Αποτίµηση της σεισµικής συµπεριφοράς υποστυλωµάτων Ω.Σ.

Transcript

1 Αποτίµηση της σεισµικής συµπεριφοράς υποστυλωµάτων Ω.Σ. Ε. Βιντζηλαίου Αναπληρώτρια Καθηγήτρια. Τοµέας οµοστατικής ΕΜΠ. Α. Σταθάτος Υποψήφιος ιδάκτωρ. Τοµέας οµοστατικής ΕΜΠ Λέξεις κλειδιά: Υποστυλώµατα Ω.Σ., σεισµική συµπεριφορά, ανακύκλιση, περίσφιγξη, πλαστιµότητα, απόσταση συνδετήρων. ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Οι σύγχρονοι Κανονισµοί για τον σεισµικό σχεδιασµό κατασκευών από Ω.Σ. περιλαµβάνουν απαιτήσεις, οι οποίες στοχεύουν στην εξασφάλιση ικανοποιητικής απόκρισης των υποστυλωµάτων. Για τον έλεγχο της εγκυρότητας των σχετικών απαιτήσεων των Κανονισµών, συγκεντρώθηκαν αποτελέσµατα από δοκιµές σε περίπου 0 υποστυλώµατα Ω.Σ., τα οποία υποβλήθηκαν σε δράσεις που προσοµοιώνουν τις σεισµικές. Η συµπεριφορά των υποστυλωµάτων αποτιµάται επί τη βάσει παραµέτρων, όπως η εντός της διατοµής διάταξη των συνδετήρων, το ανηγµένο αξονικό φορτίο, ο συντελεστής αποδοτικότητας της περίσφιγξης, η απόσταση των συνδετήρων ανηγµένη στη διάµετρο των διαµήκων ράβδων, κλπ. Η εργασία αυτή περιλαµβάνει τα κύρια συµπεράσµατα από την σύγκριση των πειραµατικών αποτελεσµάτων µε τις απαιτήσεις του ΕΚΩΣ, βάσει των οποίων επιβεβαιώνεται ο θετικός ρόλος των πολλαπλών συνδετήρων, του χαµηλού αξονικού φορτίου, των αυξηµένων ποσοστών περίσφιγξης και των µικρών λόγων απόστασης συνδετήρων προς τη διάµετρο των διαµήκων ράβδων στην βελτίωση της απόκρισης κατά την ανακύκλιση, καθώς και στην πλαστιµότητα. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι σύγχρονοι Κανονισµοί Κατασκευών από Ω.Σ. (όπως ο ΕΚΩΣ, 000 περιλαµβάνουν απαιτήσεις (τόσο υπολογισµών, όσο και κατασκευαστικές, των οποίων ο στόχος είναι να εξασφαλίσουν την ικανοποιητική σεισµική συµπεριφορά των υποστυλωµάτων, τα οποία συνιστούν θεµελιώδη δοµικά στοιχεία για την συµπεριφορά ολόκληρης της κατασκευής. Όπως είναι γνωστό, οι απαιτήσεις σχεδιασµού περιλαµβάνουν τον ικανοτικό σχεδιασµό έναντι κάµψεως και διατµήσεως, ενώ υιοθετούνται κατασκευαστικές λεπτοµέρειες, όπως το ελάχιστο ογκοµετρικό µηχανικό ποσοστό περίσφιγξης, το µέγιστο αποδεκτό ανηγµένο αξονικό φορτίο, ο µέγιστος λόγος απόστασης συνδετήρων προς διάµετρο διαµήκων ράβδων, κλπ. Όπως αναφέρεται και στον Ευρωκώδικα (00, ένα υποστύλωµα που ανήκει σε µια κατασκευή η οποία µελετήθηκε για δείκτη σεισµικής συµπεριφοράς, q, πρέπει να µπορεί να αναπτύξει πλαστιµότητα σε όρους µετακινήσεων, µ d, η οποία να είναι συµβατή µε την υιοθετούµενη τιµή του q. Αυτό το κριτήριο θεωρείται ότι ικανοποιείται όταν το στοιχείο υποβαλλόµενο σε τρεις πλήρεις ανακυκλίσεις σε µετατόπιση d u = µ d d y (d y η µετατόπιση στη διαρροή δεν παρουσιάζει µείωση της απόκρισης σε όρους δυνάµεων µεγαλύτερη από % της µέγιστης αντίστασης του στοιχείου. Λαµβάνοντας υπ όψη αυτό το κριτήριο, στο πλαίσιο αυτής της εργασίας γίνεται προσπάθεια να αποτιµηθεί η αποτελεσµατικότητα των διατάξεων του ΕΚΩΣ, οι σχετιζόµενες µε την σεισµική συµπεριφορά των υποστυλωµάτων. Για αυτόν το σκοπό, τα δηµοσιευµένα αποτελέσµατα από πειραµατικές δοκιµές σε υποστυλώµατα συγκεντρώθηκαν σε µια βάση δεδοµένων µε περισσότερα από 0 δοκίµια. Στις επόµενες παραγράφους, παρουσιάζονται η βάση δεδοµένων, καθώς και τα αποτελέσµατα της σύγκρισης µεταξύ των πειραµατικών αποτελεσµάτων και των κανονιστικών απαιτήσεων. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

