Search Results

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Συγκρίσεις ΚΑΝ.ΕΠΕ. και EC8 για επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας μέσω περίσφιγξης
    Αθανασοπούλου, Σωτηρία; Δρίτσος, Στέφανος; Δρίτσος, Στέφανος; Τριανταφύλλου, Αθανάσιος; Σφακιανάκης, Μανόλης; Athanasopoulou, Sotiria
    Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)
    Το μεγαλύτερο μέρος των παλαιών υφιστάμενων κτιρίων είναι κατασκευασμένο είτε απουσία κανονισμού είτε με παλαιούς αντισεισμικούς κανονισμούς, όπου δεν περιλαμβάνονται η τεχνογνωσία, η τεχνοτροπία και οι μέθοδοι σχεδιασμού που υιοθετούν οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί για τα νέα κτίρια. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα στα παλαιά κτίρια να εντοπίζονται ορισμένες αδυναμίες ειδικά κατά την απόκρισή τους υπό σεισμικά φορτία. Μία από τις συνηθέστερες και σημαντικότερες αδυναμίες είναι η έλλειψη πλαστιμότητας στα υφιστάμενα μέλη της κατασκευής με κυριότερα τα υποστυλώματα. Το θέμα που πραγματεύεται η παρούσα εργασία είναι η αύξηση αυτής της τοπικής πλαστιμότητας γραμμικών μελών μέσω περίσφιγξης αυτών από σύνθετα ινοπλισμένα πολυμερή (Fiber Reinforced Polymers, FRP). Η παρούσα εργασία στοχεύει στη παρουσίαση και τη σύγκριση των δύο διαθέσιμων κανονισμών, ΚΑΝ.ΕΠΕ. και Ευρωκώδικα, για την αύξηση της τοπικής τους πλαστιμότητας. Μέσω της σύγκρισης αυτής επιδιώκεται, σ’ ένα πρώτο επίπεδο, να αποσαφηνιστούν τυχόν ασάφειες των κανονισμών, και να εντοπιστούν αδυναμίες των σχέσεων που υιοθετούνται. Σ’ ένα δεύτερο και ουσιαστικότερο επίπεδο, η εργασία στοχεύει στην αξιοποίηση όλων αυτών των αποτελεσμάτων των συγκρίσεων, για την βελτίωση των σχέσεων (όπου απαιτείται), μέσω διόρθωσης ή οριοθέτησης τους. Προς το σκοπό αυτό οι σχέσεις δεν συγκρίνονται μόνο μεταξύ τους αλλά και με ακριβέστερες λύσεις, όπως αναλυτικές λύσεις από κατάλληλα λογισμικά προγράμματα. Τέλος, μέσω της εργασία αυτής, δίνεται η δυνατότητα να αποκτήσει κανείς μία πλήρως ολοκληρωμένη εικόνα για την πλαστιμότητα ενός δομικού στοιχείου (πριν η μετά την ενίσχυση) αλλά και των διαθέσιμων μέσων υπολογισμού της. Για την καλύτερη εποπτεία των αποτελεσμάτων αλλά και την αμεσότερη σύγκριση, η εργασία περιλαμβάνει αναλυτική εφαρμογή των σχέσεων των κανονισμών για δύο ενδεικτικές διατομές υφιστάμενων υποστυλωμάτων, ενώ για τον προσδιορισμό ακριβέστερων λύσεων γίνεται χρήση δύο υπολογιστικών προγραμμάτων ανάλυσης διατομής, BIAX και XTRACT. Στο κεφάλαιο 1, γίνεται μία σύντομη αναφορά σε όλες τις εισαγωγικές έννοιες που είναι απαραίτητες για τη κατανόηση των ειδικότερων θεμάτων που πραγματεύεται η παρούσα εργασία. Παρουσιάζονται εν συντομία οι κανονισμοί, οι τεχνικές επεμβάσεων για την αύξηση της πλαστιμότητας, τα σύνθετα υλικά, ενώ ορίζονται και έννοιες όπως η πλαστιμότητα. Στο κεφάλαιο 2, παρουσιάζονται όλα τα διαθέσιμα υπολογιστικά μέσα, και συγκεκριμένα, παρουσιάζεται όλη η βιβλιογραφία που χρησιμοποιείται για την εν λόγω εργασία, περιλαμβάνοντας τις σχέσεις των κανονισμών, μοντέλα προσομοίωσης ή σχέσεις από άλλες διαθέσιμες πηγές-ερευνητές. Περιγράφονται, επίσης, επακριβώς όλες οι παραδοχές που έχουν γίνει, ενώ παρουσιάζονται αναλυτικά και όλα τα υπολογιστικά εργαλεία Η/Υ που χρησιμοποιήθηκαν, για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, όπως αυτά προσδιορίζονται στα επόμενα κεφάλαια. Το κεφάλαιο παρουσιάζει τη βιβλιογραφία τόσο για τα στοιχεία πριν από την ενίσχυση όσο και για τα στοιχεία μετά από την ενίσχυση με περίσφιγξη από μανδύα FRP. Στο κεφάλαιο 3, γίνεται προσδιορισμός της πλαστιμότητας που έχει το στοιχείο πριν από οποιαδήποτε επέμβαση. Η πλαστιμότητα αυτή είναι ουσιαστικά η πλαστιμότητα που εντοπίζεται ως ανεπαρκής, γεγονός που αποτελεί και το λόγο