Προσομοίωση καινοτόμων μεθόδων ενίσχυσης κόμβων μέσω του υπολογιστικού προγράμματος Abaqus

Ντάτσιος, Άγγελος; Ntatsios, Angelos

dc.contributor.author	Ντάτσιος, Άγγελος	el
dc.contributor.author	Ntatsios, Angelos	en
dc.date.accessioned	2024-01-08T09:32:01Z
dc.date.available	2024-01-08T09:32:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58515
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26211
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Οπλισμένο	el
dc.subject	Σκυρόδεμα	el
dc.subject	Abaqus	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.title	Προσομοίωση καινοτόμων μεθόδων ενίσχυσης κόμβων μέσω του υπολογιστικού προγράμματος Abaqus	el
dc.title	Simulation of innovative reinforced concrete node strengthening using Abaqus computer program	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πολιτικοί Μηχανικοί	el
heal.classification	Δομοστατικός Τομέας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-06-14
heal.abstract	Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας αφορά την προσομοίωση καινοτόμων μεθόδων ενίσχυσης αρμών δοκού-υποστυλωμάτων από οπλισμένο σκυρόδεμα με τη χρήση του λογισμικού Abaqus. Με το οπλισμένο σκυρόδεμα να είναι το κυρίαρχο δομικό υλικό στη σύγχρονη κοινωνία, η ανθεκτικότητά του έναντι σεισμών έχει αναχθεί σε βασική προτεραιότητα του κατασκευαστικού κλάδου. Ενώ υπάρχουν κανόνες σχεδιασμού για να καθοδηγούν τις απαιτήσεις οπλισμού και τις παραμέτρους σχεδιασμού για τους αρμούς δοκού-κολόνων, αυτοί οι σύνδεσμοι εξακολουθούν να παραμένουν ευάλωτοι σε αστοχία κατά τη διάρκεια σεισμικών γεγονότων. Με την πάροδο των χρόνων, έχουν διερευνηθεί πολυάριθμες μέθοδοι για την ενίσχυση των αρμών δοκού-υποστυλωμάτων, αλλά η πρακτική εφαρμογή τους φέρει συχνά δυσκολίες. Σε αυτή τη μελέτη, διερευνήθηκε η μέθοδος της βαθιάς ενσωμάτωσης, όπου ενισχυτικά στοιχεία όπως ράβδοι χάλυβα και ράβδοι πολυμερούς ενισχυμένου με ίνες άνθρακα (CFRP) ενσωματώθηκαν στον πυρήνα της άρθρωσης για να ενισχύσουν την αντοχή της σε τάσεις που προκαλούνται από σεισμό. Σε διερευνητικό πλαίσιο διάφορα πειράματα διεξήχθησαν για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητα των ράβδων χάλυβα και CFRP στην ενίσχυση των αρμών. Με βάση τα πειραματικά ευρήματα, αυτή η διατριβή εστιάζει στην προσομοίωση των ερευνητικών συνθηκών χρησιμοποιώντας το λογισμικό Abaqus. Ολόκληρη η πειραματική διάταξη αντιγράφηκε στην προσομοίωση, με σκοπό να αξιολογηθεί η συνέπεια των αποτελεσμάτων. Εξετάστηκαν τρεις τύποι συνδέσμων δοκού-κολόνων: ένα δείγμα ελέγχου χωρίς πρόσθετα ενισχυτικά στοιχεία, ένα ενισχυμένο με χαλύβδινες ράβδους και ένα άλλο ενισχυμένο με ράβδους CFRP. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συμπερίληψη ενισχυτικών στοιχείων στα δοκίμια βελτίωσε την απόδοση των αρθρώσεων σε σύγκριση με το δείγμα ελέγχου. Ωστόσο, η χρήση ράβδων CFRP παρουσίασε αξιοσημείωτη αύξηση στην αντίσταση της άρθρωσης, ξεπερνώντας τη βελτίωση που επιτεύχθηκε από τις χαλύβδινες ράβδους. Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν την αποτελεσματικότητα των ράβδων CFRP ως μια πρακτική και αποτελεσματική λύση για την ενίσχυση της σεισμικής ανθεκτικότητας των αρμών δοκού-υποστυλωμάτων. Το Abaqus, είναι ένα λογισμικό ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων και χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση και την ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων. Ενώ το λογισμικό αποτύπωσε αποτελεσματικά τη συνολική συμπεριφορά των αρθρώσεων, αξίζει να σημειωθεί ότι η προσομοίωση του σκυροδέματος παρουσίασε ορισμένους περιορισμούς. Η προσομοίωση της συμπεριφοράς των δοκιμίων έγινε εντός του ελαστικού εύρους αντί του ανελαστικού, το οποίο μπορεί να επηρέασε την ακρίβεια ορισμένων πτυχών των αποτελεσμάτων. v Η παρούσα διπλωματική εργασία συμβάλλει στο σύνολο των ερευνών σχετικά με την ενίσχυση των αρμών δοκού-κολόνων σε κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα. Η προσέγγιση που βασίζεται στην προσομοίωση παρέχει πληροφορίες για την απόδοση διαφόρων μεθόδων ενίσχυσης και προσφέρει μια πλατφόρμα για περαιτέρω εξερεύνηση και βελτιστοποίηση των στρατηγικών ενίσχυσης των αρθρώσεων. