Μάτιση κολονοσιδήρων

Σε ένα πολυώροφο κτίριο, το ιδανικό θα ήταν τα κολονοσίδερα να είναι μονοκόμματα, σε όλο το ύψος του κτιρίου. Αυτό όμως είναι πρακτικά ανέφικτο, γι’ αυτό τοποθετούνται μονοκόμματα κολονοσίδερα, μόνο στο ύψος καθενός ορόφου.

Για να μπορέσουν να συνεργαστούν τα κολονοσίδερα ενός ορόφου με τα κολονοσίδερα του υποκείμενου και του υπερκείμενου ορόφου, θα μπορούσαμε να τα συγκολλούμε. Αυτό όμως είναι πρακτικά δύσκολο και εφαρμόζεται μόνο σε ειδικές περιπτώσεις. Η πρακτική που συνήθως ακολουθείται είναι η μάτιση των κολονοσιδήρων, δηλαδή η ένωσή τους με απλή παράθεση.

Τα κολονοσίδερα του ορόφου τοποθετούνται με ένα επιπλέον μήκος, το μήκος αναμονής, το οποίο πρέπει να είναι μεγαλύτερο, ή ίσο με το αναγκαίο μήκος παράθεσης των ομόλογων ράβδων δύο γειτονικών ορόφων. Το μήκος αυτό είναι ίσο με τη διάμετρο των ράβδων, πολλαπλασιασμένη επί το συντελεστή παράθεσης (που η τιμή του κυμαίνεται μεταξύ 45 και 60).

Είναι σημαντικό να εξετάσουμε πώς γίνεται η μάτιση στην πράξη. Πρέπει να γνωρίζουμε ότι, για να δουλέψουν οι συνδετήρες σε περίσφιγξη, πρέπει σε κάθε γωνιά τους να υπάρχει ένα κολονοσίδηρο, που να εφάπτεται με το συνδετήρα. Στις περιοχές έναρξης, ή τελειώματος της μάτισης, αυτό είναι δύσκολο και επιτυγχάνεται μόνο με κατάλληλες πρακτικές. Αν το δέσιμο του οπλισμού γίνεται επιτόπου στην οικοδομή, υποχρεωτικά ακολουθείται ο πρώτος τρόπος μάτισης, που φαίνεται στο σχήμα.

Οι αναμονές είναι ευθύγραμμες και οι ράβδοι του υπερκείμενου ορόφου, πρέπει να παρακάμψουν στο σημείο της ένωσης. Η παράκαμψη αυτή θα πρέπει να έχει μήκος έναν, ή δύο συνδε-τήρες. Σε μεγάλες διαμέτρους π.χ. Ø20 ή Ø25, η παράκαμψη των κολονοσιδήρων επί τόπου, ακόμα και σε μεγάλα μήκη, είναι εξαιρετικά δύσκολη έως αδύνατη, γι’ αυτό η κάμψη πρέπει να έχει γίνει από πριν στον κουρμπαδόρο.

Παρατήρηση:

Ο συντελεστής παράθεσης είναι ανάλογος της αντοχής του χάλυβα και αντιστρόφως ανάλογος της αντοχής του σκυροδέματος .

Στον επόμενο πίνακα φαίνονται τα αναγκαία μήκη αναμονής σε mm, για τρεις συγκεκριμένες διατομές χάλυβα, σε συνδυασμό με τρεις κατηγορίες σκυροδέματος

Η παράκαμψη των ράβδων κατά τη μάτιση, μπορεί να γίνεται με παράθεση σε οποιαδήποτε κατεύθυνση, όπως στα επόμενα δύο σχήματα.

Σε περίπτωση υποστυλωμάτων χωρίς απαιτήσεις αντισεισμικότητας, για λόγους λειτουργικότητας, είναι καλό να τοποθετούνται περισσότερες ράβδοι μικρής διατομής στην περίμετρο, παρά λιγότερες ράβδοι μεγαλύτερης διαμέτρου. Σε περιπτώσεις όμως υποστυλωμάτων με απαιτήσεις αντισεισμικότητας, που εξετάζονται σ’ αυτό το site, είναι καλύτερο να τοποθετούνται ράβδοι μόνο στις γωνιές των τσερκιών, για να είναι καλά εξασφαλισμένες από λυγισμό, άρα είναι καλύτερο να τοποθετούνται λιγότερες ράβδοι μεγαλύτερης διατομής. Εξάλλου, στις αντισεισμικές κατασκευές, που έχουμε κατά κανόνα συνωστισμό οπλισμού στην περιοχή των κόμβων, ο μικρός αριθμός ράβδων εξυπηρετεί και στη σωστή όπλιση.

