ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΠΛΑΙΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΤΝΩΣΗ ΑΠΟ Ο.Σ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΠΛΑΙΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΤΝΩΣΗ ΑΠΟ Ο.Σ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΗΛΙΑ Σ. ΣΤΡΕΠΕΛΙΑ Πολιτικού Μηχανικού ΠΑΤΡΑ 212

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Κατασκευών του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Ευστάθιου Μπούσια. Ευχαριστώ θερμά τον Καθηγητή μου Ευστάθιο Μπούσια για την επιστημονική καθοδήγηση και την πολύτιμη έμπρακτη βοήθειά του σε όλη τη διάρκεια εκπόνησης της Διατριβής και τα μέλη της συμβουλευτικής επιτροπής, Καθηγητή κ. Α. Τριανταφύλλου και τον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Κ. Χρυσοστόμου. Πολύτιμη ήταν και η συνεισφορά του Καθηγητή κ. Μ. Φαρδή, Διευθυντή του Εργαστηρίου Κατασκευών. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω και στα υπόλοιπα μέλη της Επταμελούς Επιτροπής κκ. Σ. Δρίτσο, Φ. Περδικάρη και Ε. Βιντζηλαίου, για τον χρόνο που αφιέρωσαν για την παρούσα Διατριβή. Μέρος της πειραματικής έρευνας χρηματοδοτήθηκε από τον Οργανισμό Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας καθώς και από τα ερευνητικά προγράμματα της Ευρωπαϊκής Ένωσης "SERIES: Seismic Engineering Research Infrastructures for European Synergies" (FP7/27-213, n o ) και "ACES: Advanced Centre of Excellence in Structural and Earthquake Engineering" (FP7/27-213, n o 24697). Τέλος, ευχαριστώ θερμά τον συνάδελφο και φίλο Ξενοφώντα Παλιό για τη συμβολή στην ολοκλήρωση των πειραμάτων και για την συμπαράσταση σε όλη τη διάρκεια αυτών των χρόνων. i

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η ενίσχυση πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος με εμφάτνωση από οπλισμένο σκυρόδεμα αποτελεί μια συχνά χρησιμοποιούμενη και αποτελεσματική μέθοδο για την αύξηση της αντοχής και της δυσκαμψίας. Η πειραματική έρευνα μέχρι στιγμής δεν καλύπτει επαρκώς το πεδίο της ενίσχυσης πλαισίων με φάτνωμα από οπλισμένο σκυρόδεμα και αυτό γιατί έχει διεξαχθεί σε μονώροφα και διώροφα πλαίσια, με πάχος φατνώματος αρκετά μικρότερο από το πλάτος των μελών του υφιστάμενου πλαισίου. Αυτό αποτυπώνεται και στο γεγονός ότι ο Ευρωκώδικας 8 Μέρος 3 δεν αναφέρεται καθόλου στην προσθήκη εμφατνωμένων τοιχωμάτων. Ο Κανονισμός Επεμβάσεων (Καν.Επε) αναφέρεται στη διαστασιολόγηση των τοιχωμάτων αυτών μόνο σε όρους δυνάμεων και δεν παρέχει μέσα για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών τους παραμορφώσεων και της δυσκαμψίας τους. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση της απόκρισης πολυώροφων πλαισίων από οπλισμένο σκυρόδεμα, ενισχυόμενων με εμφατνούμενα τοιχώματα. Πραγματοποιήθηκαν υβριδικές δοκιμές σε τρία 4-όροφα πλαίσια οπλισμένου σκυροδέματος ενισχυμένα με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος κλίμακας 1:¾. Παράμετροι διερεύνησης αποτελούν τόσο ο οπλισμός του φατνώματος όσο και η σύνδεση του με το περιβάλλον πλαίσιο, για αυτό τον λόγο εξετάζονται δύο τρόποι σύνδεσης του πλαισίου με το φάτνωμα. Από τα πειραματικά αποτελέσματα προκύπτει ότι η σύνδεση για αμφότερους τους τύπους που εξετάστηκαν οδηγεί σε μονολιθική συμπεριφορά του φατνώματος με τα μέλη του περιβάλλοντος πλαισίου. Για την πιστοποίηση των συμπερασμάτων ακολούθησε εκτεταμένη προσπάθεια εκτέλεσης μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων της απόκρισης των δοκιμίων χρησιμοποιώντας προσομοιώματα αυξανόμενου βαθμού λεπτομέρειας. Η σύγκριση των πειραμάτικών αποτελεσμάτων με εκείνα τον αναλύσεων έδειξαν ικανοποιητική σύγκλιση. Τέλος, με βάση τα παραπάνω προκύπτει ότι οι ιδιότητες του σύνθετου τοιχώματος μπορούν να υπολογιστούν με όσα ισχύουν κατά Καν.Επε. για μονολιθικό τοίχωμα, εφόσον υιοθετηθούν κατάλληλες παραδοχές. ii

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή Γενικά Προγενέστερη έρευνα Σκοπός Διατριβής Περιγραφή πειραματικού προγράμματος Εισαγωγή Πρωτότυπη κατασκευή Φορέας υπό κλίμακα Πειραματική διάταξη Περιγραφή πειραματικής διάταξης Σύστημα μετρήσεων Προσομοίωση πλαισιακού τμήματος φορέα Πειραματικό πρόγραμμα Εισαγωγή Σχεδιασμός της εμφάτνωσης οπλισμένου σκυροδέματος Δοκίμιο SW Διαστασιολόγηση οπλισμών τοιχώματος Κατασκευή δοκιμίου Δοκιμές υλικών Πειραματικές δοκιμές Δοκιμή σε κυκλική φόρτιση Επισκευή δοκιμίου Υβριδική δοκιμή Κυκλική δοκιμή μέχρις αστοχίας Δοκίμιο SW Διαστασιολόγηση οπλισμών τοιχώματος και σύνδεσης φατνώματος - πλαισίου Κατασκευή δοκιμίου iii

5 Δοκιμές υλικών Υβριδική δοκιμή Δοκιμίου SW Δοκίμιο SW Διαστασιολόγηση οπλισμών φατνώματος και σύνδεσης φατνώματος - πλαισίου Κατασκευή δοκιμίου Δοκιμές υλικών Υβριδική δοκιμή Δοκιμίου SW η Υβριδική δοκιμή η Υβριδική Δοκιμή δοκιμίου SW η Υβριδική Δοκιμή δοκιμίου SW Σχολιασμός πειραματικών αποτελεσμάτων Αναλύσεις σεισμικής απόκρισης σύγκριση με πειραματικά αποτελέσματα Εισαγωγή Προσομοίωση μελών οπλισμένου σκυροδέματος για μη γραμμικές αναλύσεις Προσομοίωμα συγκεντρωμένης πλαστιμότητας Προσομοίωση ιδιοτήτων δυσκαμψίας, αντοχής και ικανότητας παραμόρφωσης μονολιθικών τοιχωμάτων κατά Καν.Επε Σύγκριση πειραματικών τιμών με ιδιότητες μονολιθικού τοιχώματος κατά Καν.Επε Αναλύσεις σεισμικής απόκρισης Προσομοίωση με την μέθοδο των ινών Συμπεράσματα Συμπεράσματα Προτάσεις για μελλοντική έρευνα iv

6 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 2-1: Πρωτότυπη κατασκευή σε φυσική κλίμακα Σχήμα 2-2: Λεπτομέρειες όπλισης των υποστυλωμάτων στην βάση των ορόφων (αριστερά) και των δοκών (δεξιά) του πρωτότυπου φορέα Σχήμα 2-3: Φορέας υπό κλίμακα ¾ Σχήμα 2-4: Λεπτομέρειες όπλισης: (α) των υποστυλωμάτων στην βάση ορόφων, (β) των υποστυλωμάτων, (γ) των δοκών, (δ) της περιοχής ματίσεων Σχήμα 2-5: Αμφιαρθρωτές στηρίξεις δοκιμίου Σχήμα 2-6: Βάσεις στήριξης εμβόλων... 2 Σχήμα 2-7: Τρισδιάστατη απεικόνιση πειραματικής διάταξης Σχήμα 2-8: Κάτοψη πειραματικής διάταξης Σχήμα 2-9: Πλάγια όψη πειραματικής διάταξης Σχήμα 2-1: Θέσεις αισθητήρων 1ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-11: Θέσεις αισθητήρων 2ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-12: Θέσεις αισθητήρων 3ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-13: Θέσεις αισθητήρων 4ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-14: Πειραματική διάταξη Σχήμα 2-15: Πειραματική και αναλυτική υποκατασκευή Σχήμα 3-1: Στρατηγικές σύνδεσης εμφατνούμενου κορμού τοιχώματος με περιβάλλον πλαίσιο (α) άμεση σύνδεση ράβδων κορμού με περιβάλλον πλαίσιο με μάτιση με ράβδους πακτωμένες στο περιβάλλον πλαίσιο (β) έμμεση σύνδεση ράβδων κορμού με περιβάλλον πλαίσιο με χρήση των βλήτρων ως αγκύρια v

7 Σχήμα 3-2: Διατμητικές δυνάμεις εξωτερικών πλαισίων (α), εσωτερικών πλαισίων (β)35 Σχήμα 3-3: Καμπτικές ροπές εξωτερικών πλαισίων (α), εσωτερικών πλαισίων (β)...36 Σχήμα 3-4: Οπλισμός τοιχωμάτων...37 Σχήμα 3-5: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου...39 Σχήμα 3-6: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου (α) στη δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής...4 Σχήμα 3-7: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα...4 Σχήμα 3-8: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου...41 Σχήμα 3-9: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου (α) στην δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής...41 Σχήμα 3-1: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα...42 Σχήμα 3-11: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3ου ορόφου...42 Σχήμα 3-12: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3ου ορόφου (α) στην δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής...43 Σχήμα 3-13: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα...43 Σχήμα 3-14: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 4ου ορόφου...44 Σχήμα 3-15: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 4ου ορόφου στην δοκό βάσης (πάνω), στην δοκό οροφής (κάτω)...45 Σχήμα 3-16: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα...45 Σχήμα 3-17: Τρισδιάστατη απεικόνιση εμφατνωμένου τοιχώματος...46 Σχήμα 3-18: Όπλιση βάσης τοιχώματος...47 Σχήμα 3-19: Οπλισμός βάσης τοιχώματος...47 Σχήμα 3-2: Προένταση βάσης στον τοίχο αντίδρασης (αριστερά), βάση τοιχώματος αγκυρωμένη στον τοίχο αντίδρασης (δεξιά)...48 vi

8 Σχήμα 3-21: Αμφιαρθρωτή στήριξη τοιχώματος Σχήμα 3-22: Ξυλότυπος πλαισίου Σχήμα 3-23: Όπλιση πλαισίου, μάτιση ράβδων υποστυλώματος Σχήμα 3-24: Όπλιση πλαισίου, κόμβος υποστυλώματος δοκού... 5 Σχήμα 3-25: Όπλιση υποστυλώματος... 5 Σχήμα 3-26: Όπλιση δοκού Σχήμα 3-27: Σκυροδετημένο πλαίσιο πριν την εμφάτνωση Σχήμα 3-28: Διάνοιξη οπών Σχήμα 3-29: Καθαρισμός οπών Σχήμα 3-3: Έγχυση ρητίνης και τοποθέτηση βλήτρων και αγκυρίων Σχήμα 3-31: Τελική θέση βλήτρων και αγκυρίων Σχήμα 3-32: Οπλισμός φατνώματος Σχήμα 3-33: Οπλισμός 1ου ορόφου Σχήμα 3-34: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου Σχήμα 3-35: Οπλισμός 2ου ορόφου Σχήμα 3-36: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου Σχήμα 3-37: Οπλισμός 3ου ορόφου Σχήμα 3-38: Λεπτομέρειες όπλισης 3ου ορόφου Σχήμα 3-39: Οπλισμός 4ου ορόφου Σχήμα 3-4: Λεπτομέρειες όπλισης 4ου ορόφου Σχήμα 3-41: Εφαρμογή αξονικού φορτίου... 6 Σχήμα 3-42: Διάταξη δοκιμής εφελκυσμού ράβδων οπλισμού Σχήμα 3-43: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα πλαισίου διαμέτρου Φ6 (αριστερά), Φ12 (δεξιά) Σχήμα 3-44: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα πλαισίου διαμέτρου Φ14 (αριστερά), Φ16 (δεξιά) vii

9 Σχήμα 3-45: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα φατνώματος διαμέτρου Φ8 (αριστερά), Φ1 (δεξιά)...62 Σχήμα 3-46: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα αγκυρίων διαμέτρου Φ8 (αριστερά), Φ1 (δεξιά)...62 Σχήμα 3-47: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα βλήτρων διαμέτρου Φ14(αριστερά), Φ16 (δεξιά)...63 Σχήμα 3-48: Επιβαλλόμενη μετακίνηση κορυφής...64 Σχήμα 3-49: Επιβαλλόμενες δυνάμεις...65 Σχήμα 3-5: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση κορυφής...65 Σχήμα 3-51: Ρωγμές στην περιοχή μάτισης στο υποστύλωμα της νότιας πλευράς σε μετακίνηση κορυφής 6mm...66 Σχήμα 3-52: Ρωγμές στη περιοχή της μάτισης στο υποστύλωμα της βόρειας πλευράς Σχήμα 3-53: Ρωγμές στη περιοχή της μάτισης σε μετακίνηση κορυφής 7mm (αριστερά) και -7mm (δεξιά)...67 Σχήμα 3-54: Ρηγμάτωση δοκιμίου στο τέλος της δοκιμής...67 Σχήμα 3-55: Λεπτομέρειες ρηγμάτωσης υποστυλώματος νότιας πλευράς στο τέλος της δοκιμής...67 Σχήμα 3-56: Λεπτομέρειες ρηγμάτωσης υποστυλώματος βόρειας πλευράς στο τέλος της δοκιμής...68 Σχήμα 3-57: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση κορυφής...68 Σχήμα 3-58: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης...69 Σχήμα 3-59: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (α), 3ου ορόφου (β)...69 Σχήμα 3-6: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου τοιχώματος....7 Σχήμα 3-61: Υπολογισμός διατμητικής παραμόρφωσης...7 Σχήμα 3-62: Κατανομή καμπυλοτήτων καθ' ύψος 1ου ορόφου...71 viii

10 Σχήμα 3-63: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β) Σχήμα 3-64:Υπολογισμός αποκόλλησης και ολίσθησης από επιμηκυνσιόμετρα τοποθετημένα σε τριγωνική διάταξη Σχήμα 3-65: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 1ου ορόφου Σχήμα 3-66: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 2ου ορόφου Σχήμα 3-67: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας ανατολικής δοκού φατνώματος (αριστερά) και δυτικής δοκού φατνώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-68: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου φατνώματος υποστυλώματος βόρειας πλευράς 1ου ορόφου Σχήμα 3-69: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου φατνώματος υποστυλώματος βόρειας πλευράς 2ου ορόφου Σχήμα 3-7: Μετακίνηση 1ου ορόφου Σχήμα 3-71: Στροφή διατομής 45mm (α), 9 mm (β), 135mm (γ) και 18mm (δ) από τη βάση Σχήμα 3-72: Κύριες παραμορφώσεις φατνώματος στην μέγιστη μετακίνηση: (α) μετακίνηση προς νότο, (β) μετακίνηση προς βορρά Σχήμα 3-73: Βλάβες υποστυλωμάτων στην περιοχή των ματίσεων Σχήμα 3-74: Αποκατάσταση σκυροδέματος υποστυλωμάτων με επισκευαστικό κονίαμα Σχήμα 3-75: Τοποθέτηση ακροφυσίων κατά μήκος της ρωγμής... 8 Σχήμα 3-76: Σφράγιση ρωγμής... 8 Σχήμα 3-77: Ένεση ρητίνης στην ρωγμή με πίεση... 8 Σχήμα 3-78: Τοποθέτηση μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών Σχήμα 3-79: Βάση 1ου ορόφου εμφατνωμένου πλαισίου μετά την επισκευή ενίσχυση ix

11 Σχήμα 3-8: Επιταχυνσιογράφημα Hercegnovi...83 Σχήμα 3-81: Πειραματική διάταξη υβριδικών δοκιμών (2 βαθμών ελευθερίας)...84 Σχήμα 3-82: Χρονοϊστορία μετακινήσεων ορόφων...85 Σχήμα 3-83: Επανεμφάνιση ρωγμών στο εφελκυόμενο υποστύλωμα...85 Σχήμα 3-84: Δημιουργία ρωγμών στο τέλος του μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών..86 Σχήμα 3-85: Ρωγμή στην βάση του δοκιμίου...86 Σχήμα 3-86: Χρονοιστορία τέμνουσας βάσης...87 Σχήμα 3-87: Χρονοϊστορία επιβαλλόμενης δύναμης σε κάθε όροφο...87 Σχήμα 3-88: Χρονοϊστορία τέμνουσας βάσης συνολική και εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής...89 Σχήμα 3-89: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά)...89 Σχήμα 3-9: Τέμνουσα βάσης (πρώτης ιδιομορφής) μετακίνηση 2ου ορόφου...9 Σχήμα 3-91: Ροπή βάσης Σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου...9 Σχήμα 3-92: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (α), 3ου ορόφου (β)...91 Σχήμα 3-93: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου...92 Σχήμα 3-94: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά)...92 Σχήμα 3-95: Αξονική παραμόρφωση νότιας παρειά (α), βόρειας παρειάς (β), άξονα μέλους (γ)...93 Σχήμα 3-96: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου...94 Σχήμα 3-97: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος δυτικής δοκού 1ου ορόφου 94 Σχήμα 3-98: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 2ου ορόφου...95 Σχήμα 3-99: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος κάτω δοκού (αριστερά) και πάνω δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου...96 x

12 Σχήμα 3-1: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος υποστυλώματος νότιας (αριστερά) και βόρειας (δεξιά) πλευράς υποστυλώματος 1ου ορόφου Σχήμα 3-11: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-12: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 3ου ορόφου97 Σχήμα 3-13: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νοτίου (αριστερά) και βορείου (δεξιά) υποστυλώματος 3ου ορόφου Σχήμα 3-14: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 4ου ορόφου98 Σχήμα 3-15: Μετακίνηση 1ου ορόφου Σχήμα 3-16: Στροφή διατομής 45mm (α), 9 mm (β), 135mm (γ) και 18mm (δ) από τη βάση Σχήμα 3-17: Σφράγιση ρωγμών με εποξειδική πάστα, τοποθέτηση ακροφυσίων.. 1 Σχήμα 3-18: Μετακινήσεις ορόφων Σχήμα 3-19: Επιβαλλόμενες δυνάμεις Σχήμα 3-11: Δημιουργία ρωγμών στο εφελκυόμενο υποστύλωμα στον πρώτο κύκλο φόρτισης, υποστύλωμα νότιας πλευράς (αριστερά), υποστύλωμα βόρειας πλευράς (δεξιά) Σχήμα 3-111: Ρωγμή στην διεπιφάνεια δοκιμίου βάσης Σχήμα 3-112: Ρωγμή παράλληλη στον άξονα της δυτικής δοκού 1ου ορόφου Σχήμα 3-113: Τέμνουσα βάσης - μετακίνηση κορυφής Σχήμα 3-114: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 1ου ορόφου Σχήμα 3-115: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου Σχήμα 3-116: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-117: Εύρος αποκόλλησης διεπιφάνειας φατνώματος βάσης 1ου ορόφου 16 Σχήμα 3-118: Εύρος αποκόλλησης διεπιφάνειας φατνώματος Ανατολ. δοκού 2ου ορόφου xi

13 Σχήμα 3-119: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου βάσης δοκιμίου...17 Σχήμα 3-12: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος βόρειου υποστυλώματος 1ου ορόφου...18 Σχήμα 3-121: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος βόρειου υποστυλώματος 2ου ορόφου...18 Σχήμα 3-122: Βλάβες υποστυλωμάτων στην βάση του δοκιμίου μετά το τέλος της δοκιμής...18 Σχήμα 3-123: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου...11 Σχήμα 3-124: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου Σχήμα 3-125: Βλήτρα 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-126: Βλήτρα 3ου (αριστερά) και 4ου (δεξιά) ορόφου Σχήμα 3-127: Οπλισμός φατνωμάτων Σχήμα 3-128: Οπλισμός 1ου ορόφου Σχήμα 3-129: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου Σχήμα 3-13: Οπλισμός 2ου ορόφου Σχήμα 3-131: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου Σχήμα 3-132: Οπλισμός 3ου ορόφου Σχήμα 3-133: Οπλισμός 4ου ορόφου Σχήμα 3-134: Εμφατνωμένο πλαίσιο μετά την σκυροδέτηση του φατνώματος Σχήμα 3-135: Τοποθέτηση μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών Σχήμα 3-136: Θέσεις ηλεκτρομηκυνσιομέτρων στη Ν.Α (αριστερά) και Β.Α (δεξιά) γωνία 1ου ορόφου Σχήμα 3-137: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα Φ14 πλαισίου (αριστερά), Φ16 βλήτρων (δεξιά)...12 Σχήμα 3-138: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα Φ8 φατνώματος...12 Σχήμα 3-139: Ρωγμές στο εφελκυόμενο (νότια πλευρά) υποστύλωμα 1ου ορόφου και βλάβη μάτισης ράβδων στον 2ο όροφο xii

14 Σχήμα 3-14: Ρηγμάτωση στη δοκό βάσης 2ου ορόφου Σχήμα 3-141: Αποκόλληση μανδύα ΙΟΠ από το φάτνωμα (πάνω αριστερά), αποκόλληση διεπιφάνειας δοκιμίου βάσης (πάνω δεξιά), βλάβη μάτισης ράβδων υποστυλώματος (νότια πλευρά) στη βάση του 2ου ορόφου (κάτω) Σχήμα 3-142: Ρωγμή κατά μήκος της δοκού στη βάση του 2ου ορόφου Σχήμα 3-143: Υβριδική δοκιμή.25g: μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω) Σχήμα 3-144: Χρονοϊστορία τέμνουσας βάσης, συνολική και εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής Σχήμα 3-145: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά) Σχήμα 3-146: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση 2ου ορόφου (1ου βαθμού ελευθερίας)126 Σχήμα 3-147: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου (1ου βαθμού ελευθερίας) Σχήμα 3-148: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (αριστερά), 3ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-149: Ροπή στροφή διατομής καθ' ύψος 1ου ορόφου Σχήμα 3-15: Τέμνουσα βάσης διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά) και 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-151: Αξονική παραμόρφωση νότιας παρειάς (α), βόρειας παρειάς (β) υποστυλωμάτων 1ου ορόφου Σχήμα 3-152: Αξονική παραμόρφωση άξονα δοκιμίου 1ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β) Σχήμα 3-153: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-βάσης δοκιμίου (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-154: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος, Ν.Δ. γωνία (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος (δεξιά) 13 Σχήμα 3-155: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 2ου ορόφου (δεξιά) xiii

15 Σχήμα 3-156: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-157: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-158: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-159: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-16: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 3ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-161: Παραμορφώσεις βλήτρων στη διεπιφάνεια φατνώματος βάσης δοκιμίου στη Ν.Α γωνία (αριστερά) και τη Β.Α γωνία (δεξιά) Σχήμα 3-162: Παραμορφώσεις βλήτρων στην διεπιφάνεια φατνώματος υποστυλώματος στη Ν.Α γωνία 1ου ορόφου (αριστερά) και Β.Α γωνίας 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-163: Θέση ουδέτερου άξονα διατομής βάσης, θετική φορά μετακίνησης (αριστερά), αρνητική φορά μετακίνησης (δεξιά) Σχήμα 3-164: Κύριες παραμορφώσεις φατνώματος στην μέγιστη μετακίνηση: (α) μετακίνηση προς νότο, (β) μετακίνηση προς βορρά Σχήμα 3-165: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου Σχήμα 3-166: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου Σχήμα 3-167: Ξυλότυπος πλαισίου 3ου δοκιμίου Σχήμα 3-168: Βλήτρα 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-169: Βλήτρα 3ου ορόφου (αριστερά), 4ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-17: Οπλισμός φατνώματος 3ου δοκιμίου...14 Σχήμα 3-171: Οπλισμός 1ου ορόφου...14 Σχήμα 3-172: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου Σχήμα 3-173: Οπλισμός 2ου ορόφου xiv

