ΔΙΑΤΜΗτΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑΣ ΜΕ ΛΙΘΟΣΩΜΑΤΑ ΑΠΟ

ΑΕΡΟΜΠΕΤΟΝ

SHEAR BEHAVJOUR OF WALLS MADE OF AUTOCLAVED AERATED CONCRETE{AAC)BLOCKS

ΒΡΑΠΑΝΟΥ, Β. Γ .. Δρ. Πολ--Μηχ·· FELS-WERKE GmbH, HEBEL PORENBETON, Germany

ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην παρούσα εργασία εξετάζεται, μετά από εργαστηριακή διερεύνηση, η συμπεριφορά τοίχων από λιθοσώματα αερομπετόν σε διατμητικό τρόπο aστοχίας. Βασfζεται στα αποτελέσματα που προέκυψαν από σειρά δοκιμών σε τοίχους φυσικής κλίμακας σε μονοτονικές δράσεις εντός του επιπέδου τους . Διερευνήθηκε η επιρροή των εξής παραμέτρων: μέγεθος της επιβαλλόμενης κατακόρυφης θλιπτικής τόσης, θλιmική αντοχή των λιθοσωμότων και τρόπος aρμολόγησης. Η μελέτη των αποτελεσμάτων έδειξε ότι τοίχοι από λιθοσώματα αερομπετόν εμφανίζουν ικανοποιητική συμπεριφορά σε διατμητικές καταπονήσεις και μάλιστα σημαντικό μεγαλύτερη από την υπολογιστικό προκύmουσα βάσει του Γερμανικού Κανονισμού Τοιχοποιfας DIN 1053-1/1996.

ABSTRACT: This ρaper sυmmarizes the resυlts of a testing program on the shear behaνioυr of walls made of aυtoclaνed aerated concrete (AAC) blocks. Fυll scale, one-storey-high wall ρanels made of AAC-blocks and thin bed mortar were sυbjected to a νertical constant compression and an in-ρlane horizontal shear load. The inflυence of the following parameters was examίned: comρressiνe strength of AAC blocks, imposed νertical compression and way of bυilding (head joints υnmortared/mortared). The shear strength νalυes of AAC masonry walls, as experimentally obtained, proνed to be mυch higher than those eνalυated on the basis of the German Masonry Standard DIN 1053-1/1996.

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το θέμα της εκτίμησης, πειραματικής και

υπολογιστικής, της αντοχής της τοιχοποιίας καθfσταται εξαιρετικό ενδιαφέρον και επίκαιρο

εξαιτίας της διενεργούμενης επεξεργασίας τόσο του Γερμανικού Κανονισμού Τοιχοποιίας DIN 1053-1/1996 [1] με σκοπό την

επικαιροποίησή του, όσο και του Ευρωκώδικα 6 με σκοπό τη μετατροπή του από Ευρωπαϊκό Προκανονισμό ENV [2] σε Ευρωπαϊκό Κανονισμό ΕΝ [3]. Μια επανεκτίμηση της διατμητικής αντίστασης, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα αποθέματα της αντοχής του υλικού, είναι άκρως σημαντική όχι μόνο για τον υπολογισμό κτηρfων έναντι ανέμου αλλά κυρfως έναντι σεισμού. Θα πρέπει να επισημανθεί το γεγονός ότι οι σεισμικές δράσεις σύμφωνα με τον υπό επεξεργασία

Γερμανικό Αντισεισμικό Κανονισμό DIN 4149 [4], ο οποίος στηρfζεται στον Ευρωκώδικα 8, εfναι μέχρι 5,7 φορές μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες του ιC!)(ύοντα (παλαιού) κανονισμού DIN 4149/1981 (5]. Ετσι στο Emmering της Βαυαρίας στο Τμήμα Ερευνας και Τεχνολογίας της Εταιρίας Hebel Porenbeton 1

) άρχισε το 1998 ένα εκτεταμένο ερευνητικό πρόγραμμα με σκοπό την πειραματική διερεύνηση της αντοχής τοίχων από λιθοσώματα αεpομπετόν και συγχρόνως τη σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα που θα προέκυπταν βάσει του ισχύοντος Γερμανικού Κανονισμού Τοιχοποιίας DIN 1053-1/1996 [1]. Οι λόγοι ανάληψης αυτής

1) Γερμανική εταιρlα κατασκευής αερομπετόν στη μορφή λιθοσωμάτων καθώς και προκατασκευα­σμένων οπλισμένων στοιχείων.

