Προσέγγιση Συμπεριφοράς Πλαστικών Αρθρώσεων με Πεπερασμένα Στοιχεία σε Δοκούς από Ωπλισμένο Σκυρόδεμα

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Καρδαλά Μαρία
Επιβλέπων Καθηγητής: Σπηλιόπουλος Κ., Καθηγητής
Ημερομηνία : Φεβρουάριος 2014

Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η προσέγγιση της συμπεριφοράς των πλαστικών αρθρώσεων με πεπερασμένα στοιχεία σε δοκούς ωπλισμένου σκυροδέματος.

Αρχικά, γίνεται αναφορά στον τρόπο αντιμετώπισης και υπολογισμού των χαρακτηριστικών των περιοχών των πλαστικών αρθρώσεων από γνωστούς και ευρέως διαδεδομένους κανονισμούς αποτίμησης.

Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα προσομοιώματα, στα οποία και στηρίζεται η λειτουργία του λογισμικού fe77 καθώς και ορισμένα χαρακτηριστικά της αρχής λειτουργίας του. Έπειτα, γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων του με συγκεκριμένα πειραματικά αποτελέσματα που αφορούν αμφιέρειστες δοκούς ωπλισμένου σκυροδέματος. Αφού, λοιπόν, διαπιστώνεται η ασφάλεια και η ορθότητα των αποτελεσμάτων του σε αρκετά μεγάλο βαθμό σε σχέση με τα πειραματικά αποτελέσματα, γίνεται σαφές ότι αποτελεί ένα αξιόπιστο εργαλείο για την έγκυρη πρόβλεψη της συμπεριφοράς των δομικών στοιχείων και κατ’ επέκταση τη μελέτη των περιοχών των πλαστικών αρθρώσεων, που αποτελεί και αντικείμενο της εργασίας.

Η διερεύνηση της συμπεριφοράς των περιοχών των πλαστικών αρθρώσεων γίνεται σε μία σειρά δομικών στοιχείων προβόλων που υποβάλλονται σε μονοτονική φόρτιση με ένα γραμμικό φορτίο στο άκρο του στοιχείου, έπειτα από μη – γραμμική ανάλυση με τρισδιάστατα πεπερασμένα στοιχεία στο λογισμικό fe77. Τα δομικά στοιχεία έχουν τα ίδια γεωμετρικά χαρακτηριστικά, ενώ κάθε ένα διαφέρει ως προς ένα μηχανικό χαρακτηριστικό, του οποίου και η επιρροή διερευνάται στη συμπεριφορά της πλαστικής άρθρωσης. Ως βάση για τις συγκρίσεις και την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την επιρροή των διάφορων μηχανικών χαρακτηριστικών στη συμπεριφορά της πλαστικής άρθρωσης, επιλέγεται ένα «πρότυπο» δομικό στοιχείο (πρόβολος Ι), το οποίο και ικανοποιεί τις απαιτήσεις όπλισης του Ελληνικού Κανονισμού Ωπλισμένου Σκυροδέματος 2000 (Ε.Κ.Ω.Σ. 2000).

Η διερεύνηση της συμπεριφοράς της περιοχής μέσα στην οποία αναμένεται να γίνει η κατανάλωση του μεγαλύτερου μέρους της σεισμικής ενέργειας, επιτυγχάνεται με κατάλληλη αυξομείωση της τιμής του εν λόγω μεγέθους κάθε φορά σε σχέση με τον «πρότυπο» πρόβολο. Τα χαρακτηριστικά εκείνα που έχουν επιρροή στη συμπεριφορά της περιοχής της πλαστικής άρθρωσης και εξετάζονται στην παρούσα εργασία  είναι τα εξής: ποσοστό θλιβόμενου οπλισμού, ποσοστό εφελκυόμενου οπλισμού, θλιπτική αντοχή σκυροδέματος, τάση διαρροής χάλυβα διαμήκους οπλισμού και ποσοστό εγκάρσιου οπλισμού (συνδετήρων).

Από τις αναλύσεις των δομικών στοιχείων προκύπτουν αποτελέσματα από τα οποία και εξάγονται το διάγραμμα φορτίου – μετακίνησης στο άκρο του προβόλου, οι παραμορφώσεις των εφελκυόμενων χαλύβων κατά μήκος του προβόλου και ο δείκτης πλαστιμότητας των μετακινήσεων μδ. Από τη σύγκριση των εξαγομένων, συμπεραίνεται η επιρροή κάθε χαρακτηριστικού που εξετάζεται στη συμπεριφορά της περιοχής κατανάλωσης ενέργειας.

Παράλληλα, γίνεται και αποτίμηση των δομικών στοιχείων σύμφωνα με τις διατάξεις του Ελληνικού Κανονισμού Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ) και του Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3. Από τα αποτελέσματα των αποτιμήσεων εξάγονται οι δείκτες πλαστιμότητας γωνιών στροφής χορδής και επομένως και μετακινήσεων, δεδομένης της γεωμετρίας. Έτσι γίνεται μία σύγκριση σε μεγέθη δεικτών πλαστιμότητας προκειμένου να διερευνηθεί η σχέση αποτελεσμάτων κανονισμών που βασίζονται στις παραδοχές της επιπεδότητας των διατομών και αποτελεσμάτων μη – γραμμικής ανάλυσης που προσομοιώνει την πραγματική συμπεριφορά του δομικού στοιχείου.

 

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