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της ενσωμάτωσης ράβδων CFRP σε πρακτικές ενίσχυσης αρμών για την ενίσχυση της σεισμικής ανθεκτικότητας των κατασκευών. Λέξεις-κλειδιά: οπλισμένο σκυρόδεμα, αρμοί δοκού-κολόνων, μέθοδοι ενίσχυσης, βαθιά ενσωμάτωση, ράβδοι χάλυβα, ράβδοι πολυμερών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα (CFRP), Abaqus, ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων, σεισμική ανθεκτικότητα.	el
heal.abstract	The subject of this thesis revolves around the simulation of novel methods for strengthening beam-column joints made of reinforced concrete using the software Abaqus. With reinforced concrete being the predominant construction material in modern society, its seismic resilience against earthquakes has become a significant concern. While design rules exist to guide the reinforcement requirements and design parameters for beam-column joints, these joints still remain vulnerable to failure during seismic events. Over the years, numerous methods have been explored to strengthen beam-column joints, but practical implementation has often posed challenges. In this study, the method of deep embedment was investigated, wherein strengthening elements such as steel rods and Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) rods were embedded within the joint core to enhance its resistance to earthquake-induced stresses. Real-life experiments were conducted to test the efficacy of steel and CFRP rods in joint strengthening. Building upon the experimental findings, this thesis focuses on simulating the tested conditions using Abaqus software. The entire experimental setup was replicated in the simulation to assess the consistency of the results. Three types of beam-column joints were considered: a control specimen with no additional strengthening elements, one reinforced with steel rods, and another reinforced with CFRP rods. The results demonstrated that the inclusion of strengthening elements improved the performance of the joints compared to the control specimen. However, the use of CFRP rods exhibited a remarkable increase in joint resistance, surpassing the improvement achieved by steel rods. These findings highlight the effectiveness of CFRP rods as a practical and efficient solution for enhancing the seismic resilience of beam-column joints. Abaqus, a finite element analysis software, was employed for simulating and analyzing the experimental results. While the software effectively captured the overall behavior of the joints, it is worth noting that the simulation of concrete exhibited some limitations. The elastic range was utilized for concrete behavior simulation instead of the anelastic range, which may have influenced the accuracy of certain aspects of the results. This thesis contributes to the body of knowledge on strengthening beam-column joints in reinforced concrete structures. The simulation-based approach provides insights into the performance of various strengthening methods and offers a platform for further exploration and optimization of joint vii reinforcement strategies. The findings underscore the significance of incorporating CFRP rods in joint strengthening practices to enhance the seismic resilience of structures. Keywords: reinforced concrete, beam-column joints, strengthening methods, deep embedment, steel rods, Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) rods, Abaqus, finite element analysis, seismic resilience.	en
heal.advisorName	Βουγιούκας, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκας, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Ζέρης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false