Βασικά Υλικά Ενισχύσεων ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Βασικά Υλικά Ενισχύσεων ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ"

Ίησους Ακρίδας
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑΣ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ ΑΘ. Χ. ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΥ [ rian@uparas.gr ] ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ [ ] ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΓΕΝΙΚΑ, ΥΛΙΚΑ & ΤΕΧΝΙΚΕΣ, ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΣ ΣΕ ΚΑΜΨΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΣ ΣΕ ΔΙΑΤΜΗΣΗ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΟΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑΣ ΤΟ ΜΕΛΛΟN: Ινοπλέγματα Ανόργανης Μήτρας ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΧΡΗΣΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ (2002) ΙΑΠΩΝΙΑ BUILDING RESEARCH INSTITUTE Διάφορα Αεροναυπηγική Συσκευές Καταναλωτικά είδη Ηλεκτρονικά Ναυσιπλοϊα Αυτοκινητοβιομηχανία Τεχνικά έργα Αριθμός εφαρμογών Building Bridge pier Smokesack Tunnel Ohers Σεισμός Kobe ( Ιαν ) Παγκόσμια αγορά (2005): 45 δισ. US$ 21% ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ 300% ΑΥΞΗΣΗ (SPI) Έτος ΚΙΝΑ : 1000 m 2 το 1998, 600,000 m 2 το 2003!! ΕΛΛΑΔΑ : >1100 εφαρμογές κατά την τελευταία 6-ετία Βασικά Υλικά Ενισχύσεων Ελάσματα CFRP Ελάσματα-L CFRP Υφάσματα μίας διεύθυνσης Υφάσματα πολλών διευθύνσεων Εποξειδική ρητίνη δύο συστατικών Μηχανικά αγκύρια 1

2 Υφάσματα Ίνες γυαλιού Ίνες Γυαλιού/Αραμιδίου Ίνες Άνθρακα Ίνες Αραμιδίου Ίνες Μήτρα Ε f = Ε fib V fib +Ε m V m ~ Ε fib V fib f f ~ f fib V fib Χαμηλό βάρος Δεν διαβρώνονται Πολύ μεγάλα μήκη Ευκολία, μεγάλη ταχύτητα εφαρμογής, μικρή όχληση Υψηλή αντοχή Δεναυξάνουντιςδιαστάσεις Δυνατότητα μανδύα χωρίς αύξηση δυσκαμψίας Έλασμα για αύξηση καμπτικής αντοχής δοκού Ύφασμα για αύξηση διατμητικής αντοχής δοκού Επικόλληση ελασμάτων για την ενίσχυση καταστρώματος γέφυρας ΒΑΣΙΚΗ ΤΕΧΝΙΚΗ Υψηλό κόστος υλικών (όχι κατ ανάγκη και επέμβασης!) Έλλειψη πλαστιμότητας (όχι παραμορφωσιμότητας!) Προστασία έναντι πυρκαϊάς Έλλειψη «εκπαίδευσης» Περιτύλιξη υποστυλώματος με ύφασμα Εμποτισμός υφάσματος σε ειδική μπανιέρα ρητίνης Εφαρμογή προ-εμποτισμένου υφάσματος σε υποστύλωμα ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ!! Τοποθέτηση οπλισμών σε εγκοπές Απομάκρυνση σαθρού σκυροδέματος Εξομάλυνση και επιμελημένος καθαρισμός Επισκευή 2

