Πειραματική διερεύνηση ενισχυμένων χαλύβδινων ισοσκελών γωνιακών με ανθρακονήματα σε θλίψη και κάμψη

Μωραγιάννης, Παναγιώτης; Moragiannis, Panagiotis

dc.contributor.author	Μωραγιάννης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Moragiannis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2016-03-22T11:08:10Z
dc.date.available	2016-03-22T11:08:10Z
dc.date.issued	2016-03-22
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42220
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10873
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Χάλυβας	el
dc.subject	Ενίσχυση	el
dc.subject	Ανθρακονήματα	el
dc.subject	Κάμψη	el
dc.subject	Θλίψη	el
dc.subject	Steel	en
dc.subject	Strengthening	en
dc.subject	CFRP	en
dc.subject	Bending	en
dc.subject	Compression	en
dc.title	Πειραματική διερεύνηση ενισχυμένων χαλύβδινων ισοσκελών γωνιακών με ανθρακονήματα σε θλίψη και κάμψη	el
dc.title	Experimental study of steel equal-leg angles strengthened with carbon fiber reinforced polymers subjected to compression and to bending	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλικές κατασκευές	el
heal.classification	Steel structures	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-11-06
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική διερεύνηση της αποτελεσματικότητας του τρόπου ενίσχυσης χαλύβδινων μελών με ινοπλισμένα πολυμερή. Ειδικότερα, εξετάστηκε η συμπεριφορά χαλύβδινων μελών διατομής ισοσκελούς γωνιακού, ενισχυμένων εξωτερικά με δύο στρώσεις ινοπλισμένου πολυμερούς σύνθετου υλικού από ίνες άνθρακα μονής διευθύνσεως. Τα ενισχυμένα δοκίμια υποβλήθηκαν σε έκκεντρη θλίψη αλλά και σε κάμψη τριών σημείων. Η μέθοδος ενίσχυσης με σύνθετα υλικά αποτελεί την πλέον σύγχρονη μέθοδο ενίσχυσης των κατασκευών. Αν και η χρήση της είναι ευρέως διαδεδομένη στην ενίσχυση κατασκευών από ωπλισμένο σκυρόδεμα, εντούτοις η αξιοποίησή τους στον κλάδο των μεταλλικών κατασκευών είναι περιορισμένη, κυρίως λόγω ανεπαρκούς γνώσης της συμπεριφοράς τους. Αυτό αποδεικνύεται τόσο από την απουσία κάποιου κανονιστικού πλαισίου σχεδιασμού, όσο και από την περιορισμένη ερευνητική δραστηριότητα για το συγκεκριμένο αντικείμενο και η οποία παρατηρείται κυρίως την τελευταία δεκαπενταετία. Παρ’ όλα αυτά, η ολοένα αυξημένη κινητικότητα της διεθνούς ερευνητικής κοινότητας σχετικά με αυτό τον τρόπο ενίσχυσης μεταλλικών στοιχείων, προμηνύει πως σύντομα θα εδραιωθεί και σε αυτό τον κλάδο, στο οποίο ευελπιστεί να συνδράμει η παρούσα εργασία. Προκειμένου να σχηματιστεί μια εποπτική εικόνα της συμπεριφοράς τόσο των γωνιακών διατομών όσο και των σύνθετων υλικών, αρχικά γίνεται αναφορά σε καθένα από αυτά τα στοιχεία ξεχωριστά. Επίσης, στο κομμάτι των σύνθετων υλικών, γίνεται αναφορά σε σχετικές ερευνητικές αναζητήσεις που παρατηρούνται διεθνώς. Αναφορικά με το πειραματικό μέρος της εργασίας, πραγματοποιήθηκαν δύο διαφορετικά είδη πειραμάτων, ένα σε αξονική έκκεντρη θλίψη και ένα σε κάμψη περί τον ασθενή άξονα της διατομής του μέλους. Προτού πραγματοποιηθεί η ενίσχυση των χαλύβδινων μελών, πραγματοποιήθηκαν 5 δοκιμές υλικού για να διαπιστωθούν οι ιδιότητες του σύνθετου υλικού, σύμφωνα με το πρότυπο ISO. Ενισχύθηκαν δύο χαλύβδινα δοκίμια, ακολουθώντας τη χειρωνακτική μέθοδο παραγωγής. Η εφαρμογή της ενίσχυσης έγινε στην εξωτερική μεριά των σκελών του γωνιακού, στο μεγαλύτερο μέρος του συνολικού τους μήκους. Τα αποτελέσματα κάθε πειράματος συγκρίθηκαν κάθε φορά με αυτά των αντίστοιχων πειραμάτων μη ενισχυμένων μελών, ίδιας διατομής και μορφής έντασης. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι ο συγκεκριμένος τρόπος ενίσχυσης δεν επιφέρει σημαντικές διαφοροποιήσεις στη συμπεριφορά του μέλους έναντι λυγισμού. Αντιθέτως, όσον αφορά τα πειράματα κάμψης, ο εν λόγω τρόπος ενίσχυσης απέδωσε ικανοποιητικά αυξάνοντας ικανοποιητικά την αντοχή του μέλους. Τέλος, μελλοντικά θα ήταν χρήσιμη αντίστοιχη μελέτη χρησιμοποιώντας καλύτερης ποιότητας σύνθετο υλικό, με μεγαλύτερο βαθμό συμμετοχής των ινών, καθώς και μία προσπάθεια επιβεβαίωσης των αποτελεσμάτων με αριθμητικές αναλύσεις.	el