16 Σχήμα 3-174: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου Σχήμα 3-175: Οπλισμός 3ου ορόφου Σχήμα 3-176: Οπλισμός 4ου ορόφου Σχήμα 3-177: Εμφατνωμένο πλαίσιο μετά την σκυροδέτηση του φατνώματος Σχήμα 3-178: Μανδύας ΙΟΠ στην βάση των υποστυλωμάτων του 1ου ορόφου Σχήμα 3-179: Θέσεις ηλεκτρομηκυνσιομέτρων 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-18: Διάγραμμα σ ε δοκιμών χάλυβα Φ14 πλαισίου (αριστερά), Φ8 φατνώματος (δεξιά) Σχήμα 3-181: Διάγραμμα σ ε δοκιμών χάλυβα Φ14 βλήτρων (αριστερά), Φ12 βλήτρων (δεξιά) Σχήμα 3-182: Ρωγμές στο εφελκυόμενο βόρειο (αριστερά), νότιο (δεξιά) υποστύλωμα (t=1.9sec) Σχήμα 3-183: Επέκταση ρωγμών υποστυλωμάτων στο φάτνωμα (t=2.47 sec) Σχήμα 3-184: Επέκταση ρωγμών υποστυλωμάτων στο φάτνωμα 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-185: Ρωγμή στην διεπιφάνεια δοκιμίου θεμελίωσης Ν.Α. γωνία (αριστερά), Β.Α γωνία (δεξιά) Σχήμα 3-186: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια δοκιμίου θεμελίωσης Ν.Α. γωνία (αριστερά), Β.Α. γωνία (δεξιά) Σχήμα 3-187: Διεύρυνση ρωγμών στο φάτνωμα 1ου ορόφου Σχήμα 3-188: Μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω) Σχήμα 3-189: Εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης Σχήμα 3-19: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (πάνω) και την τέμνουσα βάσης (κάτω) Σχήμα 3-191: Τέμνουσα βάσης 1ης ιδιομορφής μετακίνηση 2ου ορόφου xv

17 Σχήμα 3-192: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου Σχήμα 3-193: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (αριστερά), 3ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-194: Ροπή στροφή διατομής καθ' ύψος 1ου ορόφου Σχήμα 3-195: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-196: Αξονική παραμόρφωση παρειάς νότιου (αριστερά), βόρειου (δεξιά) υποστυλώματος 1ου ορόφου Σχήμα 3-197: Αξονική παραμόρφωση άξονα δοκιμίου: 1ου ορόφου (αριστερά) Σχήμα 3-198: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-199: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-2: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-21: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος-δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-22: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1ου ορόφου159 Σχήμα 3-23: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος - δυτικής δοκού (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-24: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου159 Σχήμα 3-25: Παραμόρφωση αγκυρίων/βλήτρων Ν.Α άκρου (α), Β.Α. άκρου (β) διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου...16 Σχήμα 3-26: Παραμόρφωση αγκυρίων/βλήτρων Ν.Α άκρου (α), Β.Α. άκρου (β) δοκού βάσης 2ου ορόφου...16 xvi

18 Σχήμα 3-27: Θέση ουδέτερου άξονα διατομής βάσης, θετική φορά μετακίνησης (αριστερά), αρνητική φορά μετακίνησης (δεξιά) Σχήμα 3-28: Επανεμφάνιση ρωγμών στο φάτνωμα 1ου ορόφου Σχήμα 3-29: Διεύρυνση αποκόλλησης βάσης τοιχώματος Σχήμα 3-21: Μετακινήσεις ορόφων Σχήμα 3-211: Τέμνουσες ορόφων Σχήμα 3-212: Τέμνουσα βάσης Σχήμα 3-213: Εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης Σχήμα 3-214: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (πάνω) και την τέμνουσα βάσης (κάτω) Σχήμα 3-215: Τέμνουσα βάσης 1ης ιδιομορφής μετακίνηση 2ου ορόφου Σχήμα 3-216: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου Σχήμα 3-217: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (αριστερά), 3ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-218: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-219: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-22: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-221: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-222: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου xvii

19 Σχήμα 3-223: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-224: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-225: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου...17 Σχήμα 3-226: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (νότια πλευρά) Σχήμα 3-227: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (βόρεια πλευρά) Σχήμα 3-228: Μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω) Σχήμα 3-229: Εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης Σχήμα 3-23: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά) Σχήμα 3-231: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση 2ου ορόφου Σχήμα 3-232: Ροπή βάσης μετακίνηση 2ου ορόφου Σχήμα 3-233: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2ου ορόφου (αριστερά), 3ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-234: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου Σχήμα 3-235: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-236: Αξονική παραμόρφωση υποστυλωμάτων 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-237: Αξονική παραμόρφωση άξονα τοιχώματος 1ου ορόφου Σχήμα 3-238: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου xviii

20 Σχήμα 3-239: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-24: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-241: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-242: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-243: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-244: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-245: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου Σχήμα 3-246: Ρηγμάτωση δοκιμίων Σχήμα 3-247: Δοκίμιο SW1: συνεισφορά κάμψης, διάτμησης και ολίσθησης στη συνολική μετακίνηση 1ου ορόφου, Σχήμα 3-248: Δοκίμιο SW2: συνεισφορά κάμψης, διάτμησης και ολίσθησης στη συνολική μετακίνηση 1ου ορόφου, Σχήμα 3-249: Δοκίμιο SW3: συνεισφορά κάμψης, διάτμησης και ολίσθησης στη συνολική μετακίνηση 1ου ορόφου, Σχήμα 3-25: Δοκίμιο SW1: συνεισφορά κάμψης και ολίσθησης 1ου ορόφου στην μετακίνηση κορυφής, Σχήμα 3-251: Δοκίμιο SW2: συνεισφορά κάμψης και ολίσθησης 1ου ορόφου στη μετακίνηση κορυφής, Σχήμα 3-252: Δοκίμιο SW2: συνεισφορά κάμψης και ολίσθησης 1ου και 2ου ορόφου στη μετακίνηση κορυφής, xix

21 Σχήμα 3-253: Δοκίμιο SW3: συνεισφορά κάμψης και ολίσθησης 1ου ορόφου στην μετακίνηση κορυφής, Σχήμα 3-254: Δοκίμιο SW1: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου,...19 Σχήμα 3-255: Δοκίμιο SW1: ροπή βάσης 2ου ορόφου σχετική μετακίνηση στο μήκος διάτμησης,...19 Σχήμα 3-256: Δοκίμιο SW2: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου, Σχήμα 3-257: Δοκίμιο SW2: ροπή βάσης 2ου ορόφου σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης, Σχήμα 3-258: Δοκίμιο SW3: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου, Σχήμα 3-259: Δοκίμιο SW3: ροπή βάσης 2ου ορόφου σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης, Σχήμα 3-26: Δοκίμια SW1, SW2, SW3: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου, Σχήμα 3-261: Ολισθήσεις/αποκολλήσεις δοκιμίου SW1: (α) 1η κυκλική δοκιμή, (β) υβριδική δοκιμή, (γ) 2η κυκλική δοκιμή Σχήμα 3-262: Δοκίμιο SW2: ολισθήσεις/αποκολλήσεις Σχήμα 3-263: Ολισθήσεις/αποκολλήσεις δοκιμίου SW3, (α) 1η υβριδική δοκιμή, (β) 2η υβριδική δοκιμή, (γ) 3η υβριδική δοκιμή Σχήμα 4-1: Διάγραμμα ροπής γωνίας στροφής χορδής για μονοτονική φόρτιση Σχήμα 4-2: Χρονοϊστορία επιταχύνσεων που υποβλήθηκε στο προσομοίωμα του δοκιμίου sw Σχήμα 4-3: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), με θεώρηση ολίσθησης οπλισμών και λοξής ρηγμάτωσης, Σχήμα 4-4: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), με θεώρηση ολίσθησης οπλισμών χωρίς λοξή ρηγμάτωση Σχήμα 4-5: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών με λοξή ρηγμάτωση xx

22 Σχήμα 4-6: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών και λοξή ρηγμάτωση Σχήμα 4-7: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-8: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-9: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β) χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-1: Χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη, δοκίμιο sw Σχήμα 4-11: Δοκίμιο SW2: Χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), με ολίσθηση οπλισμών και λοξή ρηγμάτωσης Σχήμα 4-12: Δοκίμιο SW2: Χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), με ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση Σχήμα 4-13: Δοκίμιο SW2: Χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση Σχήμα 4-14: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών και λοξή ρηγμάτωση Σχήμα 4-15: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-16: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη xxi

23 Σχήμα 4-17: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-18: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση και δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη Σχήμα 4-19: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, με ολίσθηση οπλισμών και λοξή ρηγμάτωση, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-2: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, με θεώρηση ολίσθησης οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-21: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση,, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-22: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-23: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση, δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-24: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση, δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-25: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση, δυσκαμψία 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) xxii

24 Σχήμα 4-26: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, χωρίς λοξή ρηγμάτωση, δυσκαμψία 3ου και 4ου ορόφου ίση με την αρηγμάτωτη, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-27: Προσομοίωμα υλικού με υστέρηση του λογισμικού OpenSees Σχήμα 4-28: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου, στατική κυκλική ανάλυση δοκιμίου SW Σχήμα 4-29: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών με λοξή ρηγμάτωση, τριγραμμικό προσομοίωμα, Σχήμα 4-3: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), χωρίς ολίσθηση οπλισμών με λοξή ρηγμάτωση, τριγραμμικό προσομοίωμα Σχήμα 4-31: Δοκίμιο SW2: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου, τριγραμμικό προσομοίωμα Σχήμα 4-32: Δοκίμιο SW3: ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου 1ης υβριδικής δοκιμής (α), 2ης υβριδικής δοκιμής (β) Σχήμα 4-33: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, χωρίς ολίσθηση οπλισμών, με λοξή ρηγμάτωση, τριγραμμικό προσομοίωμα, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) Σχήμα 4-34: Σχέση τάσεων παραμορφώσεων σκυροδέματος Σχήμα 4-35: Σχέση τάσεων παραμορφώσεων χάλυβα οπλισμού Σχήμα 4-36: Δοκίμιο SW1: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), προσομοίωμα ινών, Σχήμα 4-37: Δοκίμιο SW2: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β), προσομοίωμα ινών Σχήμα 4-38: Δοκίμιο SW3: χρονοϊστορία μετακινήσεων 4ου ορόφου, 2ου ορόφου, προσομοίωμα ινών, 1η υβριδική δοκιμή (πάνω) 2η υβριδική δοκιμή (κάτω) xxiii

25 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1-1: Σύνοψη των μέχρι σήμερα πειραματικών ερευνών σε εμφατνωμένα πλαίσια... 9 Πίνακας 2-1: Διαστάσεις πρωτότυπου και υπό κλίμακα φορέα Πίνακας 2-2: Οπλισμοί πρωτότυπου και υπό κλίμακα φορέα Πίνακας 3-1: Διαστασιολόγηση βλήτρων 1ης στρατηγικής σύνδεσης Πίνακας 3-2: Διαστασιολόγηση αγκυρίων 1ης στρατηγικής σύνδεσης Πίνακας 3-3: Διαστασιολόγηση βλήτρων 2ης στρατηγικής σύνδεσης Πίνακας 3-4: Τάση διαρροής (μέσος όρος 6 δοκιμών) από δοκιμές εφελκυσμού Πίνακας 3-5: Διαστασιολόγηση αγκυρίων/βλήτρων Πίνακας 3-6: Τάση διαρροής (μέσος όρος 3 δοκιμών) από δοκιμές εφελκυσμού Πίνακας 3-7: Διαστασιολόγηση αγκυρίων/βλήτρων Πίνακας 3-8: Τάση διαρροής (μέσος όρος τριών δοκιμίων) από δοκιμές εφελκυσμού. 147 Πίνακας 3-9: Μέγιστες τιμές αποκόλλησης και ολίσθησης στον 1ο όροφο Πίνακας 3-1: Μέγιστες τιμές αποκόλλησης και ολίσθησης στον 2ο όροφο Πίνακας 4-1: Σύγκριση πειραματικών τιμών παραμέτρων δοκιμίου με τιμές από ΚΑΝΕΠΕ για μονολιθικό τοίχωμα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-2: Σύγκριση πειραματικών τιμών παραμέτρων δοκιμίου με τιμές από ΚΑΝΕΠΕ για μονολιθικό τοίχωμα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-3: Σύγκριση πειραματικών τιμών παραμέτρων δοκιμίου με τιμές από ΚΑΝΕΠΕ για μονολιθικό τοίχωμα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-4: Σύγκριση τιμών από τον ΚΑΝΕΠΕ για διατμητική αντοχή ολόσωμου τοιχώματος με πειραματικά αποτελέσματα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-5: Σύγκριση τιμών από τον ΚΑΝΕΠΕ για διατμητική αντοχή ολόσωμου τοιχώματος με πειραματικά αποτελέσματα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-6: Σύγκριση τιμών από τον ΚΑΝΕΠΕ για διατμητική αντοχή ολόσωμου τοιχώματος με πειραματικά αποτελέσματα Δοκίμιο SW Πίνακας 4-7: Ιδιοπερίοδοι δοκιμίων xxiv

26

27 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. ΓΕΝΙΚΑ Σε περιοχές υψηλής σεισμικότητας, όπως η Ελλάδα, κύριο μέλημα του σχεδιασμού των κατασκευών αποτελεί η δυνατότητα ανάληψης σεισμικών οριζοντίων δράσεων. Η μεγάλη πρόοδος στο πεδίο της αντισεισμικής μηχανικής, όπως αυτή αντικατοπτρίζεται στους σύγχρονους κανονισμούς, έχει ως αποτέλεσμα την ικανοποιητική αντισεισμική συμπεριφορά κτιρίων που έχουν σχεδιαστεί με βάση αυτούς, σε αντίθεση με υφιστάμενες κατασκευές οι οποίες όπως έχει αποδειχθεί μετά από κάθε ισχυρό σεισμό αποκαλύπτουν τις αδυναμίες τους. Η πλειονότητα των κτιρίων όμως στην Ελλάδα έχει σχεδιασθεί είτε με παλαιότερους κανονισμούς, για την παραλαβή μικρότερου μεγέθους σεισμικής δράσης, είτε ακόμα και για την παραλαβή μόνο κατακόρυφων φορτίων. Είναι προφανής λοιπόν, η ανάγκη ενίσχυσης αυτών των κατασκευών. Η στρατηγική ενίσχυσης που θα ακολουθηθεί, αποφασίζεται μετά την αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς της προς ενίσχυση κατασκευής. Στην περίπτωση στην οποία παρατηρηθεί γενικευμένη ανεπάρκεια σε πολλά μέλη της κατασκευής διασκορπισμένη στην κάτοψη ενδεδειγμένη στρατηγική ενίσχυσης αποτελεί η ενίσχυση της κατασκευής ως σύνολο. Η ενίσχυσης της κατασκευής μπορεί να στοχεύει σε αύξηση της δυσκαμψίας και της αντοχής, σε αύξηση της πλαστιμότητας, σε αύξηση της δυσκαμψίας, της αντοχής και της πλαστιμότητας και τέλος σε μείωση της εισαγόμενης σεισμικής δράσης. Η ενίσχυση της κατασκευής ως σύνολο πραγματοποιείται με την προσθήκη νέων στοιχείων όπως, εμφάτνωση πλαισίων με οπλισμένο σκυρόδεμα, κατασκευή δικτυωτών μεταλλικών συστημάτων, κατασκευή πλευρικών τοιχωμάτων σε συνέχεια και σύνδεση με υπάρχοντα υποστυλώματα, προσθήκη νέων κατακόρυφων στοιχείων. Η προσθήκη φατνώματος οπλισμένου σκυροδέματος, αποτελεί μια συχνά χρησιμοποιούμενη και αποτελεσματική μέθοδο για την αύξηση της αντοχής και της δυσκαμψίας. Όμως, ακόμα και οι πιο σύγχρονοι κανονισμοί όπως ο Ευρωκώδικας 8 Μέρος 1-3 (ΕΝ ), δεν αναφέρονται καθόλου στην προσθήκη εμφατνούμενων τοιχωμάτων, ενώ ο Κανονισμός Επεμβάσεων (Καν.Επε., 21) αναφέρεται στην διαστασιολόγηση αυτών σε όρους δυνάμεων, χωρίς να προσδιορίζει μεθόδους υπολογισμού των χαρακτηριστικών τους παραμορφώσεων.

28 2 Για την κάλυψη αυτού του κενού γνώσης, πραγματοποιήθηκαν υβριδικές δοκιμές σε τρία 4-όροφα πλαίσια οπλισμένου σκυροδέματος ενισχυμένα με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος κλίμακας 1:¾. Τα πλαίσια αυτά αποτελούν τμήμα τετραώροφο κτιρίου σχεδιασμένο σύμφωνα με τις προ του 1984 διατάξεις. Στο Κεφάλαιο 2 περιγράφεται ο φορέας στην φυσική κλίμακα (οι διαστάσεις και οι οπλισμοί του) και η διαδικασία σχεδιασμού των υπό κλίμακα δοκιμίων. Επίσης, περιγράφεται αναλυτικά ο σχεδιασμός της διάταξης δοκιμών και το σύστημα μετρήσεων που χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή της απόκρισης των δοκιμίων. Στο Κεφάλαιο 3, αναφέρεται η προτεινόμενη μέθοδος διαστασιολόγησης του φατνώματος και της σύνδεσης αυτού με το περιβάλλον πλαίσιο, η υλοποίηση της για τα τρία δοκίμια και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις υβριδικές δοκιμές τους. Τέλος στο Κεφάλαιο 4, προτείνονται τρόποι υπολογισμού των χαρακτηριστικών μεγεθών των εμφατνούμενων τοιχωμάτων με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα και παρουσιάζονται αποτελέσματα μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων με προσομοιώματα αυξανόμενου βαθμού λεπτομέρειας για την επιβεβαίωση των προτεινόμενων μεθόδων υπολογισμού ΠΡΟΓΕΝΕΣΤΕΡΗ ΕΡΕΥΝΑ Πειραματικές έρευνες σε τοιχώματα εμφατνούμενα σε πλαίσια οπλισμένου σκυροδέματος έχουν κυρίως διεξαχθεί στις ΗΠΑ, Ιαπωνία και Τουρκία με πρώτες εκείνες στην Ιαπωνία στις αρχές της δεκαετίας του 198. Οι Sugano and Fujimura (198) διερεύνησαν πειραματικά την σεισμική συμπεριφορά πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος ενισχυμένων με διάφορους τύπους εμφάτνωσης. Συνολικά δοκιμάστηκαν δέκα μονώροφα πλαίσια, κλίμακας 1/3: ως δοκίμια αναφοράς χρησιμοποιήθηκαν ένα δοκίμιο χωρίς ενίσχυση και δύο μονολιθικά με το πλαίσιο τοιχώματα (διαφορετικού πάχους το καθένα), δύο δοκίμια ενισχυμένα με μεταλλικούς συνδέσμους, ενώ στα υπόλοιπα πέντε χρησιμοποιήθηκαν διάφορες τεχνικές εμφάτνωσης (προσθήκη φαντώματος οπλισμένου σκυροδέματος, προσθήκη μεταλλικού φατνώματος, προκατασκευασμένοι κύβοι σκυροδέματος, αύξηση πάχους προϋπάρχοντος φατνώματος) και σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο (μηχανικά αγκύρια, διατμητικοί σύνδεσμοι από κονίαμα). Το πάχος του φατνώματος ήταν ίσο με το 4% του πάχους των υποστυλωμάτων. Τα δοκίμια δοκιμάστηκαν στατικά μέσω ανακυκλιζόμενων επιβαλλόμενων μετακινήσεων

29 3 στην κορυφή τους. Από τα πειραματικά αποτελέσματα προέκυψε ότι η εμφάτνωση πλαισίων με σκυρόδεμα αυξάνει σημαντικά την αντοχή και την δυσκαμψία. Η χρήση μεταλλικών συνδέσμων αυξάνει λιγότερο την αντοχή σε σύγκριση με το σκυρόδεμα, όμως αυξάνει περισσότερο την πλαστιμότητα του ενισχυμένου πλαισίου. Τέλος, προτάθηκε η σύνδεση του φατνώματος με το πλαίσιο να πραγματοποιείται σε όλη την περίμετρο. Οι Ohki and Bessho (198) διερεύνησαν πέντε μονώροφα πλαίσια ενός ανοίγματος, κλίμακας ½. Δύο δοκίμια αποτελούσαν δοκίμια αναφοράς: ένα πλαίσιο χωρίς φάτνωμα και ένα τοίχωμα με το φάτνωμα μονολιθικά σκυροδετημένο με το πλαίσιο. Ένα δοκίμιο ενισχύθηκε με μεταλλικό μανδύα στα υποστυλώματα του πλαισίου. Θεωρώντας ότι η διατμητική δύναμη που καταπονεί το φάτνωμα προκύπτει ως το άθροισμα της τέμνουσας δύναμης που μεταφέρεται από τα αγκύρια που συνδέουν το φάτνωμα με το περιβάλλον πλαίσιο και της συνισταμένης της πίεσης που ασκείται σε αυτό από τα υποστυλώματα, οι ερευνητές συμπέραναν ότι ο αρμός μεταξύ του προϋπάρχοντος πλαισίου με το φάτνωμα θα πρέπει να διαθέτει αρκετή αντοχή και πλαστιμότητα, τα άκρα των υποστυλωμάτων τα οποία καταπονούνται σε διάτμηση θα πρέπει να διαθέτουν επαρκή οπλισμό για την αποφυγή διατμητικής αστοχίας και ότι το φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος θα πρέπει να διαθέτει τέτοιο πάχος και οπλισμό ώστε να αποτρέπεται η διατμητική του αστοχία. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, δύο δοκίμια εμφατνώθηκαν με οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους ίσο με το 37.5% του πάχους των υποστυλωμάτων. Σε ένα δοκίμιο τα υποστυλώματα στα άκρα τους ενισχύθηκαν με μεταλλικό μανδύα. Η σύνδεση του φατνώματος με το πλαίσιο πραγματοποιήθηκε με μηχανικά αγκύρια. Από δοκιμές στατικά επιβαλλόμενων ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων προέκυψε ότι η εμφάτνωση του πλαισίου οδήγησε σε πενταπλασιασμό περίπου της αντοχής του, αλλά σε σύγκριση με το μονολιθικό τοίχωμα τα δοκίμια παρουσίασαν μειωμένη αντοχή και πλαστιμότητα. Οι Higashi et al (198) δοκίμασαν δέκα πλαίσια ενός ορόφου, ενός ανοίγματος κλίμακας 1/3. Για την ενίσχυση των πλαισίων χρησιμοποιήθηκαν διάφορες τεχνικές εμφάτνωσης: ένα πλαίσιο ενισχύθηκε με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος συνδεδεμένο με το πλαίσιο μόνο στις δοκούς μέσω μηχανικών αγκυρίων. Έξι πλαίσια ενισχύθηκαν με προκατασκευασμένα τεμάχια και διερευνήθηκε ο αριθμός των τεμαχίων που χρησιμοποιήθηκαν, η σύνδεση τους με το πλαίσιο αλλά και μεταξύ των τεμαχίων, η ύπαρξη ή όχι ανοιγμάτων. Τέλος, ένα δοκίμιο ενισχύθηκε με μεταλλικούς συνδέσμους, ένα με μεταλλικό πλαίσιο και ένα με μεταλλικό δικτύωμα. Επίσης δοκιμάστηκαν δύο πλαίσια αναφοράς, ένα χωρίς ενίσχυση και ένα τοίχωμα μονολιθικά σκυροδετημένο. Σε όλα τα