2 ΒΑΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ Η βάση δεδοµένων αποτελείται από πειραµατικές δοκιµές υποστυλωµάτων Ω.Σ., τα οποία υποβλήθηκαν σε µονοαξονική κάµψη, µε ή χωρίς αξονικό φορτίο. Ανάλογα µε τον τύπο του εγκάρσιου οπλισµού, οι δοκιµές χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία περιλαµβάνει υποστυλώµατα µε ορθογώνιους συνδετήρες σε διάφορες διατάξεις. Τα υποστυλώµατα αυτής της κατηγορίας (βλέπε Εικόνα i είναι τετραγωνικής ή ορθογωνικής διατοµής ( και 0 δοκίµια αντίστοιχα. Η δεύτερη κατηγορία αποτελείται από υποστυλώµατα µε κυκλικό σπειροειδή εγκάρσιο οπλισµό. Οι διατοµές των υποστυλωµάτων αυτής της κατηγορίας (βλέπε Εικόνα ii είναι κυκλικές (0 υποστυλώµατα, ή οκταγωνικές ( υποστυλώµατα ή τετραγωνικές ( υποστυλώµατα. Το στατικό σχήµα των υποστυλωµάτων, οι ιδιότητες των υλικών, καθώς και τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά τόσο εντός της διατοµής όσο και καθ ύψος καλύπτουν ευρύ φάσµα τιµών των κυρίων παραµέτρων που επηρεάζουν τη σεισµική συµπεριφορά υποστυλωµάτων υπό σεισµικές δράσεις (βλέπε Vintzileou, Stathato, 00. Εικόνα. Εναλλακτικές διατάξεις συνδετήρων εντός διατοµής ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Τα πειραµατικά αποτελέσµατα είναι διαθέσιµα στη µορφή υστερητικών βρόχων. Στην Εικόνα δίνεται ένα τυπικό διάγραµµα οριζόντιας τέµνουσας δύναµης-οριζόντιας ανακυκλιζόµενης µετατόπισης. Για τις ανάγκες της αξιολόγησης των αποτελεσµάτων, σε κάθε πειραµατικό διάγραµµα προσδιορίσθηκαν τα εξής στοιχεία: + y y (α Η µετατόπιση διαρροής ( d, d, η οποία ορίσθηκε ως το σηµείο έναρξης έντονης καµπύλωσης του διαγράµµατος. + + (β Η µέγιστη επιβληθείσα µετατόπιση σε κάθε ηµίκυκλο ( d και d, d και d, κλπ, όπως φαίνεται στο Σχήµα, και η αντίστοιχη απόκριση σε όρους δυνάµεων της ης και της ης + ανακύκλησης και για τις δύο κατευθύνσεις ( V m, V m, µε m =,. Ακολούθως, υπολογίστηκαν οι λόγοι V m και V m (όπου V max, Vmax είναι οι µέγιστες τιµές της τέµνουσας σε κάθε + + κατεύθυνση και οι λόγοι των µετατοπίσεων d n / d y και d n / d y, n =,, κλπ. + (γ Η µετατόπιση αστοχίας ( d u, d u : Σχεδιάστηκε η περιβάλλουσα των βρόχων υστερήσεως σε κάθε κατεύθυνση για την η και την η ανακύκλιση, καθώς και οριζόντιες ευθείες που αντιστοιχούν στο % της µέγιστης τέµνουσας ( V + max, V max. Τα σηµεία τοµής των ευθειών αυτών µε τον φθιτό κλάδο των περιβαλλουσών του ου και του ου κύκλου θεωρήθηκαν ως µετατοπίσεις ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

