ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ

Κατασκευές χωρίς δοκούς (flat slabs), μια ομάδα κατασκευών αρκετά παραμελημένη στον Ελληνικό χώρο. Κατασκευές, οι οποίες, αν και χρήζουν  ιδιαίτερης  προσοχής κατά την μελέτη και την διαστασιολόγηση τους, προσφέρουν πλείστα πλεονεκτήματα τα οποία υποσκελίζουν τα όποια μειονεκτήματα τους. Αναλυτικότερα, με τον όρο «κατασκευές χωρίς δοκούς» περιγράφονται τα κτίρια από οπλισμένο σκυρόδεμα, στα οποία οι πλάκες εδράζονται απευθείας πάνω στα υποστυλώματα –χωρίς την παρεμβολή δοκών.

Μεγάλης έκτασης και όγκου κτίριο Parking Αυτοκινήτων

Καθώς πρόκειται για ασυνήθιστο τύπο  κατασκευών, η γνωστή φοβία μηχανικών και αρχιτεκτόνων σε καινούργιες ιδέες και ριζικά διαφορετικές προσεγγίσεις γνωστών προβλημάτων οδήγησε σε απουσία πληθώρας τέτοιων κτισμάτων στην Ελλάδα, άρα και σε απουσία ανάλογης μελετητικής εμπειρίας. Ως εκ τούτου, η ιστορία έχει διδάξει με τον χειρότερο τρόπο τα τρωτά σημεία αυτών των κατασκευών. Πολλές πλάκες με σημειακή στήριξη, (ως σημειακά στηριζόμενες πλάκες θεωρούνται εκείνες που εδράζονται άμεσα και μονολιθικά στο υποστύλωμα, χωρίς την παρεμβολή δοκών), κατά την σεισμική καταπόνηση τους παρουσίασαν αστοχίες και μάλιστα με ιδιαίτερα ψαθυρό τρόπο.

 
Πειραματικό εργαστηριακό πολυώροφο κτίριο χωρίς δοκούς.
Κατάρρευση έπειτα από σεισμική διέγερση πλάκας σημειακά στηριζόμενης, στο Northridge.

Αν και τα οφέλη των κατασκευών χωρίς δοκούς είναι πολύ περισσότερα από τα μειονεκτήματα τους, κρίνεται σκόπιμο να παρουσιαστούν αρχικά τα αρνητικά τους σημεία, ώστε να υπάρχει πλήρη κατανόηση των θετικών στοιχείων τους παρακάτω.

Τα μειονεκτήματα τέτοιων φορέων, εντοπίζονται κυρίως στην ευαισθησία που παρουσιάζουν έναντι φορτίσεων σεισμικού τύπου, και ιδιαίτερα στον κίνδυνο αλυσιδωτής καταρρεύσεως που ενδεχομένως μπορεί να προκληθεί από τοπική αστοχία λόγω διάτρησης. Από την συγκεντρωτική δράση φορτίων σε μικρές επιφάνειες πλακοειδών δομικών στοιχείων, υπάρχει πιθανότητα να εξαντληθεί η καμπτική ικανότητα της πλάκας και να οδηγηθούμε σε μια ιδιαιτέρως ψαθυρή αστοχία, την αστοχία από διάτρηση. Συγκριτικά με τους υπόλοιπους τύπους αστοχίας (κάμψεως, τέμνουσας και στρέψεως)  η διάτρηση δρα πλέον επικίνδυνα και χωρίς ιδιαίτερες προειδοποιήσεις. Κύριο χαρακτηριστικό της διατρήσεως είναι η κατακόρυφη μετατόπιση που παρατηρείται και η κολουρωνική μορφή της επιφάνειας που αστοχεί (μορφή μύκητα) . Τέτοιες πλάκες ονομάζονται επίσης και μυκητοειδείς.

Χαρακτηριστική αστοχία διατρήσεως
(Από:Α.Π.Θ. Αρχείο Εργαστηρίου Σιδηροπαγούς Σκυροδέματος.)

Από μελετητικής πλευράς  πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην διατρητική τέμνουσα, όπου αυτή εμφανίζεται. Τρόποι αντιμετώπισης της τέμνουσας αυτής είναι οι ειδικές διατάξεις οπλισμών, διαφορετικές από τις κλασσικές που χρησιμοποιούνται στα συμβατικά κτίρια.  Τέτοιου είδους κατασκευαστικές λύσεις είναι ακριβότερες από τις συμβατικές, εκπίπτει όμως έμμεσο κέρδος από την μείωση του συνολικού χρόνου κατασκευής ενός τέτοιου έργου.

  
Οπλισμοί έναντι διατρήσεως κόμβου ενώσεως πλάκας με υποστύλωμα, τύπου διατρητικών ήλων (stud rails)
Οπλισμοί έναντι διατρήσεως κόμβου ενώσεως πλάκας με υποστύλωμα, τύπου shear ladders

Ορισμένες φορές στα μέτρα έναντι διατρήσεως συμπεριλαμβάνεται μια τοπική προσαύξηση του πάχους της πλάκας περιμετρικά του υποστυλώματος (κιονόκρανο απο σκυρόδεμα).

Τοπική προσαύξηση πάχους πλάκας (δημιουργία κιονόκρανου σκυροδέματος)
(Από:Α.Π.Θ. Αρχείο Εργαστηρίου Σιδηροπαγούς Σκυροδέματος.)

