Αύξηση πλαστιμότητας υποστυλωμάτων. Σύγκριση προσομοιωμάτων Καν.Επε. και ευρωκώδικα

• Κύριος συγγραφέας: Λιακοπούλου, Ευσταθία
• Άλλοι συγγραφείς: Δρίτσος, Στέφανος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Κολώνες; Πλαστιμότητα; Ενίσχυση; Ινοπλισμένα πολυμερή; Σκυρόδεμα; Σεισμική ικανότητα; Columns; Ductility; Confinement; Fibre reinforced polymers; Concrete; Seismic capacity; 624.183 425

Πολλές από τις υπάρχουσες κατασκευές που υπάρχουν σήμερα και έχουν κατασκευαστεί πολλές δεκαετίες πριν, παρουσιάζουν ανεπαρκή σεισμική ικανότητα. Ο λόγος για τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι το γεγονός ότι έχουν κατασκευαστεί είτε βάσει παλιότερων αντισεισμικών κανονισμών ή ακόμα και απουσία οποιουδήποτε κανονισμού. Ένας από του κρισιμότερους παράγοντες που συμβάλει στην αδυναμία των υφιστάμενων κατασκευών, να αποκριθούν στην σεισμική δράση, είναι η έλλειψη πλαστιμότητας στα μέλη της, με κρισιμότερα τα υποστυλώματα. Θέμα της παρούσα εργασίας είναι η αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας των υποστυλωμάτων μέσω της περίσφιγξης τους με σύνθετα ινοπλισμένα πολυμερή (Fiber Reinforced Polymers, FRP). Η εργασία πραγματεύεται σε πρώτο επίπεδο, στην παρουσίαση και τη σύγκριση των δύο διαθέσιμων κανονισμών, τον Ελληνικό Κανονισμό Επεμβάσεων ΚΑΝ.ΕΠΕ και τον Ευρωκώδικα, για την αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας. Επίσης, σε ένα δεύτερο επίπεδο, πραγματεύεται την σύγκριση των δύο αυτών κανονισμών με διαθέσιμα πειραματικά αποτελέσματα. Στόχος της εργασίας είναι η αξιοποίηση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την ανάλυση και την σύγκριση για τη διεξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων. Ταυτόχρονα, μέσω της εργασίας αυτής, δίνεται μία ολοκληρωμένη εικόνα για την πλαστιμότητα ενός δομικού στοιχείου, πριν και μετά την ενίσχυσή του, καθώς επίσης και ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να υπολογισθεί. Η εργασία διαρθρώνεται σε δύο μέρη. Το Μέρος Α, αφορά τον αναλυτικό υπολογισμό του δείκτη πλαστιμότητας, μέσω των προσομοιωμάτων που προτείνονται από τον Ευρωκώδικα και τον ΚΑΝ.ΕΠΕ, ενώ το Μέρος Β, αφορά την σύγκριση αυτών με πειραματικά αποτελέσματα. Πιο συγκεκριμένα στο Μέρος Α, παρουσιάζονται, εφαρμόζονται και συγκρίνονται τα προσομοιώματα που προτείνονται από τον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3 [1], το αντίστοιχο προσχέδιο που συντάχθηκε τον Δεκέμβρη του 2017, προς αναθεώρηση του [2] και τον Ελληνικό Κανονισμό Επεμβάσεων ΚΑΝ.ΕΠΕ 2013 [9], με την αντίστοιχη αναθεωρημένη έκδοση του 2017 [10]. Βάσει αυτών των προσομοιωμάτων εξετάζονται αναλυτικά τα μεγέθη που αφορούν τον τελικό υπολογισμό του δείκτη πλαστικότητας, πριν και μετά την ενίσχυση με μανδύα FRP, ορθογωνικών υποστυλωμάτων από οπλισμένο σκυρόδεμα. Τα μεγέθη αυτά, αφορούν τα μηχανικά χαρακτηριστικά του σκυροδέματος, καθώς επίσης και τα παραμορφωσιακά μεγέθη της διατομής, δηλαδή τις καμπυλότητες και τις γωνίες στροφής χορδής της, κατά την διαρροή και την αστοχία. Μέσω των παραπάνω προκύπτει τελικώς ο δείκτης πλαστιμότητας για το κάθε προσομοίωμα ξεχωριστά, πριν και μετά την ενίσχυση, ο οποίος στην παρούσα εργασία μελετάται κυρίως σε όρους γωνίας στροφής χορδής, μθ. Στο Μέρος Β της εργασίας, παρουσιάζονται αποτελέσματα από πειράματα που έχουν διεξαχθεί στο Τμήμα των Πολιτικών Μηχανικών, του Πανεπιστημίου Πατρών και έχουν συγκεντρωθεί από διάφορες δημοσιευμένες εργασίες, του Μπούσια, κ.α. [6],[7],[8] καθώς επίσης και από την διδακτορική διατριβή του Μπουρνά [13]. Τα αποτελέσματα αυτά επεξεργάζονται με στόχο να προκύψουν οι δείκτες πλαστιμότητας σε όρους γωνίας στροφής χορδής και στην συνέχεια να συγκριθούν με τα αντίστοιχα αναλυτικά αποτελέσματα, από το Μέρους Α. Από τα αποτελέσματα των συγκρίσεων με τα πειράματα, επιβεβαιώνεται η αξιοπιστία ορισμένων προσομοιωμάτων που προτείνονται από τους κανονισμούς, ενώ αντίστοιχα κάποια άλλα κρίνονται αναξιόπιστα. Αυτό που προκύπτει ως γενικός σχολιασμός είναι το γεγονός ότι για τον προσδιορισμό της πλαστιμότητας ενός υφιστάμενου στοιχείου από οπλισμένο σκυρόδεμα, τα προσομοιώματα που προτείνονται παρουσιάζουν μεγαλύτερη αξιοπιστία σε σχέση τα αντίστοιχα για το ενισχυμένο στοιχείο με FRP. Όσον αφορά το ενισχυμένο στοιχείο, διαπιστώνεται πως το προσομοίωματα του ΚΑΝ.ΕΠΕ 2013 είναι σε αρκετά μεγάλο βαθμό συντηρητικό, γεγονός που οφείλεται στην προσεγγιστική σχέση που δίνεται για τον υπολογισμό του δείκτη παλστιμότητας σε όρους καμπυλοτήτων και κατ’ επέκταση σε όρους γωνιών στροφής χορδής. Αυτή η σχέση διορθώνεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ 2017, παράγοντας πιο αξιόπιστα αποτελέσματα. Ο υπολογισμός της πλαστιμότητας μέσω του λόγου της γωνίας στροφής χορδής στην αστοχία προς την γωνία στροφής χορδής στην διαρροή, σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8 -Μέρος 3, παρουσιάζει μία μη ρεαλιστική απόκριση μετά την εφαρμογή συγκεκριμένο πάχος υλικού ενίσχυσης κάτι το οποίο αποκαθίσταται από το αντίστοιχο προσχέδιο του 2017. Στο προσχέδιο αυτό επίσης παρουσιάζεται μία γενική σχέση που αφορά τον υπολογισμό της γωνίας στροφής χορδής στην αστοχία διατομής οποιουδήποτε σχήματος, η οποία όμως παράγει συντηρητικά αποτελέσματα τόσο για ενισχυμένο όσο και για υφιστάμενο στοιχείο, ωστόσο όχι στο βαθμό που παρατηρείται στο προσομοίωμα του ΚΑΝ.ΕΠΕ 2013 για το ενισχυμένο στοιχείο.