551

της πρωτοβουλίας για τη διεξαγωγή του ερευνητικού προγράμματος ήταν οι πιοκάτω: • Η υπολογιστική εκτίμηση της διατμητικής

αντίστασης της τοιχοποιίας βάσει του DIN 1053-1/1996 βασίζεται στη διατμητική θεωρία των Mann/Mϋller [6], η οποία ανα­πτύχθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 70, για τοιχοποιία της οποίας μόνο οι οριζόντιοι αρμοί πληρούνται με κονίαμα 2

) . Σύμφωνα με την επικρατούσα σήμερα άποψη και σε σχέση με άλλους κανονισμούς, οι τιμές σχεδιασμού κατά DIN 1053-1/1996, είναι αρκετά συντηρητικές (χαμηλές) για τους

εξής λόγους:

Για λόγους aπλοποίησης, στον DIN 1053-1/1996 λαμβάνεται υπόψη μόνο ή μορφή αλλά όχι και το είδος του υλικού των λιθοσωμάτων, γεγονός που σημαίνει ότι πιθανό αποθέματα αντο­χής των λιθοσωμάτων δεν εκμεταλ­λεύονται επαρκώς. Η διατμητική θεωρία των Mann/Mϋller βασίζεται στα αποτελέσματα εργα­

στηριακών πειραμάτων πάνω σε μικρο δοκίμια λιθοσωμάτων κλίμακας 1:2 (7]. Ομως, όπως είναι γνωστό, η μεταφορά αποτελεσμάτων σπο "μοντέλα" στα "πρωτότυπα• (τοίχοι κλιμακας 1:1) συνδέεται με πολλές αβεβαιότητες. Ηδη από το 1970 έχουν αναπτυχθεί και ε ισαχθεί στην αγορά πολλά καινούργια υλικά , όπως λιθοσώματα αερομπετόν σε συνδυασμό με τη συνδετική ειδική κόλλα 3

) , που ουδόλως καλύπτονται από την πειραματική έρευνα των Mann/ Mϋller. Επι πλέον είναι γεγονός ότι η ποιότητα των σημερινών λιθοσωμάτων υπερέχει της αντίστοιχης του 1970.

• Μέχρι τώρα δεν είχει ερευνηθεί επαρκώς η επιρροή της επιβαλλόμενης θλιπτικής τάσης και του τρόπου aρμολόγησης. σε τοίχους από λιθοσώματα αερομπετόν, σε φυσικό μέγεθος, κάτω από πραγματικές συνθήκες φορτίσεως και πακτώσεως.

• Για το είδος aστοχίας που χαρακτηρίζει την τοιχοποιία από αερομπετόν (αστοχία των λιθοσωμάτων και όχι των αρμών) ο κανονισμός DIN 1053-1/1996 προβλέπει

2) Αντιστοιχεί στο συνήθη τρόπο δόμησης στην Αuστρlα, Γερμανία και Ελβετία 3) thin bed mortar

552

τον υπολογισμό της διατμητικής αντοχής τοιχοποιίας με πληρωμένους με κονίαμα μόνο τους οριζόντιους αρμούς. Η περί­mωση της τοιχοποιίας με όλους τους αρμούς (κατακόρυφους και οριζόντιους) πληρωμένους με κονίαμα δεν εξετάζεται .

Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η ερευνητική εργαστηριακή διαδικασία που έλαβε χώρα και αξιολογούνται τα αποτελέσματα των δοκιμών, βλέπε και [8]. Το πρόγραμμα των διεξαχθεισών δοκιμών διδεται συνοπτικά στον Πίνακα 1.

2. ΠΡΌΓΡΑΜΜΑ ΔΟΚΙΜΩΝ .

2.1 Χαρακτηριστικά δοκιμίων

Για την κατασκευή των τοίχων χρησιμο­ποιήθηκαν λιθοσώματα από αερομπετόν, σύμ­φωνα με τον Κανονισμό DIN 4165/1996 [9]. Χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι λιθοσωμάτων: ο PPW 2-0,4 και ο PPW 4-0,5 με θλιπτική αντοχή των λιθοσωμάτων 2 και 4 MPa αντί­στοιχα. Οι διαστάσεις λιθοσωμάτων ήταν 499 χ 240 χ 249 mm' (μήκος χ πλάτος χ ύψος). Για την aρμολόγηση των λιθοσωμάτων, οπως και για τη στερέωση των τοίχων πάνω στις δοκούς, χρησιμοποιήθηκε ειδική κόλλα Hebel τύπου 1 Ο •). Τά αποτελέσματα των θλιπτικών δοκιμών στα λιθοσώματα συνοψίζονται στον Πίνακα 2.

2.2 Κατασκευή των τοίχων

Στο κεντρικό εργαστήριο δοκιμών της εταιρίας Hebeί Porenbeton, που βρίσκεται στο Emmering της Βαυαρίας, ανεγέρθηκαν συνο­λικά 12 τοίχοι με τα υλικά που περιγράφονται στην παράγραφο 2.1. Στο δάπεδο τοποθετήθηκε αρχικά μια δοκός από οπλισμένο σκυρόδεμα διαστάσεων 3000 χ 400 χ 400 mm3

• Επάνω στη δοκό αυτή στρώ­θηκε η προαναφερθείσα κόλλα, πανω στην οποία τοποθετήθηκε η πρώτη στρώση των

λιθοσωμάτων. Ακολούθησε το χτίσιμο των υπόλοmων 9 στρώσεων με δρομικό τρόπο χτισίματος· Οι κατακόρυφοι αρμοί των τοίχων 3.3, 3.5, 3.2, 3.4 και 4.3, 4.5, 4.4, 4.1, 4.6 δεν πληρώθηκαν με κονίαμα. ενώ στους τοίχους 3.6, 4.7, και 4.8 πληρώθηκαν με την υπόψη κόλλα, βλέπε Πίνακα 1. Ας σημειωθεί ότι στους

4) Hebel oonnbettmδrtel Typ 10.