3 + αστοχίας ( d u, d u, ος + κύκλος και d u, d u, ος κύκλος. Έτσι, υπολογίστηκε η πλαστιµότητα σε όρους µετακινήσεων για την η και για την η ανακύκλιση ως ο λόγος της µετατόπισης αστοχίας + + προς τη µετατόπιση διαρροής ( + µ d = d u / d y και µ d = d u / d y. Για την αποτίµηση των πειραµατικών αποτελεσµάτων χρησιµοποιήθηκαν οι µέσες τιµές των αντίστοιχων µεγεθών για τις δύο κατευθύνσεις. Εικόνα. Τυπικό διάγραµµα βρόχων υστερήσεως ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Όπως προαναφέρθηκε, ως δείκτης της σεισµικής συµπεριφοράς των υποστυλωµάτων θεωρείται η ικανότητά τους να υφίστανται επαρκώς µεγάλες µετατοπίσεις υπό περιορισµένη µείωση της απόκρισης σε όρους δυνάµεων λόγω της ανακύκλισης (όχι µεγαλύτερη από %. Είναι αναµενόµενο ότι η µείωση της απόκρισης λόγω της ανακύκλισης θα αυξάνεται, αυξανοµένου του εύρους των µετατοπίσεων. Εξ άλλου, το εύρος των επιβαλλόµενων µετακινήσεων πρέπει να συσχετίζεται µε τον δείκτη συµπεριφοράς, q, ο οποίος χρησιµοποιείται στον σχεδιασµό. Αυτή η παράµετρος δεν έχει ληφθεί υπόψη στα περισσότερα πειραµατικά προγράµµατα, στα οποία τα δοκίµια υποβλήθηκαν σε διάφορα εύρη µετατοπίσεων d/d y. Αν και για τα δοκίµια της βάσης δεδοµένων, οι τιµές V /V max υπολογίστηκαν για κάθε χωριστή τιµή d/d y, σ αυτήν την εργασία αξιολογούνται µόνον τα αποτελέσµατα για µετατοπίσεις d/d y = και, καθώς αυτές οι τιµές αντιστοιχούν στις τιµές του q που υιοθετούνται από τον ΕΑΚ. Ας σηµειωθεί ότι, καθώς η πλαστιµότητα εξασφαλίζεται υπό την προϋπόθεση καµπτικής συµπεριφοράς του στοιχείου, η αξιολόγηση των αποτελεσµάτων δεν συµπεριέλαβε τα υποστυλώµατα που αστόχησαν λόγω τέµνουσας ( δοκίµια, τα από τα οποία είχαν λόγο διατµήσεως. Στα επόµενα παρουσιάζεται η αξιολόγηση των πειραµατικών αποτελεσµάτων σε ό,τι αφορά την µείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση (V /V max και την πλαστιµότητα του τρίτου κύκλου, µ, συναρτήσει των ακόλουθων παραµέτρων: (α ενεργό ποσοστό περίσφιγξης,, (β ανηγµένο αξονικό φορτίο, ν = N/A c f c, (γ απόσταση συνδετήρων,, (δ λόγος απόστασης συνδετήρων προς την διάσταση του πυρήνα της διατοµής, /b 0 και (ε λόγος απόστασης συνδετήρων προς την διάµετρο των διαµήκων ράβδων, /d L. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

4 Για τον υπολογισµό των βασικών παραµέτρων (π.χ. και ν, χρησιµοποιήθηκαν οι µετρηθείσες τιµές της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέµατος και της τάσης διαρροής του χάλυβα. Η διαφορά µεταξύ των ορίων που τίθενται από τον ΕΚΩΣ και των τιµών που υπολογίστηκαν στην παρούσα εργασία έχει ληφθεί υπόψη κατά την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων, τα οποία παρουσιάζονται για τους διάφορους τύπους διάταξης των συνδετήρων εντός διατοµής (Εικόνα.. Μείωση της απόκρισης λόγω ανακύκλισης Στις Εικόνες, και δίνεται ο λόγος V /V max συναρτήσει των πέντε κύριων παραµέτρων (βλ. για επιβαλλόµενη στάθµη µετακίνησης d/d y =.0. Παρατηρούνται τα εξής: (i Για πολύ µικρές τιµές του ανηγµένου αξονικού φορτίου (ν, η απόκριση των υποστυλωµάτων είναι ικανοποιητική για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, καθώς στην πλειονότητά τους δεν παρουσιάζουν µείωση της απόκρισης µεγαλύτερη από % (Εικ.. Όλα τα δοκίµια έχουν λόγους /d L < και /b 0 <0., ευρίσκονται, δηλαδή, εντός των ορίων που τίθενται απ τον ΕΚΩΣ. (ii Η εικόνα αλλάζει για πιο ρεαλιστικές τιµές ανηγµένου αξονικού φορτίου (<ν 0., Εικ.. Πράγµατι, η πλειονότητα των υποστυλωµάτων τύπου Α ( υποστυλώµατα παρουσιάζει µείωση της απόκρισης µεγαλύτερη από 0%, καθώς και µεγάλη