30 4 πλαίσια παρατηρήθηκε αύξηση η της αντοχής σε σχέση με το πλαίσιο αναφοράς, αλλά η τελική αντοχή ήταν μικρότερη από εκείνη του μονολιθικού τοιχώματος. Τα πλαίσια που εμφατνώθηκαν με οπλισμένο σκυρόδεμα και εκείνα με προκατασκευασμένα τεμάχια χωρίς ανοίγματα παρουσίασαν την μεγαλύτερη αύξηση της αντοχής. Οι Higashi et al (1984), λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα της έρευνας των Higashi et al (198) ερεύνησαν πειραματικά τη αποτελεσματικότητα 6 εκ των τεχνικών ενίσχυσης που στην προγενέστερη έρευνα έδειξαν την καλύτερη δυνατή συμπεριφορά σε όρους αντοχής ή πλαστιμότητας, σε πλαίσια ενός ανοίγματος κλίμακας 1/7 αλλά τριών ορόφων. Κατασκευάστηκαν οκτώ δοκίμια: δύο δοκίμια αναφοράς (ένα πλαίσιο χωρίς ενίσχυση και ένα μονολιθικά σκυροδετημένο τοίχωμα), ένα πλαίσιο ενισχυμένο με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος πάχους ίσο με το 7% του πάχους των υποστυλωμάτων, τρία πλαίσια ενισχυμένα με προκατασκευασμένα τεμάχια σκυροδέματος, ένα πλαίσιο με μεταλλικούς συνδέσμους και ένα πλαίσιο με μεταλλικό πλαίσιο. Όπως και στην έρευνα των Higashi et al (198) το ενισχυμένο με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος πλαίσιο εμφάνισε τη μεγαλύτερη αύξηση στην αρχική πλευρική δυσκαμψία σε σχέση με το αρχικό πλαίσιο και με όλες τις άλλες τεχνικές ενίσχυσης. Όμως, λόγω του μεγαλύτερου λόγου διάτμησης τα τριώροφα δοκίμια αστόχησαν λόγω κάμψης σε αντίθεση με τα μονώροφα δοκίμια της προηγούμενης έρευνας που είχαν αστοχήσει σε διάτμηση. Οι Aoyama et al (1984) διερεύνησαν πειραματικά την απόκριση δώδεκα πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος ενισχυμένων με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος. Όλα τα δοκίμια ήταν πλαίσια ενός ανοίγματος, ενός ορόφου κλίμακας 1/3. Διερευνήθηκε η επιρροή της περίσφιγξης του φατνώματος από το περιβάλλον πλαίσιο, η επιρροή της ύπαρξης ανοιγμάτων στο πλαίσιο καθώς επίσης και η επιρροή της μεθόδου σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο. Σε όλα τα δοκίμια το πάχος του φατνώματος ήταν ίσο με το 5% του πάχους των υποστυλωμάτων. Για την σύνδεση του φατνώματος με το πλαίσιο χρησιμοποιήθηκαν μηχανικά και χημικά αγκύρια. Η συμπεριφορά όλων των δοκιμίων ήταν διατμητική. Από τα πειραματικά αποτελέσματα προέκυψε ότι η περίσφιγξη του φατνώματος οδηγεί σε αύξηση της διατμητικής αντοχής. Τα ενισχυμένα πλαίσια μπορεί να αστοχήσουν λόγω ολίσθησης στην διεπιφάνεια παλαιού και νέου σκυροδέματος όμως σε μεγάλες τιμές πλαστιμότητας. Η συμπεριφορά των χημικών αγκυρίων απεδείχθη ανώτερη από αυτή των μηχανικών αγκυρίων κυρίως για εφελκυστική ένταση. Συνοπτικά οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στην Ιαπωνία (Sugano and Fugimura 198, Ohki and Bessho 198, Higashi et al 198, Higashi et al 1984, Aoyama et al 1984,

31 5 Sugano et al 199, Sugano 27) αφορούσαν κυρίως μονώροφα τοιχώματα εμφατνωμένα σε πλαίσια ενός ανοίγματος, τα οποία συγκρίθηκαν με γεωμετρικώς ίδιο μονολιθικό δοκίμιο (στο οποίο, πλαίσιο και τοίχωμα σκυροδετήθηκαν μαζί). Το πάχος του εμφατνωμένου τοιχώματος ήταν από 26% έως 6% του πλάτους των μελών του πλαισίου. Η σύνδεση του τοιχώματος με το περιβάλλον πλαίσιο έγινε με αγκύρια πακτωμένα με εποξειδική ρητίνη, ή με μηχανικά μέσα. Σε λίγες περιπτώσεις απλώς αυξήθηκε κατά 1% ή 15% το πάχος προϋπάρχοντος λεπτού τοιχώματος, χωρίς άμεση σύνδεση του νέου τοιχώματος με το περιβάλλον πλαίσιο. Όλα τα δοκίμια αστόχησαν διατμητικά. Όταν η σύνδεση πραγματοποιήθηκε με χημικά αγκύρια, η τέμνουσα αντοχής ήταν κατά μέσο όρο το 87% αυτής του μονολιθικού δοκιμίου, ενώ η παραμόρφωση αστοχίας ήταν κατά 55% μεγαλύτερη αυτής του μονολιθικού. Όταν η σύνδεση πραγματοποιήθηκε με μηχανικά μέσα, η τέμνουσα αντοχής ήταν το 8% αυτής του μονολιθικού και η παραμόρφωση αστοχίας ήταν ίση με το 115% αυτής του μονολιθικού. Για αύξηση του πάχους προϋπάρχοντος τοιχώματος, η αντοχή ήταν κατά μέσο όρο το 92% αυτής του ομοίου μονολιθικού Πρόσφατα, στην Τουρκία έχει διεξαχθεί σειρά ερευνητικών εργασιών σε εμφατνούμενα πλαίσια. Οι Altin et al (1992) διερεύνησαν την συμπεριφορά 14 διώροφων πλαισίων ενός ανοίγματος. Σε όλα τα δοκίμια τοποθετήθηκε το ίδιο ποσοστό οπλισμού σε τέσσερις διαφορετικές διατάξεις, το πάχος του φατνώματος ήταν ίσο με το 34% του πάχους των υποστυλωμάτων του πλαισίου, ενώ: 1. σε τρία δοκίμια τοποθετήθηκαν διαγώνιες ράβδοι οπλισμού οι οποίες συγκολλήθηκαν με τις ράβδους του πλαισίου. 2. σε δύο δοκίμια οι κατακόρυφες ράβδοι είχαν ματιστεί με χημικά αγκύρια πακτωμένα στις δοκούς ενώ οι οριζόντιες ράβδοι συγκολλήθηκαν στις ράβδους του πλαισίου. 3. σε τρία δοκίμια είχαν τοποθετηθεί ράβδοι οπλισμού κοντά στην διεπιφάνεια φατνώματος πλαισίου οι οποίες συγκολλήθηκαν στις ράβδους του πλαισίου, ενώ σε ένα πλαίσιο δεν είχε ληφθεί κανένα μέτρο σύνδεσης του φατνώματος με το πλαίσιο. Όλα τα δοκίμια αστόχησαν σε συνδυασμό κάμψης και διατμητικής ολίσθησης, ενώ η αντοχή και η πλευρική δυσκαμψία των εμφατνωμένων πλαισίων ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή του πλαισίου χωρίς ενίσχυση. Οι Canbay et al (23) μελέτησαν την επιρροή της ενίσχυσης μέσω εμφάτνωσης με οπλισμένο σκυρόδεμα στην απόκριση πλαισίου οπλισμένου σκυροδέματος με

32 6 προγενέστερη βλάβη. Ένα διώροφο πλαίσιο τριών ανοιγμάτων και κλίμακας 1/3 υποβλήθηκε σε ανακυκλιζόμενες μετακινήσεις στην κορυφή του. Στην συνέχεια το κεντρικό πλαίσιο εμφατνώθηκε με οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους ίσο με το 64% του πάχους των υποστυλωμάτων. Το φάτνωμα συνδέθηκε με το πλαίσιο μέσω ράβδων οπλισμού πακτωμένων στο πλαίσιο μέσω ρητίνης σε όλη την περίμετρό του. Η αρχική δυσκαμψία του ενισχυμένου πλαισίου ήταν περίπου 15 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αρχικού πλαισίου. Ωστόσο, ένα συμπέρασμα της έρευνας ήταν ότι για να μπορέσει το τοίχωμα (περιβάλλον πλαίσιο και φάτνωμα) να αναπτύξει όλη την διαθέσιμη αντοχή του θα πρέπει να ενισχύονται μερικώς τα υποστυλώματα (π.χ. μέσω μανδύα) στην περίπτωση όπου το μήκος μάτισης των ράβδων οπλισμού είναι ανεπαρκές. Οι Sonuvar et al (24) διερεύνησαν την απόκριση πέντε εμφατνωμένων πλαισίων δύο ορόφων, ενός ανοίγματος και κλίμακας 1/3. Τα πλαίσια είχαν πριν την ενίσχυση υποβληθεί σε ιστορία ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων στην κορυφή τους έως την πρόκληση επαρκούς βλάβης στο πλαίσιο. Η σύνδεση του πλαισίου με το φάτνωμα έγινε μέσω περιμετρικών βλήτρων πακτωμένων με ρητίνη στο πλαίσιο. Το πάχος του φατνώματος ήταν ίσο με το 33% του πάχους των υποστυλωμάτων. Σε δύο από τα πέντε συνολικά πλαίσια δεν πραγματοποιήθηκε άλλη εργασία αποκατάστασης ανεπαρκειών του πλαισίου, ενώ στα υπόλοιπα τρία ελήφθησαν μέτρα αποκατάστασης του ανεπαρκούς μήκους μάτισης του οπλισμού των υποστυλωμάτων στην βάση του κάθε ορόφου. Σε ένα δοκίμιο τοποθετήθηκε μεταλλικός τρίπλευρος μανδύας στην περιοχή της μάτισης. Σε ένα δοκίμιο δημιουργήθηκαν εσωτερικά των υποστυλωμάτων του πλαισίου νέα υποστυλώματα ίδιου πλάτους με το πλάτος των υφιστάμενων υποστυλωμάτων, οπλισμένα με τέσσερις γωνιακές ράβδους οπλισμού και πυκνούς κλειστούς συνδετήρες. Σε ένα δοκίμιο τοποθετήθηκαν στα άκρα του φατνώματος δύο ράβδοι οπλισμού περιβαλλόμενες από ανοιχτούς τρίπλευρους συνδετήρες. Όλα τα δοκίμια συμπεριφέρθηκαν ως μονολιθικά. Η αστοχία επήλθε με ρηγμάτωση στη διατομή τερματισμού των βλήτρων στη βάση του δοκιμίου (όπου και η ροπή αντοχής ήταν μικρότερη). Αναφέρεται ότι η αντοχή των ενισχυμένων δοκιμίων αυξήθηκε έως και 24 φορές σε σχέση με την αντοχή του αρχικού φορέα, ενώ η δυσκαμψία αυξήθηκε έως και 29 φορές. Οι Altin et al (28) μελέτησαν πειραματικά την συμπεριφορά 6 πλαισίων δύο ορόφων ενός ανοίγματος, κλίμακας 1/3, δύο εκ των οποίων αποτελούσαν δοκίμια αναφοράς. Τα υπόλοιπα τέσσερα πλαίσια ενισχύθηκαν με φάτνωμα οπλισμένου σκυροδέματος πάχους ίσο με το 3% του πάχους των υποστυλωμάτων, η σύνδεση του

33 7 οποίου πλαισίου πραγματοποιήθηκε περιμετρικά μέσω βλήτρων πακτωμένων στο πλαίσιο με ρητίνη. Σε ένα δοκίμιο δεν έγινε καμία προσπάθεια αποκατάστασης του ανεπαρκούς μήκους μάτισης των ράβδων των υποστυλωμάτων του πλαισίου, ενώ στα υπόλοιπα εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές όπως συγκόλληση των ράβδων των υποστυλωμάτων, δημιουργία νέων υποστυλωμάτων στα άκρα του φατνώματος συνδεδεμένα με τα υφιστάμενα υποστυλώματα, δημιουργία ενισχυμένης ζώνης στα άκρα του φατνώματος. Όλα τα δοκίμια συμπεριφέρθηκαν ως μονολιθικά ενώ δεν παρατηρήθηκε αποκόλληση ή ολίσθηση των βλήτρων. Όπως και στην εργασία των Sonuvar et al (24) η αστοχία επήλθε στην διατομή όπου τερματίζονται τα βλήτρα της βάσης των δοκιμίων. Το δοκίμιο το οποίο δεν είχε ενισχυθεί στην περιοχή της μάτισης αστόχησε λόγω ολίσθησης των ράβδων του υποστυλώματος. Τα υπόλοιπα δοκίμια αστόχησαν λόγω ολίσθησης στην προαναφερθείσα ρωγμή. Όλα τα δοκίμια παρουσίασαν μεγάλη αύξηση της αντοχής και της δυσκαμψίας σε σχέση με το δοκίμιο αναφοράς, ακόμα και στην περίπτωση όπου δεν έχει αποκατασταθεί τοπικά το ανεπαρκές μήκος μάτισης στην βάση των υφιστάμενων υποστυλωμάτων. Συνολικά, οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στην Τουρκία (Altin et al 1992, Canbay et al 23, Erdem et al 26, Sonuvar et al 24, Kara et al 26, Anil et l 27, Altin et al 28, Teymur et al 28) αποτελούνταν από μονώροφα και διώροφα πλαίσια κλίμακας κυρίως 1/3. Το πάχος του φατνώματος κυμαινόταν μεταξύ του 1/4 και του 1/3 του πάχους των υφιστάμενων πλαισίων. Το φάτνωμα συνδεόταν περιμετρικά με το περιβάλλον πλαίσιο μέσω βλήτρων πακτωμένων στο πλαίσιο με εποξειδική ρητίνη, εκτός από ένα δοκίμιο (Teymur et al, 28) όπου υπήρχε κενό με τα υποστυλώματα και ένα δοκίμιο (Altin et al 1992) όπου το φάτνωμα ήταν σε απλή επαφή με το πλαίσιο. Επίσης διερευνήθηκε και η περίπτωση συγκόλλησης των ράβδων του φατνώματος με αυτές του πλαισίου (Altin et al, 1992). Μόνο στην έρευνα των Erdem et al (26) η αστοχία θα μπορούσε να χαρακτηριστεί καμπτική. Στις υπόλοιπες έρευνες τα μονώροφα δοκίμια αστόχησαν διατμητικά, ενώ τα διώροφα αστόχησαν από συνδυασμό κάμψης και διατμητικής ολίσθησης. Η πειραματική έρευνα στις ΗΠΑ είναι περιορισμένη, εστιάζεται δε σε τοιχώματα αποτελούμενα από προκατασκευασμένα τεμάχια διαφόρων μεγεθών. Εξαίρεση αποτελεί το μονώροφο πλαίσιο ενός ανοίγματος των Pulido et al (24) κλίμακας 1:4, με τοίχωμα πάχους ίσο με το μισό του πλάτους των στοιχείων του πλαισίου και σύνδεση μόνον κατά τις τρεις πλευρές στην πάνω πλευρά υπήρχε σημαντικό κενό με τον πυθμένα της δοκού.

34 8 Ιδιαίτερα αξίζει να τονισθεί η πρωτοποριακή έρευνα των Klingner and Bertero (1978) σε τοιχοπληρωμένα πλαίσια. Παρόλο που το δοκίμιό τους κλίμακας 1:3 είχε μόνο ένα άνοιγμα και 3 ορόφους, το πείραμα αναπαρήγαγε τις συνθήκες σεισμικής έντασης στους κατώτερους 3 ορόφους και στο ακραίο από τα 3 ανοίγματα 11-όροφου κτιρίου, καθότι στην κορυφή του δοκιμίου ασκούνταν και κατακόρυφες ανακυκλιζόμενες δυνάμεις εφελκυσμού ή θλίψης ανάλογες της οριζόντιας (τέμνουσας) δύναμης. Η πλήρωση έγινε με οπτόπλινθους ή τσιμεντόπλινθους πάχους ίσου με το 1/3 του πλάτους υποστυλωμάτων ή 5% αυτού των δοκών, με οπλισμούς και κατά τις δύο διευθύνσεις οι οποίοι υπερκαλύπτονταν με αγκύρια πακτωμένα στο περιβάλλον πλαίσιο. Δεδομένου μάλιστα ότι οι οπές των πλίνθων πληρώθηκαν με τσιμεντοκονίαμα, θα μπορούσε να θεωρηθεί ότι η τοιχοπλήρωση ήταν ισοδύναμη με εμφατνωμένο τοίχωμα σκυροδέματος χαμηλής θλιπτικής αντοχής. Η συμπεριφορά όμως τελικώς προσομοίαζε περισσότερο αυτής τοιχοπληρωμένου πλαισίου, καθότι σχηματίσθηκε σαφής διαγώνιος θλιπτήρας, η τοιχοπλήρωση αποκολλήθηκε από το πλαίσιο και τελικώς αστόχησαν τα μέλη του πλαισίου σε συνδυασμό κάμψης, αξονικής δύναμης και τέμνουσας.

35 9 Πίνακας 1-1: Σύνοψη των μέχρι σήμερα πειραματικών ερευνών σε εμφατνωμένα πλαίσια Ερευνητής Δοκίμιο Κλίμακα Αριθμός ορόφων Είδος έντασης Εμφάτνωση Πάχος - % πάχους δοκού Σύνδεση με πλαίσιο Αστοχία Sugano and Fujimura (198) Ohki and Bessho (198) 1 1: :2 1 Higashi et al (198) 1 1:3 1 Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 2. μεταλλικό φάτνωμα 3. προκ/να στοιχεία 4. αύξηση πάχους προϋπάρχοντας φατνώματος 5. μεταλλικό δικτύωμα 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 2. με προκ/να στοιχεία 3. μεταλλικό πλαίσιο 4. μεταλλικό δικτύωμα 5. μεταλλικοί σύνδεσμοι 4% Μηχανικά αγκύρια Διατμητικοί σύνδεσμοι Διατμητική 37.5% Μηχανικά αγκύρια Διατμητική 37.5 Σύνδεση στις δοκούς με μηχανικά αγκύρια Διατμητική Higashi et al (1984), 6 1:7 3 Aoyama et al (1984) 12 1:3 1 Altin et al (1992) 14-2 Canbay et al (23) 1 1:3 2 Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 2. προκ/να στοιχεία 3. μεταλλικό πλαίσιο 4. μεταλλικοί σύνδεσμοι 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 37.5% 5% 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 3% Σύνδεση στις δοκούς με μηχανικά αγκύρια Μηχανικά αγκύρια Χημικά αγκύρια Χημικά αγκύρια Συγκόλληση ράβδων Απλή επαφή 1. οπλισμένο σκυρόδεμα 64% Χημικά αγκύρια Καμπτική Διατμητική Κάμπτική - διατμητική ολίσθηση Αστοχία μάτισης υποστυλωμάτων

36 1 Πίνακας 1-1 (Συνέχεια): Σύνοψη των μέχρι σήμερα πειραματικών ερευνών σε εμφατνωμένα πλαίσια Ερευνητής Δοκίμιο Κλίμακα Αριθμός ορόφων Είδος έντασης Εμφάτνωση Πάχος - % πάχους δοκού Σύνδεση με πλαίσιο Αστοχία Sonuvar et al (24) 5 1:3 2 Erdem et al (26) 2 1:3 2 Kara et al (26) 7 1:3 2 Anil et l (27) 9 1:3 1 Altin et al (28) 6 1:3 2 Teymur et al (28) 3-1 Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική Στατική κυκλική 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 3% Χημικά αγκύρια 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 2. Τοιχοποιία ενισχυμένη με FRP 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 2. Οπλισμένο σκυρόδεμα με παρουσία ανοίγματος 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 2. Οπλισμένο σκυρόδεμα με παρουσία ανοίγματος Διατμητική ολίσθηση 64% Χημικά αγκύρια Καμπτική 5% Χημικά αγκύρια Διατμητική, διατμητική ολίσθηση 3% Χημικά αγκύρια Διατμητική 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 3% Χημικά αγκύρια Διατμητική 1. Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα 2% Pulido et al (24) 1 1:4 1 Δυναμική 1. Οπλισμένο σκυρόδεμα 5% Klingner and Bertero (1978) 1 1:3 3 Στατική κυκλική Με τσιμεντόπλινθους 5% Αγκύρια Σύνδεση στις δοκούς με χημικά αγκύρια, κενό μεταξύ φατνώματος - υποστυλωμάτων Χημικά αγκύρια, κενό μεταξύ φατνώματος δοκού οροφής Διατμητική Διατμητική Αστοχία διαγώνιου θλιπτήρα

37 ΣΚΟΠΟΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ Η παραπάνω επισκόπηση δείχνει ότι η μέχρι σήμερα πειραματική έρευνα περιορίζεται σε μονώροφα και διώροφα δοκίμια μικρής κλίμακας (συνήθως 1:3 ή και μικρότερη). Εν τούτοις, τα πρόσθετα εμφατνωμένα τοιχώματα, αποτελώντας τον πιο ισχυρό τρόπο ενίσχυσης, δεν χρησιμοποιούνται σε μονώροφα ή διώροφα κτίρια, αλλά μόνο σε πολυώροφα. Σε πολυώροφα όμως τοιχώματα δεν ισχύουν τα συμπεράσματα δοκιμών μονώροφων τοιχωμάτων επειδή τα τελευταία έχουν χαμηλό λόγο διάτμησης και η συμπεριφορά και η αστοχία τους κυριαρχείται από διάτμηση. Αντίθετα, πολυώροφα, λυγηρά τοιχώματα ελέγχονται από κάμψη με αποτέλεσμα να είναι εφικτή η διαστασιολόγησή τους έτσι ώστε να σχηματιστεί πλαστική άρθρωση στη βάση τους. Επιπλέον, κοινό στοιχείο των προγενέστερων ερευνών είναι το μικρό πάχος του φατνώματος σε σχέση με το πάχος των υφιστάμενων υποστυλωμάτων/δοκών του πλαισίου το οποίο οδηγεί το φάτνωμα σε αστοχία από διαγώνια θλίψη. Επιπρόσθετα, όλες οι μέχρι τώρα δοκιμές έχουν βασισθεί σε επιβολή ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων στην κορυφή τους με αποτέλεσμα να μην αναπαριστώνται οι ανώτερες ιδιομορφές ταλάντωσης παρά το ότι όπως έχει αποδειχθεί αναλυτικά (Eibl and Keintzel, 1988) οι τελευταίες μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση των τεμνουσών στους ανώτερους ορόφους. Επίσης, σε καμία προγενέστερη έρευνα δε λαμβάνεται υπόψη η αλληλεπίδραση του εμφατνωμένου τοιχώματος με τον υπόλοιπο πλαισιακό φορέα. Στο επίπεδο των κανονισμών, ο Ευρωκώδικας 8 Μέρος 1-3 (ΕΝ ) ο οποίος αποτελεί τον πιο σύγχρονο κανονισμό και καλύπτει πλήρως άλλες τεχνικές ενίσχυσης (π.χ. χρήση ΙΟΠ), δεν αναφέρεται καθόλου στην προσθήκη εμφατνωμένων τοιχωμάτων. Ο Καν.Επε. (Καν.Επε, 21) αναφέρεται κυρίως στη διαστασιολόγηση των τοιχωμάτων αυτών σε όρους δυνάμεων, χωρίς όμως να δίνει μέσα για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών τους παραμορφώσεων (στη διαρροή και στην αστοχία) και της δυσκαμψίας τους, εάν το εμφατνωμένο τοίχωμα δεν μπορεί να θεωρηθεί μονολιθικό με το περιβάλλον πλαίσιο. Επιπλέον, η μεθοδολογία σχεδιασμού που προτείνεται βασίζεται στη δημιουργία διαγώνιου θλιπτήρα, προσομοίωση η οποία προέρχεται από την απόκριση τοιχοπληρωμένων πλαισίων και δεν έχει αποδειχθεί επαρκώς πειραματικά.

38 12 Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να καλύψει το κενό που παρατηρείται στη διερεύνηση πλαισίων ενισχυμένων με εμφατνούμενα τοιχώματα και ειδικότερα: τη συμπεριφορά κτιρίων άνω των δύο ορόφων στα οποία αναμένεται να είναι σημαντική η επαύξηση των τεμνουσών μετά τη διαρροή των οπλισμών σε κάμψη τη σύνδεση της εμφάτνωσης με το περιβάλλον πλαίσιο τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών παραμορφώσεων στη διαρροή και την αστοχία πλαισίων που πληρούνται με οπλισμένο σκυρόδεμα τον αναλυτικό προσδιορισμό της απόκρισης μέσω μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων.