υπό δοκιμή 12 τοιχους υπήρξε διαφορετική επικάλυψη των διαδοχικών στρώσεων των λιθοσωμότων: στους τοiχους 3.3, 3.2, 3.4, 4.3, 4.4, και 4.1 η επικάλυψη ήταν 250 mm, στους δε λοιπούς ήταν 100 mm, βλέπε Πινακα 1. Οι τελικές διαστάσεις των ανα~ερθέντων τοiχων ήταν 2500 χ 2500 χ 240 mm (μήκος χ ύψος χ πάχος) . Στο άνω μέρος του τοiχου τοποθε­τήθηκε πάνω σε στρώση απο την iδια κόλλα η δεύτερη δοκός από οπλισμένο σκυρόδεμα (ιδfων διαστάσεων και οπλισμού με την κάτω). Μετά απο την πάροδο 28 ημερών περiπου , το δοκfμιο (ο τοiχος με την πανω και κάτω δοκό) μεταφέρθηκε και τοποθετήθηκε στην ειδική για

το σκοπό αυτό διάταξη για την εκτέλεση των δοκιμών.

2.3 Διάταξη για τις δοκιμές - Μετρήσεις

Στην Ευρώπη δεν υπάρχουν κανονισμοl για τον τρόπο εκτέλεσης διατμητικών δοκιμών σε δοκiμια από τοιχοποιία . Υπάρχουν μόνον ορισμένες συστάσεις ή οδηγίες που διαφέρουν απο χώρα σε χώρα.

Για τις συγκεκριμενες δοκιμές. που περι­γράφονται στην παρούσα εργασlα , χρησιμο­

ποιήθηκε μiα διάταξη. η οποlα αναπαριστά ικα­νοποιητικό και με ρεαλιστικό τρόπο τις συνθή­κες φόρτισης και πάκτωσης σε ένα τοίχο, που υπόκειται σε οριζόντια φόρτιση. Η διάταξη αυτη παρουσιάζεται στο Σχήμα 2. Οι τοlχοι δοκιμάστηκαν σε ένα πλαlσιο φόρτισης αποτελούμενο από χαλύβδινες δοκούς και ράβδους. Η πάκτωση του δοκιμίου εξασφαλίστηκε μέσω τεσσάρων χαλύβδινων ελκυστήρων πακτώ­

σεως, ανά δύο εκατέρωθεν του τοίχου, από St 635/1030 και διαμέτρου 26.5 mm, οι οποiοι κοχλιώθηκαν στο κάτω μέρος του πλαισίου, ενώ στο επάνω συνδέθηκαν με μια οριζόντια χαλύβδινη ράβδο. Μεσω αυτής της διάταξης σχηματίζονται τέσσερις καθέτως αμετάθετες στηρfξεις που εμποδίζουν κατα τη φόρτιση τόσο την ανατροπή του τοίχου στο επίπεδό του, όσο και τη δημιουργiα μιας οριζόντιας ρωγμής μεταξύ τοlχου και δοκού ποδός (το αποκαλούμενο 'στόμα κροκοδείλου"). Μέσω επίσης ειδικών διατάξεων στο κάτω μέρος του τοίχου εμποδίστηκε, κατά τη φόρτιση, η ολίσθηση της δοκού επί του πλασίου. Για την επιβολή του κατακόρυφου θλιπτικού φορτiου σο.Α (Σχήμα 1) χρησιμοποιήθηκαν 10

προεντεταμένοι ράβδοι, ανα πέντε εκατέρωθεν του τοiχου, απο χάλυβα St 885/108 και διαμέτρου 15 mm. Προενταθηκαν κατάλληλα μέσω 10 υδραυλικών συμπιεστών (πρεσών) ικανότητας 100 kN, ένας για καθε ράβδο αλλά με ενιαiα ρύθμιση. Οι ράβδοι αυτοi ήταν συνδεδεμένοι υδραυλικό στο κάτω μέρος μεταξύ τους, έτσι ώστε η επιβαλλόμενη θλιπική τόση σ0Α να διατηρεiται ομοιόμορφη ανά ράβδο και σταθερή σε όλη τη διάρκεια της δοκιμής. Για την επιβολή των οριζοντiων μετατοπlσεων, που ασκούνταν στην άνω δοκό του τοίχου, χρησιμοποιήθηκε ένας υδραυλικός εμβολο­

φόρος μοχλός (γρύλος) που πακτώθηκε στο πλαlσιο φόρτισης. Ηταν ικανότητας 630 kN με διαδρομή εμβόλου 50 mm. Η τυπική διάταξη των οργάνων μέτρησης παρουσιάζεται στο Σχήμα 3. Το οριζόντιο φορτiο προέκυmε απο τις ενδείξεις (Hz) του συνδεδεμένου προς το γρύλο μανομέτρου, ενώ η κατακόρυφη θλιπτική τόση υπολογιζόταν με τη βοήθεια ηλεκτρομηκυνσιομέτρων r-Nso· W NW) τοποθετημένων κατάλληλα στις 1 Ο προεντεταμένες ράβδους. Χρησιμοποιήθηκαν επiσης ηλεκτρομηκυνσιόμετρα (Vwι• Vsw• Yso) για την καταγραφή της εφελκυστικής δύναμης στους τέσσερις ελκυστήρες πακτωσης του τοίχου. η οποία μεταβαλλόταν συναρτήσει του μεγέθους της οριζόντιας φόρτισης.