διασπορά των αποτελεσµάτων (η µείωση της απόκρισης κυµαίνεται από 0 έως 0%. Όπως αναµένεται, η µείωση της απόκρισης αυξάνεται µε την αύξηση της απόστασης των συνδετήρων,, και µε την αύξηση των λόγων /d L και /b 0. Ας σηµειωθεί ότι για τα υποστυλώµατα τύπου Α, επιτυγχάνονται πολύ χαµηλές τιµές (<0.0, ακόµη και όταν η απόσταση των συνδετήρων είναι µικρή, δεδοµένου ότι η αποδοτικότητα της περισφίγξεως είναι πολύ µικρή στην περίπτωση των απλών ορθογωνικών συνδετήρων. Αντιθέτως, οι πυκνότερες διατάξεις συνδετήρων ( υποστυλώµατα τύπου Β, 0 τύπου C και τύπου D εξακολουθούν να είναι αποτελεσµατικές. Πράγµατι, εµφανίζουν µικρότερη διασπορά στις τιµές της V /V max (0 έως %, ενώ σε πολλές περιπτώσεις η µείωση της απόκρισης είναι µικρότερη από %. (iii Η περαιτέρω αύξηση του ανηγµένου αξονικού φορτίου (ν>0., Εικ. οδηγεί σε µη ικανοποιητική συµπεριφορά τα υποστυλώµατα µε <, ακόµη και για τις πυκνές διατάξεις συνδετήρων. Παρατηρείται, πάντως, ότι για τιµές του ανηγµένου αξονικού φορτίου εντός των ορίων που επιβάλλει ο ΕΚΩΣ (ν=, µε βάση την µετρηθείσα τιµή της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέµατος, τα περισσότερα υποστυλώµατα συµπεριφέρονται ικανοποιητικά. Εξ άλλου, η τήρηση των απαιτήσεων για χαµηλές τιµές /d L και /b 0 αποδεικνύεται αποτελεσµατική. Πάντως, αυτές οι παράµετροι δεν είναι ανεξάρτητες της ενεργού περισφίγξεως. Στην Εικόνα παρουσιάζεται ο λόγος V /V max συναρτήσει του λόγου /απ(, όπου απ(α ω w είναι το απαιτούµενο κατά ΕΚΩΣ ποσοστό της ενεργού περισφίγξεως. Στην Εικόνα έχουν περιληφθεί τα υποστυλώµατα κάθε διάταξης συνδετήρων, τα οποία πληρούν όλες τις άλλες απαιτήσεις του ΕΚΩΣ (απόσταση συνδετήρων, αξονικό φορτίο, κλπ. Από αυτά τα στοιχεία φαίνεται ότι (α στα περισσότερα υποστυλώµατα µε απλή ορθογωνική διάταξη συνδετήρων δεν επιτυγχάνεται το απαιτούµενο ποσοστό ενεργού περισφίγξεως. Ακόµη, όµως και όταν τούτο συµβαίνει, η µείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση υπερβαίνει το %, (β Η συµπεριφορά των υποστυλωµάτων µε την διάταξη τύπου Β εµφανίζεται βελτιωµένη. Όµως, υπάρχουν και πάλι υποστυλώµατα, τα οποία εµφανίζουν µείωση της απόκρισης µεγαλύτερη από %, ακόµη και όταν πληρούνται όλες οι απαιτήσεις του ΕΚΩΣ (γ Είναι φανερή η υπεροχή των πυκνών διατάξεων C και D, για τις οποίες πρακτικώς όλα τα υποστυλώµατα που πληρούν όλες τις απαιτήσεις του Κανονισµού παρουσιάζουν µείωση αποκρίσεως µικρότερη από %. Στις Εικόνες, και δίνεται ο λόγος V /V max συναρτήσει των πέντε κύριων παραµέτρων για κάθε εύρος αξονικού φορτίου και µετακίνηση d/d y =. Παρατηρούνται τα εξής: (i Ακόµη και στις χαµηλές τιµές του αξονικού φορτίου (ν, Εικ., η απόκριση των δοκιµίων -στην πλειονότητά τους, τύπου Α και D-είναι ανεπαρκής, µε µείωση της απόκρισης µεγαλύτερη από 0% και µεγάλη διασπορά (µεταξύ 0% έως %. Βεβαίως, πρέπει να παρατηρήσει κανείς ότι για τα υποστυλώµατα που παρουσιάζουν µείωση µεγαλύτερη από 0% ισχύει α ω w <0.0. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