39 13 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 2.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η πειραματική και αναλυτική διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης εμφατνωμένων πολυώροφων πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος. Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο τρία δοκίμια κλίμακας 3:4, τα οποία θεωρείται ότι αποτελούν τμήμα πολυώροφης κατασκευής. Στο κεφάλαιο αυτό περιγράφονται η πλήρους κλίμακας (πρωτότυπη) κατασκευή, καθώς επίσης και ο υπό κλίμακα φορέας που κατασκευάστηκε στο εργαστήριο. Επίσης, περιγράφονται η πειραματική διάταξη και οι μετρητικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν κατά τις πειραματικές δοκιμές ΠΡΩΤΟΤΥΠΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Η πρωτότυπη κατασκευή χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό των διαστάσεων και των οπλισμών των δοκιμίων που κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο. Ως πρωτότυπη κατασκευή θεωρήθηκε 4-όροφος φορέας οπλισμένου σκυροδέματος με ύψος ορόφου 3m, τρία κανονικά ανοίγματα μήκους 6m στη διαμήκη διεύθυνση και τρία ανοίγματα των 3., 2.5 και 3. μέτρων αντίστοιχα στην εγκάρσια (Σχήμα 2-1). Τα υποστυλώματα του φορέα είναι διαστάσεων.25m x.4m (η μεγάλη διάσταση παράλληλη στη διαμήκη διεύθυνση του φορέα), ενώ οι δοκοί είναι διαστάσεων.25m x.5m. Το κεντρικό άνοιγμα στην εγκάρσια διεύθυνση (μήκους 2.5m) των δύο εξωτερικών πλαισίων θα εμφατνωθεί με οπλισμένο σκυρόδεμα. Τα χαρακτηριστικά του φορέα προσομοιάζουν εκείνα υφιστάμενων κατασκευών κατασκευασμένων με τις πρακτικές προ του 1984, δηλαδή, οι συνδετήρες είναι αραιά τοποθετημένοι και κατασκευασμένοι με άγκιστρα 9 ο, οι οπλισμοί είναι τοποθετημένοι με μικρό πάχος επικάλυψης, οι ματίσεις των διαμήκων ράβδων υποστυλωμάτων πραγματοποιούνται στην βάση τους με ανεπαρκές μήκος, ο διαμήκης οπλισμός αποτελείται από νευροχάλυβα S4 και ο εγκάρσιος από λείο χάλυβα S22. Συγκεκριμένα, ο διαμήκης οπλισμός των υποστυλωμάτων αποτελείται από 4Φ2 από χάλυβα S4 και ο εγκάρσιος από Φ8/2 από χάλυβα S22, με επικάλυψη 15mm. Ο

40 14 διαμήκης οπλισμό των υποστυλωμάτων ματίζεται στις βάσεις των ορόφων με μήκος μάτισης ίσο με 28Φ. Στις δοκούς ο οπλισμός πάνω και κάτω πέλματος αποτελείται από 4Φ12 και ο εγκάρσιος από Φ8/15 (Σχήμα 2-2). Οι πλάκες έχουν πάχος 15mm και ο οπλισμός τους αποτελείται από Φ1/15 και Φ1/1 στο πάνω και στο κάτω πέλμα αντίστοιχα. Σχήμα 2-1: Πρωτότυπη κατασκευή σε φυσική κλίμακα Σχήμα 2-2: Λεπτομέρειες όπλισης των υποστυλωμάτων στην βάση των ορόφων (αριστερά) και των δοκών (δεξιά) του πρωτότυπου φορέα

41 ΦΟΡΕΑΣ ΥΠΟ ΚΛΙΜΑΚΑ Με βάση τους εργαστηριακούς περιορισμούς οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε δοκίμια υπό κλίμακα 1:¾. Η τελική γεωμετρία καθώς επίσης και ο οπλισμός του προς δοκιμή φορέα προέκυψε από την πρωτότυπη κατασκευή εφαρμόζοντας τις αρχές της διαστατικής ανάλυσης. Θέτοντας ως συντελεστή κλίμακας μήκους πρωτότυπης προς υπό κλίμακα κατασκευή S L = 4/3, ο υπό κλίμακα φορέας προκύπτει να αποτελείται από τέσσερα επάλληλα τετραώροφα πλαίσια τριών ανοιγμάτων, με αξονικές αποστάσεις μεταξύ των πλαισίων 4.5m και ύψος ορόφου 2.25m (Σχήμα 2-3). Τα δύο εξωτερικά ανοίγματα κάθε πλαισίου είναι 2.25m και το κεντρικό άνοιγμα (το οποίο και θα εμφατνωθεί) 1.9m. Τα υποστυλώματα έχουν διαστάσεις.3m x.19m, οι δοκοί.38m x.19m και οι πλάκες έχουν πάχος.12m. Τελικά τα προκύπτοντα τοιχώματα (συμπεριλαμβανομένων των υφιστάμενων υποστυλωμάτων) έχουν διαστάσεις διατομής 2.2m x.19m. Σχήμα 2-3: Φορέας υπό κλίμακα ¾ Ο οπλισμός του υπό κλίμακα φορέα προέκυψε επίσης με βάση τις αρχές της διαστατικής ανάλυσης. Με δεδομένη την αδυναμία εύρεσης οπλισμού κατηγορίας S4, ο υπολογισμός των οπλισμών του υπό κλίμακα φορέα βασίσθηκε σε αναγωγή σε χάλυβα ποιότητας B5C. Διατηρώντας ίσα τα μηχανικά ποσοστά διαμήκων και εγκάρσιων

42 16 οπλισμών στο πρωτότυπο και στον υπό κλίμακα φορέα προκύπτει ότι στα υποστυλώματα ο διαμήκης οπλισμός αποτελείται από 4Φ14 κατηγορίας Β5C. Οι συνδετήρες αποτελούνται από λείο χάλυβα S22 διαμέτρου Φ6/15mm. Στη βάση κάθε ορόφου οι διαμήκεις ράβδοι των υποστυλωμάτων ματίζονται σε μήκος 34Φ (48mm), το οποίο υπολογίζεται από το μήκος μάτισης των ράβδων του πρωτότυπου φορέα (28Φ) με αναγωγή από S4 σε B5C. Η επικάλυψη των οπλισμών είναι 1mm. Στο πάνω και κάτω πέλμα των δοκών τοποθετούνται 2Φ16 και 2Φ12, αντίστοιχα, ποιότητας Β5c. Στο υπό κλίμακα δοκίμιο δεν συμπεριελήφθη η πλάκα ή τμήμα της αλλά η συνεισφορά της στην απόκριση του δοκιμίου, κυρίως μέσω αύξησης της ροπής αντοχής στη στήριξη των δοκών λόγω συνεισφοράς του παράλληλου στη δοκό οπλισμού πλάκας, ελήφθη υπόψη με τοποθέτηση ράβδων 2Φ12 σε απόσταση 1mm από το πάνω πέλμα. Ο εγκάρσιος οπλισμός των δοκών αποτελείται από συνδετήρες Φ6/12mm, λείου χάλυβα κατηγορίας S22. Όλοι οι συνδετήρες τόσο των υποστυλωμάτων όσο και των δοκών αγκυρώνονται με άγκιστρα 9 ο.

43 17 (α) (β) (γ) (δ) Σχήμα 2-4: Λεπτομέρειες όπλισης: (α) των υποστυλωμάτων στην βάση ορόφων, (β) των υποστυλωμάτων, (γ) των δοκών, (δ) της περιοχής ματίσεων Πίνακας 2-1: Διαστάσεις πρωτότυπου και υπό κλίμακα φορέα Πρωτότυπος φορέας Φορέας υπό κλίμακα Ύψος ορόφου 3. m 2.25 m Διαστάσεις υποστυλωμάτων.4m x.25m.3m x.19m Διαστάσεις δοκών.5m x.25m.38m x.25m Διαστάσεις ανοίγματος προς εμφάτνωση 2.1m x 2.5m 1.6m x 1.87m

44 18 Πίνακας 2-2: Οπλισμοί πρωτότυπου και υπό κλίμακα φορέα Πρωτότυπος φορέας Φορέας υπό κλίμακα Διαμήκης οπλισμοί υποστυλωμάτων 4Φ2, S4 4Φ14, B5C Μήκος μάτισης 28Φ 34Φ Εγκάρσιοι οπλισμοί υποστυλωμάτων Φ8/2, S22 Φ6/15, S22 Διαμήκης οπλισμοί δοκών άνω πέλματος 4Φ12, S4 Οπλισμός πλακών άνω πέλματος Φ1/15, S4 (5Φ1) 2Φ16, B5C Διαμήκης οπλισμοί δοκών κάτω πέλματος 4Φ12, S4 2Φ12, B5C Φ1/1, S4 (7Φ1) σε Οπλισμός πλακών κάτω 2Φ12, B5C σε απόσταση απόσταση 125mm από το άνω πέλματος 1mm από το άνω πέλμα πέλμα Εγκάρσιοι οπλισμοί δοκών Φ8/15, S22 Φ6/12, S22

45 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ Περιγραφή πειραματικής διάταξης Το εργαστήριο Κατασκευών, όπου και πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές, αποτελείται από ισχυρό δάπεδο και δύο τοίχους αντίδρασης ύψους 5.5 m ο καθένας. Λόγω του μεγάλου ύψους του δοκιμίου (9m) επιλέχθηκε οι δοκιμές να πραγματοποιηθούν με αυτό σε οριζόντια θέση. Η βάση του τοιχώματος αγκυρώνεται στον ένα τοίχο αντίδρασης με 12 ράβδους προέντασης Φ36mm, κάθε μια εκ των οποίων προεντείνεται με δύναμη 3 kn έτσι ώστε να εξασφαλιστούν συνθήκες πάκτωσης στην βάση του δοκιμίου. Για να εξασφαλιστεί ότι το τοίχωμα δεν κάμπτεται εκτός επιπέδου, λόγω του ίδιου βάρους του, χρησιμοποιούνται 8 αμφιαρθρωτές ράβδοι στήριξης (ανά δύο στα ύψη των ορόφων). Οι ράβδοι στήριξης αφενός πακτώνονται στο δάπεδο του εργαστηρίου και αφετέρου αγκυρώνονται στο δοκίμιο σε κάθε κόμβο υποστυλώματος δοκού. Το ύψος των ράβδων στήριξης προσδιορίστηκε έτσι ώστε η εκτός επιπέδου μετακίνηση του τοιχώματος κατά τη διάρκεια της δοκιμής να είναι αμελητέα. Τελικά το δοκίμιο τοποθετείται σε ύψος 1.25m από το δάπεδο (Σχήμα 2-5). Σχήμα 2-5: Αμφιαρθρωτές στηρίξεις δοκιμίου Οι μετακινήσεις επιβάλλονται στα ύψη των ορόφων μέσω τεσσάρων σερβουδραυλικών εμβόλων. Τα έμβολα των δύο πρώτων ορόφων αγκυρώνονται στον

46 2 εγκάρσιο τοίχο αντίδρασης, ενώ τα άλλα δύο αγκυρώνονται σε ανεξάρτητες βάσεις από οπλισμένο σκυρόδεμα διαστάσεων 2.m x 2.5m x 1.75m οι οποίες και πακτώνονται στο ισχυρό δάπεδο (Σχήμα 2-6). Σχήμα 2-6: Βάσεις στήριξης εμβόλων Το αξονικό φορτίο επιβάλλεται στο δοκίμιο μέσω τεσσάρων υδραυλικών γρύλλων στην κορυφή του δοκιμίου, επενεργώντας σε δύο μεταλλικές κοιλοδοκούς οι οποίες μεταφέρουν την αντίδραση στον τοίχο αντίδρασης μέσω τεσσάρων ράβδων προέντασης (παράλληλα στον άξονα των υποστυλωμάτων). Με τον τρόπο αυτό το αξονικό φορτίο προκύπτει ίδιο σε όλους τους ορόφους.

47 21 Σχήμα 2-7: Τρισδιάστατη απεικόνιση πειραματικής διάταξης Δ Ν Β Α Σχήμα 2-8: Κάτοψη πειραματικής διάταξης

48 22 Σχήμα 2-9: Πλάγια όψη πειραματικής διάταξης Σύστημα μετρήσεων Κατά την διάρκεια των δοκιμών καταγράφονται βασικές παράμετροι της απόκρισης του δοκιμίου καθώς επίσης και στοχευμένες μετρήσεις για τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο. Συνολικά χρησιμοποιούνται 96 αισθητήρες πλέον των τεσσάρων δυναμοκυψελών προσαρμοσμένων στα έμβολα, για τη μέτρηση των δυνάμεων επαναφοράς του δοκιμίου και των τεσσάρων αισθητήρων μετακίνησης τοποθετημένων σε ανεξάρτητο σύστημα στήριξης για τη μέτρηση των μετατοπίσεων στις στάθμες των ορόφων. Για την μέτρηση της διατμητικής παραμόρφωσης σε κάθε όροφο τοποθετείται ζεύγος επιμηκυνσιομέτρων τοποθετημένων διαγωνίως και στηριζόμενων στο κέντρο των κόμβων. Για τη μέτρηση της αξονικής παραμόρφωσης των υποστυλωμάτων του περιβάλλοντος πλαισίου χρησιμοποιούνται 8 επιμηκυνσιόμετρα τύπου ποτενσιομέτρων, ένα σε κάθε υποστύλωμα και συνδεδεμένα με το δοκίμιο στο κέντρο των κόμβων (Σχήμα 2-1, Σχήμα 2-11, Σχήμα 2-12, Σχήμα 2-13). Για τη μέτρηση της στροφής της κρίσιμης περιοχής του τοιχώματος χρησιμοποιούνται 5 ζεύγη επιμηκυνσιομέτρων εκατέρωθεν του τοιχώματος σε απόσταση 45mm, 9 mm, 135 mm, 18 mm και 27mm από τη βάση του δοκιμίου (Σχήμα 2-1, Σχήμα 2-11). Κύρια παράμετρος των δοκιμών είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς και της επάρκειας της μεθόδου σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται συνολικά 56 αισθητήρες για μετρήσεις που χαρακτηρίζουν την συμπεριφορά της σύνδεσης. Συγκεκριμένα, στον πρώτο όροφο χρησιμοποιούνται 4

49 23 επιμηκυνσιόμετρα στο μέσο του μήκους των μελών του πλαισίου για την μέτρηση της σχετικής ολίσθησης φατνώματος-πλαισίου και 1 ζεύγη επιμηκυνσιομέτρων σε τριγωνική διάταξη από τα οποία με κατάλληλο γεωμετρικό μετασχηματισμό προκύπτει τόσο η ολίσθηση στη διεπιφάνεια, όσο και η αποκόλληση του πλαισίου από το φάτνωμα, (2 ζεύγη τοποθετούνται στην κάτω πλευρά του φατνώματος, στα άκρα των μελών του πλαισίου). Ομοίως, στον δεύτερο όροφο τοποθετούνται 4 επιμηκυνσιόμετρα στο μέσο του μήκους των μελών του πλαισίου για την μέτρηση της σχετικής ολίσθησης φατνώματος-πλαισίου και 1 ζεύγη επιμηκυνσιομέτρων σε τριγωνική διάταξη στα άκρα των μελών του πλαισίου για τη μέτρηση ολίσθησης/αποκόλλησης. Στον τρίτο όροφο τοποθετούνται 6 επιμηκυνσιόμετρα, 4 στα άκρα των υποστυλωμάτων και 2 στο μέσο των δοκών για την μέτρηση της ολίσθησης της διεπιφάνειας, ενώ τέλος στον 4 ο όροφο τοποθετούνται 4 επιμηκυνσιόμετρα στο μέσο των μελών του πλαισίου για την μέτρηση της ολίσθησης στην διεπιφάνεια (Σχήμα 2-1, Σχήμα 2-11, Σχήμα 2-12, Σχήμα 2-13). Για την μέτρηση του αξονικού φορτίου που επιβάλλεται στο τοίχωμα κατά την διάρκεια της δοκιμής χρησιμοποιούνται 4 πιεσόμετρα των υδραυλικών γρύλλων και 8 ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα επικολλημένα στις 4 ράβδους επιβολής του αξονικού φορτίου. Τέλος, για την πιστοποίηση της συμπεριφοράς της πειραματικής διάταξης χρησιμοποιούνται 2 επιμηκυνσιόμετρα για την μέτρηση της μετακίνησης της βάσης του τοιχώματος και 8 ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα για την μέτρηση της δύναμης που παραλαμβάνουν οι αμφιαρθρωτές στηρίξεις του τοιχώματος. Σχήμα 2-1: Θέσεις αισθητήρων 1 ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά)

50 24 Σχήμα 2-11: Θέσεις αισθητήρων 2ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-12: Θέσεις αισθητήρων 3ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά) Σχήμα 2-13: Θέσεις αισθητήρων 4ου ορόφου, πάνω όψη (αριστερά), κάτω όψη (δεξιά)

51 25 Στους τρεις πρώτους ορόφους τοποθετήθηκαν δικτυακές κάμερες για την οπτική παρατήρηση και καταγραφή της συμπεριφοράς του δοκιμίου στα τεταρτημόρια του φατνώματος. Για την καλύτερη δυνατή ερμηνεία των πειραματικών αποτελεσμάτων υιοθετήθηκε σύστημα τηλεπαρουσίας (telepresence) κατά το οποίο η λήψη των δικτυακών καμερών συγχρονίζεται με το χρόνο της δοκιμής καθώς επίσης και με όλες τις μετρήσεις που λαμβάνονται κατά τη διάρκειά της ώστε να υπάρχει πλήρης συσχετισμός καταγραφών και φυσικής κατάστασης του δοκιμίου. Επιπλέον των επιμηκυνσιομέτρων που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των παραμορφώσεων στον πρώτο όροφο χρησιμοποιήθηκε παράλληλα η τεχνική μέτρησης μετατοπίσεων μέσω ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας (φωτογραμμετρική μέθοδος). Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται ψηφιακή φωτογραφική μηχανή υψηλής διακριτότητας η οποία λαμβάνει φωτογραφίες επιλεγμένης περιοχής του δοκιμίου σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα. Στα δοκίμια επικολλήθηκαν κυκλικού σχήματος στόχοι σε κάνναβο 1 cm, ώστε μέσω της ψηφιακής επεξεργασίας μετά τη δοκιμή να προσδιορίζονται οι σχετικές μετακινήσεις αρχικής-τελικής θέσης των στόχων από τις οποίες προκύπτουν οι παραμορφώσεις του δοκιμίου.

52 26 Σχήμα 2-14: Πειραματική διάταξη 2.5. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΟΡΕΑ Δεδομένου του σημαντικού μεγέθους ακόμη και του υπό κλίμακα φορέα που περιγράφηκε παραπάνω, η δοκιμή γίνεται με χρήση της υβριδικής μεθόδου δοκιμών (όρος που περιλαμβάνει τη γνωστή ψευδοδυναμική μέθοδο δοκιμών με ή χωρίς υπό κατασκευές). Στην υβριδική μέθοδο η κατασκευή επιμερίζεται σε ένα τμήμα της το οποίο εξετάζεται αναλυτικά, ενώ το υπόλοιπο το οποίο αποτελεί το τμήμα της κατασκευής η συμπεριφορά του οποίου ενδιαφέρει συνιστά το φυσικό δοκίμιο που εξετάζεται εργαστηριακά. Η κατασκευή δοκίμιο που κατασκευάζεται και τοποθετείται στο εργαστήριο διακριτοποιείται ως ένα σύστημα συγκεντρωμένων μαζών με πεπερασμένο αριθμό βαθμών ελευθερίας. Για οιασδήποτε μορφής εξωτερική διέγερση η οποία είναι γνωστή αριθμητικά (π.χ. επιταχυνσιογράφημα) οι αδρανειακές δυνάμεις καθώς και οι δυνάμεις απόσβεσης προσδιορίζονται αναλυτικά κατά την διάρκεια της δοκιμής. Η

53 27 εξίσωση κίνησης επιλύεται με απευθείας βηματική αριθμητική ολοκλήρωση για να προκύψει η μετακίνηση στόχος, η οποία επιβάλλεται στο δοκίμιο στατικά από υδραυλικά έμβολα προσαρμοσμένα στο δοκίμιο σε θέσεις που συμπίπτουν με τους βαθμούς ελευθερίας. Οι δυνάμεις επαναφοράς που αναπτύσσονται στην κατασκευή λόγω της επιβαλλόμενης μετακίνησης μετρούνται από τις δυναμοκυψέλες των εμβόλων στο τέλος κάθε βήματος και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της μετακίνησης του επόμενου βήματος. Η χρήση της πειραματικά μετρούμενης δύναμης επαναφοράς, απαλείφει τις ανακρίβειες που θα υπεισέρχονταν με την χρήση οιουδήποτε προσομοιώματος για την περιγραφή της μεταβολής της δυσκαμψίας του δοκιμίου κατά τη δοκιμή. Λόγω συμμετρίας της κατασκευής που επελέγη, εξετάζεται ένα από τα εξωτερικά επίπεδα πλαίσια (τα οποία και παρέχουν το μεγαλύτερο ποσοστό δυσκαμψίας του φορέα). Επιπλέον, εργαστηριακά δοκιμάζεται μόνο το τετραώροφο εμφατνωμένο υπο-πλαίσιο (πειραματική υποκατασκευή), ενώ ο υπόλοιπος φορέας προσομοιώνεται αναλυτικά (αναλυτική υποκατασκευή, Σχήμα 2-15) εξασφαλίζοντας την ικανοποίηση των συνθηκών ισορροπίας στα κοινά όρια πειραματικής και αναλυτικής υποκατασκευής. Η εξίσωση δυναμικής ισορροπίας για ένα σύστημα υποκατασκευών μπορεί να παρασταθεί ως: (2-1) όπου a και v η επιτάχυνση και η ταχύτητα, Μ και C το μητρώο μάζας και απόσβεσης, αντίστοιχα, r s η δύναμη επαναφοράς, ενώ οι δείκτες A και E αναφέρονται στο αναλυτικό και πειραματικό τμήμα της κατασκευής αντίστοιχα. Το μητρώο f παριστά τη δύναμη διέγερσης.

54 28 Πειραματική υποκατασκευή Σχήμα 2-15: Πειραματική και αναλυτική υποκατασκευή Για την επίλυση της δυναμικής εξίσωσης ισορροπίας χρησιμοποιείται η μέθοδος κεντρικής διαφοράς που ανήκει στην οικογένεια μεθόδων ολοκλήρωσης Newmark με παραμέτρους β= και γ=1/2. Σύμφωνα με τη μέθοδο, σε κάθε χρονικό βήμα i, διάρκειας Δt, υπολογίζεται το διάνυσμα μετακίνησης x του επόμενου βήματος για το σύνολο της κατασκευής, βάσει της σχέσης: (2-2) Στη συνέχεια τα έμβολα επιβάλλουν στην πειραματική υποκατασκευή τις υπολογιζόμενες για κάθε βαθμό ελευθερίας μετακινήσεις και από τις δυναμοκυψέλες των εμβόλων μετράται το διάνυσμα των δυνάμεων επαναφοράς της πειραματικής υποκατασκευής,. Η δύναμη επαναφοράς της αναλυτικής υποκατασκευής,, υπολογίζεται ως το γινόμενο του ελαστικού μητρώου δυσκαμψίας της αναλυτικής υποκατασκευής επί τις μετακινήσεις των δυναμικών βαθμών ελευθερίας της. Στη συνέχεια υπολογίζεται το διάνυσμα των επιταχύνσεων και ταχυτήτων των δυναμικών βαθμών ελευθερίας με βάση τις σχέσεις:

55 29 (2-3) (2-4) Το διαγώνιο μητρώο των μαζών του μισού φορέα υπολογίζεται με βάση το μόνιμα και το οιονεί μόνιμο τμήμα των κινητών φορτίων ( 3.2) και έχει τιμή 43375kg για κάθε στοιχείο της κυρίας διαγωνίου. Το μητρώο απόσβεσης αγνοείται, δεδομένου ότι η απόσβεση οφείλεται σχεδόν αποκλειστικά στην υστερητική απόκριση του δοκιμίου. Το ελαστικό μητρώο δυσκαμψίας της αναλυτικής υποκατασκευής, το οποίο πολλαπλασιαζόμενο με τις μετακινήσεις δίνει το διάνυσμα, είναι διαγώνιο. Τα στοιχεία της κυρίας διαγωνίου είναι όπου ο πρώτος βαθμός ελευθερίας αναφέρεται στη μετακίνηση του πρώτου ορόφου, κοκ. Τα στοιχεία του ελαστικού μητρώου δυσκαμψίας προκύπτουν από γραμμική στατική ανάλυση για ανεστραμμένη τριγωνική κατανομή οριζοντίων δυνάμεων ορόφων, συγκεκριμένα από τις σχετικές μετακινήσεις ορόφων και τα οριζόντια φορτία ορόφων που αναλαμβάνουν τα πλαίσια. Τα τελευταία προκύπτουν ως διαφορά της συνολικής τέμνουσας υποστυλωμάτων από όροφο σε όροφο. Το αρνητικό πρόσημο οφείλεται στο γεγονός ότι στα δυαδικά συστήματα το τοίχωμα συγκρατεί τα κατακόρυφα μέλη του πλαισίου, επειδή το τελευταίο έχει μικρότερες οριζόντιες σχετικές μεταθέσεις. Το αντίθετο συμβαίνει στους ανώτερους ορόφους.

