Η ανάγκη για αποκατάσταση και ενίσχυση των
κατασκευών έχει σαν αποτέλεσμα την ανάπτυξη , κατά τελευταία δεκαετία περίπου,
μια νέας τεχνικής ενίσχυσης των κατασκευών με ινωπλισμένα πολυμερή τα οποία
τοποθετούνται εξωτερικά στα επιμέρους στοιχεία των κατασκευών και λειτουργούν
ως πρόσθετος οπλισμός.
Τα ινωπλισμένα
πολυμερή συγκεντρώνουν αρκετά πλεονεκτήματα, όπως το
μικρό βάρος τους, η υψηλή εφελκυστική αντοχή τους, η
ανθεκτικότητα τους σε διάβρωση, η δυνατότητα διαμόρφωσης
τους σε κάθε σχήμα και η ευκολία τοποθέτησης τους, και
τα οποία τα καθιστούν μια αρκετά ελκυστική λύση στον
τομέα της ενίσχυσης των κατασκευών.
Για να
εκμεταλλευτούμε σε όσο το δυνατό μεγαλύτερο βαθμό την
πλαστιμότητα στοιχείων από ωπλισμένο σκυρόδεμα, πρέπει
να εξασφαλίσουμε ότι ο μηχανισμός αστοχίας αυτών των
στοιχείων θα είναι ο καμπτικός και όχι ο διατμητικός. Η
διατμητική αστοχία είναι καταστροφική και
πραγματοποιείται ξαφνικά χωρίς προειδοποίηση.
Η παρούσα
διπλωματική εργασία εξετάζει την συμπεριφορά δοκών από
ωπλισμένο σκυρόδεμα οι οποίες έχουν ενισχυθεί σε
διάτμηση με σύνθετα υλικά. Συγκεκριμένα εξετάζεται η
επίδραση των σύνθετων υλικών στην διατμητική αντοχή των
δοκών και στον μηχανισμό αστοχίας τους παράλληλα με την
συμπεριφορά των ίδιων των σύνθετων υλικών.
Για τον παραπάνω
σκοπό χρησιμοποιούνται δέκα (10) σειρές πειραμάτων, στις
οποίες δοκίμια δοκών ορθογωνικής διατομής και διατομής
πλακοδοκού, ενισχύονται σε διάτμηση(κυρίως) με
ινωπλισμένα πολυμερή οι ίνες των οποίων είναι από
άνθρακα, γυαλί και αραμίδιο. Εξετάζεται η επίδραση
παραμέτρων όπως το ποσοστό των σύνθετων υλικών, ο
προσανατολισμός των ινών, η μορφή τοποθέτησης τους, η
αγκύρωση τους, στην διατμητική αντοχή και στον
μηχανισμό αστοχίας των δοκών καθώς και στον μηχανισμό
αστοχίας των σύνθετων υλικών. Τέλος συγκρίνεται η
διατμητική αντοχή των δοκών όπως προβλέπεται από τον EC2
με τα πειραματικά αποτελέσματα.
Προέκυψε ότι η
διατμητική αντοχή των δοκών αυξάνει σημαντικά μετά την
ενίσχυση τους με σύνθετα υλικά. Η αποδοτικότητα όμως των
σύνθετων υλικών ελέγχεται από τον μηχανισμό αστοχίας
τους, και όταν αυτός πραγματοποιείται με την αποκόλληση
τους από την επιφάνεια του σκυροδέματος, ο ρυθμός
αύξησης της διατμητικής αντοχής μειώνεται. Η αστοχία των
σύνθετων υλικών εξαρτάται από το ποσοστό-ακαμψία τους,
την μορφή τοποθέτησης τους και κυρίως από το αν θα
υπάρχει αγκύρωση ή όχι. Επίσης η εφαρμογή σύνθετων
υλικών έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της ακαμψίας των
δοκών, αλλά και τον ψαθυρό μηχανισμό αστοχίας τους το
οποίο μπορεί να αλλάξει όταν το σύνθετο υλικό είναι
επαρκώς αγκυρωμένο και η αύξηση της διατμητικής αντοχής
είναι τέτοια ώστε η κατασκευή να αστοχήσει τελικά σε
κάμψη (πλάστιμη αστοχία). Τέλος η σύγκριση των
πειραματικών αποτελεσμάτων με τα όσα προβλέπονται από
τον EC2, έδειξε ότι υπάρχει συμφωνία ανάμεσα στα
πειραματικά και τα θεωρητικά αποτελέσματα τα οποία όμως
βρίσκονται να είναι συντηρητικά.