heal.abstract |
Το αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας
Οι εξωτερικές επικολλήσεις ελασμάτων FRP σε δομικά στοιχεία κατασκευών οπλισμένου
σκυροδέματος έχουν αναδειχθεί ως μια διαδεδομένη πρακτική στην ενίσχυση ή επισκευή
υφιστάμενων κατασκευών. Στη μέθοδο ενίσχυσης με ελάσματα FRP, η κρίσιμη παράμετρος
που καθορίζει την αποτελεσματικότητα της μεθόδου είναι η διεπιφάνεια μεταξύ του
ελάσματος και του δομικού στοιχείου, μέσω της οποίας μεταβιβάζονται οι δυνάμεις.
Ένας από τους βασικούς τύπους αστοχίας της ενίσχυσης είναι η αποκόλληση της
διεπιφάνειας σε μια ενδιάμεση θέση. Η αποκόλληση της διεπιφάνειας ξεκινάει από μια
μεγάλη ρωγμή, που διαδίδεται κατά μήκος της διεπιφάνειας των δύο υλικών. Σε δοκούς
οπλισμένου σκυροδέματος, που έχουν ενισχυθεί καμπτικά με ελάσματα FRP, η παραπάνω
αστοχία μπορεί να ξεκινάει από μια μεγάλη καμπτική ρωγμή, ή ακόμα και από μια
καμπτική – διατμητική ρωγμή. Σε δοκούς που έχουν ενισχυθεί διατμητικά με ελάσματα FRP,
οι ρωγμές ενδέχεται να ξεκινούν από μια διατμητική ρωγμή του δομικού στοιχείου. Είναι
προφανές ότι η σχεδόν επιφανειακή μορφή του ελάσματος FRP, που τοποθετείται ως
ενίσχυση στο δομικό στοιχείο, εισάγει διατμητικές τάσεις στην διεπιφάνεια, και ως εκ τούτου,
ο παραπάνω τύπος αστοχίας χαρακτηρίζεται με την ορολογία της μηχανικής των θραύσεων
ως αστοχία Τύπου ΙΙ.
Κατά το σχεδιασμό των ενισχύσεων δομικών στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος με
ελάσματα FRP, πέρα των μηχανικών παραμέτρων των επιμέρους υλικών, θα πρέπει να είναι
γνωστά τα παρακάτω:
η μηχανική συμπεριφορά της διεπιφάνειας FRP – σκυροδέματος, και
ο τύπος αστοχίας της διεπιφάνειας.
Η μηχανική συμπεριφορά της διεπιφάνειας περιγράφεται με την καμπύλη συνάφειας –
ολίσθησης, που αποκτιέται πειραματικά. Στην βιβλιογραφία, περιγράφονται διάφορες
πειραματικές δοκιμές, που έχουν εισαχθεί για τον προσδιορισμό της καμπύλης αυτής. Οι
πειραματικές αυτές δοκιμές στηρίζονται στην επέκταση της γνωστής δοκιμής εξόλκευσης
στην περίπτωση των ελασμάτων FRP με κατάλληλες τροποποιήσεις. Η καμπύλη συνάφειας –
ολίσθησης είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό των τάσεων και των μετατοπίσεων που
αναπτύσσονται στο ενισχυμένο δομικό στοιχείο.
Στο εργαστήριο δομικής μηχανικής και στοιχείων τεχνικών έργων του ΕΜΠ έχει αναπτυχθεί
μία νέα δοκιμή δοκός για τον προσδιορισμό της καμπύλης συνάφειας-ολίσθησης της
διεπιφάνειας ελάσματος FRP-σκυροδέματος. Στον σχεδιασμό της δοκιμής αυτής έχουν
εισαχθεί ορισμένες υποθέσεις σχετικά με την διανομή και μεγέθος των τάσεων και των
μετατοπίσεων, τόσο στα δύο υλικά όσο και στη διεπιφάνειά τους. Προκειμένου να ελεγχθεί η
ορθότητα των απλοποιητικών αυτών υποθέσεων , απαιτείται η θεωρητική και η πειραματική
ανάλυση των αναπτυσσόμενων τάσεων στο δοκίμιο δοκού που χρησιμοποιείται στην
πειραματική δοκιμή για τα φορτία του πειράματος. Το αντικείμενο της παρούσας
διπλωματικής εργασίας είναι ο θεωρητικός προσδιορισμός των τάσεων και μετατοπίσεων
στην δοκό-δοκίμιο που χρησιμοποιείται στην πειραματική δοκό που έχει προταθεί,
χρησιμοποιώντας τρισδιάστατα πεπερασμένα στοιχεία. Επίσης, στα πλαίσια της παρούσας
διπλωματικής εργασίας θα γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων που παρέχει η ανάλυση με
πεπερασμένα στοιχεία με αυτή που παριέχουν οι αναλυτικές σχέσεις που στηρίζονται στην
μονοδιάστατη ανάλυση της εντατικής κατάστασης της δοκού-δοκιμίου. |
el |