Πρωταρχικό στόχο της διαδικασίας σχεδιασμού μιας κατασκευής αποτελεί η υιοθέτηση μιας επιτρεπόμενης στάθμης βλαβών για ένα συγκεκριμένο σεισμό σχεδιασμού και η λήψη όλων των αναγκαίων μέτρων προκειμένου η κατασκευή αυτή να μην υπερβεί κατά το δυνατό την στοχευόμενη από τον σχεδιασμό φέρουσα ικανότητά της.

Ωστόσο, η εμφάνιση βλαβών διαφορετικής έκτασης κατά περίπτωση αποτελεί αναπόφευκτο γεγονός κατά τη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Ήδη η εκτίμηση της φέρουσας ικανότητάς της και μόνο είναι μια επισφαλής διαδικασία που εγκυμονεί πλήθος λανθασμένων εκτιμήσεων και απλοποιητικών παραδοχών, αφ’ ενός λόγω των αβεβαιοτήτων που πηγάζουν από τη μεγάλη διασπορά των ιδιοτήτων των επί μέρους υλικών της, όπως για παράδειγμα το σκυρόδεμα και ο χάλυβας, αφ’ ετέρου δε λόγω των διαφορετικών συμπεριφορών και μηχανισμών αστοχίας που μπορεί αυτά να παρουσιάσουν κατά τη λειτουργία τους ως ενιαίο σύνολο.

Είναι εμφανές, εξ άλλου, ότι η πρόβλεψη των πιθανών βλαβών που θα αναπτυχθούν στην κατασκευή είναι πιθανολογική και μόνο, αφού εξαρτάται από ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων που αφορούν τόσο τη σεισμική διέγερση, όπως το μέγεθός της, η απόσταση από το επίκεντρο και το ενδεχόμενο ανάπτυξης φαινομένων κοντινού πεδίου, η ποιότητα και η μορφολογία των υποκείμενων εδαφικών σχηματισμών που μπορούν να ενισχύσουν σημαντικά τον κραδασμό, όσο και την ίδια την κατασκευή, όπως ο βαθμός αξιοπιστίας των Κανονισμών που υιοθετήθηκαν, το επίπεδο γνώσης που χρησιμοποιήθηκε και οι αναπόφευκτες κάποιες φορές αμέλειες ή ακόμη και κακοτεχνίες.

Όλοι οι παράγοντες που αναφέρθηκαν προηγουμένως δυσχεραίνουν τις επιλογές του Μηχανικού κατά τη διαδικασία σχεδιασμού μιας νέας κατασκευής και πολύ περισσότερο κατά τη διαδικασία επισκευής/ενίσχυσης μιας υφιστάμενης, η οποία μπορεί να έχει υποβληθεί σε σημαντικές προηγούμενες σεισμικές διεγέρσεις ή άλλες τυχηματικές δράσεις με άγνωστα κατά την παρούσα στιγμή αποτελέσματα.

Είναι σαφές ότι στη δεύτερη περίπτωση η αξιολόγηση του φορέα εμπεριέχει σημαντικά διαφορετικό βαθμό αβεβαιότητας σχετικά με την πρώτη, γεγονός που υποδεικνύει τη χρήση διαφορετικών συντελεστών ασφαλείας για τα υφιστάμενα και τα νέα υλικά και για τον φορέα γενικότερα, καθώς και διαφορετικές πορείες ανάλυσης εξαρτώμενες πάντα από την πληρότητα και την αξιοπιστία των διαθέσιμων πληροφοριών. Ιδιαίτερης προσοχής χρήζει τέλος η μελέτη της συμπεριφοράς των διεπιφανειών μεταξύ υφιστάμενων και νέων υλικών.

Είναι πρωταρχικού ενδιαφέροντος, λοιπόν, η θέσπιση ενός ενιαίου νομοθετικού πλαισίου που θα ορίζει πλήρως τα προσομοιώματα που ανταποκρίνονται σε κάθε περίπτωση και θα οριοθετεί στο σύνολό τους τις απαιτούμενες ενέργειες προκειμένου να υλοποιηθεί η διαδικασία της επισκευής/ενίσχυσης υφιστάμενης κατασκευής.

Για τα ελληνικά δεδομένα στον δρόμο αυτό κινούνται έως τώρα ήδη δύο διαφορετικοί Κανονισμοί: ο Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων 2012 (ΚΑΝΕΠΕ 2012) και o Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός Σχεδιασμός/Μέρος 3: Αποτίμηση της Φέρουσας Ικανότητας και Ενισχύσεις Κτιρίων (EC8-P3) με το αντίστοιχο Εθνικό του Προσάρτημα.

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Εργασία επιχειρείται σύμφωνα με τα παραπάνω μια σύγκριση των προτεινόμενων προσομοιωμάτων των δύο Κανονισμών (ΚΑΝΕΠΕ και EC8-P3), αλλά και άλλων όπου αυτοί εμφανίζουν ελλείψεις, όσον αφορά σε διαφορετικές μεθόδους επισκευής/ενίσχυσης στοιχείων από Ωπλισμένο Σκυρόδεμα.