Για τη μέτρηση της οριζόντιας μετατόπισης της κορυφής και του ποδός του τοίχου όπως επίσης και της διατμητικής παραμορφώσεώς του, χρησιμοποιήθηκαν διμερή κατάλληλα

βελόμετρα (δw,ο• δw.u• ΕΝο • εΝw• εsw• εsο). Το ένα μέρος τους στερεώθηκε στον υπό δοκιμή τοlχο και το άλλο είτε στο πλαίσιο πάκτωσης είτε σε ξεχωριστό αμετακίνητο μεταλλικό πλαlσιο για

τη μέτρηση των σχετικών και απόλυτων

μετακινήσεων αντlστοιχα.

2.4 Φόρτιση

Κατά την εκτέλεση των δοκιμών ο καθε τοίχος υποβλήθηκε σε οριζόντιες μετατοπίσεις της

κορυφής του με ταυτόχρονη επιβολή σταθερού

κατακόρυφου φορτίου. βλέπε Σχήμα 1. Οι μετατοπίσεις αυξάνονταν προοδευτικά με μια ταχύτητα ο.Ο3 mm/sec μέχρι τη μετατόπιση εκεlνη δu• η οποlα αντιστοιχούσε στο μέγιστο οριζόντιο φορτίο Hu που ήταν δυνατό να αναληφθεi απο τον τοiχο. Η κατάσταση αυτή

553

χαρακτηρίστηκε ως κατάσταση .aστοχίας" του τοίχου . Στη συνέχεια ακολούθησε η απο­φορτιση του τοίχου με την ίδια ταχύτητα.

3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΚΙΜΩΝ .

3.1 Μορφολογία θραύσης

Οπως ήταν αναμενόμενο. οι τοiχοι aστόχησαν

διατμητικά. Για όλα τα δοκίμια η ολίσθηση της βάσης του τοίχου ήταν σχεδόν μηδενική. Στο

Σχήμα 4 φαίνεται η μορφολογία θραύσης των τοίχων στην κατάσταση aστοχίας. η οποία -οπως προαναφέρθηκε - αντιστοιχούσε στο μέγιστο αναλαμβανόμενο οριζόντιο φορτίο Hu. Η αστοχία εμφανίστηκε κυρίως με την ανάπτυξη λοξών ρωγμών. των οποίων η κλfση ως προς την κατακόρυφο κυμαινόταν μεταξύ 15 και 45 μοιρών περίπου, εξαρτώμενη από την τιμή της επιβαλλόμενης θλιπτικής τάσης (μεγαλύτερη θλιπτική ταση συνεπάγοταν μικρότερη κλίση ρωγμών ως προς την κατα­κόρυφο) Πρεπει να επισημανθει ότι στην περίπτωση των τοίχων 3.3. 3.5, 3.2, 3.4 και 4.3. 4.5, 4.4, 4.1 , 4.6 (με κατακορύφους αρμούς χωρίς κόλλα. βλέπε Πινακα 1) εμφανίστηκαν περισ­σότερες από μια ρωγμές, παράλληλες περίπου μεταξύ τους, γεγονός που υποδηλώνει μια καποια σχετική .πλαστιμότητα". Αντίθετα. στην περίπτωση των τοίχων 3.6. 4.7, 4.8 με τους κατακόρυφους αρμούς πληρωμένους με κόλλα η στιγμή εμφάνισης της πρώτης ισχυρός διαγώνιας ρωγμής συνέπιπτε με την κατάσταση aστοχίας. πράγμα που υποδηλώνει μείωση της .πλαστιμότητας" ·

3.2 Αριθμητικά αποτελέσματα.

Στον Πίνακα 2 δίδονται συνοπτικά τα αποτελέσματα στην κατάσταση .aστοχίας" (αντιστοιχούσα στο μέγιστο αναλαμβανόμενο οριζόντιο φορτίο του τοίχου) . Δίδονται τα εξής μεγέθη:

554

Μέγιστο οριζόντιο φορτfο. Οριζόντια μετατόπιση της κορυφής του τοίχου· Θεωρείται η σχετική μετατόπιση, δηλαδή η διαφορά μεταξύ της απόλυτης μετατόπισης της κορυφής και του ποδός του τοfχου . Δύναμη πάκτωσης (σύνολο των

ελκτικών δυνάμεων στους τέσσερις ελκυστήρες πάκτωσης).

4. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ .

4.1 Τοίχοι με κατακόρυφους αρμούς χωρlς κονfαμα (κόλλα)

Κατά τη διατμητική φόρτιση της τοιχοποιfας με

λιθοσώματα από αερομπετόν aστοχούν τα λιθοσώματα σε πλάγιο εφελκυσμό και όχι οι αρμοf, εξαιτίας της χαμηλής θλιπτικής αντοχής των λιθοσωμάτων και της υψηλής αντοχής συνάφειας μεταξύ λιθοσωμάτων και κόλλας. Το γεγονός αυτό ήταν εμφανέστατο κατά τις διενεργηθεfσες δοκιμές από τον τρόπο θραύσεως των δοκιμίων. Για αυτό τον τρόπο της αστοχfας και μόνο για την περίπτωση που οι κατακόρυφοι αρμοί δεν ήταν πληρωμένοι με κόλλα, διενεργήθηκε συγκριτικός υπολογισμός της διατμητικής αντοχής της τοιχοποιfας βασει του DIN 1053-1/1996. Εκτιμήθηκαν οι μέγιστες αναλαμβανόμενες οριζόντιες δυνάμεις ΗοιΝ σύμφωνα με τον DIN 1053-1/1996 [1] και στη συνέχεια συγκρίθηκαν με τις αντlστοιχες μέγιστες δυνάμεις Hu • που προέκυψαν απο τις δοκιμές στα δοκfμια 3.3, 3.5, 3.2, 3.4 και 4.3. 4.5, 4.4, 4.1, 4.6 (τοίχοι με κατακόρυφους αρμούς χωρίς κόλλα. βλέπε Πινακα 1 ). Ο έλεγχος έγινε στον αρμό μεταξύ τοίχου και της κάτω από οπλισμένο σκυρόδεμα δοκού. Το στατικό σύστημα εμφανlζεται στο Σχήμα 1. Εγινε η παραδοχή ότι ο αρμός αυτός ανοίγει , πρόγμα που σημαίνει ότι , σύμφωνα με τον Κανονισμό, μόνο το μέρος της διατομής που θλlβεται μπορεί να αναλάβει οριζόντιες δυνάμεις. Για την εκτίμηση των (μέγιστων) οριζοντlων δυνάμεων ΗοιΝ κατά DIN 1053-1/1996 διατίθενται προς επίλυση οι εξισώσεις του Πίνακα 3. Τ ο σύστημα των παραπανω εξισώσεων επιλύθηκε και οι παράμετροι ΗοιΝ σR' τ και max τ υπολογίστηκαν βασει της ελαχlστης min e και της μεγlστης max e εκκεντρότητας του συστήματος, δηλαδή υπολογίστηκε για κάθε περίπτωση μια μεγlστη και μια ελαχfστη τιμή για την οριζόντια φόρτιση αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται συνοπτικά στον Πινακα 4, ενω στο Διαγραμμα 1 απεικονίζονται γραφικά. Από τις τιμές που προέκυψαν γινετα ι φανερό ότι :

ι Οι τιμές Hu της οριζόντιας μέγιστης αναλαμβανόμενης φόρτισης, που προσ­διορίστηκαν απο τις δοκιμές, είναι κατά μέσο όρο:

2,18 φορές για λιθοσώματα θλιmικής αντοχής 2 MPa και 1 .66 φορές για λιθοσώματα θλιπτικής αντοχής 4 MPa

μεγαλύτερες από ότι οι τιμές ΗDΙΝ που προέκυψαν υπολογιστικό βασει του DIN 1053-1/1996.

ι Η επικάλυψη (μέγεθος ϋ) δεν επηρεάζει βασικό τη διατμητική αντοχή της τοιχο­ποιίας, πράγμα που ερμηνεύεται και με τη φυσική έννοια λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή αντοχή συνάφειας μεταξύ αερομ­πετόν και κονιάματος (κόλλας) .

4.2. Τοίχοι με κατακόρυφους αρμούς πληρω­μένους με κονίαμα (κόλλα)

Στον Πίνακα 2 δίδονται οι τιμές της μέγιστης αναλαμβανόμενης οριζόντιας φόρτισης Hu βασει των αποτελεσματων των δοκιμών στα δοκίμια 3.6, 4. 7 και 4.8 (τοίχοι με κατακό­ρυφους αρμούς πληρωμένους με κόλλα). Οι τιμές αυτές ειναι περίπου διπλάσιες από τις αντίστοιχες των δοκιμίων 3.5, 4.5 και 4.6 (τοίχοι με κατακόρυφους αρμούς χωρίς κόλλα). Δηλαδή αν ληφθεί υπόψη το συμπέρασμα της παραγράφου 4.1, η διατμητική αντοχή εινα ι περίπου 3 ως 4 φορές μεγαλύτερη απο την αντίστοιχη προκύmουσα βασει του DIN 1053-1/1996. Το Διάγραμμα 2 απεικονίζει τη σύγκριση των αποτελεσματων των δοκιμών σε τοίχους με κατακόρυφους αρμούς με κόλλα και χωρίς κόλλα για λιθοσώματα θλmτικής αντοχής 2 και 4 MPa.

5. ΤΕΛΙΚΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ- ΠΡΟΟΠτΙΚΕΣ

Η αξιολόγηση των αποτελεσματων των δοκιμων έδειξε ότι στο υπόψη υλικό η διατμητική αντοχή ειναι σημαντικό μεγαλύτερη απο την αντίστοιχη, που προκύπτει βασει του Γερμανικού Κανονισμού Τοιχοποίας DIN 1053-1/1996. Η εργασiα αυτή αποσκοπεi επιπλέον στο να συμβαλει στη διαμόρφωση μιας άλλης αντιμετώπισης της διατμητικής αντοχής της τοιχοποιiας με λιθοσώματα απο αερομπετόν,

δεδομένου ότι σήμερα βρισκεται στη Γερμανία σε εξέλιξη η διεργασία αναθεώρησης (επικαιρο­ποίησης) των Κανονισμών Τοιχοποιίας. Στόχος της εργασiας αυτής είναι βέβαια η επίτευξη μιας ορθολογικότερης - απο οικονο­μικής σκοπιάς - εκμεταλλευσης των αποθε­μάτων αντοχής των εξετασθέντων υλικών.