3 Οπλισμοί σε εγκοπές σ CFRP (FRP με ίνες άνθρακα) GFRP (FRP με ίνες γυαλιού) χάλυβας + Καλύτερη συνάφεια + Καλύτερη προστασία - Αυξημένα εργατικά και κόστος - Περιορισμός λόγω πάχους επικάλυψης ε fu ~ 1.7% ~3.0% ε ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΝΑΝΤΙ ΚΑΜΨΗΣ Δοκοί - πλάκες Φορτίο «Πολύ» ενισχυμένο Μέτρια ενισχυμένο Ελαφρά ενισχυμένο Μη ενισχυμένο Μ Rd Μετατόπιση Πλήρης συνεργασία ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΣΤΟΧΙΑΣ Αποκόλληση Ανάλυση διατομής για τον υπολογισμό της καμπτικής αντίστασης 1 σύνθλιψη σκυροδέματος προηγείται διαρροή του εφελκυόμενου χάλυβα 4 αποκόλληση στην ακραία ρωγμή b d 2 ε c ε co ψ0.85f cd ε s2 δ G x x A s2 f sd2 2 θραύση συνθέτων υλικών προηγείται διαρροή του εφελκυόμενου χάλυβα 5 αποκόλληση σε ενδιάμεση καμπτική ρωγμή h A s2 A s1 d ε s1 A s1 f yd 3 σύνθλιψη σκυροδέματος χωρίς διαρροή του εφελκυόμενου χάλυβα 6 αποκόλληση σε ενδιάμεση λοξή ρωγμή A f f ε ο ε f ε f,lim =min(ε fu, ε f,b ) A f σ fd 7 διατμητική αστοχία στο άκρο του εξωτερικού οπλισμού με ενδεχόμενη αποκόλληση της επικάλυψης Διατμητική αστοχία στην απόληξη του στοιχείου ενίσχυσης θραύση αποκόλληση ~ % Μ Rd (A f ) 3

4 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΝΑΝΤΙ ΤΕΜΝΟΥΣΑΣ V Μετά την ενίσχυση V f Χωρίς ενίσχυση δ ΛΑΘΟΣ!! Ύφασμα συνθέτων υλικών (1) (2) Α f B (3) (4) Γ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΥ ΠΑΧΟΥΣ ΜΑΝΔΥΑ f d d f θ α Α 0.1d λοξή ρωγμή Λωρίδεςσυνθέτωνυλικών(εύκαμπτα υφάσματα ή δύσκαμπτα ελάσματα) b f (5) (6) Δ (7) Ε ( V + V V, ) 1 V Rd = min Rd,c Rd,s + Rd,f VRd,max γrd b f Λωρίδες πλάτους b f και πάχους f ανά αποστάσεις b f b f VRd 2 fbf = dfσ sf ( co θ co α) sinα,f + fe, d (10) Συνεχής μανδύας πάχους f (8) (9) 2 VRd,f = 2 fdfσfe,d ( co θ + co α) sin α d f = ύψος μανδύα που διαπερνάται από τη ρωγμή, μετρούμενο από τη στάθμη του διαμήκους οπλισμού = 0.9d για κλειστό μανδύα Μέγιστη απόσταση λωρίδων df 0.9d sf min, 2 2 4

5 ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ P (kn) C δ (mm) P (kn) F δ (mm) P (kn) F δ (mm) ΑΝΤΟΧΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ρ fb = ρ fc = % 30% ρ fb = ρ fc = % 50% Αντωνόπουλος 2001 (Διδακτ. Διατριβή) Αύξηση αντοχής Αύξηση γωνίας στροφής χορδής (πλαστιμότητας) Αποτροπή ολίσθησης ράβδων αστοχίας σε ματίσεις Λυγισμός ράβδων Καθυστέρηση λυγισμού 5

6 σ c Αξονική τάση σ c ΑΥΞΗΣΗ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΙΜΟΤΗΤΑΣ f cc = f ccu f co f αυξάνεται ε cο = (ε ccu, f ccu ) (ε cc, f cc ) Απερίσφιγκτο ε ccu Αξονική παραμόρφωση ε c ΓΩΝΙA ΣΤΡΟΦΗΣ ΧΟΡΔΗΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑΣ ΓΩΝΙΩΝ ΣΤΡΟΦΗΣ ΧΟΡΔΗΣ (Ή ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΕΩΝ) ΔΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΩΝ 2f σl = σ f D f P Δ D f fde θ σ f σ f V ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΜΕ ΜΑΤΙΣΕΙΣ l s ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑ P Δ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΥΞΗΣΗ ΜΑΖΑΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΑΥΞΗΣΗ ΔΥΣΚΑΜΨΙΑΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΑΥΞΗΣΗ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ ΥΨΗΛΑ ΕΡΓΑΤΙΚΑ ΟΧΛΗΣΗ ΔΕΝ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ ΠΑΝΤΟΤΕ Στοιχείο τύπου δοκού, εντός επιπέδου κάμψη/διάτμηση Εντός επιπέδου κάμψη ΤΥΠΙΚΗ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗ Εκτός επιπέδου κάμψη Διατμητικό τοίχωμα, εντός επιπέδου διάτμηση 6