Έτσι, σε τετράγωνη διατομή 400/400, με ρομβοειδή διάταξη συνδετήρων (που έχει 4+4 γωνίες), για αναγκαίο οπλισμό 3000 mm² με χρήση ράβδων έως Ø20, μία συνηθισμένη όπλιση είναι τα 4Ø20+12Ø14 . Με χρήση ράβδων έως Ø25, η καλύτερη επιλογή είναι 4Ø25+4Ø20 .

Προϋποθέσεις χρήσης ράβδων μεγαλύτερης διαμέτρου από Ø20 είναι:

(α) Η χρησιμοποίηση υψηλής αντοχής σκυροδέματος, ώστε να είναι σχετικά μικρά τα μήκη αναμονής.

(β) Η υποχρεωτική χρήση κουρμπαδόρου για τις παρακάμψεις (κατά τις ματίσεις) των ράβδων και βέβαια, η ακριβής μελέτη εφαρμογής με τα ακριβή ύψη των στοιχείων.

(γ) Η χρήση γερανού, επειδή το βάρος ακόμη και μίας μόνο ράβδου Ø25 μήκους 4.65 m είναι 18 kg.

Ο πρώτος παράγοντας είναι θέμα βιομηχανίας σκυροδέματος, ενώ οι δεύτερος και τρίτος παρά-γοντες, είναι θέματα της βιομηχανίας διαμόρφωσης και τοποθέτησης οπλισμού. Τα δύο αυτά θέματα εξετάζονται στη συνέχεια.

Η επιλογή ελάχιστης ποιότητας σκυροδέματος σήμερα π.χ. C30/37 σε σχέση με C20/25 που χρησιμοποιείτο κατά κανόνα με τον ΕΚΩΣ2000 , δεν πρέπει να προβληματίζει κανέναν επειδή:

(α) είναι εφικτή η παραγωγή τους από τις περισσότερες βιομηχανίες σκυροδέματος,

(β) όσο μεγαλύτερη είναι η ποιότητα του σκυροδέματος, τόσο μικρότερη είναι η αναγκαία, υπολογιστικά, ποσότητα χάλυβα, γεγονός που καλύπτει τη λίγο αυξημένη τιμή του σκυρο-δέματος, σε σχέση με αυτή της χαμηλότερης ποιότητας.

(γ) τα σκυροδέματα υψηλής αντοχής έχουν μικρότερο πορώδες επειδή περιέχουν περισσότερο τσιμέντο, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής στο σκελετό. Η διάρκεια του σκελετού στο χρόνο είναι παράγοντας εξαιρετικά σημαντικός, ιδιαίτερα στα κτίρια που βρίσκονται σε δυσμενείς περιοχές, π.χ. όταν απέχουν απόσταση μικρότερη του 1 km από τη θάλασσα.

Στις περισσότερες κατασκευαστικά προηγμένες χώρες της Ευρώπης που δεν έχουν σεισμό, ακόμη και στις συνήθεις κατασκευές, αρκετά χρόνια πριν την υποχρεωτική εφαρμογή των Ευρωκωδίκων, χρησιμοποιούνταν υψηλότερες ποιότητες σκυροδέματος από C25/30. Σε μία χώρα με σεισμούς, όπως είναι η Ελλάδα, η χρήση υψηλών ποιοτήτων σκυροδέματος δεν είναι μόνο οικονομική λύση, αλλά και τεχνικά αναγκαία!

Η βιομηχανοποίηση της κατασκευής και η εξέλιξη της τοποθέτησης του οπλισμού, οδηγούν όλο και περισσότερο, αφενός μεν στην πρακτική προκατασκευής τόσο του κλωβού των συνδετήρων, όσο και ολόκληρης της κολόνας, αφετέρου δε στην τοποθέτηση της προκατασκευασμένης κολόνας με τη βοήθεια γερανού.

Η προκατασκευή του οπλισμού και η μηχανοκίνητη τοποθέτησή του είναι εξελίξεις, που προχωρούν μαζί.

Η μάζα των αντισεισμικών κολονών είναι πολύ μεγάλη. Για παράδειγμα, η απλούστερη δυνατή κολόνα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί και που εξετάστηκε προηγουμένως (συνδετήρες και κολονοσίδερα), έχει μάζα 60 kg, ενώ η μάζα των συνηθισμένων αντισεισμικών κολονών είναι πολύ μεγαλύτερη. Η συνηθισμένη κολόνα της πράξης, διατομής 400/400, με συνδετήρες Ø10/100 σε ρομβοειδή διάταξη, με 8Ø20, έχει μάζα 150 kg και η επίσης συνηθισμένη κολόνα, διατομής 500/500, με συνδετήρες σε σχήμα σταυρού και 12Ø20, έχει μάζα 230 kg.