ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ

Transcript

1 ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΟΡΟΜΠΙΛΙΑΣ Διπλωματούχος Πολιτικός Μηχανικός ΠΑΤΡΑ, 26 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2015

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κύρια αντικείμενα μελέτης για την διατριβή αποτέλεσαν τα παρακάτω: Σύντομη περιγραφή των μηχανικών στοιχείων της τοιχοποιίας. Συνοπτική περιγραφή της θεωρίας βλάβης και του μαθηματικού προσομοιώματος που την εφαρμόζει. Εφαρμογή θεωρίας βλάβης στην αρχική κατάσταση της γέφυρας. Ενίσχυση της γέφυρας με μανδύα σκυροδέματος και η εκ νέου ανάλυση της. Ενίσχυση της γέφυρας με προεντεταμένους ελκυστήρες και η εκ νέου ανάλυση της. Σύγκριση των δύο τρόπων ενισχύσεων με την αρχική κατάσταση της γέφυρας αλλά και μεταξύ τους. Γενικά συμπεράσματα από τις ανελαστικές αναλύσεις.

3 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Ανάλογα με τον τύπο των εξωτερικών φορτίων που υποβάλλονται και εφαρμόζονται στο εξεταζόμενο υλικό, οι αντοχές μπορούν να διακριθούν σε: Αντοχή σε μονοαξονική θλίψη. Αντοχή σε πολυαξονική θλίψη. Εφελκυστική αντοχή τοιχοποιίας σε κάμψη. Διατμητική αντοχή τοιχοποιίας. Αντοχή τοιχοποιίας υπό τυχούσα επίπεδη καταπόνηση. Αντοχή σε μονοαξονική θλίψη: Ο προσδιορισμός της θλιπτικής αντοχής ως συνάρτηση της αντοχής των τοιχοσωμάτων και του είδους της αντοχής του κονιάματος, σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 6(EC6)(1996), γίνεται βάση της παρακάτω σχέσης: f cuoy = K f bc α f mc b MPa Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η ανάλογη ημιεμπειρική σχέση του Τάσιου (1986), βασισμένη σε στοιχεία οπτοπλινθοδομών του ελλαδικού χώρου. f cuoy = 2 3 (f mc) 0.5 α + bf mc (MPa)

4 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Αντοχή σε πολυαξονική θλίψη: Η πολυαξονική ένταση στην περίπτωση των τοιχοποιιών προσεγγίζεται με τις πειραματικές δοκιμές της διαξονικής θλίψης. Συσχετίζοντας τα αποτελέσματα της διαξονικής θλίψης υπολογίζονται οι πειραματικές περιβάλλουσες αστοχίας. Οι περιβάλλουσες αστοχίας μπορεί να είναι πολυωνυμικές συναρτήσεις της μορφής: n m f σ 1, σ 3 = a i σ i σ 3 = 0 i=1 =1 Εφελκυστική αντοχή τοιχοποιίας σε κάμψη: Η μέγιστη τιμή της τάσης, για δεδομένη καμπτική ροπή, προσδιορίζεται από την τεχνική θεωρία της αντοχής των υλικών και από την οποία με αντικατάσταση της ροπής που προκαλεί την αστοχία σε εφελκυσμό προκύπτει η καμπτική εφελκυστική αντοχή που είναι ίση με: Όπου : i. σ W Υbt : η καμπτική εφελκυστική αντοχή. ii. Μ w Υbt: σ w Υbt = 6Μ w Υbt 2 t z t y η καμπτικη ροπή που προκαλεί αστοχία σε εφελκυσμο. iii. t z : η ανάπτυξη του τοίχου σε διεύθυνση κάθετη στο επίπεδο κάμψης. iv. t y : το πάχος του τοίχου.