5 Παρά ταύτα, φαίνεται και πάλι πως η αύξηση της απόστασης των συνδετήρων και των λόγων /d L και /b 0 οδηγεί σε µεγαλύτερα ποσοστά µείωσης της απόκρισης. V / b V = ( τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για ν 0 V / b V = ( < 0. τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για 0<ν 0.0 (ii Όταν το αξονικό φορτίο αυξηθεί (<ν 0., Εικ., παρατηρούµε ότι η απόκριση των υποστυλωµάτων δεν είναι ικανοποιητική. Η µείωση της απόκρισης για την πλειονότητα των ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

6 υποστυλωµάτων και ανεξαρτήτως της διάταξης των συνδετήρων είναι µεγαλύτερη από % και µε µεγάλη διασπορά (0 έως 0%. Εντούτοις, οι µεγαλύτερες µειώσεις της απόκρισης και η αύξηση της διασποράς εµφανίζεται όταν α ω w <. Οι τιµές των λόγων V /V max µειώνονται αυξανοµένης της απόστασης και των λόγων /d L και /b 0. V / b V = ( > 0. τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για ν>0.0 V = V = A B A B 0 / απ( 0 / απ( V C C C V D D 0 / απ( C = = 0 / απ( Εικόνα. Μείωση της αποκρίσεως µε την ανακύκλιση για d/d y =.0. Υποστυλώµατα όλων των διατάξεων συνδετήρων, τα οποία πληρούν τις κατά ΕΚΩΣ διατάξεις. D ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

7 (iii Με περαιτέρω αύξηση του αξονικού φορτίου (ν>0., Εικ., τα υποστυλώµατα που ικανοποιούν την συνθήκη του µέγιστου ανηγµένου αξονικού φορτίου, εµφανίζουν µείωση της απόκρισής τους, η οποία δεν υπερβαίνει το %. Βεβαίως, παραλλήλως ικανοποιείται η απαίτηση α ω w > και, επί πλέον, οι λόγοι /d L και /b 0 είναι µικροί (/d L < και /b 0 <0.. Τα υποστυλώµατα τύπου Α, πάντως, εµφανίζουν απώλειες % και 0% αντιστοίχως. V / b V = ( τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για ν 0 Στην Εικόνα 0, για στάθµη επιβαλλόµενης µετατόπισης d/d y =, δίνεται ο λόγος V /V max συναρτήσει του λόγου α ω w /απ(α ω w, για τα υποστυλώµατα κάθε διάταξης συνδετήρων, τα οποία πληρούν όλες τις άλλες απαιτήσεις του ΕΚΩΣ. Από τα διαγράµµατα αυτής της Εικόνας επιβεβαιώνεται ότι (α τα υποστυλώµατα τύπου Α παρουσιάζουν µείωση της απόκρισης που υπερβαίνει το % ακόµη και όταν το ποσοστό περίσφιγξης υπερβαίνει το κατά τον Κανονισµό απαιτούµενο, (β Παρόµοια είναι η συµπεριφορά και των υποστυλωµάτων τύπου Β, όπου η τιµή του λόγου V /V max κυµαίνεται µεταξύ % και %. Τέλος, (γ Βελτιωµένη είναι η εικόνα για τα υποστυλώµατα τύπου C και D όπου η τιµή του λόγου V /V max κυµαίνεται µεταξύ 0% και 00%.. Πλαστιµότητα Στις Εικόνες έως δίνεται η πλαστιµότητα, µ, συναρτήσει των πέντε κύριων παραµέτρων για κάθε διάταξη συνδετήρων. Για κάθε διάταξη, τα υποστυλώµατα διακρίνονται σε κατηγορίες ανάλογα µε το µέγεθος του ανηγµένου θλιπτικού φορτίου (ν, <ν 0., ν>0.. Παρατηρούνται τα εξής: (α Για τα υποστυλώµατα τύπου Α (Σχ., αποτελέσµατα από δοκίµια φαίνεται ότι (i οι τιµές της πλαστιµότητας µ παρουσιάζουν µεγάλη διασπορά. Παρά ταύτα, (ii είναι εµφανής η τάση της µείωσης των τιµών µε την αύξηση της απόστασης των συνδετήρων και την αύξηση του αξονικού φορτίου. Φαίνεται ότι οι απλοί ορθογωνικοί συνδετήρες δεν εξασφαλίζουν την πλαστιµότητα των υποστυλωµάτων µε αξιόπιστο τρόπο. Στην πραγµατικότητα, ακόµα και για απόσταση συνδετήρων 0mm (ή ~b 0 και αξονικό θλιπτικό φορτίο ν=0, οι µετρηθείσες τιµές µ κυµαίνονται από.0 έως.0. Η µέση τιµή της πλαστιµότητας είναι.0, ενώ η τυπική απόκλιση είναι.. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

