Ο σεισμός είναι ένα ‘απρόβλεπτο’ φυσικό φαινόμενο, το οποίο προκαλείται από ξαφνική απελευθέρωση μηχανικής ενέργειας από το εσωτερικό της γης με συνέπεια τη δημιουργία σεισμικών κυμάτων. Ζούμε σε μια κατεξοχήν σεισμική περιοχή, τον Ελλαδικό χώρο, όπου η πλειονότητα των κτιρίων, είναι κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα, τα περισσότερα από τα οποία έχουν κτιστεί πριν από το 1985 βάσει του παλιού αντισεισμικού κανονισμού. Σύμφωνα μάλιστα με τελευταίες επισημάνσεις του ΤΕΕ, οχτώ στα δέκα κτίρια της χώρας χρήζουν αντισεισμικής ενίσχυσης. Τίθεται έτσι το μείζον θέμα των επεμβάσεων σε κτίρια τα οποία υπέστησαν βλάβες αλλά και εκείνο της ‘αντισεισμικής θωράκισης’ των υφισταμένων κτιρίων έναντι μελλοντικών σεισμών.  

 Τα υποστυλώματα, είναι τα στοιχεία εκείνα του φέροντος οργανισμού που καταπονούνται περισσότερο, καθώς μεταφέρουν τα φορτία της κατασκευής στο έδαφος. Οπότε σε κάθε περίπτωση η πλειοψηφία  των επεμβάσεων που θα γίνουν για την αντισεισμική θωράκιση των κτιρίων, θα αφορούν την ενίσχυση αυτού του δομικού στοιχείου.  

 Η ενίσχυση ενός υποστυλώματος, αφορά την διαδικασία επέμβασης με την οποία αυξάνεται η φέρουσα ικανότητα του ή γενικότερα βελτιώνεται η συμπεριφορά του. Στην παρούσα εργασία, η ενίσχυση επιτεύχθηκε με αύξηση της διατομής του υποστυλώματος με νέες στρώσεις σκυροδέματος, που περιβάλουν τη διατομή και νέους οπλισμούς. Κατασκευάστηκε στην ουσία μανδύας από σκυρόδεμα προκειμένου να ενισχυθεί το υπάρχον στοιχείο.  

 Η γνώση των χαρακτηριστικών (δεικτών δυσκαμψίας-δυστρεψίας) των επιμέρους στοιχείων της κατασκευής βλαμμένων ή όχι, αποτελεί προϋπόθεση για τη σωστότερη αναδιαστασιολόγηση των δομικών στοιχείων αυτής.  

Σύμφωνα με τα παραπάνω, κρίθηκε σημαντική η μελέτη της διακύμανσης του δείκτη δυστρεψίας, κατά την επένδυση ενός υποστυλώματος ορθογωνικής διατομής με μανδύα από σκυρόδεμα.  

Αναλυτικότερα στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε η συμπεριφορά υποστυλώματος ορθογωνικής διατομής επενδεδυμένου με μανδύα από σκυρόδεμα σταθερού πάχους σε συνθήκες καθαρής στρέψης.  

Αρχικά εξετάστηκε το πρόβλημα της στρέψης όπως αυτό εμφανίζεται στις τρισδιάστατες κατασκευές. Παρουσιάστηκε η συμπεριφορά ατράκτων κυκλικής ή δακτυλιοειδούς διατομής, υποβαλλόμενων στα άκρα τους σε δύο αντίθετες στρεπτικές ροπές Μ και μέσω της ανάλυσης του προβλήματος της στρέψης σε ράβδους τυχούσας διατομής, εξετάστηκε η στρέψη ατράκτων ορθογωνικής διατομής, λεπτότοιχων και μη.  

Ακολούθως παρουσιάσθηκε η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων, η οποία αποτελεί σήμερα την πιο διαδεδομένη μέθοδο προσομοίωσης των κατασκευών και χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα διπλωματική εργασία, μέσω χρήσης του υπολογιστικού προγράμματος SAP2000 v.11.0.8., για την προσομοίωση του υπο μελέτη υποστυλώματος.  