5 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Διατμητική αντοχή τοιχοποιίας: Κατά τον Ευρωκώδικα 6, η διατμητική τοιχοποιίας δίνεται από τις παρακάτω εξισώσεις: Για τοιχοποιία με κονίαμα γενικής εφαρμογής και πλήρως γεμισμένης με αρμούς: αντοχή της f vk = 0,7 min f vk0 + 0,4σ d, max 0,065f b, f vk0, f vk,lim Για τοιχοποιία με μερικώς γεμισμένους αρμούς και γειτονικές όψεις λιθοσωμάτων σε επαφή: f vk = 0,7 min 0,5f vk0 + 0,4σ d, max 0,045f b, f vk0, f vk,lim Ομογενοποίηση τοιχοποιϊών: Eπιλέχθηκε να χρησιμοποιηθεί η διαδικασία ομογενοποίησης των Pande et al (1989). Οι κύριοι λόγοι επιλογής αυτής της μεθόδου συνοψίζονται ως εξης: Λαμβάνει υπ όψη και τις εκτός επιπέδου παραμορφώσεις οπτοπλίνθων και κονιάματος. Παρέχει εκτίμηση για τις τιμές του συνόλου των εκτός επιπέδου της τοιχοποιίας ισοδύναμων ελαστικών σταθερών. Δίνει πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα, ιδιαίτερα για τον πλέον συνήθη τύπο οπτοπλινθοδομής.

6 ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Σύμφωνα με την βιβλιογραφία έχουμε ότι: Η θεωρία της βλάβης του συνεχούς μέσους βασίζεται στη βλάβη των υλικών μέχρι την τελική τους αστοχία. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές παρουσιάζονται ταυτόσημα ποιοτικά. Έχει το πλεονέκτημα της απλότητας και του μειωμένου υπολογιστικού φόρτου της. Οι βλάβες που δημιουργούνται, ποσοτικοποιούνται μέσω του ορισμού του δείκτη βλάβης, d. Δεν χρησιμοποιούνται διαφορετικοί δείκτες βλάβης, d, για τα επιμέρους συστατικά υλικά. Εισάγονται ξεχωριστοί δείκτες βλάβης ανά συνιστώσα τάσης για φόρτιση εντός και εκτός του επιπέδου. Έτσι λοιπόν χρησιμοποιείται αντίστοιχος δείκτης βλάβης για κάθε μία από τις παρακάτω περιπτώσεις; Μονοαξονική θλιπτική καταπόνηση. Μονοαξονική εφελκυστική καταπόνηση. Διατμητική καταπόνηση μετά ορθής τάσης. Επίπεδη εντατική κατάσταση. Τριαξονική εντατική κατάσταση.

7 ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Δείκτης βλάβης για μονοαξονική θλιπτική καταπόνηση: Εκφράζεται συναρτήσει των γνωστών κλασσικών ιδιοτήτων ενός υλικού και δίνεται από τον παρακάτω τύπο: d c εc = 0, ε c = ε x + vε y ε cy 1 f cu 1 v 2 2Eε cu ε c ε cu a 1 e a 1 ε c ε cu + e a 1 ε c ε cu ε c ε cu, ε c = ε x + vε y ε cy Η δεύτερη των σχέσεων δίνει τις ακόλουθες τιμές που συνάδουν με τη φυσική σημασία της. 0 d c εc = 0, ε c = ε cy 1 f cu 1 ν 2, ε c = ε cu Εε cu 1,, ε c 1 Δείκτης βλάβης για μονοαξονική εφελκυστική καταπόνηση: Ο μηχανισμός εφελκυστικής αστοχίας οφείλεται κατά κύριο λόγο στη ρηγμάτωση του συνδετικού κονιάματος των αρμών. Η τελική μορφή του εφελκυστικού δείκτη βλάβης για διδιάστατα προβλήματα επίπεδης έντασης (plane- stress) λαμβάνεται βάση της παρακάτω σχέσης. d t = 1 ν 2 0, ε t = ε x + vε y f tu = f tu Ε 1 f tu 1 ν 2 Εε A 1 t 1 ν 2 e f tu 1 ν 2, ε Εε t = ε x + vε y f tu = f tu t Ε