Ο Ελληνικός Κανονισμός Οπλισμένου Σκυροδέματος για την περίπτωση μυκητοειδών κατασκευών συστήνει την τοποθέτηση τοιχωμάτων περιμετρικά της κατασκευής για την απομείωση της σεισμικής εντάσεως στις θέσεις που ενώνονται οι πλάκες με τους στύλους (κόμβους) (παρ. 9.1.7. ) .  Στον ίδιο κανονισμό, (Ε.Κ.Ω.Σ.)  και στο κεφάλαιο 13, λαμβάνεται μέριμνα για την διάτρηση πλακών με ή χωρίς διάκενα σταθερού πάχους οπλισμένων έναντι κάμψεως σύμφωνα με τα κεφάλαια 9,10 του ίδιου κανονισμού.

Η ύπαρξη δοκών στα περισσότερα κτιριακά έργα πολλές φορές  προβληματίζει τον μελετητή και ιδιαίτερα τον αρχιτέκτονα καθώς θέτει αρκετούς περιορισμούς αποτελώντας τροχοπέδη σε πολλά ζητήματα.

Τα πλεονεκτήματα  λοιπόν των μυκητοειδών πλακών επίκεινται κυρίως στην ελευθερία αρχιτεκτονικής διαμορφώσεως του έργου, καθώς η παντελής έλλειψη δοκών αφήνει περιθώρια και πλήθος επιλογών στον υπεύθυνο αρχιτέκτονα, για τον σχεδιασμό του έργου. Δεν υπάρχουν περιορισμοί που εντοπίζονται στα κλασσικά έργα με δοκούς για το πού θα τοποθετηθούν οι δοκοί αυτοί, καθώς και περιορισμοί για την θέση των μετέπειτα περιμετρικών και εσωτερικών τοιχοποιιών (δεν υπάρχουν οι κλασσικές νευρώσεις των δοκών).

 
Ξυλότυπος πλάκας χωρίς δοκούς.(χαρακτηριστικοί οπλισμοί)

‘Ένα ακόμα πλεονέκτημα είναι η επίτευξη της μείωσης του ύψους από όροφο σε όροφο σε μια οικοδομή, διότι απαλλασσόμαστε από τις δοκούς, άρα και από το ύψος της κρέμασης τους. Αυτό μπορεί να συντελέσει με την σειρά του και σε μείωση του συνολικού ύψους του κτιρίου, άρα να συμβάλλει στην οικονομικότητα της ανεγέρσεως του.
Επίσης παρουσιάζεται πλήρης ελευθερία όσο αναφορά την διέλευση σωληνώσεων αεραγωγών κλπ. (μεταξύ μυκητοειδούς πλάκας και ενδεχόμενης ψευδοροφής).

Από πλευράς κατασκευής ωφελούμαστε ως προς την ορθολογικότητα της ανεγέρσεως του έργου. Η συνεχής ανάγκη για μείωση του κόστους επιτυγχάνεται με την απευθείας έδραση πλακών στα υποστυλώματα και αυτό γιατί παρουσιάζεται μεγαλύτερη ευκολία στην τοποθέτηση του ξυλότυπου στην κατασκευή.

Ευκολία στην τοποθέτηση των οπλισμών κάμψεως καθώς και στην διάστρωση του σκυροδέματος.  Επίσης παρουσιάζεται η δυνατότητα για οικονομικότερη ανάπτυξη μεθόδων προεντάσεως με τις οποίες αντιμετωπίζονται μεγαλύτερης τάξης ανοίγματα και καθίσταται δυνατή η μείωση του πάχους, καθώς και των βελών των πλακών. Για ανοίγματα της τάξεως των έξι με εννέα μέτρων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε συμβατικό οπλισμένο σκυρόδεμα με χαλαρούς οπλισμούς μόνο. Για μεγαλύτερης τάξεως ανοίγματα συνήθως χρησιμοποιούμε  προένταση ώστε να εξασφαλίζουμε πλήρως την λειτουργικότητα της πλάκας.

Η γενική αλήθεια στον Ελληνικό χώρο είναι ότι δεν προτιμούνται τέτοιου είδους κατασκευές.
Η επιστήμη του μηχανικού όμως καθώς και η γνώση των κινδύνων που κρύβουν τέτοιου είδους κατασκευές πια, (που λανθασμένα χαρακτηρίζονται από πολλούς ριψοκίνδυνες), καθώς και η ιδιαίτερη μέριμνα των προβλημάτων τους και σε υπολογιστικά στατικά και μη προγράμματα , τα καθιστούν γοητευτικά προς μελέτη και κατασκευή. Πολλές ευρωπαϊκές χώρες, (Γερμανία, Γαλλία, κτλ.) έχουν ήδη ιστορία σε κατασκευές χωρίς δοκούς.

Του Ευάγγελου Τσάτη

Πηγές αναφοράς:
Ιωάννης Α. Τέγος (Καθηγητής Α.Π.Θ.) “ΕΙΔΙΚΕΣ  ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ  ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ “
http://projects.bre.co.uk/ConDiv/concrete%20frame/RatsBPG.pdf
http://www.shef.ac.uk
http://web.iiit.ac.in/~rahman/is456.pdf
http://www.integer-software.co.uk/