Στόχος αυτής της εργασίας είναι η διερεύνηση με πιθανοτικές μεθόδους του επιπέδου ασφαλείας που παρέχουν, ο ικανοτικός έλεγχος σε τέμνουσα του ΕΑΚ2000 αλλά και ο σχεδιασμός σε τέμνουσα δύναμη με βάση τον ΕΚΩΣ2000. Με βάση τον ικανοτικό σχεδιασμό σε τέμνουσα δύναμη, για την κάλυψη τυχόν αβεβαιοτήτων κατά τον υπολογισμό των δράσεων, τα μεγέθη πολλαπλασιάζονται με έναν επαυξητικό συντελεστή: τον γRd.Σε αυτήν την εργασία διερευνάται το επίπεδο ασφαλείας που παρέχεται με βάση αυτόν το σχεδιασμό, έχοντας ως κριτήριο την πιθανότητα αστοχίας του δομικού στοιχείου καθώς και κατά πόσο το επίπεδο αυτό είναι ενιαίο ανεξάρτητα από το είδος του δομικού στοιχείου και της φόρτισης.

Αυτή η εργασία γίνεται στα πλαίσια ερευνητικού προγράμματος του ΟΑΣΠ που διερευνά το επίπεδο ασφαλείας που παρέχει ο ικανοτικός σχεδιασμός. Στα πλαίσια αυτού του προγράμματος, αξιολογείται ο βαθμός ανομοιομορφίας της ασφάλειας που παρέχουν οι κανονισμοί και στις περιπτώσεις που αυτή είναι σημαντική, προτείνονται τρόποι για την ομοιομορφοποίησή, της κυρίως μέσω των συντελεστών ικανοτικής μεγέθυνσης.

Τα υπολογιστικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την διερεύνηση αυτή ήταν προγράμματα που συντάχθηκαν σε γλώσσα προγραμματισμού Visual Basic (Visual Basic for Applications) σε συνεργασία με τα υπολογιστικά φύλλα του Excel.

 Για την πιθανοτική διερεύνηση του επιπέδου ασφαλείας των κανονισμών, αρχικά ορίστηκε το κριτήριο αστοχίας που θα εφαρμοζόταν κατά τις διερευνήσεις. Ως πιθανότητα αστοχίας ορίστηκε η πιθανότητα οι δράσεις να είναι μεγαλύτερες από τις αντοχές. Ως δράση θεωρήθηκε η ικανοτική τέμνουσα. Στη συνέχεια καθορίστηκαν οι σπουδαιότερες μεταβλητές που μετέχουν στην διαδικασία του ικανοτικού ελέγχου, οι οποίες μπορεί να είναι γεωμετρικές μεταβλητές, αντοχές υλικών ή εξωτερικές δράσεις. Για κάθε μία από αυτές τις μεταβλητές καθορίστηκε η κατανομή που αυτή ακολουθεί με βάση τη βιβλιογραφία και δημιουργήθηκε με τη βοήθεια της γεννήτριας τυχαίων αριθμών Monte Carlo ένα δείγμα  που να ακολουθεί την επιθυμητή κατανομή. Αφού δημιουργήθηκαν με προσομοιώσεις, δείγματα των διαφόρων μεγεθών, υπολογίστηκαν οι δράσεις και οι αντοχές της διατομής και σχηματίστηκε η διαφορά ελέγχου, δηλαδή η διαφορά των μεγεθών δράσης από τα μεγέθη αντοχής, η οποία εκφράζει τον βαθμό ασφαλείας. Στη συνέχεια διερευνήθηκαν διάφορες περιπτώσεις οπλίσεων δοκών και υποστυλωμάτων για τις οποίες προσδιορίστηκε η πιθανότητα να αστοχήσουν.

Για τις δοκούς και τα υποστυλώματα ακολουθήθηκαν δύο διαφορετικές προσεγγίσεις:  Στις δοκούς εξετάστηκαν δύο περιπτώσεις διατομών 25x40 και 30x60 στις οποίες τοποθετήθηκαν διάφορα ποσοστά διαμήκους και εγκάρσιου οπλισμού. Για κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις, υπολογίστηκε η πιθανότητα αστοχίας.

Στα υποστυλώματα που αποτελούν και το βασικό αντικείμενο της εργασίας αυτής, αρχικά γίνεται σχεδιασμός και τοποθέτηση συνδετήρων με βάση τις αντίστοιχες διατάξεις του ΕΑΚ και του ΕΚΩΣ. Για τα ποσοστά συνδετήρων όπως αυτά προκύπτουν από το σχεδιασμό, υπολογίζεται το επίπεδο ασφαλείας που παρέχεται από τους κανονισμούς. Η διερεύνηση στα υποστυλώματα έγινε για υποστυλώματα τετραγωνικής διατομής 25x25, 40x40, 60x60, 80x80, 100x100, για διάφορες περιπτώσεις ανηγμένων αξονικών δυνάμεων, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 και για διάφορα ποσοστά διαμήκους οπλισμού ρ=1%, 2%, 3%, 4%. Ο σχεδιασμός των υποστυλωμάτων έγινε και για άλλες τιμές του συντελεστή επαύξησης των ικανοτικών ροπών γRd (1.0, 1.6, 1.8, 2.0) εκτός από την τιμή γRd=1.4 που προτείνει ο κανονισμός, έτσι ώστε να διερευνηθεί η σχέση μεταξύ του επιπέδου ασφαλείας  και του συντελεστή γRd. Συνολικά εξετάστηκαν 600 περιπτώσεις. (=5*6*4*5).

Από τις διερευνήσεις που έγιναν προκύπτει ότι το επίπεδο ασφαλείας που παρέχει ο ικανοτικός σχεδιασμός σε τέμνουσα δύναμη δεν είναι ενιαίο αλλά εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως είναι οι διαστάσεις της διατομής, ο διαμήκης οπλισμός, και η αξονική δύναμη. Η αύξηση αυτών των μεγεθών (αξονική δύναμη, διαμήκης οπλισμός, διαστάσεις διατομής) φαίνεται να επιδρά δυσμενώς στο παρεχόμενο επίπεδο ασφαλείας.