Η παρούσα Διπλωματική Εργασία
εκπονήθηκε με σκοπό τη μελέτη μιας συμβατικής γέφυρας
οπλισμένου σκυροδέματος υπό σεισμική φόρτιση όταν
ταυτόχρονα είναι εκτεθειμένη σε διαβρωτικό περιβάλλον
χλωριόντων. Για καλύτερη κατανόηση του φαινομένου έγινε
σύντομη περιγραφή του μηχανισμού και των ειδών διάβρωσης
στο οπλισμένο σκυρόδεμα. Ταυτόχρονα, παρουσιάστηκαν
διάφορα μοντέλα προσομοίωσης της διάβρωσης που έχουν
δημοσιευθεί κατά καιρούς στην αντίστοιχη βιβλιογραφία.
Για την επίτευξη του στόχου της εργασίας έγινε χρήση του
λογισμικού OpenSeesPy, μέσω του οποίου προσομοιώθηκε η
διάβρωση χλωριόντων στον φορέα. Στη συνέχεια,
πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας έτσι ώστε να
καθοριστούν οι κρισιμότερες παράμετροι αναφορικά με την
διάβρωση, με συγκριτικά αποτελέσματα που προέκυψαν μέσω
ανελαστικής στατικής ανάλυσης (Pushover). Τέλος, έγινε
σύγκριση των αποτελεσμάτων ανάμεσα σε φορέα χωρίς
διάβρωση και σε διαβρωμένο φορέα, μέσω καμπυλών
τρωτότητας.
Στη συνέχεια περιγράφεται η
δομή της διατριβής ανά κεφάλαιο σύνταξης της και
παρουσιάζεται το περιεχόμενο τους.
Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια
εισαγωγή στο περιεχόμενο και τον σκοπό της παρούσας
εργασίας, τη μελέτη δηλαδή μιας συμβατικής γέφυρας
οπλισμένου σκυροδέματος υπό σεισμική φόρτιση όταν
ταυτόχρονα είναι εκτεθειμένη σε διαβρωτικό περιβάλλον
χλωριόντων. Επίσης, τονίζεται η ανάγκη κατανόησης του
φαινομένου της διάβρωσης έτσι ώστε να υπάρχει έγκαιρη
και έγκυρη αντιμετώπιση των προβλημάτων σε υφιστάμενα
έργα που έχουν κατασκευαστεί με ελλιπή σχεδιασμό αλλά
και να υπάρχει πρόληψη σε καινούρια έργα.
Στο Κεφάλαιο 2 δίνεται ο
ορισμός της διάβρωσης και ο μηχανισμός της, ενώ
παράλληλα παρουσιάζονται εν συντομία τα είδη της
διάβρωσης.
Στο Κεφάλαιο 3 το πρόβλημα
της διάβρωσης συγκεκριμενοποιείται στο οπλισμένο
σκυρόδεμα και τις κυριότερες αιτίες που ευθύνονται για
το φαινόμενο. Σαν τις δύο συνηθέστερες επιλέχθηκαν η
ενανθράκωση και η διείσδυση χλωριόντων, οι οποίες και
περιγράφονται , με πιο λεπτομερή αναφορά στα χλωριόντα
τα οποία αποτελούν το αντικείμενο διερεύνησης της
παρούσας εργασίας.
Το Κεφάλαιο 4 απαρτίζεται από
διάφορα μαθηματικά μοντέλα προσομοίωσης της διάβρωσης
λόγω διείσδυσης χλωριόντων, τα οποία εντοπίστηκαν ύστερα
από αναδρομή στη σχετική βιβλιογραφία.
Στο Κεφάλαιο 5 εισάγεται η
έννοια της τρωτότητας και των παραμέτρων που την
επηρεάζουν. Παρατίθενται κάποιες από τις βασικές
αναλυτικές μεθόδους μέσω των οποίων εξάγονται οι
καμπύλες τρωτότητας έτσι ώστε να εκτιμηθεί η τρωτότητα
της κατασκευής. Παράλληλα, δίνεται έμφαση στην επιρροή
που έχει η διάβρωση στη τρωτότητα μιας κατασκευής. Ενώ
τέλος, ακολουθώντας μια αναγωγική πορεία ξεκινώντας από
το υλικό και περνώντας στη συνέχεια σε επίπεδο διατομής
και έπειτα σε επίπεδο μέλους εξάγεται το πόρισμα για τη
τρωτότητα της κατασκευής.
Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται
η γέφυρα η οποία διερευνάται και δίνονται λεπτομέρειες
για τα γεωμετρικά της στοιχεία. Αναφέρονται οι αναγκαίες
παραδοχές που έγιναν για τη προσομοίωση, ενώ δίνονται
και τα φορτία που λήφθηκαν για τη μελέτη. Στη συνέχεια
παρουσιάζεται το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε ώστε να
προσομοιωθεί η διάβρωση. Τέλος, περιγράφεται η
προσομοίωση του μοντέλου της γέφυρας με τη χρήση του
λογισμικού OpenSeesPy.
Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται
λεπτομερώς οι αναλύσεις του φορέα της γέφυρας. Αρχικά,
παρουσιάζεται η ιδιομορφική ανάλυση του φορέα με τις
τιμές των σημαντικών ιδιοπεριόδων και ιδιομορφών. Στη
συνέχεια, υλοποιείται ανάλυση ευαισθησίας με τη χρήση
της ανελαστικής στατικής ανάλυσης (Pushover), εξετάστηκε
ο φορέας για διάφορες τιμές επικάλυψης του σκυροδέματος
και πραγματοποιήθηκε σύγκριση αποτελεσμάτων. Τέλος,
έγινε αποτίμηση της σεισμικής τρωτότητας της γέφυρας με
χρήση καμπυλών τρωτότητας, οι οποίες παράχθηκαν με τη
μέθοδο SPO2IDA και τις απαιτούμενες στάθμες
επιτελεστικότητας.
Στο Κεφάλαιο 8 παρατίθενται
τα συμπεράσματα της διερεύνησης και συγχρόνως γίνεται
μία σύντομη πρόταση για μελλοντικές διερευνήσεις ώστε να
υπάρξει εκτενέστερη βιβλιογραφία.