8 Ωστόσο, για τα υποστυλώµατα µε αξονικό φορτίο µεγαλύτερο από ( υποστυλώµατα, οι αντίστοιχες τιµές είναι. και 0.. (β Για τα υποστυλώµατα τύπου Β (Εικ., πειραµατικές τιµές από δοκίµια, επιβεβαιώνεται η επιρροή των εξεταζόµενων παραµέτρων στην πλαστιµότητα: διακρίνεται η θετική επίδραση της αύξησης των ποσοστών περίσφιγξης, η αρνητική επίδραση της αύξησης της απόστασης των V / b V = ( < 0. τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για 0<ν 0.0 V / b V = ( > 0. τύπος Α Εικόνα. Μείωση της απόκρισης µε την ανακύκλιση για όλες τις διατάξεις συνδετήρων, για d/d y =.0 και για ν>0.0 ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

9 V V A B A = = B 0 / απ( 0 / απ( C V C V D C D = C = D 0 / απ( 0 / απ( Εικόνα 0. Μείωση της αποκρίσεως µε την ανακύκλιση για d/d y =.0. Υποστυλώµατα όλων των διατάξεων συνδετήρων, τα οποία πληρούν τις κατά ΕΚΩΣ διατάξεις. µ µ µ / b o A τύπος A < 0. > 0. µ µ A ν Εικόνα. Επιρροή των παραµέτρων ελέγχου στην πλαστιµότητα υποστυλωµάτων τύπου Α συνδετήρων και των λόγων /d L και /b 0. Η µέση τιµή της µ και η τυπική απόκλιση είναι. και 0. αντίστοιχα. Αν και οι τιµές του δείκτη πλαστιµότητας φαίνεται να είναι µικρότερες στα υποστυλώµατα αυτού του τύπου απ ότι στα υποστυλώµατα τύπου Α, πρέπει να σηµειωθεί ότι στην πλειονότητά τους τα υποστυλώµατα τύπου Α υποβλήθηκαν σε ανηγµένο αξονικό φορτίο µικρότερο από, ενώ στα υποστυλώµατα τύπου Β το αξονικό φορτίο ήταν µεγαλύτερο από. Επί πλέον, πρέπει να αναφερθεί ότι αρκετά υποστυλώµατα αυτού του τύπου είχαν κατασκευασθεί µε σκυρόδεµα υψηλής αντοχής (>0 MPa. Αν εξαιρεθούν οι τιµές των υποστυλωµάτων αυτών (και για να τηρηθεί η σχετική απαίτηση του ΕΚΩΣ και διότι είναι γνωστή η µείωση της ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

10 αποτελεσµατικότητας της περίσφιγξης, καθώς αυξάνεται η θλιπτική αντοχή του σκυροδέµατος, η µέση τιµή της µ προκύπτει ίση µε.0 και η τυπική απόκλιση ίση µε. µ µ µ / b o B < 0. > 0. µ µ B Εικόνα. Επιρροή των παραµέτρων ελέγχου στην πλαστιµότητα υποστυλωµάτων τύπου Β µ µ µ / b o C C < 0. > 0. µ µ C C Εικόνα. Επιρροή των παραµέτρων ελέγχου στην πλαστιµότητα υποστυλωµάτων τύπου C (γ Για τα υποστυλώµατα µε διάταξη συνδετήρων τύπου C (Εικ., τιµές από υποστυλώµατα είναι πιο εµφανής η αύξηση της πλαστιµότητας µε την αύξηση του οπλισµού περίσφιγξης απ ότι στους προηγούµενους τύπους υποστυλωµάτων. Επί πλέον, αρκετά υποστυλώµατα παρουσίασαν πλαστιµότητα µεγαλύτερη από, ακόµη και για ανηγµένο αξονικό φορτίο >. Η µέση τιµή της µ είναι. και η τυπική απόκλιση.0. Και στα υποστυλώµατα αυτού του τύπου υπάρχουν µερικά που κατασκευάστηκαν από σκυρόδεµα υψηλής αντοχής. Εάν εξαιρεθούν αυτά τα υποστυλώµατα, οι αντίστοιχες τιµές µέσης τιµής και τυπικής απόκλισης για την µ είναι. και 0. αντιστοίχως. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00 0

