Προσδιορισμός της καμπύλης συνάφειας - ολίσθησης σε διεπιφάνειες δομικών στοιχείων σκυροδέματος ενισχυμένων με ελάσματα FRP

Abstract

Το βασικό αντικείμενο της έρευνας της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η επέκταση της δοκιμής δοκού, που έχει αναπτυχθεί προγενέστερα από το Εργαστήριο Δομικής Μηχανικής και Στοιχείων Τεχνικών Έργων της σχολής ΣΑΤΜ του ΕΜΠ για τον πειραματικό προσδιορισμό της καμπύλης συνάφειας – ολίσθησης ράβδων οπλισμού FRP – σκυροδέματος, σε ελάσματα FRP του εμπορίου, για μονότονη και ανακυκλιζόμενη φόρτιση. Αρχικά γίνεται περιγραφή της τροποποιημένης δοκιμής-δοκού και της διαδικασίας κατασκευής της πειραματικής καμπύλης συνάφειας-ολίσθησης. Εν συνεχεία, παρουσιάζεται η θεωρητική ανάλυση της πειραματικής δοκιμής με σκοπό τον προσδιορισμό των αναπτυσσόμενων τάσεων και παραμορφώσεων στο έλασμα FRP και στη διεπιφάνεια. Τέλος, παρουσιάζεται το πειραματικό έργο, που διεξήχθη στα πλαίσια της παρούσας εργασίας και περιελάμβανε τον προσδιορισμό της καμπύλης συνάφειας – ολίσθησης για συγκεκριμένο τύπο ελάσματος FRP, και ακολουθεί η επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων, η κατασκευή των σχετικών πειραματικών καμπυλών, τα συμπεράσματα που προέκυψαν, ενώ γίνονται ορισμένες προτάσεις για μελλοντική έρευνα.

Plates made from fiber reinforced polymer (FRP), mainly due to their excellent corrosion resistant properties, have become a popular alternative reinforcing material instead of steel for developing reinforced concrete structures all over the world. The performance of the FRP reinforced concrete structures and their failure mechanism are mainly affected by the bond strength between the FRP plate and concrete. In the present study, the new experimental method for studying the bond and slippage between reinforcing bars and concrete developed in the Laboratory of Structural Mechanics at the School of Rural and Surveying Engineering was modified and applied in the case of external bonding between FRP plate and concrete. Concrete beams consisting of two parts that were connected at the top with a hinge and at the bottom with the FRP plate were constructed. Five months after casting, the specimens were subjected to cyclic loading with various loading-unloading cycles using the four-point bending test. It was shown that this experimental set-up can be efficiently used to study the bond strength and slippage of the FRP plate reinforced concrete.