Κύριος στόχος της μελέτης αυτής είναι ο εντοπισμός των βασικών διαφορών μεταξύ των δύο προτύπων, η εμπεριστατωμένη κριτική τους και η - κατά το δυνατό - αναλυτική διατύπωση προτάσεων/βελτιώσεών τους για ρεαλιστικότερες λύσεις επεμβάσεων, οι οποίες θα ανταποκρίνονται αναλόγως στις ανάγκες του σύγχρονου επιπέδου γνώσεων και τεχνικών μέσων.

Αντικείμενο της μελέτης αυτής είναι η ενίσχυση των κύριων σεισμικά υποστυλωμάτων (ως τα κρισιμότερα από τα ραβδόμορφα δομικά στοιχεία ενός κτιρίου), μέσω της εφαρμογής εξωτερικής περίσφιγξης σε αυτά από μανδύες FRP και χαλύβδινους μανδύες. Πρωταρχικές χρήσεις της συγκεκριμένης μεθόδου επέμβασης αποτελούν τα εξής:

·         Αύξηση της φέρουσας ικανότητας του στοιχείου έναντι τέμνουσας λόγω ανεπάρκειας του οπλισμού διάτμησής του (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται στην διεύθυνση των σπείρων).

·         Αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας του στοιχείου (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται κατά μήκος της περιμέτρου).

·         Αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του στοιχείου (στην περίπτωση όπου χρησιμοποιούνται μανδύες FRP οι ίνες προσανατολίζονται - ομοίως με πριν - κατά μήκος της περιμέτρου).

Στο Μέρος Α παρουσιάζεται αναλυτικά το θεωρητικό υπόβαθρο των προσομοιωμάτων που χρησιμοποιούν τα δύο πρότυπα για καθεμία από τις παραπάνω χρήσεις, τόσο για την εφαρμογή της εξωτερικής περίσφιγξης μέσω μανδύα FRP όσο και μέσω χαλύβδινου μανδύα.

Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο εξετάζεται η αύξηση της φέρουσας ικανότητας του στοιχείου έναντι τέμνουσας λόγω ανεπάρκειας του οπλισμού διάτμησής του, στο δεύτερο κεφάλαιο εξετάζεται η αύξηση της τοπικής του πλαστιμότητας και στο τρίτο κεφάλαιο εξετάζεται η αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του. Στα σημεία όπου οι δύο Κανονισμοί εμφανίζουν ελλείψεις χρησιμοποιούνται άλλα αντίστοιχα προσομοιώματα (EC8-P1:2004, Θ. Π. Τάσιου κλπ). Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο εξετάζεται η αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας του στοιχείου λαμβάνοντας υπόψη και τον προλυγισμό της θλιβόμενης ράβδου κατά το προσομοίωμα Θ. Π. Τάσιου.

Στο Παράρτημα Ι παρουσιάζονται αναλυτικά τα αποσπάσματα του Model Code, του 318-M11 και του JGC-15 βάσει των οποίων έγινε η προσομοίωση της εφαρμογής της εξωτερικής περίσφιγξης στο στοιχείο μέσω χαλύβδινου μανδύα ως προς την αύξηση της τοπικής του πλαστιμότητας και την αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του.

Στα Παραρτήματα ΙΙ, ΙΙΙ και ΙV παρουσιάζονται κάποιοι χρήσιμοι για τα παραπάνω πίνακες, καθώς και κάποια χρήσιμα σχήματα.

Στο Μέρος Β παρουσιάζονται αναλυτικά δύο παραδείγματα επέμβασης σε τυπικά υφιστάμενα υποστυλώματα για καθεμία από τις παραπάνω χρήσεις, τόσο για την εφαρμογή της εξωτερικής περίσφιγξης μέσω μανδύα FRP όσο και μέσω χαλύβδινου μανδύα.

Πιο συγκεκριμένα, το πρώτο παράδειγμα αφορά την αύξηση της φέρουσας ικανότητας του στοιχείου έναντι τέμνουσας λόγω ανεπάρκειας του οπλισμού διάτμησής του, την αύξηση της τοπικής του πλαστιμότητας και την αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του, ενώ το δεύτερο παράδειγμα αφορά την αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας του στοιχείου λαμβάνοντας υπόψη και τον προλυγισμό της θλιβόμενης ράβδου κατά το προσομοίωμα Θ. Π. Τάσιου.

Στο Παράρτημα V παρουσιάζονται εποπτικά τα αποτελέσματα της προσομοίωσης της εφαρμογής της εξωτερικής περίσφιγξης στο στοιχείο μέσω χαλύβδινου μανδύα, σύμφωνα με τον Model Code, τον 318-M11 και τον JGC-15, ως προς την αύξηση της τοπικής του πλαστιμότητας και την αποκατάσταση των ανεπαρκών μηκών παράθεσης των ράβδων του οπλισμού του.

Στον Επίλογο συνοψίζονται οι παρατηρήσεις που έλαβαν χώρα τόσο κατά τη μελέτη του θεωρητικού υποβάθρου των προσομοιωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν, όσο και κατά την επίλυση των δύο παραδειγμάτων και εξάγονται κάποια χρήσιμα συμπεράσματα.