Αντισεισμική ενίσχυση και ενεργειακή αναβάθμιση τοιχοποιίας : συμπεριφορά σε εκτός επιπέδου φόρτιση πριν και μετά από δοκιμή πυρός

• Κύριος συγγραφέας: Αργυροπούλου, Ειρήνη - Μαρία
• Άλλοι συγγραφείς: Τριανταφύλλου, Αθανάσιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Αντισεισμική ενίσχυση; Ενεργειακή αναβάθμιση; Τοιχοποιία; Σύνθετα υλικά; Ινοπλέγματα ανόργανης μήτρας (ΙΑΜ); Μόνωση; Πειραματικό πρόγραμμα; Εκτός επιπέδου φόρτιση; Δοκιμή Πυρός; Seismic retrofitting; Seismic strengthening; Energy efficiency; Masonry; Composite materials; Textile reinforced mortar (TRM); Insulation; Ytong, EPS; Experimental program; Out of plane cyclic load; Fire Testing; 693.852

Σκοπός της παρούσας διατριβής μεταπτυχιακού διπλώματος ειδίκευσης αποτελεί η πειραματική και αναλυτική διερεύνηση της απόκρισης ενός ενισχυμένου και ενεργειακά αναβαθμισμένου δοκιμίου φέρουσας τοιχοποιίας, υποβαλλόμενο σε εκτός επιπέδου φόρτιση. Η ενίσχυση της τοιχοποιίας πραγματοποιήθηκε μέσω μιας νέας τεχνικής σύνθετων υλικών που φέρει την ονομασία «Ινοπλέγματα σε Ανόργανη Μήτρα» (ΙΑΜ). Πρόκειται για το συνδυασμό πλέγματος ινών υάλου υψηλής αντοχής και τσιμεντοκονιάματος. Παράλληλα, μαζί με τη στατική ενίσχυση, η παρούσα ερευνητική διατριβή επιδιώκει και την ενεργειακή αναβάθμιση της κατασκευής με τη βοήθεια θερμομονωτικών πλακών, εξασφαλίζοντας έτσι θερμική και ακουστική προστασία στο κτίριο. Το πειραματικό πρόγραμμα που διήρκησε έξι μήνες, υλοποιήθηκε στο Εργαστήριο Μηχανικής και Τεχνολογίας Υλικών το χρονικό διάστημα από το Σεπτέμβρη του 2015 έως το Φεβρουάριο του 2016. Προκειμένου να επιτευχθεί ο σκοπός της εργασίας που αφορά την πειραματική διερεύνηση, κατασκευάστηκαν 17 δοκίμια τοιχοποιίας εκ των οποίων τα 16 ενισχύθηκαν με ινοπλέγματα σε ανόργανη μήτρα. Το δοκίμιο χωρίς ενίσχυση αποτέλεσε το δοκίμιο ελέγχου (αναφοράς), ενώ ο διαχωρισμός των ενισχυμένων δοκιμίων έγινε σε δύο ομάδες. Για την ενεργειακή αναβάθμιση των δοκιμίων της πρώτης ομάδας, ως θερμομονωτικό υλικό χρησιμοποιήθηκαν πλάκες διογκωμένης πολυστερίνης "EPS", ενώ αντίστοιχα στην δεύτερη ομάδα χρησιμοποιήθηκαν θερμομονωτικές και ταυτόχρονα πυράντοχες πλάκες αυτόκλειστου κυψελωτού σκυροδέματος πορομπετόν ή πιο απλά, πλάκες "Ytong Multipor". Ο λόγος για τον οποίο πραγματοποιήθηκε αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται στη πτωχή συμπεριφορά της διογκωμένης πολυστερίνης σε υψηλές θερμοκρασίες της τάξης πάνω από 200°C. Όλα τα δοκίμια τοιχοποιίας ελέγχθηκαν σε εκτός επιπέδου ανακυκλιζόμενη κάμψη τριών σημείων, με μόνη διαφορά ότι τα δοκίμια της δεύτερης ομάδας, πριν τη φόρτιση υποβλήθηκαν σε "πυρκαγιά" στο Εργαστήριο Δοκιμών Πυρός. Το ενδιαφέρον της εργασίας αυτής έγκειται στο συνδυασμό τοποθέτησης των δύο υλικών, των ΙΑΜ και της εξωτερικής θερμομόνωσης, η οποία διέφερε από δοκίμιο σε δοκίμιο, ώστε να διαπιστωθεί ο βέλτιστος συνδυασμός διάταξής τους στην επιφάνεια της τοιχοποιίας, με σκοπό την πλήρη "εκμετάλλευση" των ιδιοτήτων των δύο αυτών υλικών. Για να είναι συγκρίσιμα μεταξύ τους τα αποτελέσματα, σε όλα τα ενισχυμένα δοκίμια εκτός από ένα, το πλήθος των πλεγμάτων όπως επίσης και το πάχος κάθε θερμομονωτικής πλάκας διατηρήθηκε σταθερό. Με τον τρόπο αυτό μελετήθηκε εάν η διαφορετική διάταξη τοποθέτησής τους στην επιφάνεια της τοιχοποιίας επηρεάζει την μέγιστη πλευρική αντοχή και την αντίστοιχη πλαστιμότητα για κάθε δοκίμιο. Άλλοι παράγοντες προς διερεύνηση αποτέλεσαν το βήμα με το οποίο ασκήθηκε η μετατόπιση στο δοκίμιο, η απομένουσα αντοχή των δοκιμίων σε περίπτωση πυρκαγιάς, η ποιότητα του θερμομονωτικού υλικού αλλά και το πλήθος των πυράντοχων πλακών ώστε αυτές να προστατέψουν πλήρως το υλικό της ενίσχυσης και την τοιχοποιία από τα κύματα θερμότητας. Οι διατάξεις των δοκιμίων της πρώτης ομάδας, εξετάστηκαν και σε αναλυτικό επίπεδο, με σκοπό τον αναλυτικό υπολογισμό της συμπεριφοράς του δοκιμίου σε κάμψη καθώς και διάτμηση (ανάλογα με τη μορφή αστοχία για κάθε δοκίμιο), προκειμένου να βρεθεί η ροπή αντοχής της σύνθετης κατασκευής και να συγκριθεί με τις τιμές των πειραματικών αποτελεσμάτων. Κύριο συμπέρασμα της παρούσας διατριβής αποτελεί το γεγονός ότι με τη χρήση σύνθετων υλικών, ένας ψαθυρός τοιχίσκος ελέγχου μετατράπηκε σε ψευδοπλάστιμος, με ταυτόχρονα σημαντική αύξηση της αντοχής του και της απορροφούμενης ενέργειας για εκτός επιπέδου φορτίσεις. Με την προσθήκη θερμομονωτικών πλακών διογκωμένης πολυστερίνης ΕPS οι τιμές των αποτελεσμάτων από τις αναλύσεις είναι ακόμα καλύτερες όσον αφορά την αντοχή και την πλαστιμότητα. Αντίθετα όμως, το μονωτικό υλικό από αυτόκλειστο κυψελωτό σκυρόδεμα πορομπετόν υστερεί διατμητικά και στο μόνο που μπορεί να συνεισφέρει είναι στην προστασία του δοκιμίου σε περίπτωση πυρκαγιάς, εφόσον το πάχος του υλικού αυτού είναι ικανοποιητικό.