56 3 3. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ 3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται η διαστασιολόγηση των 3 δοκιμίων που κατασκευάστηκαν, καθώς επίσης και η κατασκευή τους στο εργαστήριο. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η πειραματική διαδικασία για κάθε ένα από τα τρία δοκίμια. Τα δοκίμια χαρακτηρίζονται ως SW(i) όπου το (i) δείχνει τον αύξοντα αριθμό του δοκιμίου κατά σειρά δοκιμής. Η εμφάτνωση από οπλισμένο σκυρόδεμα αποτελεί τον κορμό του δημιουργούμενου τοιχώματος και διαστασιολογείται με την ένταση που προκύπτει από γραμμική στατική ανάλυση και με βάση τους κανόνες όπλισης κατά Ευρωκώδικα ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΜΦΑΤΝΩΣΗΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Για την ενίσχυση του υπό εξέταση φορέα το κεντρικό άνοιγμα εμφατνώνεται με οπλισμένο σκυρόδεμα. Ο κορμός του νέου τοιχώματος πληροί ένα ολόκληρο φάτνωμα με πάχος ίσο με το πλάτος των υφιστάμενων δοκών. Για εμφάτνωση ίσου ή μικρότερου πλάτους της δοκού, ο Κανονισμός Επεμβάσεων(Καν. Επε., 211) συνιστά την οριζόντια επιμήκυνση του φατνώματος ώστε να περιβάλει τα προϋπάρχοντα υποστυλώματα. Η ασκούμενη στο φάτνωμα τέμνουσα υπολογίζεται ως η διαφορά της συνολικής τέμνουσας του εμφατνούμενου πλαισίου και της τέμνουσας αντοχής των υποστυλωμάτων που έχουν διαμορφωθεί μετά την εμφάτνωση στα άκρα. (3-1) όπου, η συνολική τέμνουσα του εμφατνούμενου πλαισίου,, η τέμνουσα αντοχής των υποστυλωμάτων όπως διαμορφώνονται μετά την εμφάτνωση στα άκρα. Τμήμα της τέμνουσας φατνώματος αναλαμβάνεται από το διαγώνιο θλιπτήρα η αντοχή του οποίου εκτιμάται από την σχέση: (3-2)

57 31 όπου λ συντελεστής απομένουσας αντίσταση του διαγώνιου θλιπτήρα μετά την υπέρβαση της κρίσιμης παραμόρφωσής του (.2%), θλιπτική αντοχή σκυροδέματος υπό εγκάρσιο εφελκυσμό ίση με.6, το πάχος του φατνώματος, ενεργό πλάτος διαγώνιου θλιπτήρα (λαμβάνεται ίσο με.2l για στάθμη επιτελεστικότητας Α ή.1l για στάθμη επιτελεστικότητας Β ή Γ με L το μήκος της διαγωνίου του φατνώματος). Το υπόλοιπο της διατμητικής έντασης ( ), αναλαμβάνεται από βλήτρα διατασσόμενα κατά την περίμετρο του φατνώματος. Η συνολική δύναμη που αναλαμβάνουν τα βλήτρα στις δοκούς και στα υποστυλώματα δίνονται από τις σχέσεις: (3-3) (3-4) Στην περίπτωση όπου από τις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει ότι δεν απαιτούνται βλήτρα, τοποθετείται ελάχιστη ποσότητα βλήτρων κατά μήκος της περιμέτρου, όχι λιγότερα από 3Φ16 ανά μέτρο. Η αντοχή του βλήτρου υπολογίζεται από την σχέση (3-5) όπου,, η διάμετρος του βλήτρου, η αντοχή βλήτρου η οποία επιστρατεύεται για ολίσθηση με.1, και η θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος και η τάση διαρροής του χάλυβα, αντίστοιχα. Όταν η διεπιφάνεια της ράβδου ενδέχεται να υποβληθεί σε ανακυκλιζόμενη δράση, συνιστάται η αντοχή του βλήτρου να υπολογίζεται από την παραπάνω σχέση αλλά μειωμένη κατά 5%. Η μεθοδολογία σχεδιασμού που προτείνεται από τον Καν.Επε. βασίζεται στη δημιουργία διαγώνιου θλιπτήρα, προσομοίωση που βασίζεται στην απόκριση τοιχοπληρωμένων πλαισίων και η οποία δεν έχει αποδειχθεί επαρκώς πειραματικά ότι ισχύει για εμφατνούμενα πλαίσια με πάχος φατνώματος ίσο με το πλάτος των στοιχείων του πλαισίου. Επιπλέον, απαιτείται εγκιβωτισμός των υφιστάμενων υποστυλωμάτων με μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος, το οποίο αυξάνει τη δυσκολία εφαρμογής της μεθόδου

58 32 και παράλληλα αυξάνει σημαντικά τη ροπή αντοχής του τελικού σύνθετου τοιχώματος καθώς και την ένταση σχεδιασμού της θεμελίωσης. Τέλος, η διαδικασία σχεδιασμού προϋποθέτει ότι τα υποστυλώματα δεν αστοχούν σε διάτμηση λόγω ανάληψης εκεί της δύναμης του θλιπτήρα. Στην περίπτωση αστοχίας ενός εκ των υποστυλωμάτων δεν είναι εφικτή η μεταφορά της τέμνουσας από την διαγώνιο με αποτέλεσμα τα βλήτρα να κληθούν να παραλάβουν τέμνουσα μεγαλύτερη από αυτή για την οποία έχουν διαστασιολογηθεί. Για την διαστασιολόγηση τόσο του φατνώματος όσο κα της σύνδεσης αυτού με το περιβάλλον πλαίσιο υιοθετήθηκε διαφορετική προσέγγιση: ο κορμός του νέου τοιχώματος πληροί ένα ολόκληρο φάτνωμα του υφιστάμενου πλαισίου με πάχος όσο και το πλάτος των υφιστάμενων δοκών χωρίς τη δημιουργία κρυφών υποστυλωμάτων στα άκρα κατά το πρότυπο νέων τοιχωμάτων (τα προϋπάρχοντα υποστυλώματα του πλαισίου αφήνονται ως έχουν). Τα εντατικά μεγέθη σχεδιασμού των οπλισμών του φατνώματος και της σύνδεσης αυτού με το περιβάλλον πλαίσιο προκύπτουν από γραμμική στατική ανάλυση του ενισχυμένου φορέα, θεωρώντας ότι το φάτνωμα λειτουργεί μονολιθικά με το περιβάλλον πλαίσιο ως ενιαίο τοίχωμα. Για τα εντατικά μεγέθη που προκύπτουν από την ανάλυση διαστασιολογείται ο οπλισμός του φατνώματος και η σύνδεση του με το πλαίσιο, χωρίς συνυπολογισμό της συμβολής θλιπτήρα και κινητοποίησης της διατμητικής αντοχής των υπαρχόντων υποστυλωμάτων.. Κύριος στόχος της σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο είναι η επίτευξη μονολιθικότητας, η οποία εξασφαλίζεται με κατάλληλα μέσα σύνδεσης τους. Εξετάζονται δυο στρατηγικές σύνδεσης: Στην πρώτη χρησιμοποιούνται αγκύρια και βλήτρα για την αγκύρωση των ράβδων του φατνώματος και βλήτρα για τη μεταφορά της τέμνουσας, ενώ στη δεύτερη μόνο βλήτρα που αναλαμβάνουν και τους δύο αυτούς ρόλους. Συγκεκριμένα στην πρώτη στρατηγική (Σχήμα 3-1 (α)) οι οριζόντιες και κατακόρυφες ράβδοι κορμού του φατνώματος ματίζονται με ράβδους ίδιας διαμέτρου, οι οποίες εμφυτεύονται στο πλαίσιο μέσω ρητίνης, ώστε να εξασφαλισθεί η πλήρης συνέχεια και αγκύρωση των ράβδων κορμού ως εάν αυτές είχαν ενσωματωθεί από την αρχή σε μονολιθικό τοίχωμα. Παράλληλα, μια σειρά από βλήτρα (στη μέση γραμμή κάθε μέλους του περιβάλλοντος πλαισίου) πακτώνονται στο περιβάλλον πλαίσιο με στόχο την ανάληψη της τέμνουσας στην διεπιφάνεια πλαισίου και φατνώματος. Η αντοχή των βλήτρων υπολογίζεται από την σχέση που προτείνεται στον Model

59 33 Code 21 (21): (3-6) όπου s max, η ολίσθηση στην διεπιφάνεια όταν αναπτύσσεται η αντοχή του βλήτρου F,max ίση με.1d b, όπου d b η διάμετρος του βλήτρου. Για κατηγορία σκυροδέματος μικρότερη του C5/6 και κυκλική διατομή βλήτρου ο συντελεστής k λαμβάνει την τιμή 1.6. Από την σχέση (3-6), θέτοντας k 1.6 και s.1d b, προκύπτει η σχέση (3-5) που προτείνεται στον Καν.Επε. Για να είναι σε θέση το βλήτρο να μεταφέρει την δύναμη που υπολογίζεται παραπάνω, θα πρέπει το μήκος έμπηξης του τόσο στο υφιστάμενο μέλος όσο και στο φάτνωμα να είναι τουλάχιστον ίσο με το οκταπλάσιο της διαμέτρου του (8d d ). Τα αγκύρια διαστασιολογούνται έτσι ώστε πριν οποιαδήποτε άλλη μορφή αστοχίας (αστοχία συνάφειας αγκυρίου συνδετικού υλικού ή αστοχία συνάφειας συνδετικού υλικού - περιβάλλοντος σκυροδέματος) να οδηγούνται σε διαρροή οι ράβδοι του τοιχώματος που ματίζουν. Η μέγιστη δύναμη που μπορεί να αναλάβει το αγκύριο μέχρι την πλήρη εξόλκευσή του δίνεται από την σχέση (Καν.Επε., 211): Ν cd = 4.5πl em (f cd (d b +5)) 1/2 (3-7) όπου l em το μήκος έμπηξης του αγκυρίου στο σκυρόδεμα (σε mm) και d b η διάμετρος του αγκυρίου (σε mm). Εξισώνοντας την εφελκυστική δύναμη διαρροής των ράβδων του τοιχώματος με την δύναμη εξόλκευσης και επιλύοντας ως προς l em προκύπτει το απαιτούμενο μήκος έμπηξης. Το εξέχον μήκος του αγκυρίου που θα λειτουργήσει ως αναμονή για τον οπλισμό κορμού του φατνώματος υπολογίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις υπερκάλυψης οπλισμών του Ευρωκώδικα 2. Στην δεύτερη στρατηγική (Σχήμα 3-1 (β)), δεν τοποθετούνται αγκύρια και οι οπλισμοί κορμού του τοιχώματος που σταματούν στην περίμετρο του κορμού δεν παρατίθενται σε αντίστοιχη ράβδο εμφυτευμένη στο περιβάλλον πλαίσιο. Αντίθετα, τα βλήτρα που τοποθετούνται στη διεπιφάνεια διαστασιολογούνται και ως αγκύρια, δηλαδή για συνδυασμό τέμνουσας και εφελκυστικής δύναμης, ώστε ταυτόχρονα να μεταφέρουν την τέμνουσα του κορμού και να αγκυρώνουν την πλήρη δύναμη διαρροής των οπλισμών κορμού.

60 34 Λόγω της συνδυασμένης δράσης εφελκυστικών και τεμνουσών δυνάμεων στα βλήτρα, η μέγιστη δύναμη που μπορούν να αναλάβουν προκύπτει μειωμένη. Συνεπώς, ο εφελκυσμός που προκαλείται στο βλήτρο από τις εφελκυστικές δυνάμεις που αναπτύσσονται σε αυτό λόγω της μάτισής του με τις ράβδους του φατνώματος μειώνουν την αντοχή του σύμφωνα με την σχέση (Model Code, 21): F s max F,max F,max 1 f yd 2 1 dbw dd 4 (3-8) όπου d bw η διάμετρος των ράβδων του φατνώματος και d d η διάμετρος του βλήτρου. Το μήκος έμπηξης l em του βλήτρου σε υφιστάμενο μέλος προκύπτει από την (3-7) εξισώνοντας την εφελκυστική δύναμη διαρροής των ράβδων του τοιχώματος με την δύναμη εξόλκευσης του βλήτρου και δεν μπορεί να είναι μικρότερο του 8d d. Το απαιτούμενο μήκος του αγκυρίου που θα λειτουργήσει ως αναμονή για τον οπλισμό κορμού του φατνώματος υπολογίζεται κατά Ευρωκώδικα 2. (α) Σχήμα 3-1: Στρατηγικές σύνδεσης εμφατνούμενου κορμού τοιχώματος με περιβάλλον πλαίσιο (α) άμεση σύνδεση ράβδων κορμού με περιβάλλον πλαίσιο με μάτιση με ράβδους πακτωμένες στο περιβάλλον πλαίσιο (β) έμμεση σύνδεση ράβδων κορμού με περιβάλλον πλαίσιο με χρήση των βλήτρων ως αγκύρια (β)

61 35 Η ανάλυση για τον σχεδιασμό των δοκιμίων πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό ANSRuop (Κοσμόπουλος, 25). Οι βάσεις των υποστυλωμάτων και των τοιχωμάτων του ενισχυμένου φορέα θεωρούνται πλήρως πακτωμένες. Οι κόμβοι δοκοί υποστυλωμάτων θεωρούνται άκαμπτοι ενώ έχει θεωρηθεί επίσης διαφραγματική λειτουργία στις στάθμες των ορόφων. Τα φορτία ορίζονται ως επιφανειακά στις πλάκες και στην συνέχεια κατανέμονται στις δοκούς. Ως μόνιμο φορτίο επιβάλλεται ένα ομοιόμορφο κατανεμημένο G=3 kn/m 2, επιπλέον του ίδιου βάρους, και ως κινητό ένα επίσης ομοιόμορφα κατανεμημένο Q=1.5 kn/m 2. Οι μάζες θεωρούνται συγκεντρωμένες στους κόμβους κάθε στάθμης ορόφου και προκύπτουν από τον συνδυασμό δράσεων G+.3Q. Προκύπτει για το σύνολο του φορέα μάζα ίση με 347 t και συγκεκριμένα για τον 1 ο, 2 ο και 3 ο όροφο μάζα ίση με 88 t και για τον 4 ο όροφο ίση με 83 t. Στα μέλη του φορέα ανατέθηκε δυσκαμψία ίση με το.5 της δυσκαμψίας μη ρηγματωμένου μέλους. Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το φάσμα τύπου Ι του Ευρωκώδικα 8 για έδαφος τύπου C, μέγιστη σεισμική επιτάχυνση εδάφους ίση με.24g και συντελεστής συμπεριφοράς ίσος με 1.5. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης παρουσιάζονται στα Σχήμα 3-2, Σχήμα (α) Σχήμα 3-2: Διατμητικές δυνάμεις εξωτερικών πλαισίων (α), εσωτερικών πλαισίων (β) (β)

62 (α) Σχήμα 3-3: Καμπτικές ροπές εξωτερικών πλαισίων (α), εσωτερικών πλαισίων (β) (β) 3.3. ΔΟΚΙΜΙΟ SW Διαστασιολόγηση οπλισμών τοιχώματος Ο οπλισμός του φατνώματος υπολογίστηκε σύμφωνα με τους Ευρωκώδικες 2 και 8 σε κάμψη με αξονική δύναμη και σε διάτμηση με βάση τα αποτελέσματα γραμμικής στατικής ανάλυσης ( 3.2). Στην διαμήκη διεύθυνση προέκυψαν και στις δύο παρειές του τοιχώματος 9Φ1/185mm στον πρώτο όροφο, 1Φ8/17mm στον δεύτερο και 7Φ8/26mm στον τρίτο και τέταρτο όροφο. Ο εγκάρσιος (οριζόντιος) οπλισμός προέκυψε και στις δύο παρειές στον πρώτο όροφο 1Φ1/185mm, στον δεύτερο 11Φ8/17mm ενώ στον τρίτο και στον τέταρτο όροφο 8Φ8/26mm.

63 37 Σχήμα 3-4: Οπλισμός τοιχωμάτων Για να διερευνηθούν και οι δύο στρατηγικές σύνδεσης, επιλέγεται να χρησιμοποιηθούν σε κάθε φάτνωμα και οι δύο, με την πρώτη να εφαρμόζεται στην δοκό οροφής και το προς νότο υποστύλωμα και την δεύτερη στην δοκό βάσης και το προς βορρά υποστύλωμα. Η διαστασιολόγηση των αγκυρίων και των βλήτρων πραγματοποιήθηκε με χρήση των εξισώσεων (3-6), (3-7), (3-8) για τις τέμνουσες που προέκυψαν από την ανάλυση ( 3.2). Επιλέγοντας ως μέγιστη διατομή βλήτρου Φ16 (αντιστοιχεί σε Φ2 για τον πρωτότυπο φορέα) για τους τρείς πρώτους ορόφους και Φ14 για τον 4 ο όροφο, προκύπτει για κάθε βλήτρο, λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση με τις ράβδους του κορμού, αντοχή ίση με 2kN, για τα βλήτρα/αγκύρια του 1 ου ορόφου, 21.2kN για αυτά του 2 ου και

64 38 του 3 ου ορόφου και 16kN για τα βλήτρα/αγκύρια του 4 ου ορόφου. Επομένως, από τις τέμνουσες σχεδιασμού (Σχήμα 3-2) προκύπτει ότι απαιτούνται 2Φ16 στον 1 ο όροφο, 15Φ16 στον 2 ο όροφο, 1Φ16 στον 3 ο όροφο και 5 Φ14 στον 4 ο. Ωστόσο, καθοριστική παράμετρος για τις αποστάσεις των βλήτρων/αγκυρίων που υιοθετούνται στη δεύτερη στρατηγική σύνδεσης είναι η απαίτηση, αυτά να λειτουργήσουν και ως αναμονές για τις ράβδους του κορμού του φατνώματος. Επομένως στον 1 ο και στον δεύτερο όροφο τοποθετούνται 18Φ16 (2 λιγότερα από τα απαιτούμενα για τον 1 ο όροφο), 12Φ16 στον 3 ο και 12Φ14 στον 4 ο. Αν και στην πρώτη στρατηγική σύνδεσης δεν υπάρχει περιορισμός για τις αποστάσεις των βλήτρων όπως στη δεύτερη, για λόγους σύγκρισης τοποθετείται ο ίδιος αριθμός βλήτρων. Για τον υπολογισμό του μήκους μάτισης θεωρήθηκαν ευνοϊκές συνθήκες συνάφειας (δεδομένου ότι το τοίχωμα στο εργαστήριο θα σκυροδετηθεί οριζόντια). Τα αποτελέσματα της διαστασιολόγησης συνοψίζονται παρακάτω. Πίνακας 3-1: Διαστασιολόγηση βλήτρων 1 ης στρατηγικής σύνδεσης Οριζόντια Κατακόρυφα Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Όροφος Μήκος έμπηξης Βλήτρα στο φάτνωμα Βλήτρα στο πλαίσιο στο φάτνωμα στο πλαίσιο (mm) (mm) (mm) (mm) 1ος 18Φ16/ (8db) 13 (8db) 2Φ16/ (8db) 13 (8db) 2ος 18Φ16/85 13 (8db) 13 (8db) 22Φ16/85 13 (8db) 13 (8db) 3ος 12Φ16/13 13 (8db) 13 (8db) 14Φ16/13 13 (8db) 13 (8db) 4ος 12Φ14/13 11 (8db) 11 (8db) 14Φ14/13 11 (8db) 11 (8db) Πίνακας 3-2: Διαστασιολόγηση αγκυρίων 1 ης στρατηγικής σύνδεσης Οριζόντια Κατακόρυφα Αγκύρια Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Όροφος Μήκος έμπηξης Αγκύρια (στις (στις δύο στο φάτνωμα στο πλαίσιο στο φάτνωμα στο πλαίσιο (mm) δύο παρειές) παρειές) (mm) (mm) (mm) 1ος 9Φ1/ (59db) 1Φ1/ (51db) 2ος 1Φ8/ (59db) 11Φ8/ (52db) 3ος 7Φ8/ (59db) 8Φ8/ (54db) 4ος 7Φ8/ (59db) 8Φ8/ (54db)

65 39 Πίνακας 3-3: Διαστασιολόγηση βλήτρων 2 ης στρατηγικής σύνδεσης Οριζόντια Κατακόρυφα Όροφος Μήκος Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Βλήτρα έμπηξης στο φάτνωμα Βλήτρα στο πλαίσιο στο φάτνωμα στο πλαίσιο (mm) (mm) (mm) (mm) 1ος 18Φ16/ (59db) 2Φ16/ (51db) 2ος 18Φ16/85 13 (8db) 47 (59db) 22Φ16/85 13 (8db) 42 (52db) 3ος 12Φ16/13 13 (8db) 47 (59db) 14Φ16/13 13 (8db) 43 (54db) 4ος 12Φ14/13 11 (8db) 47 (59db) 14Φ14/13 11 (8db) 43 (54db) Σχήμα 3-5: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου

66 4 (α) (β) Σχήμα 3-6: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1 ου ορόφου (α) στη δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής (α) (β) Σχήμα 3-7: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1 ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα

67 41 Σχήμα 3-8: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 2 ου ορόφου (α) (β) Σχήμα 3-9: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου (α) στην δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής

68 42 (α) (β) Σχήμα 3-1: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 1 ου υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα ορόφου (α) στο νότιο Σχήμα 3-11: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3 ου ορόφου

69 43 (α) (β) Σχήμα 3-12: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3 ου ορόφου (α) στην δοκό βάσης, (β) στην δοκό οροφής (α) (β) Σχήμα 3-13: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3 ου ορόφου (α) στο νότιο υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα

70 44 Σχήμα 3-14: Τελική μορφή σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 4 ου ορόφου

71 45 (α) (β) Σχήμα 3-15: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 4 ου ορόφου στην δοκό βάσης (πάνω), στην δοκό οροφής (κάτω) (α) (β) Σχήμα 3-16: Λεπτομέρειες σύνδεσης φατνώματος πλαισίου 3 ου υποστύλωμα, (β) στο βόρειο υποστύλωμα ορόφου (α) στο νότιο

72 46 Σχήμα 3-17: Τρισδιάστατη απεικόνιση εμφατνωμένου τοιχώματος

73 Κατασκευή δοκιμίου Αρχικά κατασκευάστηκε η βάση του τοιχώματος διαστάσεων 3m x.9m x.69m, στην οποία προβλέφθηκαν οι αναμονές για την μάτιση των ράβδων οπλισμού των υποστυλωμάτων του πρώτου ορόφου (Σχήμα 3-18, Σχήμα 3-19), και η οποία αγκυρώνεται στον τοίχο αντίδρασης (Σχήμα 3-2). Σχήμα 3-18: Όπλιση βάσης τοιχώματος Σχήμα 3-19: Οπλισμός βάσης τοιχώματος

