Το ινοπλισμένο σκυρόδεμα με ίνες
διαφόρων ειδών και υλικών αποτελεί μια από τις νέες
τεχνολογίες στην παραγωγή σκυροδέματος και γνωρίζει τις
τελευταίες δεκαετίες μεγάλη ανάπτυξη. Ωστόσο, οι
πληροφορίες που υπάρχουν για τα μηχανικά χαρακτηριστικά
και τη λειτουργία του εν γένει, είναι αποτελέσματα
κυρίως πειραματικής έρευνας. Τα μαθηματικά και θεωρητικά
μοντέλα που έχουν αναπτυχθεί για την πρόβλεψη της
λειτουργίας των ινών στο σκυρόδεμα, εμφανίζουν
σημαντικές αποκλίσεις, εξαιτίας της ανισότροπης
συμπεριφοράς του υλικού. Η λειτουργία των ινών και η
αποτελεσματικότητά τους στη βελτίωση των χαρακτηριστικών
του σκυροδέματος είναι συνάρτηση πολλών παραγόντων, όπως
είναι η κατανομή τους στον όγκο του υλικού, ο
προσανατολισμός τους ως προς την επιφάνεια των ρωγμών
και η επαρκής αγκύρωσή τους.
Αντικείμενο της παρούσας
εργασίας είναι η διερεύνηση και η ποσοτικοποίηση αυτών
των παραγόντων. Αρχικά, αναφέρονται τα κύρια μηχανικά
χαρακτηριστικά του συμβατικού και του ινοπλισμένου
σκυροδέματος και τα βασικά στοιχεία των ινών. Έπειτα,
πραγματοποιείται μια σύντομη ανασκόπηση στην υπάρχουσα
βιβλιογραφία και έρευνα που σχετίζεται με το αντικείμενο
της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας.
Στη συνέχεια ακολουθεί η
διερεύνηση των παραγόντων που αναφέρθηκαν. Αρχικά,
προσδιορίζεται ο αριθμός των ινών που διαπερνούν τυχαία
επιφάνεια σκυροδέματος με διαφορετικές γωνίες κλίσης.
Στη συνέχεια, υπολογίζεται η δύναμη αντίστασης στην
εξόλκευση που αναπτύσσουν οι ίνες με γαντζωτά άκρα,
ανάλογα με το διαθέσιμο μήκος αγκύρωσης. Έπειτα,
εξετάζεται η επιρροή της γωνίας κλίσης των ινών,
αναπτύσσοντας τρεις διαφορετικές θεωρήσεις παραμόρφωσης
της ίνας καθώς ανοίγει η ρωγμή. Οι θεωρήσεις αυτές
αναλύονται για την περίπτωση ινών με και χωρίς
διατμητική αντίσταση και υπολογίζεται για κάθε μια η
δύναμη αντίστασης στην εξόλκευση των ινών και η δύναμη
αντίστασης τους στο άνοιγμα της ρωγμής.
Τέλος, ακολουθεί αριθμητική
εφαρμογή της μεθόδου σε χαλύβδινες ίνες με πραγματικές
διαστάσεις και μηχανικά χαρακτηριστικά και εξάγονται
συγκριτικά αποτελέσματα και τα αντίστοιχα συμπεράσματα
για κάθε θεώρηση.
|