heal.abstract	The object of the present diploma thesis is the experimental investigation of the mode of strengthening of steel members through fiber reinforced polymers. More specifically, the behavior of steel equal-leg angle members, externally strengthened with two plies of reinforced polymer composite material with unidirectional carbon fibers, was examined. The strengthened members were tested in eccentric axial compression and in three-point bending. Strengthening with composite materials is an innovative method of enhancement in the field of structures. Although it is widely used for strengthening concrete structures, its usage is very limited in the field of steel structures, mainly because of the insufficient knowledge of such a behavior. This is verified, not only by the absence of any widely accepted design guide for such a usage, but also by the restricted research upon that. Nevertheless, the continuously growing concern of researchers upon this mode of strengthening of steel members, envisages that it will be consolidated in the certain field too. This is also one of the targets the certain study has. At first, a reference at both the two distinct members of this study (angle sections, composite materials) is attempted, in order for a better supervision to be achieved. Moreover, in the field where an analysis of composite materials in general is attempted, some relevant research attempts are mentioned. As far as the experimental part of this research is concerned, two different types of experiments were examined, one over axial eccentric compression and the other through bending over the minor principal axis of the member’s section. Before the strengthening of the steel member was applied, 5 tensile tests were carried out following the standard ISO, in order to find out the mechanical properties of the composite material. Two steel members were strengthened, both through the hand lay-up procedure. The strengthening was placed at the outer side of the angle member’s legs, extended in the biggest part of its total length. The results of each experiment were compared each time with the ones of the unstrengthened same member. From the experimental results analysis, it is found that this mode of strengthening is unable to result in considerable differences over the member’s buckling behavior. Oppositely, as far as the experiments over bending are concerned, this mode of strengthening was pretty effective, increasing satisfactorily the member’s resistance. In conclusion, a similar research conducted using a composite material of a better quality, by means of a higher fibers’ participation rate, would be very useful. Other than that, an effort to compare the experimental results with those from an arithmetic analysis approach would be valuable.	en
heal.advisorName	Βάγιας, Ιωάννης	el
heal.advisorName	Λιγνός, Ξενοφών	el
heal.advisorName	Vayas, Ioannis	en
heal.advisorName	Lignos, Xenofon	el
heal.committeeMemberName	Ραυτογιάννης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Αβραάμ, Τάσος	el
heal.committeeMemberName	Raftoyiannis, Ioannis	en
heal.committeeMemberName	Avraam, Tasos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true