74 48 Σχήμα 3-2: Προένταση βάσης στον τοίχο αντίδρασης (αριστερά), βάση τοιχώματος αγκυρωμένη στον τοίχο αντίδρασης (δεξιά) Στην συνέχεια τοποθετήθηκαν στο ισχυρό δάπεδο του εργαστηρίου οι αμφιαρθρωτές στηρίξεις (Σχήμα 3-21) και κατασκευάστηκε ο ξυλότυπος του πλαισίου σύμφωνα με τα σχέδια. Σχήμα 3-21: Αμφιαρθρωτή στήριξη τοιχώματος

75 49 Σχήμα 3-22: Ξυλότυπος πλαισίου Σχήμα 3-23: Όπλιση πλαισίου, μάτιση ράβδων υποστυλώματος

76 5 Σχήμα 3-24: Όπλιση πλαισίου, κόμβος υποστυλώματος δοκού Σχήμα 3-25: Όπλιση υποστυλώματος

77 51 Σχήμα 3-26: Όπλιση δοκού Σχήμα 3-27: Σκυροδετημένο πλαίσιο πριν την εμφάτνωση

78 52 Ο ξυλότυπος του πλαισίου (Σχήμα 3-22) αφαιρέθηκε 7 ημέρες μετά τη σκυροδέτηση και διανοίχθηκαν οι οπές των βλήτρων και των αγκυρίων σύμφωνα με τα κατασκευαστικά σχέδια που προέκυψαν από τη διαστασιολόγησή τους (Σχήμα Σχήμα 3-16). Στις δοκούς βάσης των ορόφων και στα υποστυλώματα της βόρειας πλευράς επιλέχθηκε η 2 η στρατηγική σύνδεσης και στις δοκούς οροφής και στα υποστυλώματα της νότιας πλευράς η 1 η στρατηγική σύνδεσης. Στις γωνίες δοκών υποστυλωμάτων, όπου διασταυρώνονται τα βλήτρα των υποστυλωμάτων με αυτά των δοκών, μετατοπίστηκαν τα βλήτρα των υποστυλωμάτων από την μέση γραμμή του υποστυλώματος και τοποθετήθηκαν εκατέρωθεν (πάνω και κάτω, εναλλάξ) από τα βλήτρα των δοκών. Οι οπές, πριν την έγχυση ρητίνης και την τοποθέτηση των βλήτρων και των αγκυρίων σε αυτές, καθαρίστηκαν με επιμέλεια από υπολείμματα σκόνης. Σχήμα 3-28: Διάνοιξη οπών

79 53 Σχήμα 3-29: Καθαρισμός οπών Σχήμα 3-3: Έγχυση ρητίνης και τοποθέτηση βλήτρων και αγκυρίων

80 54 Σχήμα 3-31: Τελική θέση βλήτρων και αγκυρίων τοίχωμα. Στην συνέχεια τοποθετήθηκε ο οπλισμό στου φατνώματος και σκυροδετήθηκε το

81 Σχήμα 3-32: Οπλισμός φατνώματος 55

82 56 Σχήμα 3-33: Οπλισμός 1ου ορόφου Σχήμα 3-34: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου

83 57 Σχήμα 3-35: Οπλισμός 2ου ορόφου Σχήμα 3-36: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου

84 58 Σχήμα 3-37: Οπλισμός 3ου ορόφου Σχήμα 3-38: Λεπτομέρειες όπλισης 3ου ορόφου

85 59 Σχήμα 3-39: Οπλισμός 4ου ορόφου Σχήμα 3-4: Λεπτομέρειες όπλισης 4ου ορόφου

86 Αξονικό φορτίο (kn) 6 Ο ξυλότυπος της εμφάτνωσης αφαιρέθηκε από το δοκίμιο 1 ημέρες μετά την σκυροδέτηση και στην συνέχεια εφαρμόστηκε το αξονικό φορτίο που αντιστοιχεί στο συνδυασμό δράσεων G+.3Q, ίσο με 465kN. Το εφαρμοζόμενο φορτίο καταγράφεται από τα πιεσόμετρα των υδραυλικών εμβόλων αλλά και από τα ηλεκτρικά μηκυνσιόμετρα τα οποία έχουν επικολληθεί στις ράβδους προέντασης Σχήμα 3-41: Εφαρμογή αξονικού φορτίου Χρόνος (min)

87 Τάση (MPa) Τάση (MPa) Δοκιμές υλικών Κατά τη σκυροδέτηση του πλαισίου ελήφθησαν 6 κυβικά δοκίμια πλευράς.15m, ενώ για το φάτνωμα ελήφθησαν 6 κυβικά δοκίμια πλευράς.15m και 6 κυλινδρικά δοκίμια ύψους.3m και διαμέτρου.15m. Η αντοχή των δοκιμίων εξετάσθηκε την ημέρα της δοκιμής του τοιχώματος. Από τις δοκιμές στα κυβικά δοκίμια προέκυψε μέση θλιπτική αντοχή ίση με 34.1 MPa για το σκυρόδεμα του πλαισίου και 33.9 MPa για το σκυρόδεμα του φατνώματος ενώ επίσης για το σκυρόδεμα του φατνώματος από τα κυλινδρικά δοκίμια προέκυψε μέση θλιπτική αντοχή ίση με 27.7 MPa. Για όλες τις διαμέτρους των ράβδων οπλισμού τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος, ελήφθησαν δοκίμια για τον προσδιορισμό της τάσης διαρροής τους. Οι δοκιμές εφελκυσμού πραγματοποιήθηκαν κατά τo πρότυπο ASTM A37 και δοκιμάσθηκαν 6 ράβδοι ανά διάμετρο. Σχήμα 3-42: Διάταξη δοκιμής εφελκυσμού ράβδων οπλισμού Παραμόρφωση Παραμόρφωση Σχήμα 3-43: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα πλαισίου διαμέτρου Φ6 (αριστερά), Φ12 (δεξιά)

88 Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Παραμόρφωση Παραμόρφωση Σχήμα 3-44: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα πλαισίου διαμέτρου Φ14 (αριστερά), Φ16 (δεξιά) Παραμόρφωση Παραμορφωση Σχήμα 3-45: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα φατνώματος διαμέτρου Φ8 (αριστερά), Φ1 (δεξιά) Παραμόρφωση Παραμορφωση Σχήμα 3-46: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα αγκυρίων διαμέτρου Φ8 (αριστερά), Φ1 (δεξιά)

89 Τάση (MPa) Τάση (MPa) Παραμόρφωση ,25,5,75,1,125 Παραμόρφωση,15,175,2 Σχήμα 3-47: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα βλήτρων διαμέτρου Φ14(αριστερά), Φ16 (δεξιά) Πίνακας 3-4: Τάση διαρροής (μέσος όρος 6 δοκιμών) από δοκιμές εφελκυσμού Διάμετρος ράβδου Τάση Διαρροής (MPa) Πλαίσιο Φ Φ Φ Φ Φάτνωμα Φ Φ Βλήτρα και αγκύρια Φ Φ Φ Φ

90 Μετακίνηση Κορυφής (mm) Πειραματικές δοκιμές Το δοκίμιο υποβλήθηκε σε τρείς δοκιμές: (α) δοκιμή σε ανακυκλιζόμενη ένταση με επιβαλλόμενη τριγωνική μορφή δυνάμεων καθ ύψος, (β) ψευδοδυναμική δοκιμή με διέγερση επιταχυνσιογραφήματος.25g, και (γ) ανακυκλιζόμενη δοκιμή με επιβαλλόμενη τριγωνική μορφή μετακινήσεων καθ ύψος Δοκιμή σε κυκλική φόρτιση Στην πρώτη δοκιμή το δοκίμιο υποβλήθηκε σε χρονοϊστορία ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων στην κορυφή του με τριγωνική κατανομή δυνάμεων καθ' ύψος. Επιβλήθηκαν συνολικά τρείς πλήρεις κύκλοι εύρους ±5 mm, ±6 mm και ±7 mm στην κορυφή του δοκιμίου (Σχήμα 3-48). Για την επιβολή της μετακίνησης χρησιμοποιήθηκαν δύο υδραυλικά έμβολα, στον δεύτερο και στον τέταρτο όροφο. Μέσω του εμβόλου του τελευταίου ορόφου επιβλήθηκε η προδιαγεγραμμένη ιστορία μετακινήσεων (έλεγχος μετακίνησης), ενώ παράλληλα το έμβολο του δεύτερου ορόφου επέβαλε (έλεγχος δύναμης) το 5% της δύναμης που μετρούνταν στο έμβολο του 4 ου ορόφου (Σχήμα 3-49). Το αξονικό φορτίο που επιβλήθηκε ήταν 465 kn (ν=.4) Σχήμα 3-48: Επιβαλλόμενη μετακίνηση κορυφής

91 Τέμνουσα Βάσης (kn) Δύναμη (kn) ος όροφος 4 ος όροφος Σχήμα 3-49: Επιβαλλόμενες δυνάμεις Η μέγιστη τέμνουσα βάσης κατά τη διάρκεια της δοκιμής προέκυψε ίση με kn σε μετακίνηση ίση με mm κατά τη θετική φορά φόρτισης και ίση με kn σε μετακίνηση mm, κατά την αντίθετη φορά φόρτισης (Σχήμα 3-5). Σχετική Μετακίνηση (%) Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-5: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση κορυφής Σε μετακίνηση περίπου 1 mm εμφανίσθηκαν καμπτικές ρωγμές καθ' ύψος του υποστυλώματος της εφελκυόμενης πλευράς, ενώ ρηγμάτωση προκλήθηκε και στην

92 66 περιοχή της μάτισης των ράβδων του υποστυλώματος. Με την πρόοδο της δοκιμής οι τελευταίες διευρύνονταν και επεκτείνονταν εντός του φατνώματος (Σχήμα 3-51). Β Σχήμα 3-51: Ρωγμές στην περιοχή μάτισης στο υποστύλωμα της νότιας πλευράς σε μετακίνηση κορυφής 6mm Στην αντιστροφή της φόρτισης το δοκίμιο συμπεριφέρθηκε συμμετρικά με ανάπτυξη ρηγμάτωσης στην περιοχή της μάτισης των ράβδων του υποστυλώματος της τρέχουσας εφελκυόμενης πλευράς. Β Σχήμα 3-52: Ρωγμές στη περιοχή της μάτισης στο υποστύλωμα της βόρειας πλευράς Στον επόμενο κύκλο φόρτισης ( 7mm), οι προγενέστερες ρωγμές στις περιοχές ματίσεων στη βάση των υποστυλωμάτων αναπτύχθηκαν περαιτέρω. Δεν παρατηρήθηκαν άλλες μορφές βλάβης ή ένδειξη ολίσθησης ή αποκόλλησης του περιβάλλοντος πλαισίου

93 67 από το φάτνωμα, πλην εκείνης στη διεπιφάνεια φατνώματος και θεμελίωσης. Η μορφή της ρηγμάτωσης στο τέλος της δοκιμής επιβεβαίωσε το συμπέρασμα ότι υπήρξε αστοχία στην περιοχή των ματίσεων των ράβδων οπλισμού των υποστυλωμάτων. Β Σχήμα 3-53: Ρωγμές στη περιοχή της μάτισης σε μετακίνηση κορυφής 7mm (αριστερά) και - 7mm (δεξιά) Σχήμα 3-54: Ρηγμάτωση δοκιμίου στο τέλος της δοκιμής Σχήμα 3-55: Λεπτομέρειες ρηγμάτωσης υποστυλώματος νότιας πλευράς στο τέλος της δοκιμής

94 Ροπή Βάσης (knm) 68 Σχήμα 3-56: Λεπτομέρειες ρηγμάτωσης υποστυλώματος βόρειας πλευράς στο τέλος της δοκιμής Η ροπή βάσης (αγνοώντας τη συνεισφορά του αξονικού) συναρτήσει της σχετικής μετακίνησης κορυφής καθώς και η ροπή βάσης συναρτήσει της σχετικής μετακίνησης σε ύψος ίσο με το κατά τους κανονισμούς μήκος διάτμησης (μετακίνηση σε ύψος 4.5m, ίση με το μισό του ύψους του τοιχώματος από την υπόψη διατομή) παρουσιάζονται στο Σχήμα 3-57 και το Σχήμα Σχετική Μετακίνηση Κορυφής (%) Σχήμα 3-57: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση κορυφής

95 Ροπή Βάσης 2 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης (knm) , -,8 -,6 -,4 -,2,2,4,6,8 1, Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχήμα 3-58: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης Η ροπή στη βάση του 2 ου και του 3 ου ορόφου σε σχέση με την σχετική μετακίνηση του αντίστοιχου μήκους διάτμησης παρουσιάζονται στο Σχήμα Από τα γραφήματα ροπής σχετικής μετακίνησης είναι φανερό ότι η διατομή βάσης του 2 ου και του 3 ου ορόφου παρέμεινε ελαστική ενώ όλη η βλάβη συγκεντρώθηκε στην διατομή βάσης του 1 ου ορόφου, γεγονός που επιβεβαιώθηκε από απλή οπτική παρατήρηση κατά τη διάρκεια της δοκιμής Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) (α) Σχήμα 3-59: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (α), 3 ου ορόφου (β) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) (β) Η στροφή του δοκιμίου στη διάρκεια των δοκιμών μετρήθηκε σε διάφορες καθ' ύψος διατομές του πρώτου και τη βάση του δεύτερου ορόφου, με ζεύγη επιμηκυνσιομέτρων τοποθετημένων εκατέρωθεν του τοιχώματος (στη στενή πλευρά) σε στάθμες 45mm,

96 Ροπή Στάθμης (knm) 7 9mm, 135mm, 18mm και 27mm από την βάση του δοκιμίου. Η στροφή σε κάθε καθ ύψος θέση προκύπτει ως ο λόγος της διαφοράς των μετρήσεων των επιμηκυνσιομέτρων προς την μεταξύ τους απόσταση Στροφή Στάθμης (rad) 45 mm από βάση 9 mm από βάση 135 mm από βάση 18 mm από βάση 27 mm από βάση Σχήμα 3-6: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου τοιχώματος. Παρατηρείται ότι η στροφή στο δεύτερο επίπεδο (9mm από την βάση) είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την στροφή στο πρώτο (45mm από την βάση) γεγονός που οφείλεται στο ότι η βλάβη συγκεντρώθηκε σε ύψος 48mm από την βάση (όσο το μήκος της μάτισης). Η διατμητική παραμόρφωση του τοιχώματος στον πρώτο και στον δεύτερο όροφο υπολογίστηκε από τις μετρήσεις επιμηκυνσιομέτρων τύπου χορδής τοποθετημένων διαγωνίως (διάταξη "Χ"). D2 D1 Σχήμα 3-61: Υπολογισμός διατμητικής παραμόρφωσης Ωστόσο, οι μετρήσεις των διαγώνιων επιμηκυνσιομέτρων όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία (Massone and Wallace, 24) επηρεάζονται από τις καμπτικές

97 Απόσταση απο Βάση (m) 71 παραμορφώσεις, με αποτέλεσμα εάν δεν ληφθεί πρόνοια - να υπερεκτιμάται η διατμητική παραμόρφωση στην περίπτωση που το κέντρο στροφής δεν συμπίπτει με το γεωμετρικό κέντρο του ορόφου. Για τη συνεισφορά των καμπτικών παραμορφώσεων στην οριζόντια μετακίνηση του ορόφου απαιτείται η εκτίμηση του κέντρου της κατανομής καμπυλότητας καθ' ύψος του ορόφου (κέντρο στροφής). Η συνεισφορά των καμπτικών παραμορφώσεων στην συνολική μετακίνηση του ορόφου υπολογίζεται από την σχέση (Massone and Wallace,24) (3-9) όπου θ, η στροφή του ορόφου, h το ύψος του ορόφου και α, ο λόγος της απόστασης του κέντρου στροφής από την κορυφή του ορόφου προς το ύψος του ορόφου. Η παράμετρος α λαμβάνει συνήθως τιμές από.5 (ομοιόμορφη κατανομή καμπυλοτήτων καθ' ύψος του ορόφου) έως.67 (τριγωνική κατανομή καμπυλοτήτων). Η κατανομή των καμπυλοτήτων καθ' ύψος του πρώτου ορόφου υπολογίστηκε από τις καθ' ύψος μετρούμενες στροφές (Σχήμα 3-6) διαιρεμένες με το αντίστοιχο ύψος mm +6 mm +7 mm Καμπυλότητα (1/m) Σχήμα 3-62: Κατανομή καμπυλοτήτων καθ' ύψος 1 ου ορόφου Τελικά η διατμητική παραμόρφωση του ορόφου υπολογίζεται από την σχέση (Massone and Wallace,24)

98 Τέμνουσα 2ου ορόφου (kn) Τέμνουσα 1ου ορόφου (kn) 72 (3-1) Επειδή η κατανομή καμπυλοτήτων τείνει προς τριγωνική (Σχήμα 3-62), η διατμητική παραμόρφωση (η οποία παρουσιάζεται συναρτήσει της τέμνουσας στο Σχήμα 3-63) υπολογίζεται με τιμή του συντελεστή α= Διατμητική Παραμόρφωση 1ου ορόφου (rad) Σχήμα 3-63: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1 ου ορόφου (α), 2 ου ορόφου (β) (α) Διατμητική Παραμόρφωση 2ου ορόφου (rad) (β)

99 73 Σε διάφορες θέσεις περιμετρικά του φατνώματος μετρήθηκαν κατά τη δοκιμή η σχετική μετακίνηση (ολίσθηση) φατνώματος πλαισίου. Στα άκρα του φατνώματος του 1 ου και του 2 ου ορόφου μετρήθηκε επίσης και η αποκόλληση φατνώματος πλαισίου. Γι' αυτό το σκοπό χρησιμοποιήθηκαν επιμηκυνσιόμετρα τοποθετημένα σε τριγωνική διάταξη (Σχήμα 2-1 έως και Σχήμα 2-13) από τα οποία προκύπτουν με γεωμετρικό μετασχηματισμό τόσο η σχετική μετακίνηση όσο και η αποκόλληση μεταξύ πλαισίου φατνώματος: με γνωστές τις αρχικές διαστάσεις των πλευρών του τριγώνου υπολογίζονται με τον νόμο των συνημιτόνων οι αρχικές γωνίες του τριγώνου και στη συνέχεια το ύψος του (δ) και η απόσταση (ε)του ίχνους του ύψους από την πλευρά β, Σχήμα Τα παραπάνω μεγέθη υπολογίζονται με τον ίδιο τρόπο και για το τρίγωνο στην μετατοπισμένη του θέση. Η διαφορά μεταξύ των δύο υψών (δ' - δ) και (ε' - ε) δίνει το εύρος αποκόλλησης (w) και την ολίσθηση (s) στην διεπιφάνεια, αντίστοιχα. Σχήμα 3-64:Υπολογισμός αποκόλλησης και ολίσθησης από επιμηκυνσιόμετρα τοποθετημένα σε τριγωνική διάταξη Αποκόλληση του φατνώματος από την βάση θεμελίωσης στα άκρα εντοπίστηκε οπτικά και μέσω των επιμηκυνσιομέτρων της δοκού βάσης στο Ν.Α. άκρο (μέγιστο εύρος ρωγμής 1.4 mm για μετακίνηση +7 mm) και το Β.Α. άκρο (εύρος ρωγμής 1.27 mm για μετακίνηση -7 mm), (Σχήμα 3-65).

100 74 Σχήμα 3-65: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 1 ου ορόφου Μικρότερου εύρους αποκόλληση φατνώματος-πλαισίου καταγράφηκε επίσης στο 2 ο όροφο και συγκεκριμένα στην ανατολική δοκό και στα δύο άκρα (Σχήμα 3-66). Σχήμα 3-66: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 2 ου ορόφου Ολίσθηση πλαισίου-φατνώματος στον 1 ο όροφο καταγράφηκε (Σχήμα 3-67) στη διεπιφάνεια με τη δοκό βάσης (ανατολικά) και τη δοκό κορυφής (δυτικά), αλλά και στο υποστύλωμα βόρειας πλευράς (Σχήμα 3-68). Η μέγιστη τιμή που καταγράφηκε ήταν.6 mm στην διεπιφάνεια φατνώματος- Ν.Α. άκρο ανατολικής δοκού.

101 75 Σχήμα 3-67: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας ανατολικής δοκού φατνώματος (αριστερά) και δυτικής δοκού φατνώματος (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-68: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου φατνώματος υποστυλώματος βόρειας πλευράς 1ου ορόφου Στον 2 ο όροφο ολίσθηση μέγιστης τιμής.5mm καταγράφηκε μόνο στο κέντρο του υποστυλώματος της βόρειας πλευράς (Σχήμα 3-69). Σε κανένα άλλο όροφο δεν καταγράφηκε ολίσθηση στην διεπιφάνεια πλαισίου φατνώματος.

102 76 Σχήμα 3-69: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου φατνώματος υποστυλώματος βόρειας πλευράς 2ου ορόφου Επιπλέον των επιμηκυνσιομέτρων για την μέτρηση των παραμορφώσεων στον 1 ο όροφο χρησιμοποιήθηκε και η τεχνική μέτρησης μετατοπίσεων μέσω ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής η οποία λαμβάνει φωτογραφίες σε τακτά χρονικά διαστήματα. Για την επεξεργασία των φωτογραφιών χρησιμοποιήθηκε λογισμικό ανοιχτού κώδικα το οποίο έχει προγραμματιστεί από τους Eberl, Thompson and Gianola. Οι θέσεις των στόχων που έχουν επικολληθεί στο δοκίμιο συσχετίζονται με ένα χρωματικό μοτίβο της φωτογραφίας στην αρχική απαραμόρφωτη κατάσταση οριοθετώντας έτσι τη θέση του στόχου. Σε κάθε νέα φωτογραφία εντοπίζεται το συγκεκριμένο μοτίβο και επομένως και η θέση του στόχου. Από τις μετακινήσεις των επικολλημένων στόχων στη δυτική δοκό (δοκός οροφής) του 1 ου ορόφου υπολογίστηκε η μετακίνηση (Σχήμα 3-7) του ορόφου. Επίσης υπολογίστηκαν οι στροφές καθ' ύψος του 1 ου ορόφου στις ίδιες διατομές που έχουν υπολογιστεί και με τα επιμηκυνσιόμετρα (Σχήμα 3-71).

103 Στροφή (rad) Στροφή (rad) Στροφή (rad) Στροφή (rad) Μετακίνηση (mm) Κυκλική δοκιμή Φωτογραμμετρία Σχήμα 3-7: Μετακίνηση 1 ου ορόφου (α) (γ) Κυκλική δοκιμή Φωτογραμμετρία Κυκλική δοκιμή Φωτογραμμετρία Σχήμα 3-71: Στροφή διατομής 45mm (α), 9 mm (β), 135mm (γ) και 18mm (δ) από τη βάση (β) (δ) Κυκλική δοκιμή Φωτογραμμετρία Κυκλική δοκιμή Φωτογραμμετρία Οι μετακινήσεις των στόχων αξιοποιήθηκαν και για τον υπολογισμό των κύριων παραμορφώσεων του φατνώματος. Για τον υπολογισμό των παραμορφώσεων

104 78 χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων. Στο (Σχήμα 3-74) φαίνονται οι κύριες παραμορφώσεις που προέκυψαν στην μέγιστη μετακίνηση του ορόφου. Εμφανής είναι οι μεγάλες εφελκυστικές παραμορφώσεις στην περιοχή της ρηγμάτωσης. (α) Σχήμα 3-72: Κύριες παραμορφώσεις φατνώματος στην μέγιστη μετακίνηση: (α) μετακίνηση προς νότο, (β) μετακίνηση προς βορρά (β)

105 Επισκευή δοκιμίου Μετά την δοκιμή εκτελέσθηκαν εργασίες αποκατάστασης των βλαβών με στόχο την εκτέλεση περεταίρω δοκιμών. Συγκεκριμένα η περιοχή των ματίσεων ράβδων υποστυλωμάτων καθαρίστηκε από τα σαθρά κομμάτια σκυροδέματος (Σχήμα 3-73), καθαρίστηκε επιμελώς από σκόνες και αποκαταστάθηκε με επισκευαστικό κονίαμα (Σχήμα 3-74). Σχήμα 3-73: Βλάβες υποστυλωμάτων στην περιοχή των ματίσεων Σχήμα 3-74: Αποκατάσταση σκυροδέματος υποστυλωμάτων με επισκευαστικό κονίαμα Οι ρηγματώσεις του φατνώματος αποκαταστάθηκαν με την τεχνική των ρητινενέσεων. Οι ρωγμές καθαρίστηκαν κατά μήκος και σφραγίστηκαν με συγκολλητική εποξειδική πάστα αφού κατά μήκος της ρωγμής τοποθετήθηκαν ακροφύσια ανά 1 cm (Σχήμα 3-75). Με την εμφάνιση ρητίνης εξερχόμενης από το επόμενο ακροφύσιο, το ακροφύσιο εισπίεσης σφραγίζεται και η διαδικασία συνεχίζεται στα επόμενα μέχρι την ολοκληρωτική πλήρωση της ρωγμής.