6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

(1 ] DIN 1053-1: Mauerwerk; Teίl 1: Berechnung und Ausfϋhrung. Hrsg.: DIN Deutsches lnstitut fϋr Noπnung (1996)

[2] DIN ν ΕΝν 1996-1-1: Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion νοn Mauerwerksbauten; Teil 1-1: Allgemeine Regeln, Regeln fϋr bewehrtes und unbewehrtes Mauerwerk (Deυtsche Fassung der ΕΝν 1996-1-1:1995). Hrsg.: DIN Deutsches lnstitut fϋr Noπnung e. ν. (1996)

[3) ρrΕΝ 1996-1-1 :2000. Eurocode 6: Design of Masonry Structυres - Part 1-1 : General rυles for buildings - Rυles for reinforced and unreinforced masonry (Stage 32 draft). Unterlage CENΠC 250/SC 6 Ν188 (2000)

[4) DIN 4149, Entwurf: Bauten in deυtschen Erdbebengebieten Aυslegung νοπ

Hochbauten gegen Erdbeben. Hrsg.: DIN Deυtsches lnstitυt fϋr Normung e.ν. (2000)

[5) DIN 4149: Bauten in deutschen Erdbebengebieten. Hrsg.: DIN Deutsches lnstitυt fOrNoπnung e .ν. (1981)

[6) Mann, W.; Mϋller, Η.: Schubtragfι:ihigkeit νοπ Mauerwerk. ln: Mauerwerk-Kalender 1978

[7) Mann, W.: Bruchkriterien fϋr qυerkraftbe­ansρruchtes Mauerwerk und ihre Anwendung auf gemauerte Wandscheiben. Forschungsbericht, Darmstadt (1977)

[8] νratsanou, ν.; Langer, Ρ.: Untersuchung Der Schubtragfι:ihigkeit νοn Mauerwerk aus Porenbeton-Piansteinen. Akzeρtiert zur νerδffentlichung in: .das Mauerwerk"

[9) DIN 4165: Porenbeton-Biocksteine und Porenbeton-Piansteine. Hrsg.: DIN Deutsches lnstitut fϋr Noπnung e. ν. (1996)

555

σ/α Κατηyορια σο Α [N/uιn' I α [uιn] Καταιcορυ+οι αρμοι 3.3 1, O·hst • 250 3.5 Ο, 1-σο • 0,06

Ο, 4·hst • 100 3. 2 PPW 2-0,4 Ο, 5-σο • 0,30

Χωριςιcολλα

3.4 1, Ο-σο • 0,60 1, O·hSt • 250

3.6 Ο, 1-σο • 0, 06 0,4·hst • 100 Μειcολλα

4.3 1, O·hst • 250 4. 5 0,1-σο • Ο , 11

Ο, 4·hst • 100 4.4 Ο , 5-σ0 • 0, 55 1, O·hst • 250 Χαιρις ιcολλα

.4 .1 PPW 4-0, 5 1, Ο-σο • 1,1 0 4.6

4.7 Ο, 1-σ0 • 0,11 Ο, 4·hst • 100 4.8 1, Ο-σο • 1,10

Μειcολλα

Πίνακας 2: Αποtελέσματα δοκιμών

σ/α Κα τη- βοοt βιιιο σο Α U/hst Καταιrορu- "· δο.Α . v. δοιcιμιοο yορια MPa MPa MPa tοιαρμοι kN mm kN

3.3 ..,. 2,54 14 , 85 0,06 1, 0 Χαιρις ιcολλα 82,5 5, 6 89, 2 3. 5 ό 2,60 13 , 85 0,4 83,9 6, 0 94, 7 3.2 ι 2, 54 13, 46 0,30 1, 0 102,5 4, 3 63, 0 Ν

3.4 3: 2,84 15,02 0,60 139, 3 6,1 80,9 ... 3 . 6 ... 2,60 13, 76 0, 06 0, 4 Μειcολλα 163, 9 17,4 206 ,4 4. 3 5 , 07 11,40 0,11 1,0 Χωρις ιcολλα 105,3 3, 8 68,7 4. 5 ο/'1 4,63 19, 20 0,4 148,2 8, 3 173 , 7 4.4 ό 5, 07 11,43 0,55 1, 0 184 , 2 9,5 119,5 4.1 ι 5, 22 15, 79 1,10 201 , 8 4, 6 74,6 ..,. 4.6 3: ... 4,63 19,50 0,4 184,0 4, 2 75,1 4.7 ... 5, 11 18,50 0,11 Μειcολλα 207,7 7, 8 211 , 5 4.8 5,11 19, 5 1,10 273 4 1,3 132,5

hst • uψος λιθοσαιματος; u • εmιcαλuψη ; "• - μεyιστη οριζσνπα δυναμη ; ν • • ιcαταιcορυ+η