7 ΚΑΜΨΗ ΕΚΤΟΣ Ή ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ Ελάσματα ή ύφασμα ή ράβδοι σε εγκοπές Ελάσματα ή ύφασμα σε χιαστί διάταξη. Επιθυμητή η αγκύρωση των άκρων. ΔΙΑΤΜΗΣΗ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ (α) (β) Ελάσματα ή ύφασμα ανά αποστάσεις (ε) Ράβδοι σε εγκοπές Exrados srip Inrados srip Ύφασμα ή πλέγμα με τις ίνες κυρίως σε οριζόντια διάταξη (γ) (δ) Ράβδος σε εγκοπή στη θέση του αρμού ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ (β) (α) (γ) ΚΑΜΨΗ ΕΚΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ N M Rd Rd,o l ε ψf d M ε Mu = x δ G x ΔΙΑΤΜΗΣΗ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ N Rd A f E f ε f V Rd l N Rd A f ε f ε f,lim =min(ε fu, ε f,d ) ΚΑΜΨΗ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ z Διαμήκης οπλισμός l ef d= 1.25z l (>0.5l ef ) M Rd,i ε M ε Mu = ψf d L x δ G x Α f l l ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΥΠΟΥ ΔΟΚΟΥ l A f ε f ε f,lim =min(ε fu, ε f,d ) ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΑ ΤΟΙΧΩΜΑΤΑ VRd = VRd,M + VRd,f A f = fvdl + lσ 2l sf fe, d Af VRd = VRd,M + VRd,f = fvdd + 0.9d sf σfe,d ( 1+ co α) sinα 0.3f d d 7

8 ΞΥΛΟ Ορισμένα προβλήματα σχετικά με τις εποξειδικές ρητίνες Αντικατάσταση ρητίνης με κονίαμα Χρήση «υφασμάτων» νέου τύπου συνεργασία ινών μητρικού υλικού Ινοπλέγματα σε Ανόργανη Μήτρα (ΙΑΜ) (Texile-Reinforced Morars TRM) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -1 ΕΥΚΟΛΙΑ, ΤΑΧΥΤΗΤΑ, ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ - ΑΝΑΛΗΨΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΑΠΟ ΤΙΣ ΙΝΕΣ - ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΝΘ. ΥΛΙΚΩΝ - ΑΠΟΦΥΓΗ ΑΠΟΚΟΛΛΗΣΕΩΝ ΙΔΙΑΙΤΕΡΗ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΟΧΙ ΑΔΙΑΚΡΙΤΩΣ! ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΕΝΙΣΧΥΣΕΩΝ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ: ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΚΑΜΨΗ ΔΟΚΩΝ + ΠΛΑΚΩΝ ΔΙΑΤΜΗΣΗ (+ΣΤΡΕΨΗ) ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ (ΓΙΑ ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑ & ΑΞΟΝ. ΦΟΡΤΙΟ) ΤΟΙΧΟΠΟΙΪΑ ΔΙΑΤΜΗΣΗ ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΚΑΜΨΗ ΕΚΤΟΣ/ΕΝΤΟΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΞΥΛΟ ΚΑΜΨΗ ΔΟΚΩΝ 8

Σχετικά έγγραφα

Βασικά Υλικά Ενισχύσεων. Υφάσματα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΙΟΠ: ΓΕΝΙΚΑ, ΥΛΙΚΑ, ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΣ ΚΑΜΨΗ, ΙΑΤΜΗΣΗ, ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ

Βασικά Υλικά Ενισχύσεων. Υφάσματα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΙΟΠ: ΓΕΝΙΚΑ, ΥΛΙΚΑ, ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΣ ΚΑΜΨΗ, ΙΑΤΜΗΣΗ, ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (Ι.Ο.Π. ΚΑΙ ΚΑΝ.ΕΠΕ.) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΑΘ. Χ. ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΥ [ ttriant@upatras.gr ] ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