Επίσης έγινε αναφορά στον τρόπο αξιολόγησης των τύπων βλάβης που συναντώνται στις κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα και ειδικότερα στα στοιχεία των κατασκευών που καταπονούνται περισσότερο, δηλαδή τα υποστυλώματα. Δόθηκαν κάποια θεωρητικά στοιχεία για  την περίπτωση ενίσχυσης των υποστυλωμάτων με μανδύα από σκυρόδεμα και τέλος παρουσιάστηκε ο τρόπος αλληλεπίδρασης μανδύα-υποστυλώματος, μέσω των μηχανισμών μεταφοράς δυνάμεων.  

 Κατά τη διερεύνηση του προβλήματος έγινε μια συσχέτιση των τιμών του δείκτη δυστρεψίας της συμπαγούς ορθογωνικής διατομής ενός υποστυλώματος με εξωτερικό μανδύα σταθερού πάχους, με τις τιμές του δείκτη δυστρεψίας του ιδίου υποστυλώματος και μανδύα, αυτή τη φορά εξεταζόμενων ως ξεχωριστών στοιχείων κατασκευής, υπό συνθήκες καθαρής στρέψης. Μάλιστα διερευνήθηκε και η συμπεριφορά του μανδύα, ως λεπτότοιχης ή μη διατομής σκυροδέματος.  

Όσον αφορά τώρα την παραμετρική διερεύνηση του δείκτη δυστρεψίας έγινε συσχέτιση των τιμών ανάλογα με: α) τον τρόπο σύνδεσης του μανδύα με το υποστύλωμα, με ή χωρίς θεώρηση ολίσθησης στη διεπιφάνεια τους, β) το ύψος του υποστυλώματος, γ) το πάχος του μανδύα, δ) τις διαστάσεις της ορθογωνικής διατομής του υποστυλώματος και ε) τον τρόπο εφαρμογής της ροπής στρέψης. Τέλος πραγματοποιήθηκε σύγκριση των τιμών του δείκτη δυστρεψίας Κ και της σχετικής στροφής φ, που προέκυψαν από τις επιλύσεις με το υπολογιστικό πρόγραμμα SAPv11.0.8 και των τιμών εκείνων που προέκυψαν από τις αναλυτικές σχέσεις της αντοχής υλικών, κατά Timoshenko.  

Τα συμπεράσματα που προέκυψαν αφορούν:

1. στην συσχέτιση της συμπεριφοράς σε στρέψη (δείκτης δυστρεψίας), όταν λαμβάνεται υπόψη η διεπιφάνεια μεταξύ μανδύα υποστυλώματος, και όταν μελετάται η περίπτωση της απλοποιημένης συμπαγούς ολόσωμης διατομής μανδύα-υποστυλώματος.

2.  στην επιρροή του ύψους του υποστυλώματος

3. στην επιρροή των διαστάσεων της ορθογωνικής διατομής

4. στην επιρροή του πάχους μανδύα

5. στην επιρροή του τρόπου εφαρμογής της ροπής στρέψης (παραλαβή ταυτόχρονα από μανδύα και υποστύλωμα, ή παραλαβή μόνο από μανδύα)

6. στην επιρροή των ελατηρίων σχετικής ολίσθησης (ανάλογα με την επιλογή της ράβδου αγκύρωσης και συνεπώς της  ακαμψίας των ελατηρίων προσομοίωσης και

7. στη σύγκριση των τιμών του δείκτη δυστρεψίας, όπως προκύψαν από επιλύσεις με το SAPv11.0.8  με αυτές που προκύψαν από τις αναλυτικές επιλύσεις κατά Timoshenko.  

Λαμβάνοντας υπόψη τα εξαγόμενα συμπεράσματα καταλήγουμε, πως το αντικείμενο της παρούσης εργασίας, είναι θέμα σημαντικής πρακτικής αξίας, που χρήζει περαιτέρω διερεύνησης.