δυναμη 1mιcτωσεαις; 81110 • θλιnιιcη αvτοχη ιcολλας; βost • θλιnιιcη αvτοχη λιθοσωματος; δ.ι •• • οριζονnα μετατοιnση του τοιχοο; σο, Α • ειnβαλλομενη θλιnιιcη ταση

Σχήμα 1: Απεικόνιση στατικού συστήματος

556

Πίνακας 3: Προσδιορισμός των μέγιστων αναλαμβανομένων οριζόντιων δυνόμεων συμφωνα με τον DIN 1053-1/1996 [1] - Σύστημα εξισώσεων (για την επεξήγηση των παραμέτρων βλέπε Σχήμα 1)

Εσωτερικές δυνάμεις

Κατακορvφη δύvαμη

ΡοπιΊ

Εκκεντρότητα

Υπάρχουσες τάσεις

θλιπτικιΊ τάση

ΔιατμητικιΊ τάση

Αvτοχές θλιπτικιΊ αvτοχιΊ

ΔιατμητικιΊ αντοχή

Ελεγχοι

Ν. • V + σο,λ·1·d + Y•·1·h·d Μ, • Ηοι•·h' - V·l' e - M,I N5

Ν. - o , s-σ.·ao·d ~ σ.- 2·Ν. I (ao·d) με 3ο- 3·(0 , 5·1 - e)

τ - ΗοιΝ I ιa.·d)

maχσ, = 1, 33·β• • 1 , 33·2, 6Ί·σ0 maχτ • 0 , 45·βu·(l + O , S·vorhσ.Ιβu)o.s

θλιπτικές τάσεις σ.:!> maχσ.

Διατμητι κές τάσεις τ :!> maχτ

Εκκεvτροτητα mine ; l/6 5 e S maχe • 1/3 ή maχa0 • 1 2: a 0 2: minao = 1/2

σ0 βασικιΊ τιμή της επιτρεπόμενης θλιπτικιΊς τάσεως, βu τιμή σχεδ ιασμού της Ιεωελκvστ κnc αντοyήc τωv λιθοσωuάτωv σύuωωvα uε τοv καvοvισμό DIN 1053-111996 [1)

Πίνακας 4: Εκτίμηση της μέγιστης αναλαμβανόμενης οριζόντιας δύναμης ΗοΙΝ βόσει του Κανονισμού DIN 1053-1/1996 και σύκριση με τις τιμές Hu που προέκυψαν απο τις δοκιμές για τοιχοποιία απο λιθοσώματα αερομπετόν με τους κατακόρυφους αρμούς χωρίς κονίαμα

Πιιραμα Εκn ιnσπ βασει τοu DIN 1053-1: 1996·1 Σuyιcριση

aιax e

σο . .-. 0/h., ο/α "· Ο,θ·Η. .. .

') ιιin e σ, σ,/2 IU X-Oa τ Ι!LiΙΧτ Ηrωι Ο, 8·H.IIIoι.w

kΝ/ΙΩ' kN kN .. ΚΝ/ιι' ΚΝ/ιι' ΚΝ/a' ΚΝ/a' KN/a' kN

1, ο 3.3 82 ' 5 66, ο Ο , 833 346 , 93 ο , 173 64,08 64, 08 19,22 3,43-1,72 60 .. . ... . .. 2130, 66 ... . .. . ..

~ ο . 4 3.5 83, 9 67 ' 12 Ο, 417 346, 50 ο , 173 64,05 64, 05 38, 43 3, 49·1 , 75 ο 0,597 796,9 ο, 398 88,04 88,04 41,42 ' Ν 300 1, ο 3.2 102, 5 82,0 .. . . .. . .. 2130,66 . .. ... . .. 1,98-1,57

~ Ο, 417 712,40 Ο, 386 86,90 86,90 52,14 .. ο, 455 1283, 74 Ο, 642 108,13 108 , 13 61 , 90 600 1, ο ). 4 139 , 3 lll , 4 .. . . .. . .. 2130,66 . .. .. . . .. 1, 80-1, 72

Ο , 417 1275, 77 ο , 638 107,84 107 , 84 64,70

κv -2,18

1, ο 4. 3 105,3 84,24 0,833 640,07 ο , 320 124,71 124' 71 37,41 2, 25-1,12 110 ... ... . .. 3906,21 . .. . .. . ..

"' Ο , 4 4.5 148 , 2 118,6 Ο , 417 656, 67 ο , 328 125,72 125 , 72 75 ,43 3,16-1,57

ό Ο, 620 ) 493 , 7 ο , 747 171 , 40 171, 40 η, 79 ' ~ 550 J , O 4. 4 18 4,2 147' 4 ... ... . .. 3906,21 . .. ... . .. 1,89-1,45 if ο , 417 1441,57 Ο , 721 168,93 168,93 101,4 .. 1, ο 4.1 201, Β 161, . 0,473 2393,1 1 , 196 209, 61 209,61 117,2 1, 38-1,29

1100 ... . .. ... 3906,21 . .. . . . . .. ο. 4 4. 6 184, ο 147.2 ο . 417 2369,83 1, 185 208,75 208,75 125.3 I, 26-1,18

H'il • 1 , 66 1) Εχ•δη οι βασει τοu DιΝ 1053-Ι /ι996 uχολοyισθε ισι:ι; τι μες .,.α το μεyισrο αναλαμβανομενο οριζοντιο +ορτιο αντιστοιχοuν σε χαρακτηρι­στηcες η μες, χολλαι:λασιαζονται ο ι χεφαματικες πμ ες με τον σuντ&λεστη 0,80, xov αντιστοιχει στη σχεση μεταχu χαραΚ'ΠJpιστιιcης .:οι μεσης τιμ ης .,.α το αφομκετον, οχττε να εινα ι δύνατη η <nrf1Cpιση.

