שילוב דרישות מקדם בטחון של התקנים הישראלים עם התקנים האירופאים לעיגון

07/14/2020

קיימים מספר תקנים ישראלים שקובעים מקדם בטחון נדרש לתכנון עוגן כימי או עוגן מכני. אך עקב חוסר תקנים ישראלים בנוגע לעוגנים, אנו משתמשים בארץ בתקנים האירופאים EN 1992-4:2018 שלא עובדים עם מקדמי בטחון קבועים אבל תלויים בסוג הכשל. לדוגמה, כשל בפלדה בגזירה דורש בדרך כלל מקדם בטחון הרבה יותר קטן מזה הקשור לכשל בשליפה בגלל טיב החיבור בין העוגן לבטון.

1. הבהרת המושגים שמשתמשים בתקנים אירופאים

Mean Ultimate Load : עומס כשל אולטימטיבי או במילים פשוטות העומס כשל הממוצע

Characteristic Load : עומס כשל אופייני או במילים פשוטות העומס כשל המינימאלי מבחינה סטטיסטי (נשאר 5% של בדיקות נמוכות יותר)

Design Load : עומס תכן. זה עומס כשל האופייני מחולק על ידי המקדם בטחון בהתאם לסוג הכשל.

Recommended Load or Service Load : עומס שירות. זה העומס תכן מחולק על ידי המקדם בטחון בהתאם לסוג העומס שמופעל על העוגן.

2. השוואה בין תסבולת עוגן בודד לעומס המופעל עליו :

דרישות התקן הישראלי מתייחסות לתסבולת של עוגן בודד יחסית לעומס המופעל עליו, ולא לתכנון קבוצת עוגנים כפי שמופיע בתקנים האירופאים. אנו בעצם צריכים להשוות את העומס כשל אולטימטיבי, שנלקח מנתונים טכניים מאומתים או תקנים או מבדיקת שליפה בשטח לעומס המופעל על העוגן ללא שום מכפילים.

בפועל זה אומר שלאחר שנתכנן את העיגון בהתאם לדרישות התקן האירופאי, נצרך להוסיף בדיקה מאוד פשוטה של השוואה. במידה ומופיע רק עומס כשל אופייני בנתונים טכניים, אפשר להניח בשליפה הפרש של 25% מהעומס כשל אופייני, ובגזירה לקחת הפרש של 10% לקבלת הערכה.

3. חישוב סה"כ מקדמי בטחון בהתאם לתקנים האירופאים :

למרות שהדבר איננו דרוש בבירור בתקן הישראלי, אם ברצוננו לשלב את התכנון בעצמו של העוגנים עם המקדם 4, נצרך לבדוק ראשית מה המקדם הקיים בתכנון לפי התקן האירופאי :

העומס כשל אולטימטיבי איננו חלק מהאפיון שמקבל עוגן בהתאם לתקנים אירופאים (מה שמוגדר גם כתקן של העוגן). הנתון המופיע בתעודות תקן של העוגנים הינו העומס כשל אופייני.

המקדם בטחון בין העומס כשל אופייני לעומס תכן משתנה. עבור חיבור העוגן או כשל בקונוס הבטון הוא בדרך כלל נע בין 1.5 ל-1.8 (1.65 בממוצע). בקשר לכשל בפלדה בין 1.25 ל-1.5 (1.35 בממוצע). המקדם בין העומס תכן לעומס שירות נקבע כ-1.4 ולוקח בחשבון 2/3 של עומס קבוע (עם מקדם בטחון 1.35 בהתאם לתקן האירופאי) ו-1/3 של עומס משתנה (עם מקדם בטחון 1.5 בהתאם לתקן האירופאי).

ברב המקרים בשליפה, הכשל קשור לחיבור של העוגן או לקונוס הבטון ובגזירה, זה קשור לפלדה.

כלומר שבשליפה, המקדם בטחון מהעומס כשל אולטימטיבי עד העומס שירות הינו לפי התקנים האירופאים בשליפה בערך: 1.25x1.65x1.4=2.9 ובגזירה : 1.25x1.35x1.4=2.35.

4. השוואה בין מקדם בטחון 4 הנדרש בהרבה תקנים ישראלים למקדם בטחון בהתאם לתקנים אירופאים לעיגון :

זאת אומרת שאם אנחנו רוצים לקבל בערך מקדם בטחון 4 ,אנחנו אמורים לעשות התכנון בהתאם לתקן האירופאי כך שהעומס מופעל על העוגן ינצל רק 75% מתסבולת העוגן בשליפה (אם הכשל איננו בפלדה של העוגן) ו-55% בגזירה (עם הכשל הינו בפלדה ולא בקצה הבטון).

5. דעה אישית בנושא

בזמן כתיבת התקן הישראלי לקירות מסך בעבר הרחוק, לא יכלו להתחשב במה שלא היה קיים בזמנם, תקן אירופאי שמרן לתכנון עוגנים, ובמיוחד לא מההגדרה "בטון סדוק" עם תסבולת מופחתת בין 35 ל- 55% בגלל חשד של הופעת סדק בעתיד במיקום העוגן. למתכננים נטייה טבעית להתחשב בתכנון העוגנים בבטון כסדוק ליתר בטחון כי הגבולות של ההגדרה לא מאוד ברורים (ראה תקנון בריטי בנושא) והספקים דוחפים לכך בין היתר בגלל אינטרסים כספים.

זה אומר, שאם המתכנן קובע שהבטון סדוק, זה גורם לכך שברב המקרים העוגנים יחזיקו פי 6 מהעומס המופעל. אפשר אולי להתווכח על נכונות הדרישה הזאת בשליפה, כשהתקנה לא טובה יכולה לגרום לנזק בתסבולת של העוגן, בגזירה המצב די שונה ואיננו תלוי בפועל עצמו אבל רק בקוטר העוגן ובטיב הפלדה. מסיבה זאת, המקדם הנדרש לפי התקן אירופאי במקרה זה קטן, פי 2 (כי אין כמעט אי ודאות). קשה להסביר במקרה כזה את הדרישה למקדם 4 בגזירה.

6. סיכום

לסיכום, אם מתכננים בצורה רגילה בהתאם לתקן האירופאי, ברב המקרים, העיגון יחזיק בפועל יותר מפי-4 מהעומס המופעל וניתן לבדוק את זה בבדיקה מאוד קלה ומהירה.

המתכננים שרוצים בכוח לשלב התקן האירופאי לדרישה זו, יכולים על ידי הכפלה של הכוחות המופעלים ב- 1.4 בשליפה ו-1.9 בגזירה.