγχρονη τάση για λεπτότερες και ελαφρύτερες κατασκευές έχει καταστήσει το χάλυβα ως ένα από τα πλέον διαδεδομένα δομικά υλικά, ενώ στη χώρα μας αποτελεί ειδικά σε μεγάλες κατασκευές έναν σοβαρό ανταγωνιστή του οπλισμένου σκυροδέματος. Τα πλεονεκτήματά του είναι πολλά μεταξύ των οποίων ο χρόνος ανέγερσης, καθώς η εργοστασιακή κατεργασία των μελών γίνεται παράλληλα με τις εργασίες προετοιμασίας του εργοταξίου (βλ. εκσκαφές, θεμελίωση κτλ) με αποτέλεσμα να κερδίζεται σημαντικός χρόνος. Επίσης ο χάλυβας παρέχει τη δυνατότητα επίτευξης μεγάλων ανοιγμάτων με σχετικά μικρές διατομές, ενώ το υψηλό ποσοστό προκατασκευής του έργου συμβάλει θετικά στην τελική ποιότητα λόγω περιορισμού γεωμετρικών ατελειών σε σχέση με το μπετόν. Φυσικά δεν πρέπει να παραληφθεί από αυτήν τη σύντομη έκθεση των πλεονεκτημάτων, η σπουδαία συμπεριφορά του χάλυβα σε σεισμικές φορτίσεις, λόγω κυρίως της μεγάλης ολκιμότητάς του.                

Με τη σωστή αντιμετώπιση και πρόληψη των προβλημάτων που θα μπορούσαν να προκαλέσουν τα μειονεκτήματα του χάλυβα, όπως η κακή συμπεριφορά σε συνθήκες πυρκαγιάς και η ευαισθησία στη διάβρωση, αυτός αποτελεί ένα ευρέως διαδεδομένο δομικό υλικό για τον μελετητή μηχανικό, τον κατασκευαστή, αλλά και τον επιχειρηματία που θα κερδίσει τη γρήγορη και ποιοτική υλοποίηση της επένδυσης του. Στην Ελλάδα σημαντικό ρόλο στην εκτεταμένη χρήση του συντέλεσε το γεγονός της καλής συμπεριφοράς τους στο σεισμό της Αθήνας το 1999, αλλά και η προετοιμασία των Ολυμπιακών έργων της Αθήνας 2004.

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει ως αντικείμενο την μελέτη σχεδιασμού και διαστασιολόγησης ενός πολυώροφου κτιρίου με φέροντα οργανισμό από χάλυβα. Ως παράδειγμα για τη μελέτη μας επιλέχθηκε το στατικώς  ανεξάρτητο τμήμα 2C του Κέντρου Γραπτού Τύπου (MPC-Main Press Center) που κατασκευάστηκε για την κάλυψη των αναγκών των Ολυμπιακών Αγώνων.

 Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του κτιρίου «Κέντρο Γραπτού Τύπου» και παρατίθεται φωτογραφικό υλικό από τις φάσεις κατασκευής και τη σημερινή τελική μορφή καθώς επίσης και κατασκευαστικές πληροφορίες για τα στοιχεία που το αποτελούν. Δίνονται επίσης αναλυτικότερα τα χαρακτηριστικά του τμήματος 2C πάνω στο οποίο βασίστηκε και η εργασία.

Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται η διαδικασία μετατροπής του κτιρίου σε ένα γραμμικό προσομοίωμα βάσει των κατασκευαστικών του σχεδίων.

Στο Κεφάλαιο 3 δίνονται τα φορτία που δρουν στην κατασκευή και οι αντίστοιχοι συντελεστές ασφαλείας, καθώς επίσης και οι συνδυασμοί φορτίσεων που προκύπτουν σύμφωνα με τους αντίστοιχους Ευρωκώδικες.

Στο Κεφάλαιο 4  δίνονται οι διατομές βάσει των οποίων διαστασιολογήθηκε το κτίριο καθώς και οι σχέσεις που χρησιμοποιεί το πρόγραμμα για τον έλεγχο διαστασιολόγησης των στοιχείων της κατασκευής βάσει του Ευρωκώδικα. Επίσης παρουσιάζονται  τα αποτελέσματα των εντατικών μεγεθών για τους διάφορους συνδυασμούς φορτίσεων με χρήση του προγράμματος ανάλυσης ETABS.

Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται οι μέθοδοι σεισμικής ανάλυσης και δίνονται αποτελέσματα της ιδιομορφικής ανάλυσης σύμφωνα με τη Δυναμική Φασματική Μέθοδο. Επίσης στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζονται οι διατάξεις του Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού (ΕΑΚ 2000) βάσει των οποίων γίνεται ο αντισεισμικός έλεγχος των μεταλλικών κτιρίων και περιγράφεται ο ικανοτικός σχεδιασμός κάποιων μελών ενδεικτικά.

Στο Κεφάλαιο 6 δίνονται οι κανόνες σχεδιασμού (μόρφωση, ανάλυση, διαστασιολόγηση, κτλ.) των σύμμικτων πλακών, βάσει του Ευρωκώδικα 4. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο έλεγχος επάρκειας σε Οριακή Κατάσταση Αστοχίας και σε Οριακή Κατάσταση Λειτουργικότητας της σύμμικτης πλάκας της κατασκευής.

Στο Κεφάλαιο 7 γίνεται αναφορά σε ειδικά θέματα της μελέτης του πολυώροφου κτιρίου. Στο πρώτο μέρος του κεφαλαίου δίνεται περιγραφή και βασικά στοιχεία για τα πανέλα προσόψεως. Στo δεύτερο μέρος του κεφαλαίου παρουσιάζεται ενδεικτικά ο έλεγχος επάρκειας μιας δευτερεύουσας δοκού με πολυγωνικά ανοίγματα στον κορμό της. Στο τρίτο μέρος του κεφαλαίου γίνεται μια σύντομη αναφορά σε θέματα μεταφοράς και ανέγερσης στοιχείων.          

Τέλος στο Κεφάλαιο 8 παρατίθενται κάποια συμπεράσματα που προέκυψαν από αυτή τη μελέτη.          

Στο τέλος του τεύχους δίνεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε και επίσης συμπεριλαμβάνεται παράρτημα με τα σχέδια κατασκευής, με τους συνδυασμούς φορτίσεων και με ενδεικτικά αποτελέσματα που εξάγονται από το πρόγραμμα ανάλυσης