Ενίσχυση Δομικών Μελών από Οπλισμένο Σκυρόδεμα και Φέρουσα Τοιχοποιία με Ινοπλισμένα Πολυμερή                

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Χιώτης Δημήτριος                  
Επιβλέπων Καθηγητής: Σπυράκος Κ., Καθηγητής              
Ημερομηνία : Ιούνιος 2012

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αναλυτική διερεύνηση της αποτελεσματικότητας της εφαρμογής ινοπλισμένων πολυμερών ως μέσο ενίσχυσης σε στοιχεία από οπλισμένο σκυρόδεμα και από φέρουσα τοιχοποιία. Γίνεται παρουσίαση με σαφή τρόπο των ιδιοτήτων των σύνθετων υλικών και της χρησιμότητας τους ενώ παράλληλα γίνεται συγκέντρωση αρκετών αναλυτικών προσομοιωμάτων και κανονισμών για το σχεδιασμό και τη διαστασιολόγηση τέτοιου τύπου επεμβάσεων. Σκοπός τη εργασίας είναι η συγκριτική μελέτη κανονισμών για την ενίσχυση κάθε δομικού στοιχείου (πλάκας, δοκού, πλακοδοκού, υποστυλώματος, κόμβου και τοιχοποιίας), η οποία γίνεται μέσω αριθμητικών εφαρμογών και μέσω αρχείων excel  που κατασκευάστηκαν με βάση τα προσομοιώματα των κανονισμών KAN.EΠΕ, Ευρωκώδικα, Ιταλικό  CNR-DT 200/2004 και fib 2001.

Σχετικά με τη δόμηση της διατριβής, αυτή διαμερίζεται σε εννέα Κεφάλαια τα οποία κατακερματίζονται σε κατάλληλες ενότητες, υποενότητες και παραγράφους. Συνοπτικά περιγράφεται το περιεχόμενο κάθε Κεφαλαίου, στις παρακάτω γραμμές:

Στο Κεφάλαιο 1  με τον τίτλο «Εισαγωγή» γίνεται μια σύντομη αναφορά στους λόγους για τους οποίους απαιτείται η επισκευή/ενίσχυση μιας κατασκευής και γιατί οι ενισχύσεις έχουν ξεκινήσει τα τελευταία χρόνια σε όλη την υφήλιο και επισημαίνεται ποια είναι η φιλοσοφία των υπαρχόντων μεθόδων ενίσχυσης.

Στο Κεφάλαιο 2 που φέρει τίτλο « Σύνθετα υλικά- Ινοπλισμένα πολυμερή», γίνεται μια εισαγωγή στα σύνθετα υλικά με αναφορά στα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους, καθώς και στις ιδιότητες και τα συστατικά από τα οποία αποτελούνται, ενώ μελετάται συνοπτικά η συμπεριφορά που έχουν τα υλικά αυτά κάτω υπό διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες . Επισημαίνονται επιπλέον τα διάφορα συστήματα ενίσχυσης με σύνθετα υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα και οι τεχνικές με τις οποίες αυτά εφαρμόζονται.

Στο Κεφάλαιο 3 με τίτλο « Αποκόλληση σύνθετου υλικού- Αγκυρώσεις», ορίζεται η έννοια της αποκόλλησης των υλικών και αναφέρονται όλοι οι πιθανοί μηχανισμοί αστοχίας λόγω αποκόλλησης του υλικού ενίσχυσης από το ενισχυόμενο στοιχείο, ενώ δίνονται και λύσεις για την αποφυγή της αποκόλλησης αυτής. Επίσης γίνεται εισαγωγή στην έννοια και στις μεθόδους αγκύρωσης των υλικών για αύξηση της αποτελεσματικότητας τους.