8 ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Δείκτης βλάβης για μονοαξονική διατμητική καταπόνηση μετά ορθής τάσης: Διατυπώνεται με ξεχωριστές σχέσεις για τον ανιόντα και τον κατιόντα κλάδο. Η συνάρτηση του δείκτη βλάβης σε διάτμηση λαμβάνεται ως : d s γn = 1 τ u 2Gγ u 0, γ < γ y γ γ u b 1 e b 1 γ γ u + e b 1 γ γ u γ γ u, γ y γ γ u 1 τ u Gγ u 1 λ + λ γ u γ, γ > γ u Δείκτης βλάβης για επίπεδη εντατική κατάσταση: Η γενική μορφή του μητρώου d των δεικτών βλάβης για κατασκευές από τοιχοποιία που υπόκειται σε εντατική κατάσταση προσδιορίζεται ως: d = (1 d x ) (1 d y ) (1 d xy ) Η έκφραση του δείκτη βλάβης θλίψης δίνεται από την παρακάτω σχέση. 0, ε ci ε cyi d ci ε ci = 1 f cui 2Dε cui ε ci ε cui a i 1 ea i 1 ε ci ε cui a i + e 1 ε ci ε cui ε ci ε cui, ε ci εcyi

9 ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ Αντίστοιχα, για την έκφραση δεικτών βλάβης εφελκυσμού έχουμε την παρακάτω σχέση: d ti ε ti = 1 f tuoi e A D ti 1 i ε ti D i ε ti f tuoi, ε ti = ε tuoi = f tuoi, A D ti = f tuoi i E i Για τον υπολογισμό του δείκτη βλάβης διάτμησης υπό θλιπτική τάση ορίζεται η παρακάτω σχέση. 0, γ xy γ yxy d sxy γ xy = 1 τ uxy 2G xy γ xy γ xy γ uxy β i 1 eβ i 1 γ xy γ uxy a i + e 1 γ xy γ uxy γ xy γ uxy, γ yxy γ xy γ uxy 1 τ uxy G xy γ xy 1 λ + λ γ uxy γ xy, γ xy > γ uxy Γενίκευση για την τριαξονική εντατική κατάσταση: Το μητρώο d των συναρτήσεων των δεικτών βλάβης για την εκτός επιπέδου συμπεριφορά προκύπτει με αντίστοιχη γενικευμένη διαδικασία αυτής των σχέσεων για την επίπεδη εντατική κατάσταση και υπολογίζεται ως :

10 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ: Εφαρμόζεται συνήθως στην περίπτωση εκτεταμένων ζημιών στου τοίχους όπου κρίνεται καθολική επέμβαση επισκευήςενίσχυσής τους. Με τους μανδύες σκυροδέματος επαυξάνονται σημαντικά η θλιπτική, εφελκυστική και διατμητική αντοχή της τοιχοποιίας. Μειονεκτήματα: α) εκτεταμένες εργασίες υψηλού κόστους, β) αλλοίωση των όψεων της τοιχοποιίας, γ) συγκέντρωση υγρασίας πίσω από την τοιχοποιία. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥΣ ΕΛΚΥΣΤΗΡΕΣ: Εφαρμόζονται επίσης για τη βελτίωση της συμπεριφοράς της κατασκευής συνδέοντας απέναντι τμήματά της, με την εφαρμογή ευνοϊκής χαμηλής πρόθλιψης.είναι συνήθως οριζόντιοι και σπανίως κατακόρυφοι. Στην περίπτωση που εφαρμοστεί εκ των προτέρων εφελκυσμός (προένταση) τότε τα στοιχεία αυτά ονομάζονται τένοντες. Με τους ελκυστήρες και τους τένοντες επιτυγχάνεται βελτίωση της συμπεριφοράς της τοιχοποιίας έναντι οριζόντιων, συνήθως σεισμικών μετακινήσεων. Η τεχνική αυτή είναι εύκολα αναστρέψιμη και συνήθως συνυπάρχει στο τελικό σχήμα της επέμβασης με κάποιες άλλες τεχνικές. Μειονεκτήματα: α) Με την πάροδο του χρόνου υπόκεινται σε χαλάρωση, β) δεν επιλύει ριζικά προβλήματα αποκατάστασης, γ) παρουσίαση προβλημάτων διάβρωσης με το χρόνο