Σuμβολα: σ,,. εχιβαλλομeνη κατακορu+η Ολιχτικη ταση ; U nικαλu..,η; h,. uψος λ ιΟοσΦματος; Η. χeιραματικαις •ροσδιορισθεν οριζοντιο

+ορτιο; 11ax elmi n e μεyιστη/ελαχιστη eκκεντροτητα; σ.tmaxσ, uχαρχοuσο/μεyιστη θλιχτικη ταση ; tlmaxτ u•αρχοuσο/μcyιστη διατμητικη

ταση; n,.. • uχολοyισθεν οριζοντιο +ορτιο βασει τοu DIN 1 053-ιΙι996; MW μεσος ορος

557

558

Σχήμα 2: Διάταξη για την εκτέλεση των δοκιμών

ο-

Σχημα 3: Διόταξη των οργάνων μέτρησης (βόρεια και νότια όψη)

... . τ=

-.. , •= .... JI I

ι ..

J-[J-i)I:JJ

--.. Jf -.wι- t•rl

~

-1/

"

I>?

~

"

·-

/

~ ~, .,,

-i/ r--.:;

r r---::;-

[L~

.. , 1=.

I -,._, r---t--;::;-

-·

Σχημα 4: Μορφολογiα θραύσης των δοκιμίων στην κατάσταση .αστοχiας" (μέγιστο αναλαμβανόμενο οριζόντιο φορτiο

PPW'2 0,4

• ..,.-ο' 0. -Q,06 N/wνr/ .... sιοιι ... ~t

Pf'W2-o.• ..... -4.1 -.-ο.Ο6 N/rrwtl ~·0. 4 ·'\ιι t;toιt ...... ~

PPW2 ο.• •υ ..0~· .. -ο.30 Ν/,._.' -·· ... ~~t

PPW'l-0,4 • .,..ι.ο ... -ο.ω Ν/_../ ...... Sιott.,. ~•t

PPW1 ο.• ..... -ο.ι -.-ο.Οδ Ν/~ u•O " ·"ιο Stolt~ V11t'moι1et1

... >>

r• ..

''

... 32

r-- ,_____r:; ... 34

-.1.

rcr,_,.

,.

PPW" - 0.5 ·~ ... •Ο, ι. -.·ο ι ι Η/Ι<ΜrΙ' i.t-Q,4.ι,•

Skιlt~~..., ..

.... ... Γ

... ... .. P'PW4-0.5 ~i~ί~~i~ ο.,•Ο.>· .. οΟ» H/m..l _.., ~\I9M............., ..

Γ l

I'PW4-0,5 ο..,.• ι.ο·-.•1,10 Ν/-'

PPW4 -o.5 .... - •.ο ... uo HJ-J ii*O" ~ StoιY"9'f"~-~

PPW4-0 . .S ...... - ι .ο -.-υο Ν/,.,.~ ... 0.4 ·1'1 · Sιaβfuq.n ..-rt*1tll

Γ

I

41

r•o ..

..•

(f

......

r• ..

••

559

Διόγρομμο 1: Αξιολόγηση αποτελεσμάτων δοκιμών σε σύγκριση με τον DIN 1053-1/1996- Τοίχοι με λιθοσώματα αε.ρομττετόν θλrπηκής αντοχής 2 και 4 MPa και με τους κατακόρυφους αρμούς χωρίς κονίαμα --..... ---..... ...

! ! I i

Ι. i D -IΓ-W•••••

ι . D 11(~ ... . ....

~ οι~ ..

---+-- ·~ .......

. I I ι .. " Ολ .. .. .. " .. --

~, J D ~ ι!·-.. ····· ~ ~-- χ ........ . . . .. . οι...........,... .. ...................... - . -Ε

·- ., . .. . .. ·~ ,.. 1.1 --Διόγρομμα 2: Αξιολόγηση αποτελεσμάτων δοκιμών σε τοίχους με κατακόρυφους αρμούς χωρΙς κονίαμα (USF) και πληρωμένους με κονίαμα (VSF) -Τοίχοι με λιθοσώματα αερομπετόν θλπττικής αντοχής 2 και 4 MPa

,..

[''"

I ·:

.. .. ι .. I ... ... ..

• ••

560

• I I

i Ι

D

---+- Q

ο

----i._ 1" -;-t

_, u u ~ u u ~

.............................. ,....,

ι:--··· ·~u. .... ·~"-"; ......

......... .ι.e..s ............... tl .....................

Η + . , ----- f α

α • ι:--. t r-;- Δ~U..Μ.• . ............ "ιΙΙΙΡ. ......

D ...----... ' . , .. •• ·~ ·~ . .

............... ΙJ!ηά ...............