Στο Κεφάλαιο 4 με τίτλο «Ενίσχυση σε διάτμηση δομικών στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα με σύνθετα υλικά» αναφέρεται η ανάγκη ενίσχυσης έναντι διατμητικής αστοχίας ενώ επίσης παρουσιάζεται αναλυτικά οι μέθοδοι που εφαρμόζονται τα σύνθετα υλικά έτσι ώστε να μπορέσουν να παραλάβουν τέμνουσα. Στη συνέχεια γίνεται ανασκόπηση των Κανονιστικών κειμένων σχετικά με τη ενίσχυση σε διάτμηση με σύνθετα υλικά και μια σύγκριση των κανονισμών αυτών, η οποία επιβεβαιώνεται με αριθμητικά παραδείγματα ενίσχυσης πλάκας, δοκού, πλακοδοκού και υποστυλώματος.

Στο Κεφάλαιο 5 που φέρει τίτλο «Ενίσχυση σε κάμψη δομικών στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα με σύνθετα υλικά», γίνεται γενική αναφορά στους τρόπους ενίσχυσης ενός στοιχείου σε κάμψη ενώ πιο αναλυτικά παρουσιάζεται η χρήση σύνθετων υλικών για το σκοπό αυτό. Ακολουθεί βιβλιογραφική ανασκόπηση για τη μέθοδο αυτή ενίσχυσης καθώς επίσης και αριθμητικές εφαρμογές ενίσχυσης πλάκας, δοκού, πλακοδοκού και υποστυλώματος σε κάμψη.

Στο Κεφάλαιο 6 με τίτλο «Περίσφιγξη στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος με σύνθετα υλικά και έλεγχος εξόλκευσης» παρουσιάζεται η ανάγκη για περίσφιγξη δομικών στοιχείων και αναλύεται η χρήση και η λειτουργία των σύνθετων υλικών για το σκοπό αυτό. Στη συνέχεια γίνεται ανασκόπηση των Κανονιστικών κειμένων σχετικά με τη περίσφιγξη  με σύνθετα υλικά και την αποφυγή της ολίσθησης τους καθώς και μια σύγκριση των κανονισμών αυτών, η οποία παρουσιάζεται και με αριθμητικά παραδείγματα περίσφιγξης υποστυλωμάτων.Στο

Κεφάλαιο 7 που φέρει τίτλο « Ενίσχυση κόμβων δοκού- υποστυλώματος με σύνθετα υλικά» γίνεται εισαγωγή στην έννοια και στα είδη των κόμβων και στη χρήση των σύνθετων υλικών ως μέσο ενίσχυσης τους. Περιλαμβάνει και αυτό Κανονιστικές διατάξεις σχετικά με την ενίσχυση αυτή και σύγκριση αυτών μέσω αριθμητικού παραδείγματος.

Στο Κεφάλαιο 8  με τίτλο «Ενίσχυση δομικών στοιχείων από φέρουσα τοιχοποιία με σύνθετα υλικά» δίνονται οδηγίες για τον τρόπο εφαρμογής των σύνθετων υλικών σε μια τοιχοποιία ενώ ακολουθεί το προσομοίωμα που του ιταλικού κανονισμού CNR-DT για την ενίσχυση με αυτά. Ακολουθούν δυο αριθμητικά παραδείγματα, το ένα με εφαρμογή ενίσχυσης με σύνθετα υλικά σε τοιχοποιία και το άλλο με συγκριτική ανάλυση τοιχοποιίας από πειράματα και άλλα εγχώρια και διεθνή αναλυτικά προσομοιώματα.

Τέλος, στο Κεφάλαιο 9 με τίτλο « Μη γραμμική ανάλυση τοιχοποιίας ενισχυμένη με ινοπλισμένα πολυμερή σε χιαστί διάταξη- σύγκριση με πειραματικά αποτελέσματα» γίνεται παρουσίαση των αποτελεσμάτων ενός πειράματος που έγινε σε ενισχυμένη τοιχοποιία με σύνθετα υλικά σε χιαστί διάταξη και σύγκριση αυτών με αποτελέσματα που προέκυψαν από μη γραμμικές αναλύσεις που έγιναν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας αλλά και παλαιότερα, καθώς και σύγκριση από αποτελέσματα που δίνουν αναλυτικά προσομοιώματα που έχουν διατυπωθεί για τη συγκεκριμένη διάταξη ενίσχυσης.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