ενίσχυσης του μέλους. Η διαθέσιμη πλαστιμότητα, ως δείκτης πλαστιμότητας σε όρους καμπυλοτήτων, προσδιορίζεται μέσω κλειστών τύπων που δίνονται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. και συγκρίνονται με τα ακριβέστερα αποτελέσματα των προγραμμάτων, ΒΙΑΧ και XTRACT. Στο κεφάλαιο 4, γίνεται προσδιορισμός της πλαστιμότητας που έχει το στοιχείο που έχει ενισχυθεί μέσω περίσφιγξης με σύνθετα υλικά. Για την πλαστιμότητα αυτή (μετά από την ενίσχυση) χρησιμοποιούνται σχέσεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. και του Ευρωκώδικα, και προσδιορίζεται είτε σε όρους καμπυλοτήτων είτε σε όρους στροφών χορδής. Τα αποτελέσματα αυτών συγκρίνονται μεταξύ τους αλλά και με αποτελέσματα που προκύπτουν από πιο αναλυτικούς τρόπους, μέσω κλειστών τύπων η διαγραμμάτων ροπών-καμπυλοτήτων από ανάλυση διατομής με χρήση του ΒΙΑΧ. Στο κεφάλαιο 5, εξετάζεται η επιρροή στις σχέσεις των κανονισμών από παραμέτρους που σχετίζονται με την αποδοτικότητα εφαρμογής του FRP σε ορθογωνικά δομικά στοιχεία. Οι παράμετροι αυτοί είναι το πλήθος των στρώσεων του μανδύα FRP που τοποθετείται για τη περίσφιγξη και η στρογγύλευση των γωνιών των ορθογωνικών διατομών πριν από την τοποθέτηση του μανδύα FRP. Ελέγχεται κατά αυτόν τον τρόπο και η ισχύς των βασικών συμπερασμάτων της εργασίας, για τα ενισχυμένα στοιχεία, όπως προέκυψαν από το κεφάλαιο 4. Στο κεφάλαιο 6, εξετάζεται η επιρροή των σταθμών επιτλεστικότητας , όπως αυτές ορίζονται από τους δύο κανονισμούς, στα μεγέθη της πλαστιμοτήτας σε όρους στροφής χορδής (τοπικής πλαστιμότητας) αλλά και σε όρους μετακινήσεων. Προσδιορίζονται, επίσης, οι τιμές των μεγεθών αυτών, για την εκάστοτε στάθμη, με βάση τη πλαστιμότητα σε όρους στροφής χορδής στην οριακή-τελική κατάσταση αστοχίας του μέλους, που προσδιορίστηκε από το κεφάλαιο 4. Στο κεφάλαιο 7, εξετάζεται η επιρροή του τύπου του υλικού περίσφιγξης FRP, στις σχέσεις των κανονισμών, εφαρμόζοντας ενδεικτικά υαλουφάσματα (CFRP) αντί των ανθρακουφασμάτων (GFRP). Kατά αυτόν τον τρόπο ελέγχεται και η ισχύς των βασικών συμπερασμάτων της εργασίας, όπως προέκυψαν από το κεφάλαιο 4. Από τα αποτελέσματα των συγκρίσεων, οριοθετείται η ισχύς κάποιων εκ των σχέσεων ενώ επιβεβαιώνεται η ακρίβεια και η αξιοπιστία άλλων, όπως για παράδειγμα των κλειστών τύπων του ΚΑΝ.ΕΠΕ. για τη διαθέσιμη πλαστιμότητα. Διαπιστώνεται δηλαδή ότι οι τύποι αυτοί δίνουν αποτελέσματα πολύ κοντά στα ακριβή αποτελέσματα των προγραμμάτων Η/Υ ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν (με κάποιες μικρές προσαρμογές) για το προσδιορισμό της πλαστιμότητας μελών μετά από ενίσχυση με περίσφιγξη με FRP. Όσον αφορά το ενισχυμένο δομικό στοιχείο, διαπιστώνεται πως οι σχέσεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. είναι, εν γένει, πιο συντηρητικές από του Ευρωκώδικα. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη σχέση του ΚΑΝ.ΕΠΕ. για τη πλαστιμότητα σε όρους καμπυλοτήτων, η οποία είναι αρκετά προσεγγιστική, δίνοντας αρκετά χαμηλά αλλά και διαφορετικά αποτελέσματα από όλα τα υπόλοιπα μοντέλα που χρησιμοποιούνται. Η εν λόγω σχέση βελτιώθηκε και αναδιαμορφώθηκε κατάλληλα ενώ προτείνεται να χρησιμοποιηθεί από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. Επιβεβαιώθηκε επίσης, πως η σχέση προσδιορισμού της στροφής χορδής στην αστοχία, του Ευρωκώδικα παρουσιάζει μία ιδιάζουσα-μη ρεαλιστική απόκριση λόγω της σχέσης για την ενεργή τάση του υλικού περίσφιγξης, πράγμα που αποκαθίσταται, υιοθετώντας τις βελτιωμένες εκφράσεις κατά Μ. Fardis για την ενεργή τάση. Με περεταίρω έρευνα, τα συμπεράσματα αυτά θα μπορούσαν να γενικευτούν ελέγχοντάς τα, αφενός και για άλλου τύπου διατομές (π.χ. κυκλικές), και αφετέρου με αποτελέσματα από ακριβέστερες πηγές, όπως πειραματικές δοκιμές.