11 ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ MINOS: Τα κύρια χαρακτηριστικά του και οι δυνατότητες που διαθέτει είναι: 1. Δυνατότητα Στατικών αναλύσεων με φορτίσεις. 2. Δυνατότητα Δυναμικών αναλύσεων συναρτήσει του χρόνου. 3. Δυνατότητα υπολογισμού του συνόλου των ιδιομορφικών χαρακτηριστικών της κατασκευής. 4. Δυνατότητα διεξαγωγής αναλύσεων διακριτοποιημένων κατασκευών είτε α)με επίπεδα τετράπλευρα-τετράκομβα στοιχεία είτε β) με τρισδιάστα εξαεδρικά-οκτάκομβα στοιχεία. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ MINOS-PLOT: Το ΜΙΝOS-Plot είναι ένα πρόγραμμα μετεπεξεργασίας των αποτελεσμάτων της ανάλυσης με τις ακόλουθες κύριες δυνατότητες. 1. Τρισδιάστατη έγχρωμη απεικόνιση στην οθόνη του μαθηματικού μοντέλου της κατασκευής υπό κλίμακα. 2. Απεικόνιση της παραμορφωμένης μορφής της κατασκευής επάνω στην απαραμόρφωτη. 3. Δημιουργία έγχρωμων ισοτασικών καμπυλών, και δημιουργία έγχρωμων ισομεγέθων καμπυλών-contours-για την επιλεχθείσα παράμετρο. 4. Απόκρυψη μη ορατών ακμών και επιφανειών των πεπερασμένων στοιχείων.

12 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ Το γεφύρι της Κόνιτσας αποτελεί ένα μονότοξο πέτρινο γεφύρι, χτισμένο στον ποταμό Αώο λίγο έξω από την ομώνυμη πόλη της Ηπείρου. Είναι λαϊκής αρχιτεκτονικής και αποτελεί την μεγαλύτερη σε άνοιγμα γέφυρα στην Ήπειρο μετά την γέφυρα της Πλάκας στον Άραχθο ποταμό. Πρόκειται για γέφυρα με ένα επιβλητικό τόξο ανοίγματος 36m και ύψους 18m ενώ το πλάτος της γέφυρας είναι 3m. Το ζήτημα της αποκατάστασης του γεφυριού εντάθηκε μετά τον σεισμό του 1996 που έγινε στην ευρύτερη περιοχή της Κόνιτσας και είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της επικινδυνότητας για την στατική επάρκεια της γέφυρας.

13 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η ανάλυση της γέφυρας έχουμε ότι: 1. Χρησιμοποιήθηκε τρισδιάστατο μαθηματικό προσομοίωμα με τρισδιάστατα εξαεδρικάοκτάκομβα στοιχεία. 2. Για τη διακριτοποίηση της κατασκευής απαιτήθηκαν συνολικά κόμβοι και εξάεδρα-οκτάκομβα πεπερασμένα στοιχεία. 3. Το τρισδιάστατο μαθηματικό προσομοίωμα βασίσθηκε σε αποτύπωση που λήφθηκε από το Υπουργείο Πολιτισμού ( ) όπως φαίνεται και στο σχήμα (1). 4. Η διακριτοποίηση της γέφυρας είναι ιδιαίτερα πυκνή ώστε να προσεγγισθεί ακριβέστερα η συμπεριφορά της. 5. Στο σχήμα (2) φαίνονται οι συνθήκες στήριξης της γέφυρας. Για τους εδραζόμενους κόμβους με το κόκκινο χρώμα που φαίνονται, έχει θεωρηθεί ότι είναι πλήρως πακτωμένοι. Σχήμα 1. Σχήμα 2.

14 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ Τα εξάεδρα-οκτάκομβα πεπερασμένα στοιχεία χωρίστηκαν σε 5 ομάδες προκειμένου η εποπτεία της κατασκευής να είναι ευκολότερη αλλά και να υπάρχει η δυνατότητα αλλαγών των μηχανικών ιδιοτήτων. Χρωματική απεικόνιση 5 ομάδων (element groups) των εξάεδρων-οκτάκομβων πεπερασμένων στοιχείων. ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ELEMENT GROUP Πράσινο 1 Ανοιχτό Μπλέ 2 Μωβ 3 Ανοιχτό Πράσινο 4 Κίτρινο 5 Αντιστοίχηση Χρώματος-Element Group.