106 8 Σχήμα 3-75: Τοποθέτηση ακροφυσίων κατά μήκος της ρωγμής Σχήμα 3-76: Σφράγιση ρωγμής Σχήμα 3-77: Ένεση ρητίνης στην ρωγμή με πίεση

107 81 Η περιοχή των ματίσεων στην βάση των υποστυλωμάτων του 1 ου ορόφου ενισχύθηκε κατόπιν με τρίπλευρο μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών. Ο μανδύας αποτελούνταν από δύο στρώσεις υφάσματος ινών άνθρακα μίας διεύθυνσης, ονομαστικού πάχους.13mm, μέτρου ελαστικότητας 23GPa και εφελκυστικής αντοχής 345MPa. Πριν την τοποθέτηση του μανδύα η επιφάνεια καθαρίστηκε επιμελώς ενώ για αποφυγή της συγκέντρωσης τάσεων στις γωνίες και ενδεχόμενης πρόωρης αστοχίας του μανδύα οι γωνίες των υποστυλωμάτων καμπυλώθηκαν σε ακτίνα περίπου 2mm. Ο μανδύας τοποθετήθηκε σε απόσταση 1mm από την βάση και μέχρι ύψος 5mm από τη βάση του υποστυλώματος. Σχήμα 3-78: Τοποθέτηση μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών

108 82 Σχήμα 3-79: Βάση 1ου ορόφου εμφατνωμένου πλαισίου μετά την επισκευή ενίσχυση Υβριδική δοκιμή Μετά την επισκευή, το δοκίμιο δοκιμάστηκε με την υβριδική μέθοδο με υποκατασκεύες. Ως σεισμική διέγερση χρησιμοποιήθηκε το επιταχυνσιογράφημα του σεισμού στο Montenegro το 1979 όπως καταγράφηκε από το σταθμό παρατήρησης Hercegnovi, τροποποιημένο κατάλληλα ώστε να είναι συμβατό με το φάσμα του Ευρωκώδικα 8. Η καταγραφή αποτελείται από 15 σημεία με χρονικό βήμα.1 sec. Από εφαρμογή διαστατικής ανάλυσης προκύπτει ότι για λόγους ομοιότητας της πρωτότυπης κατασκευής με το δοκίμιο απαιτείται ο χρόνος του επιταχυνσιογραφήματος να πολλαπλασιαστεί με: Στο τέλος του επιταχυνσιογραφήματος προστέθηκε αριθμός σημείων μηδενικής τιμής επιτάχυνσης ώστε να ληφθεί και η ελεύθερη ταλάντωση του δοκιμίου. Τελικά η συνολική διάρκεια του επιβληθέντος επιταχυνσιογραφήματος ήταν 18 sec. Tο επιταχυνσιογράφημα επαυξήθηκε κατάλληλα ώστε να προκύψει μέγιστη εδαφική επιτάχυνση ίση με.25g (Σχήμα 3-8).

109 Επιτάχυνση εδάφους (m/sec 2 ) Σχήμα 3-8: Επιταχυνσιογράφημα Hercegnovi Χρόνος (sec) Το δοκίμιο αποτελεί υποκατασκευή τετραώροφου πλαισίου 4 βαθμών ελευθερίας και επομένως τοποθετείται ένα υδραυλικό έμβολο σε κάθε βαθμό ελευθερίας (στάθμη ορόφου) για επιβολή των μετακινήσεων που προκύπτουν από την επίλυση της εξίσωσης κίνησης. Ωστόσο, λόγω της εξαιρετικά μεγάλης δυσκαμψίας του δοκιμίου και της μικρής απόστασης μεταξύ των εμβόλων παρατηρήθηκε κατά τις πρώτες δοκιμές ελέγχου του συστήματος έντονη αλληλεπίδραση μεταξύ τους (close coupling), με αποτέλεσμα αστάθεια στη λειτουργία των εμβόλων και επιβολή πολύ μεγάλων τεμνουσών δυνάμεων. Για το λόγο αυτό αφαιρέθηκαν τα έμβολα του 1 ου και 3 ου ορόφου και η δοκιμή πραγματοποιήθηκε με τα υπόλοιπα. Αυτό δημιούργησε την ανάγκη τροποποίησης της προσομοίωσης του πλαισιακού τμήματος του φορέα ( 2.5). Το ελαστικό μητρώο δυσκαμψίας της αναλυτικής υποκατασκευής προκύπτει από το μητρώο δυσκαμψίας του συστήματος των τεσσάρων βαθμών ελευθερίας, με πρόσθεση των ευκαμψιών δύο επαλλήλων ορόφων. Το διαγώνιο μητρώο μαζών υπολογίζεται από αυτό του συστήματος των 4 βαθμών ελευθερίας θεωρώντας ότι στον δεύτερο όροφο αντιστοιχεί η μισή μάζα του 1 ου και του 3 ου βαθμού ελευθερίας και στον τέταρτο όροφο η μισή μάζα του τρίτου βαθμού ελευθερίας

110 84 Σχήμα 3-81: Πειραματική διάταξη υβριδικών δοκιμών (2 βαθμών ελευθερίας) Η δοκιμή εκτελέσθηκε με το αξονικό φορτίο που αντιστοιχεί στο συνδυασμό δράσεων G+.3Q, (465 kn ή.4a c *f c ). Η χρονοϊστορία των μετακινήσεων των τεσσάρων ορόφων που προέκυψαν κατά την διάρκεια της δοκιμής φαίνεται στο Σχήμα 3-82.

111 Μετακίνηση (mm) ος Όροφος 3ος Όροφος 2ος Όροφος 1ος Όροφος Σχήμα 3-82: Χρονοϊστορία μετακινήσεων ορόφων Οι προϋπάρχουσες ρωγμές υψηλότερα από τον μανδύα του εφελκυόμενου κάθε φορά υποστυλώματος επανεμφανίσθηκαν στα πρώτα στάδια φόρτισης (στα πρώτα 2 sec), Σχήμα Χρόνος (sec) Σχήμα 3-83: Επανεμφάνιση ρωγμών στο εφελκυόμενο υποστύλωμα Η ρωγμή στο τέλος του μανδύα του εφελκυόμενου υποστυλώματος - η οποία είχε επισκευασθεί με ρητινένεση μετά την πρώτη δοκιμή επανεμφανίσθηκε σε μετακίνηση κορυφής -4.8 mm (2.5sec). Η συμπεριφορά του δοκιμίου ήταν συμμετρική κατά την αντιστροφή της φόρτισης, οπότε και σε μετακίνηση +3 mm (2.67sec) άρχισε να δημιουργείται ρωγμή αμέσως μετά το πέρας του μανδύα η οποία επεκτάθηκε προς το

112 86 φάτνωμα (Σχήμα 3-84) σε μικρότερο βάθος από όσο κατά την δοκιμή κυκλικής φόρτισης. Παράλληλα, παρατηρήθηκε αποκόλληση στη διεπιφάνεια φατνώματος βάσης δοκιμίου (Σχήμα 3-85). Σχήμα 3-84: Δημιουργία ρωγμών στο τέλος του μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών Σχήμα 3-85: Ρωγμή στην βάση του δοκιμίου Αν και με την αύξηση του επιπέδου μετακίνησης δημιουργήθηκαν κάποιες επιπλέον ρωγμές καθ' ύψος των υποστυλωμάτων του 2 ου ορόφου, η απόκριση του δοκιμίου εντοπίσθηκε κυρίως στη διεύρυνση της αποκόλλησης στη βάση του τοιχώματος. Η μέγιστη μετακίνηση κατά τη δοκιμή ήταν -95 mm (11.4sec), ενώ το αξονικό φορτίο παρουσίασε διακύμανση με μέγιστη τιμή 64.8kN ή.56a c *f c. Η μέγιστη τέμνουσα βάσης κατά την διάρκεια της δοκιμής ήταν 311 kn (6.2sec). Αν και η παρατήρηση της χρονοϊστορίας των μετακινήσεων υποδηλώνει απόκριση του δοκιμίου στη πρώτη ιδιομορφή, εν τούτοις από την χρονοϊστορία της επιβαλλόμενης δύναμης σε κάθε όροφο (Σχήμα 3-87) φαίνεται η επιρροή των ανώτερων ιδιομορφών.

113 Δύναμη (kn) Τέμνουσα Βάσης (kn) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-86: Χρονοιστορία τέμνουσας βάσης Χρόνος (sec) 2 ος όροφος 4 ος όροφος Σχήμα 3-87: Χρονοϊστορία επιβαλλόμενης δύναμης σε κάθε όροφο Η συνεισφορά των ανώτερων ιδιομορφών στην συνολική τέμνουσα βάσης μπορεί να εκτιμηθεί από τις δυνάμεις που επιβάλλουν τα έμβολα καθ' ύψος του δοκιμίου (Seible et al, 1994 Σχήμα 3-87). Οι τέμνουσες δυνάμεις σε κάθε βαθμό ελευθερίας υπολογίζονται: (3-11)

114 88 όπου R 1 και R 2 οι μετρούμενες δυνάμεις που επιβάλλουν τα έμβολα σε κάθε βαθμό ελευθερίας. Το μητρώο R μπορεί να διαχωριστεί σε δύο συνιστώσες, μία για τη πρώτη ιδιομορφή και μία για όλες τις υπόλοιπες. Θεωρώντας τη κατανομή των δυνάμεων καθ' ύψος του δοκιμίου στην πρώτη ιδιομορφή ως ανεστραμμένη τριγωνική καθ' ύψος και για ένα σύστημα δύο βαθμών ελευθερίας ορίζεται το διάνυσμα (3-12) Η συνιστώσα του διανύσματος R στην κατεύθυνση φ 1 υπολογίζεται ως:. Τελικά προκύπτει ότι η συνιστώσα του διανύσματος R που οφείλεται στην πρώτη ιδιομορφή δίνεται από την σχέση: (3-13) Τελικά οι τέμνουσες που οφείλονται στην πρώτη ιδιομορφή υπολογίζονται από την σχέση (3-14) Στο Σχήμα 3-88 παρουσιάζονται η μετρούμενη τέμνουσα βάσης και η τέμνουσα βάσης που οφείλεται στην πρώτη ιδιομορφή μόνο, ενώ στο Σχήμα 3-89 παρουσιάζεται ο λόγος της τέμνουσας βάσης προς την τέμνουσα που οφείλεται στην πρώτη ιδιομορφή συναρτήσει της μετακίνησης κορυφής (σχήμα αριστερά) και της τέμνουσας βάσης (σχήμα δεξιά). Φαίνεται ότι η συνεισφορά των ανώτερων ιδιομορφών στη συνολική τέμνουσα βάσης να είναι σημαντική.

115 Τέμνουσα Βάσης / Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης / Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης (kn) Χρόνος (sec) Τέμνουσα Βάσης 1ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης Σχήμα 3-88: Χρονοϊστορία τέμνουσας βάσης συνολική και εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής Μετακίνηση Κορυφής (mm) Τέμνουσα Βάσης (kn) Σχήμα 3-89: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά) Το διάγραμμα τέμνουσας βάσης μετακίνησης 2 ου ορόφου (Σχήμα 3-9), υποδηλώνει αστοχία του δοκιμίου, λόγω της παρατηρούμενης πτώσης στην αντίσταση του δοκιμίου κατά περίπου 25%.

116 Ροπή Βάσης (knm) Τέμνουσα Βάσης 1ης Ιδιομορφής (kn) 9 Σχετική Μετακίνηση 2ου Ορόφου (%) -1,11 -,67 -,22,22,67 1, Μετακίνηση 2ου Ορόφου (mm) Σχήμα 3-9: Τέμνουσα βάσης (πρώτης ιδιομορφής) μετακίνηση 2ου ορόφου Στα Σχήμα 3-91 και Σχήμα 3-92 παρουσιάζονται τα διαγράμματα ροπής στη βάση του δοκιμίου, στην βάση του 2 ου ορόφου και στην βάση του 3 ου ορόφου σε σχέση με το αντίστοιχο μήκος διάτμησης. Αντίστοιχα με την κυκλική δοκιμή, όλη η βλάβη συγκεντρώνεται στην βάση του δοκιμίου Σχετική Μετακίνηση 2ου Ορόφου (%).8 1 Σχήμα 3-91: Ροπή βάσης Σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου

117 Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) (α) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) (β) Σχήμα 3-92: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (α), 3 ου ορόφου (β) Από το Σχήμα 3-93, στο οποίο παρουσιάζεται η στροφή που μετρήθηκε από ζεύγη αισθητήρων εκατέρωθεν του πλαισίου σε διάφορες καθ' ύψος ζώνες του 1 ου ορόφου (- 45, 45-9, και mm από τη βάση) ως προς την αντίστοιχη ροπή, φαίνεται η σημαντική στροφή στη βάση του δοκιμίου (έως 45 mm από τη βάση) και η

118 Τέμνουσα 1ου Ορόφου (kn) Τέμνουσα 2ου Ορόφου (kn) Ροπή Στάθμης (knm) 92 σημαντική αύξηση της στροφής πάνω από το επίπεδο τερματισμού της μάτισης των ράβδων των υποστυλωμάτων (45mm 9mm) Στροφή Στάθμης (rad) 45 mm από βάση 9 mm από βάση 135 mm από βάση 18 mm από βάση 27 mm από βάση Σχήμα 3-93: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου Η συνεισφορά της διατμητικής παραμόρφωσης στην συνολική μετακίνηση είναι ίση περίπου με το 3% της αντίστοιχης λόγω κάμψης στον όροφο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3-94 όπου παρουσιάζεται η τέμνουσα βάσης ως προς τη διατμητκή παραμόρφωση 1 ου ορόφου και 2 ου ορόφου, αντίστοιχα Διατμητική Παραμόρφωση 1ου Ορόφου (rad) Διατμητική Παραμόρφωση 2ου Ορόφου (rad) Σχήμα 3-94: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Από τα επιμηκυνσιόμετρα τα οποία ήταν τοποθετημένα εκατέρωθεν του δοκιμίου υπολογίστηκαν επίσης οι αξονικές παραμορφώσεις στις παρειές του δοκιμίου και στον

119 Αξονική Παραμόρφωση άξονα μέλους Αξονική Παραμόρφωση νότιας παρειάς Αξονική Παραμόρφωση βόρειας παρειάς 93 άξονα (μέση αξονική παραμόρφωση έως σε ύψος 45mm, 9mm, 135mm και 18 από την βάση) (Σχήμα 3-95) mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) (α) 15 x Μετακίνηση Κορυφής (mm) (β) 45 mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) (γ) Σχήμα 3-95: Αξονική παραμόρφωση νότιας παρειά (α), βόρειας παρειάς (β), άξονα μέλους (γ) Αποκόλληση του φατνώματος από το πλαίσιο παρουσιάσθηκε στις ακραίες ΒΑ-ΒΔ περιοχές της διεπιφάνειας με τη βάση θεμελίωσης (μέγιστο εύρος 2.5mm στο ΒΔ άκρο, Σχήμα 3-96) και πάνω/κάτω από τη δοκό 1 ου ορόφου (.12mm στη δυτική πλευρά, Σχήμα 3-97, και 1mm στην ανατολική πλευρά, Σχήμα 3-98). Η μέτρηση στο Β.Α. και στο Ν.Α. άκρο της διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου είναι αξιόπιστη μέχρι το 5 ο και το 12 ο δευτερόλεπτο αντίστοιχα καθώς μετά από αυτό το χρονικό σημείο η αγκύρωση των μετρητών στο δοκίμιο αποκολλήθηκε.

120 94 Σχήμα 3-96: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου Σχήμα 3-97: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος δυτικής δοκού 1ου ορόφου

121 95 Σχήμα 3-98: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 2ου ορόφου Σχετική μετακίνηση (ολίσθηση) στη διεπιφάνεια πλαισίου-φατνώματος καταγράφηκε σε όλους τους ορόφους (βλ. Σχήμα Σχήμα 3-14), με την μέγιστη τιμή να παρουσιάζεται στη βάση του 1 ου ορόφου (περίπου.5mm). Όπως και στην μέτρηση της αποκόλλησης οι τιμές της ολίσθησης είναι αξιόπιστες μέχρι το 5 ο δευτερόλεπτο για τα Β.Α. άκρο και μέχρι το 12 δευτερόλεπτο για το Ν.Α. άκρο. Στις υπόλοιπες πλευρές οι τιμές ολίσθησης ήταν αρκετά μικρότερες, με εξαίρεση το υποστύλωμα της νότιας πλευράς του 3 ου ορόφου (σχεδόν μέγιστη τιμή ολίσθησης) και την ανατολική δοκό του 4 ου και του 3 ου ορόφου με μέγιστη τιμή ολίσθησης περίπου.8mm (6% της τιμής σχεδιασμού). Γενικά, μεγαλύτερες τιμές ολίσθησης καταγράφηκαν στην πλευρά στην οποία εφαρμόσθηκε η δεύτερη μέθοδος σύνδεσης.

122 96 Σχήμα 3-99: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος κάτω δοκού (αριστερά) και πάνω δοκού (δεξιά) 1ου ορόφου Σχήμα 3-1: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος υποστυλώματος νότιας (αριστερά) και βόρειας (δεξιά) πλευράς υποστυλώματος 1ου ορόφου Σχήμα 3-11: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2ου ορόφου

123 97 Σχήμα 3-12: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 3ου ορόφου Σχήμα 3-13: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νοτίου (αριστερά) και βορείου (δεξιά) υποστυλώματος 3ου ορόφου

124 Μετακίνηση (mm) 98 Σχήμα 3-14: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού 4ου ορόφου Από την απόκριση ελεύθερης ταλάντωσης του δοκιμίου μετά το τέλος της διέγερσης προσδιορίσθηκε η ιδιοπερίοδός του (.85 sec) και η ισοδύναμη ιξώδης απόσβεση (7% περίπου). Η μετακίνηση στον πρώτο όροφο όπως αυτή υπολογίστηκε από την επεξεργασία των ψηφιακών φωτογραφιών καθώς και οι στροφή καθ' ύψος του τοιχώματος φαίνεται στο Σχήμα 3-15 και Σχήμα 3-16 αντίστοιχα. Η φωτογραφική μηχανή λάμβανε φωτογραφίες μέχρι το 8 ο δευτερόλεπτο του επιταχυσνιογραφήματος Σχήμα 3-15: Μετακίνηση 1 ου ορόφου 5-15 Υβριδική δοκιμή Φωτογραμμετρία Χρόνος (sec)

125 Στροφή (rad) Στροφή (rad) Στροφή (rad) Στροφή (rad) Χρόνος (sec) (α) (γ) Υβριδική δοκιμή Φωτογραμμετρία -.75 Υβριδική δοκιμή Φωτογραμμετρία Χρόνος (sec) Υβριδική δοκιμή Φωτογραμμετρία Χρόνος (sec) Σχήμα 3-16: Στροφή διατομής 45mm (α), 9 mm (β), 135mm (γ) και 18mm (δ) από τη βάση (β) -.75 Υβριδική δοκιμή Φωτογραμμετρία Χρόνος (sec) (δ)

126 Κυκλική δοκιμή μέχρις αστοχίας Μετά την υβριδική δοκιμή εφαρμόστηκε στο δοκίμιο χρονοϊστορία ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων με τριγωνική κατανομή δυνάμεων καθ' ύψος. Πριν την δοκιμή επισκευάστηκαν οι βλάβες που είχαν προκληθεί από την ψευδοδυναμική δοκιμή και συγκεκριμένα οι ρωγμές που δημιουργήθηκαν εκτός του μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών. Η επισκευή έγινε με χρήση ρητινενέσεων υπό πίεση με την ίδια διαδικασία που εφαρμόστηκε προγενέστερα. Σχήμα 3-17: Σφράγιση ρωγμών με εποξειδική πάστα, τοποθέτηση ακροφυσίων Για τη δοκιμή του τοιχώματος χρησιμοποιήθηκε ένα έμβολο ανά όροφο (στη στάθμη ορόφου, δηλ. στο ύψος της αντίστοιχης δοκού) για την επιβολή των προκαθορισμένων μετακινήσεων. Με το έμβολο στην κορυφή του δοκιμίου επιβλήθηκε η επιθυμητή μετακίνηση κορυφής, ενώ τα έμβολα στους υπόλοιπους ορόφους επέβαλαν το 25%, 5% και 75% της στιγμιαίας δύναμης του εμβόλου του 4 ου ορόφου (Σχήμα 3-19), έτσι ώστε να επιτευχθεί εφαρμογή τριγωνικής κατανομής δυνάμεων καθ' ύψος του δοκιμίου. Επιβλήθηκαν 6 πλήρεις κύκλοι από ±6 mm (σχετική μετακίνηση κορυφής.67%) έως ±11 mm (σχετική μετακίνηση κορυφής 1.22%). Οι μετακινήσεις των ορόφων φαίνονται στο Σχήμα 3-18.

127 Δύναμη (kn) Μετακίνηση (mm) ος Όροφος 3ος Όροφος 2ος Όροφος 1ος Όροφος Σχήμα 3-18: Μετακινήσεις ορόφων ος όροφος 2 ος όροφος 3 ος όροφος 4 ος όροφος Σχήμα 3-19: Επιβαλλόμενες δυνάμεις Από τον πρώτο κύκλο φόρτισης εμφανίσθηκαν ρωγμές στο τέλος του μανδύα IOΠ του εκάστοτε εφελκυόμενου υποστυλώματος (μετακίνηση κορυφής +4mm και -25mm, αντίστοιχα), Σχήμα 3-11, είτε αυτό αφορούσε νέες ρωγμές, είτε άνοιγμα εκείνων που επισκευάσθηκαν. Παράλληλα, η διεύρυνση της ρωγμής στη διεπιφάνεια δοκιμίου βάσης η οποία είχε δημιουργηθεί κατά την προηγούμενη δοκιμή συνεχίσθηκε και στους μεταγενέστερους κύκλους φόρτισης (Σχήμα 3-111).

128 12 Σχήμα 3-11: Δημιουργία ρωγμών στο εφελκυόμενο υποστύλωμα στον πρώτο κύκλο φόρτισης, υποστύλωμα νότιας πλευράς (αριστερά), υποστύλωμα βόρειας πλευράς (δεξιά) Σχήμα 3-111: Ρωγμή στην διεπιφάνεια δοκιμίου βάσης Αξίζει να σημειωθεί ότι στη δυτική δοκό του πρώτου ορόφου παρατηρήθηκε μικρή ρωγμή παράλληλη με το άξονα της δοκού και σε απόσταση από τον πυθμένα της δοκού όσο περίπου και το βάθος έμπηξης των βλήτρων του φατνώματος 1 ου ορόφου (Σχήμα 3-112).