11 (δ Για τα υποστυλώµατα τύπου D (Εικ., δεδοµένα από δοκίµια, είναι προφανές ότι τα περισσότερα από αυτά παρουσίασαν πλαστιµότητα µεγαλύτερη από.0 ανεξάρτητα από την τιµή του επιβαλλόµενου αξονικού φορτίου (σε ορισµένα από αυτά ν>0.. Η µέση τιµή και η τυπική απόκλιση του δείκτη πλαστιµότητας είναι. και. αντίστοιχα. µ µ µ / b o D < 0. > 0. µ µ D D Εικόνα. Επιρροή των παραµέτρων ελέγχου στην πλαστιµότητα υποστυλωµάτων τύπου D ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από την αξιολόγηση των πειραµατικών αποτελεσµάτων προκύπτουν τα ακόλουθα συµπεράσµατα: ( Εν γένει, οι απαιτήσεις του ΕΚΩΣ οι οποίες αφορούν στον αντισεισµικό σχεδιασµό υποστυλωµάτων Ω.Σ. είναι επαρκείς, καθώς τα υποστυλώµατα που πληρούσαν τις σχετικές απαιτήσεις παρουσίασαν συµπεριφορά σύµφωνη µε την προδιαγραφόµενη. ( Αποδείχθηκε ότι τα όρια που θέτει ο Κανονισµός (λ.χ. µέγιστο αξονικό θλιπτικό φορτίο, απόσταση συνδετήρων, ελάχιστη τιµή οπλισµού περίσφιγξης είναι ικανοποιητικά, η δε απόκριση των υποστυλωµάτων επηρεάζεται από αυτές τις παραµέτρους κατά τα προβλεπόµενα. ( Η πιο σηµαντική παράµετρος αποδεικνύεται η διάταξη των συνδετήρων. Αυτό ισχύει και στην περίπτωση που ικανοποιούνται όλες οι απαιτήσεις του Κανονισµού. Στην πραγµατικότητα, από την µετάβαση του απλού ορθογωνικού συνδετήρα στους πολλαπλούς ορθογωνικούς συνδετήρες και στις κυκλικές σπείρες, η απόκριση σε όρους δυνάµεων βελτιώνεται, η πλαστιµότητα που επιτυγχάνεται είναι µεγαλύτερη, ενώ µειώνεται ουσιωδώς η διασπορά αυτών των µεγεθών. ( Εξαίρεση στην αποτελεσµατικότητα του Κανονισµού αποτελούν οι απλοί συνδετήρες. Τα υποστυλώµατα µε αυτόν τον τύπο συνδετήρων παρουσιάζουν µεγάλη διασπορά στα αποτελέσµατα, τόσο στην περίπτωση της απόκρισης σε όρους δυνάµεων, όσο και στην πλαστιµότητα, ακόµη και για πολύ µικρές τιµές του επιβαλλόµενου αξονικού φορτίου. Φαίνεται πως αυτή η διάταξη δεν είναι επαρκής, τουλάχιστον για τις τιµές του δείκτη συµπεριφοράς, οι οποίοι ορίζονται από τον ΕΚΩΣ. ( Απαιτείται περαιτέρω αξιολόγηση των αποτελεσµάτων, ώστε να ελεγχθεί ενδεχόµενη επιρροή στην συµπεριφορά των δοκιµίων, διαφόρων παραµέτρων, όπως το στατικό σχήµα των δοκιµίων, η ιστορία της φόρτισης, οι µηχανικές ιδιότητες του χάλυβα και του σκυροδέµατος, κλπ.. υστυχώς, λόγω των περιορισµένων διατιθέµενων πληροφοριών, δεν ήταν δυνατόν να γίνει κριτική αξιολόγηση αυτών των θεµάτων στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας. ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00

12 ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΕΚΩΣ Ελληνικός Κανονισµός Ωπλισµένου Σκυροδέµατος. Αθήνα: ΟΑΣΠ. Ang B.G, Prietley M.J.N, Paulay T.. Seimic Shear Strength of Circular Reinforced Concrete Column. ACI Structural Journal, ol : -. Bayrak, O. Sheikh, S.A.. Confinement Reinforcement Deign Conideration For Ductile HSC Column. Journal of Structural Engineering, No.: -00. Building Reearch Intitute, Minitry of Contruction, Japan.. A Lit of Experimental Reult on Deformation Ability of Reinforced Concrete Column under Large Deflection, No., Report No.. CEN. 00. EN -, Eurocode Part : General rule, eimic action and rule for building. Chronopoulo, M.P Vintzeleou, E.. Confinement of R/C Column. th Conference on European Seimic Deign Practice Reearch and Application; Cheter, UK: -. Galeota, D. Giammatteo, M.M. Marino, R.. Seimic Reitance of