15 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ ΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Η γέφυρα είναι κατασκευασμένη από λιθοδομή εκ φυσικών λίθων μετά συνδετικού ασβεστοκονιάματος. Υιοθετήθηκαν οι αντίστοιχες μηχανικές ιδιότητες που ήταν διαθέσιμες για τη γέφυρα της Άρτας, θεωρώντας ότι η δόμηση της είναι παρόμοιας τεχνοτροπίας. Oι τιμές των βασικών μηχανικών ιδιοτήτων για τη γέφυρα της Άρτας ελήφθησαν από παλαιότερη μελέτη ενίσχυσης-αποκατάστασης του γεφυριού, Υ.Δ.Ε (1984). Οι υπόλοιπες μηχανικές ιδιότητες υπολογίσθηκαν σύμφωνα με την βιβλιογραφία για ισότροπο υλικό. Το ειδικό βάρος της λιθοδομής είναι 27 ΚΝ/m 3. E x E y E z v xy v yz v xz G xy G yz G xz (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) Τιμές μηχανικών ιδιοτήτων της γέφυρας. f cuox f cuoy f cuoz τ uoxy f tuox f tuoy f tuoz α fyz /α fxy (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) ε cuoy ε cuox ε cuoz γ uoxy f βxy f βxyz f γxy α fxz /α fxy (Mpa) (Mpa) (Mpa) Τιμές οριακών αντοχών και αντίστοιχων παραμορφώσεων.

16 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Για τις δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας της γέφυρας επιλέχθηκε η σεισμική διέγερση του σεισμού του El Centro, Imperial Valley, Επιταχυνσιογράφημα Ν-S συνιστώσα του σεισμού του El Centro. Το ποσοστό απόσβεσης για τις αναλύσεις, που διεξήχθησαν θεωρήθηκε ότι ισούται με ξ=5% το οποίο εκφράζεται ως απόσβεση μάζας κατά Rayleigh του διεγειρόμενου συστήματος.

17 ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΣ ΚΟΝΙΤΣΑΣ ΣΤΟΝ ΑΩΟ ΠΟΤΑΜΟ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ: Η αντικατάσταση αυτή, κατασκευαστικά, θεωρείται ότι θα γίνει τμηματικά προκειμένου να μην τεθεί σε κίνδυνο η στατική επάρκεια της γέφυρας. To σκυρόδεμά που επιλέχθηκε είναι ποιότητας C30/37. Το μέτρο ελαστικότητας σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 2 είναι ίσο με Ε=32GPa. O λόγος poisson ίσος είναι με ν=0.20. Η ενέργεια θραύσης επιλέχθηκε ότι είναι ίση με Gf=100N/m. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥΣ ΕΛΚΥΣΤΗΡΕΣ: Υπολογιστικά θεωρείται ότι τοποθετούνται διατομές σιδηρού οπλισμού Φ18 σε κόμβους που βρίσκονται στο εσσωράχιο της γέφυρας. Για την προένταση θεωρείται ότι τανύονται οι σιδηροί οπλισμοί κατά την έννοια του πλάτους κατά Δl=0.1cm με σκοπό την δημιουργία θλιπτικών δυνάμεων στους κόμβους αυτούς. Στα παρακάτω σχήματα παρουσιάζεται το πλέγμα που δημιουργείται κατά την εισαγωγή των σιδηρών οπλισμών. Επίπεδη απεικόνιση του πλέγματος σιδηρού οπλισμού. Τρισδιάστατη απεικόνιση του πλέγματος σιδηρού οπλισμού.

18 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων των αναλύσεων του γεφυριού περιλαμβάνει : Ενδεικτική παρουσίαση των κατανομών των δεικτών βλάβης αλλά και των περιβαλλουσών τιμών των αντίστοιχων τάσεων για τις εντός και εκτός επιπέδου σεισμικές φορτίσεις. Παρουσίαση και αξιολόγηση των μετακινήσεων του κόμβου της κλείδας του τόξου. Παρουσίαση παραμορφωμένων καταταστάσεων της γέφυρας και για τους δύο συνδυασμούς των δράσεων φόρτισης. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Όλα τα μεγέθη αναφέρονται στο γενικό σύστημα συντεταγμένων της κατασκευής. Ο δείκτης (+) αναφέρεται στον εφελκυσμό και ο δείκτης (-) στη θλίψη.

19 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DX+ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SX+, ΘΛΙΠΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DX- ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΘΛΙΠΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SX-

20 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΖ+ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SΖ+ ΘΛΙΠΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΖ- ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΘΛΙΠΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SΖ-

21 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΧΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΤΧΥ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΧΖ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΤΧΖ

22 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΕΙΚΤΩΝ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΩΝ ΤΙΜΩΝ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ Για κάθε περίπτωση ανάλυσης της γέφυρας που παρουσιάστηκαν ενδεικτικά παραπάνω προέκυψε συνοπτικά ο παρακάτω πίνακας.

23 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DX+ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SX+ ΘΛΙΠΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DX- ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΘΛΙΠΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SX-

24 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΖ+ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΕΦΕΛΚΥΣΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SΖ+ ΘΛΙΠΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΖ- ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΘΛΙΠΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ SΖ-

25 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΝΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΧΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΤΧΥ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ DΧΖ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΑ ΤΙΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΤΧΖ

26 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΕΙΚΤΩΝ ΒΛΑΒΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΩΝ ΤΙΜΩΝ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ Για κάθε περίπτωση ανάλυσης της γέφυρας που παρουσιάστηκαν ενδεικτικά παραπάνω προέκυψε συνοπτικά ο παρακάτω πίνακας.

27 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΚΟΜΒΟΥ ΤΗΣ ΚΛΕΙΔΑΣ ΤΟΥ ΤΟΞΟΥ ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΓΙΑ ΕΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ Για τον επισυναπτόμενο κόμβο του παραπάνω σχήματος παρουσιάζονται: Οι οριζόντιες και οι κάθετες μετακινήσεις για κάθε περίπτωση της γέφυρας, ενισχυμένης ή μη. Τα αποτελέσματα των μετακινήσεων αναφέρονται για την εντός και για την εκτός επιπέδου σεισμική φόρτιση.

28 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΚΟΜΒΟΥ ΤΗΣ ΚΛΕΙΔΑΣ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗ (IN PLANE) ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗ (OUT PLANE)

29 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΜΕΝΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΓΙΑ ΕΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗ (IN PLANE) ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΜΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ Παραμορφωμένη μορφή της γέφυρας για την φόρτιση Ex+Ey. Τρισδιάστατη παραμορφωμένη μορφή της γέφυρας για την φόρτιση Ex+Ey. ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΟΡΤΙΣΗ (OUT PLANE) ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΜΑΜΔΥΑ Ο/Σ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΜΕ ΤΕΝΟΝΤΕΣ

30 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΕΦΥΡΙΟΥ ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων που παρουσιάστηκαν και περιγράφηκαν λεπτομερώς σε αυτή την διπλωματική εργασία προέκυψαν τα εξής γενικά συμπεράσματα. Και στις δύο σεισμικές φορτίσεις, το πλέον ευαίσθητο σημείο που αναμένεται να παρουσιάσει τοπικές βλάβες βρίσκεται στην κορυφή του τόξου. Οι μετακινήσεις του κόμβου της κλείδας μετά τις ενισχύσεις της γέφυρας δεν επηρεάζονται σημαντικά. Αυτό σημαίνει ότι οι δύο τρόποι ενίσχυσης αφορούν κυρίως την αύξηση της αντοχής της γέφυρας και όχι της δυσκαμψίας. Η γέφυρα παρουσιάζει μεγάλη θλιπτική αντοχή που δεν υπερβαίνεται σε καμία από τις δύο σεισμικές διεγέρσεις σε αντίθεση με την εφελκυστική αντοχή που σε ορισμένες περιπτώσεις υπερβαίνεται και έτσι αναμένονται βλάβες στην κατασκευή. Από τους δύο τρόπους ενίσχυσης της γέφυρας επιλέγεται η χρήση του μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος αφού φαίνεται ότι βελτιώνει σε μεγάλο βαθμό την επάρκεια της γέφυρας και στις δύο σεισμικές διεγέρσεις. Τέλος, επιβεβαιώνεται ότι η θεωρία βλάβης δίνει την ικανότητα ορθής εκτίμησης των ζημιών που αναμένεται να παρουσιάσει η γέφυρα είτε στην αρχική της κατάσταση είτε στις ενισχυμένες περιπτώσεις.

31 ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΠΟΛΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ ΤΕΛΟΣ