High Strength Concrete Column. Eleenth World Conference on Earthquake Engineering, No 0. http ://niee.berkeley.edu/pd/ (Atalay et al, Matamoro et al, Kanda et al, Lynn et al, Ohno et al, Azizinamini et al, Tanaka et al 0, Mugaruma et al, Sakai et al 0, Bechtoula et al 00, Gill et al, Vu et al, Benzoni et al, Chai et al, Coffman et al, Hamilton et al 00, Henry et al, Hoe et al, Kowalky et al, Kunnath et al, Lehman et al, Lim et al 0, Mc Daniel et al, Nelon et al 000, NIST, Petroki et al, Saatcioglu et al, Sritharan et al, Wong et al 0, Potangaroa et al, Graff et al 00, Kowalky et al 00, Daey et al, Prieley et al, Ang et al, Pujol et al 00, Wight et al. http ://eimic.c.titech.ac.jp/en/titdata.html (Kawahima et al Mo, Y.L. Wang, S.J Seimic Behaiour of Reinforced Concrete Column With Variou Tie Configuration. Journal of Structural Engineering, ol : -0. Paultre, P. Legeron, F Behaiour of High-Strength Concrete Column under Cyclic Flexure and Contant Axial Load. ACI Structural Journal, No : 0-0. Paultre, P. Legeron, F. Mongeau, M. 00. Influence of Concrete Strength and Tranere Reinforcement Yield Strength on Behaiour of High Strength Concrete Column. ACI Structural Journal, No : 0-0. Saatcioglu, M. Ozcebe, G.. Repone of Reinforced Concrete Column to Simulated Seimic Loading. ACI Structural Journal, No : -. Saatcioglu, M. Grira, M.. Confinement of Reinforced Concrete Column with Welded Reinforcement Grid. ACI Structural Journal, No : -. Sheikh, S.A. Shah, D.V. Khoury, S.S.. Confinement of High Strength Concrete Column. ACI Structural Journal, No : 00-. Sugano, S.. Seimic Behaior of Reinforced Concrete Column Which ued Ultra-High- Strength Concrete. Eleenth World Conference on Earthquake Engineering, No. Taio, T.P. Vintzileou, E. Chronopoulo, M.. Confinement of R/C column for a gien ductility factor. 0 th ECEE, Duma (ed.. Balkema, Vol. : -. Thomen, J. Wallace, J.. Lateral Load Behaior of Reinforced Concrete Column Contructed Uing High-Strength Material. ACI Structural Journal, No : 0-. Umehara, H. Jira, J.O.. Short Rectangular RC Column under Bi-directional Loading. Journal of Structural Engineering, ol 0: 0-. Vintzileou, E. Taio, T.P. Chronopoulo, M. 00. Seimic behaiour of R.C. column deigned according to current European Code, ubmitted for reiew to Eleier, Engineering Structure. Vintzileou, E. Stathato, A. 00. Aement of the eimic behaiour of RC column, ubmitted for reiew to Eleier, Engineering Structure. Waton, S. Park, R.. Simulated Seimic Load Tet on Reinforced Concrete Column. Journal of Structural Engineering, ol 0: -. Wehbe, N. Saiidi, M.S. Sander, D.. Confinement of Rectangular Bridge Column for Moderate Seimic Area. National Center for Earthquake Engineering Reearch (NCEER Bulletin, ol. Xiao, Y. Martiroyan, A.. Seimic Performance of High-Strength Concrete Column. Journal of Structural Engineering: -. Zahn, F. Park, R. Prietley, M.J.N.. Strength and Ductility of Square Reinforced Concrete Column Section Subjected to Biaxial Bending. ACI Structural Journal, ol : - ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, - Οκτωβρίου., 00