129 13 Σχήμα 3-112: Ρωγμή παράλληλη στον άξονα της δυτικής δοκού 1ου ορόφου Το αξονικό φορτίο μεταβάλλονταν με την αύξηση της μετακίνησης (μέγιστη τιμή 678kN ή ν.6). Η μέγιστη τέμνουσα βάσης που αναπτύχθηκε ήταν +185kN/-167.3kN για τη θετική και αρνητική φορά φόρτισης, αντίστοιχα (Σχήμα 3-113), με αντίστοιχη ροπή βάσης 12kNm (Σχήμα 3-114). Το διάγραμμα ροπή βάσης στροφή βάσης (Σχήμα 3-115) δείχνει ότι η μετακίνηση του πρώτου ορόφου οφείλεται σχεδόν εξολοκλήρου στη στροφή στη βάση του δοκιμίου, γεγονός που επιβεβαιώνει και η μικρή τιμή γωνιακής παραμόρφωσης (σε σχέση με τις καμπτκές παραμορφώσεις) (Σχήμα 3-116).

130 Ροπή Βάσης (knm) Τέμνουσα Βάσης (kn) 14 Σχετική Μετακίνηση Κορυφής (%) -1,33-1 -,67 -,33,33,67 1 1, Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-113: Τέμνουσα βάσης - μετακίνηση κορυφής Σχετική Μετακίνηση 1ου ορόφου (%) Σχήμα 3-114: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 1ου ορόφου

131 Τέμνουσα Βάσης (kn) Τέμνουσα 2ου ορόφου (kn) Ροπή Στάθμης (knm) mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση 27 mm απο βάση Στροφή Στάθμης (rad) Σχήμα 3-115: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου Διατμητική Παραμόρφωση 1ου ορόφου (rad) Διατμητική Παραμόρφωση 2ου ορόφου (rad) Σχήμα 3-116: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Αποκόλληση του φατνώματος από το περιβάλλον πλαίσιο παρατηρήθηκε στη βάση 1 ου και 2 ου ορόφου. Στη Ν.Α. και Β.Α. γωνίες της διεπιφάνειας φατνώματος θεμελίωσης καταγράφηκε εύρος αποκόλλησης 7mm και 6mm, αντίστοιχα (Σχήμα 3-117). Αποκόλληση 1.2mm καταγράφηκε επίσης στην Ν.Α. γωνία της δοκού του 2 ου ορόφου.

132 16 Σχήμα 3-117: Εύρος αποκόλλησης διεπιφάνειας φατνώματος βάσης 1ου ορόφου Σχήμα 3-118: Εύρος αποκόλλησης διεπιφάνειας φατνώματος Ανατολ. δοκού 2ου ορόφου Όσο αφορά τη σχετική μετακίνηση παράλληλα στη διεπιφάνεια (ολίσθηση) η μέγιστη καταγράφηκε στη διεπιφάνεια φατνώματος βάσης δοκιμίου (3mm περίπου, Σχήμα 3-119) με μικρότερες τιμές (.1mm) στο βόρειο υποστύλωμα του 1 ου και 2 ου ορόφου (Σχήμα 3-12, Σχήμα 3-121).

133 17 Σχήμα 3-119: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας πλαισίου βάσης δοκιμίου Σχήμα 3-12: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος βόρειου υποστυλώματος 1ου ορόφου

134 18 Σχήμα 3-121: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος βόρειου υποστυλώματος 2ου ορόφου Απομάκρυνση των μανδυών ΙΟΠ μετά το τέλος της δοκιμής, έδειξε ότι υπήρξε σημαντική ολίσθηση των οπλισμών, ενώ στο νότιο υποστύλωμα είχε επέλθει και λυγισμός των ράβδων όπλισης (Σχήμα 3-122). Σχήμα 3-122: Βλάβες υποστυλωμάτων στην βάση του δοκιμίου μετά το τέλος της δοκιμής

135 ΔΟΚΙΜΙΟ SW Διαστασιολόγηση οπλισμών τοιχώματος και σύνδεσης φατνώματος - πλαισίου Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα της δοκιμής του πρώτου δοκιμίου, για το δεύτερο δοκίμιο αποφασίσθηκε η διαφοροποίηση των οπλισμών του φατνώματος και της σύνδεσης του με το περιβάλλον πλαίσιο. Όπως προέκυψε από τις δοκιμές στο πρώτο δοκίμιο η συμπεριφορά του ήταν συμμετρική παρά το διαφορετικό τρόπο σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο, ενώ το δοκίμιο ανέπτυξε την ίδια ροπή βάσης (Σχήμα 3-57, Σχήμα 3-91) ανεξαρτήτως φοράς φόρτισης και διαφοράς τύπου σύνδεσης (βλήτρα και αγκύρια ή μόνο βλήτρα). Διαφορά απόκρισης οφειλόμενη στη μέθοδο σύνδεσης παρατηρήθηκε μόνο όσο αφορά την ολίσθηση στη διεπιφάνεια πλαισίουφατνώματος: η τιμή της ολίσθησης στις πλευρές που χρησιμοποιήθηκε ο 1 ος τύπος σύνδεσης (υποστυλώματα προς νότο και πυθμένας δοκών) ήταν μικρή σε σχέση με την τιμή που αντιστοιχεί σε εξάντληση της αντοχής των βλήτρων. Αντίθετα, στις περιοχές εφαρμογής του 2 ου τύπου σύνδεσης (υποστυλώματα προς βορρά και στέψη δοκών) καταγράφηκε ολίσθηση ίση με το 6% της τιμής σχεδιασμού (1.6mm) στους δύο πρώτους ορόφους. Στη διεπιφάνεια σύνδεσης φατνώματος-θεμελίωσης οι τιμές τις ολίσθησης, μετά την αστοχία του δοκιμίου σε κάμψη, ήταν περίπου διπλάσιες της τιμής σχεδιασμού. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, αποφασίστηκε στο δεύτερο δοκίμιο να εφαρμοστεί μόνο ο 2 ος τύπος σύνδεσης, τόσο λόγω της αποτελεσματικότητας όσο και της σχετικά ευκολότερης εφαρμογής της. Για τον 3 ο και 4 ο όροφο αποφασίστηκε να μην τοποθετηθούν βλήτρα στην περίμετρο του πλαισίου και να λειτουργήσει το φάτνωμα ως (κατά Καν.Επε.) απλό "γέμισμα" (τοποθετήθηκαν μόνο δύο ράβδοι ανά πλευρά λόγω της οριζόντιας τοποθέτησης του δοκιμίου). Τέλος οι οπλισμοί του φατνώματος μειώθηκαν σε κάθε όροφο: στον 1 ο όροφο τοποθετήθηκαν οι οπλισμοί του 2 ου ορόφου του πρώτου δοκιμίου, στον δεύτερο όροφο οι οπλισμοί του 3 ου ορόφου και στους υπόλοιπους δύο ορόφους οι οπλισμοί του 4 ου ορόφου του πρώτου δοκιμίου. Τελικά στον 1 ο όροφο τοποθετούνται 1Φ8/17 στη διαμήκη διεύθυνση και 11Φ8/17 στην εγκάρσια διεύθυνση (οριζόντιος οπλισμός). Στους 2 ο, 3 ο και 4 ο όροφο τοποθετούνται 7Φ8/26 στη διαμήκη διεύθυνση και 8Φ8/26 στην εγκάρσια διεύθυνση. Τα αγκύρια/βλήτρα που προκύπτουν συνοψίζονται στον Πίνακας 3-5, (Σχήμα 3-123, Σχήμα 3-124).

136 11 Πίνακας 3-5: Διαστασιολόγηση αγκυρίων/βλήτρων Οριζόντια Κατακόρυφα Μήκος έμπηξης Όροφος Αγκύρια/ Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Αγκύρια/ Μήκος έμπηξης στο φάτνωμα Βλήτρα στο πλαίσιο (mm) στο φάτνωμα (mm) Βλήτρα στο πλαίσιο (mm) (mm) 1 ος 18Φ16/85 13 (8db) 47 (59db) 22Φ16/85 13 (8db) 42 (52db) 2 ος 12Φ16/13 13 (8db) 47 (59db) 14Φ16/13 13 (8db) 43 (54db) Σχήμα 3-123: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 1ου ορόφου

137 111 Σχήμα 3-124: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου Κατασκευή δοκιμίου Η διαδικασία κατασκευής ήταν ακριβώς ίδια με αυτή του πρώτου δοκιμίου. Πρώτα αγκυρώθηκε στον τοίχο αντίδρασης η βάση του θεμελίου και στην συνέχεια κατασκευάστηκε ο ξυλότυπος του πλαισίου. Ο οπλισμός των μελών του πλαισίου ήταν επίσης ίδιος με εκείνον του δοκιμίου SW1. O ξυλότυπος του πλαισίου αφαιρέθηκε 1 ημέρες μετά τη σκυροδέτηση και διανοίχθηκαν οι οπές κατά μήκος του μέσου πάχους των δοκών και των υποστυλωμάτων. Όπως και στο δοκίμιο SW1 στις γωνίες δοκών-υποστυλωμάτων όπου τα βλήτρα των υποστυλωμάτων διασταυρώνονται με εκείνα της δοκού, τα πρώτα μετατοπίστηκαν από τη μέση γραμμή του υποστυλώματος και τοποθετήθηκαν εκατέρωθεν των βλήτρων των δοκών. Οι οπές πριν την έγχυση ρητίνης και την τοποθέτηση των βλήτρων σε αυτές

138 112 καθαρίστηκαν με επιμέλεια από υπολείμματα. Στη συνέχεια τοποθετήθηκαν οι οπλισμοί του φατνώματος και σκυροδετήθηκε το τοίχωμα. Σχήμα 3-125: Βλήτρα 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-126: Βλήτρα 3ου (αριστερά) και 4ου (δεξιά) ορόφου

139 Σχήμα 3-127: Οπλισμός φατνωμάτων 113

140 114 Σχήμα 3-128: Οπλισμός 1ου ορόφου Σχήμα 3-129: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου

141 115 Σχήμα 3-13: Οπλισμός 2ου ορόφου Σχήμα 3-131: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου

142 116 Σχήμα 3-132: Οπλισμός 3 ου ορόφου Σχήμα 3-133: Οπλισμός 4 ου ορόφου

143 117 Σχήμα 3-134: Εμφατνωμένο πλαίσιο μετά την σκυροδέτηση του φατνώματος Ο μανδύας ΙΟΠ στη βάση των υποστυλωμάτων τοποθετήθηκε στο δοκίμιο SW2 πριν τη διεξαγωγή των δοκιμών, ώστε να αποφευχθεί η πρόωρη αστοχία των ματίσεων. Ο μανδύας και σε αυτό το δοκίμιο αποτελούνταν από δύο στρώσεις υφάσματος ΙΟΠ ινών άνθρακα, ίδιων ιδιοτήτων με αυτό που χρησιμοποιήθηκε στο πρώτο δοκίμιο και τοποθετήθηκε με την ίδια διαδικασία. Μετά τον καθαρισμό και την καμπύλωση των ελεύθερων ακμών των υποστυλωμάτων με ακτίνα 2mm, τοποθετήθηκε ο μανδύας από 1mm από την βάση και μέχρι ύψος 5mm.

144 118 Σχήμα 3-135: Τοποθέτηση μανδύα ινοπλισμένων πολυμερών Στο δεύτερο δοκίμιο διατηρήθηκε ο ίδιος αριθμός και θέση τοποθέτησης αισθητήρων όπως στο πρώτο δοκίμιο (Σχήμα 2-1 έως και Σχήμα 2-13). Επιπλέον, στη δοκιμή αυτή τοποθετήθηκαν ηλεκτρομηκυνσιόμετρα στα βλήτρα σύνδεσης φατνώματοςθεμελίωσης (Ν.Α. και Β.Α. γωνία) και φατνώματος-υποστυλωμάτων (Σχήμα 3-136).

145 119 Σχήμα 3-136: Θέσεις ηλεκτρομηκυνσιομέτρων στη Ν.Α (αριστερά) και Β.Α (δεξιά) γωνία 1ου ορόφου Δοκιμές υλικών Κατά την σκυροδέτηση τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος ελήφθησαν 6 κυβικά δοκίμια πλευράς.15 m και 6 κυλινδρικά δοκίμια διαμέτρου.15 m και ύψους.3m. Τα δοκίμια σκυροδέματος τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος δοκιμάστηκαν σε θλίψη την ημέρα διεξαγωγής της δοκιμής. Η μέση θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων σκυροδέματος του πλαισίου ήταν MPa και των κυλινδρικών 24.4 MPa. Για το σκυρόδεμα του φατνώματος προέκυψε μέση θλιπτική αντοχή από τα κυβικά δοκίμια ίση με 28 MPa και από τα κυλινδρικά δοκίμια ίση με 26.2 MPa. Επίσης ελήφθησαν τμήματα ράβδων για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των ράβδων οπλισμού του πλαισίου και του φατνώματος. Οι δοκιμές εφελκυσμού πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A37 σε τρία δοκίμια ανά διάμετρο.

146 Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Παραμόρφωση Παραμόρφωση Σχήμα 3-137: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα Φ14 πλαισίου (αριστερά), Φ16 βλήτρων (δεξιά) Παραμόρφωση Σχήμα 3-138: Διάγραμμα σ-ε δοκιμών χάλυβα Φ8 φατνώματος Πίνακας 3-6: Τάση διαρροής (μέσος όρος 3 δοκιμών) από δοκιμές εφελκυσμού Διάμετρος ράβδου Τάση διαρροής (MPa) Πλαίσιο Φ Φάτνωμα Φ Βλήτρα Φ

147 Υβριδική δοκιμή Δοκιμίου SW2 Το δοκίμιο SW2 υποβλήθηκε σε σεισμική διέγερση και δοκιμάστηκε με τη υβριδική μέθοδο με υποκατασκευές. Ως διέγερση χρησιμοποιήθηκε το επιταχυνσιογράφημα της πρώτης δοκιμής (Montenegro 1979, σταθμός Hercegnovi). Για τους λόγους που αναφέρθηκαν παραπάνω η δοκιμή πραγματοποιήθηκε θεωρώντας την κατασκευή ως σύστημα 2 βαθμών ελευθερίας, με μητρώα δυσκαμψίας πλαισιακού τμήματος φορέα και μάζας ίδια με αυτά που υπολογίστηκαν για το πρώτο δοκίμιο. Η δοκιμή εκτελέσθηκε με το ίδιο αξονικό φορτίο (465 kn ή ν=.42), ενώ το επιταχυνσιογράφημα επαυξήθηκε κατάλληλα ώστε να προκύπτει μέγιστη εδαφική επιτάχυνση ίση με.25g. Οι αρχικές ρωγμές παρατηρήθηκαν (2.2 sec) καθ' ύψος του εφελκυόμενου κάθε φορά υποστυλώματος στην περιοχή πάνω από τον μανδύα ΙΟΠ, και στη συνέχεια (μετακίνηση κορυφής -35mm, 2.5sec) επεκτάθηκαν εντός του φατνώματος. Παράλληλα εμφανίσθηκαν οι πρώτες ρωγμές στο εφελκυόμενο (νότιο) υποστύλωμα του 2 ου ορόφου. Σύντομα (2.6sec, μετακίνηση κορυφής +31mm) οι ρωγμές του υποστυλώματος της νότιας πλευράς του 1 ου ορόφου άρχισαν να επεκτείνονται προς το φάτνωμα. Σχήμα 3-139: Ρωγμές στο εφελκυόμενο (νότια πλευρά) υποστύλωμα 1 ου μάτισης ράβδων στον 2 ο όροφο ορόφου και βλάβη

148 122 Ταυτόχρονα εμφανίσθηκε ρηγμάτωση στην περιοχή μάτισης των ράβδων στη βάση του υποστυλώματος της νότιας πλευράς στον 2 ο όροφο και σε σύντομο χρόνο (2.76 sec, μετακίνηση κορυφής +67mm) η περιοχή της μάτισης είχε υποστεί εκτεταμένη βλάβη. Σε αυτό το στάδιο της δοκιμής εμφανίσθηκε ρωγμή στο μέσο του ύψους ης δοκού, παράλληλη με τον άξονά της, η οποία εκτεινόταν μέχρι το μέσο περίπου της δοκού. Σχήμα 3-14: Ρηγμάτωση στη δοκό βάσης 2ου ορόφου Παρά την αύξηση του επιπέδου μετακίνησης σε μεταγενέστερους κύκλους και τη δημιουργία επιπλέον ρηγμάτωσης (αρχή αποκόλλησης μανδύα στη βάση υποστυλώματος 1 ου ορόφου, αποκόλληση διεπιφάνειας δοκιμίου βάσης, Σχήμα 3-141), η απόκριση του δοκιμίου εντοπίσθηκε κυρίως στην διεύρυνση των ρωγμών στη βάση των υποστυλωμάτων 2 ου ορόφου (περιοχή ματίσεων) και την επέκταση/διεύρυνση της ρωγμής παράλληλα στον άξονα της δοκού βάσης του 2 ου ορόφου (Σχήμα 3-142).

149 123 Σχήμα 3-141: Αποκόλληση μανδύα ΙΟΠ από το φάτνωμα (πάνω αριστερά), αποκόλληση διεπιφάνειας δοκιμίου βάσης (πάνω δεξιά), βλάβη μάτισης ράβδων υποστυλώματος (νότια πλευρά) στη βάση του 2ου ορόφου (κάτω) Σχήμα 3-142: Ρωγμή κατά μήκος της δοκού στη βάση του 2ου ορόφου

150 Τέμνουσα Βάσης (kn) Δύναμη (kn) Μετακίνηση (mm) 124 Η χρονοϊστορία μετακινήσεων των ορόφων και αυτή της τέμνουσας βάσης όπως καταγράφηκαν κατά τη δοκιμή φαίνονται στο Σχήμα ος Όροφος 3ος Όροφος 2ος Όροφος 1ος Όροφος Χρόνος (sec) ος όροφος ος όροφος Χρόνος (sec) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-143: Υβριδική δοκιμή.25g: μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω)

151 Τέμνουσα Βάσης / Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης / Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης (kn) 125 Η μέγιστη μετακίνηση και η τέμνουσα βάσης κατά τη διάρκεια της δοκιμής ήταν 114.3mm (11.4 sec) και 344 kn (5.7sec), αντίστοιχα. Όπως και στο δοκίμιο SW1, την τέμνουσα βάσης (Σχήμα 3-5) επηρεάζουν σε κάποιο βαθμό οι ανώτερες ιδιομορφές. Αυτό είναι περισσότερο φανερό στα Σχήμα και Σχήμα στα οποία παρουσιάζεται διαχωρισμένη η συμβολή της πρώτης και των υπολοίπων ιδιομορφών απόκρισης στην τέμνουσα βάσης καθώς και ο λόγος της τέμνουσας βάσης προς την τέμνουσα που οφείλεται στην πρώτη ιδιομορφή συναρτήσει της μετακίνησης κορυφής και της τέμνουσας βάσης Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα βάσης Χρόνος (sec) Σχήμα 3-144: Χρονοϊστορία τέμνουσας βάσης, συνολική και εκτίμηση συνεισφοράς 1ης ιδιομορφής Μετακίνηση Κορυφής (mm) Τέμνουσα Βάσης (kn) Σχήμα 3-145: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά)

152 Ροπή Βάσης (knm) Τέμνουσα βάσης 1ης ιδιομορφής (kn) 126 Η συμβολή των ανώτερων ιδιομορφών στην συνολική τέμνουσα βάσης, όπως αυτή αντικατοπτρίζεται από τον λόγο της συνολικής τέμνουσας βάσης προς την τέμνουσα 1 ης ιδιομορφής είναι αντίστοιχου επιπέδου με αυτή που προέκυψε από την ψευδοδυναμική δοκιμή του δοκιμίου SW1 (Σχήμα 3-89). Η επιβληθείσα διέγερση οδήγησε οριακά το δοκίμιο στην συμβατικά οριζόμενη αστοχία αυτό προκύπτει από την παρατηρούμενη πτώση της αντίστασης του δοκιμίου κατά 2% περίπου (Σχήμα 3-146, Σχήμα 3-147). Σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου (%) 4-1 -,67 -,33,33, Μετακίνηση 2ου ορόφου (mm) Σχήμα 3-146: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση 2ου ορόφου (1ου βαθμού ελευθερίας) Σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου (%) Σχήμα 3-147: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2ου ορόφου (1ου βαθμού ελευθερίας)

153 Ροπή Στάθμης (knm) Ροπή Βάσης 2 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχήμα 3-148: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (αριστερά), 3 ου ορόφου (δεξιά) Το διάγραμμα μεταβολής της ροπής ως προς τη συνολική στροφή μετρούμενη σε αντίστοιχη θέση από τη βάση του δοκιμίου (Σχήμα 3-149), δείχνει ότι η ρηγμάτωση της δοκού βάσης του 2 ου ορόφου και η αστοχία της μάτισης των ράβδων υποστυλωμάτων στη βάση του 2 ου ορόφου είχαν την πλέον καθοριστική συμβολή στην συνολική παραμόρφωση του δοκιμίου κατά την αστοχία, σε αντίθεση με το αντίστοιχο διάγραμμα της δοκιμής SW1 (βλ. Σχήμα 3-93) στην οποία η αστοχία επήλθε λόγω στροφής στη βάση του δοκιμίου, mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση 27 mm απο βάση Στροφή Στάθμης (rad) Σχήμα 3-149: Ροπή στροφή διατομής καθ' ύψος 1ου ορόφου

154 Αξονική Παραμόρφωση νότιας παρειάς Αξονική Παραμόρφωση βόρειας παρειάς Τέμνουσα 1 oυ ορόφου (kn) Τέμνουσα 2 ου ορόφου (kn) 128 Στο διάγραμμα τέμνουσας βάσης διατμητικής παραμόρφωσης 1 ου ορόφου και 2 ου ορόφου (Σχήμα 3-15) φαίνεται ότι η διατμητική παραμόρφωση του φατνώματος ήταν μικρή Διατμητική παραμόρφωση 1 ου ορόφου (rad) Διατμητική παραμόρφωση 2 ου ορόφου (rad) Σχήμα 3-15: Τέμνουσα βάσης διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά) και 2ου ορόφου (δεξιά) Οι αξονικές παραμορφώσεις στις παρειές και στον άξονα του δοκιμίου προσδιορίσθηκαν από τις μετρήσεις των επιμηκυνσιομέτρων που τοποθετήθηκαν κατά μήκος των εξωτερικών πλευρών του δοκιμίου. 1 x mm απο βάση 9 mm απο βάση mm απο βάση 18 mm απο βάση x mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) (α) Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-151: Αξονική παραμόρφωση νότιας παρειάς (α), βόρειας παρειάς (β) υποστυλωμάτων 1ου ορόφου -2 (β)

155 Αξονική Παραμόρφωση άξονα μέλους Αξονική Παραμόρφωση άξονα μέλους mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) Μετακίνηση Κορυφής (mm) (α) (β) Σχήμα 3-152: Αξονική παραμόρφωση άξονα δοκιμίου 1ου ορόφου (α), 2ου ορόφου (β) 45 mm απο βάση 2 ου ορόφου Αποκόλληση φατνώματος- πλαισίου καταγράφηκε στο ΝΑ. και ΒΔ άκρο της βάσης 1 ου ορόφου (μέγιστο 1mm) και στο νότιο υποστύλωμα (μέγιστο.2mm, ΝΔ. άκρο). Στον 2 ο όροφο αποκόλληση παρατηρήθηκε στην ανατολική δοκό (7mm/ 5mm στο ΝΔ/ΝΑ. άκρο). Σχήμα 3-153: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-βάσης δοκιμίου (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 1ου ορόφου (δεξιά)

156 13 Σχήμα 3-154: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος, Ν.Δ. γωνία (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 1 ου ορόφου(δεξιά) Σχήμα 3-155: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 2ου ορόφου (δεξιά) Σχετική μετακίνηση παράλληλα στη διεπιφάνεια πλαισίου-φατνώματος (ολίσθηση) καταγράφηκε στους δύο πρώτους ορόφους: μέγιστο.4mm στη δυτική δοκό (κορυφή 1 ου ορόφου) και παρομοίου μεγέθους στη διεπιφάνεια με τα υποστυλώματα και τη βάση του 1 ου ορόφου. Στο 2 ο όροφο σημαντική ολίσθηση (7mm στο Β.Α άκρο και 6mm στο Ν.Α. άκρο) παρατηρήθηκε στην ανατολική δοκό του 2 ου ορόφου (βάση ορόφου). Ολίσθηση (μέγιστο.2mm) καταγράφηκε σε αμφότερες τις διεπιφάνειες υποστυλωμάτωνφατνώματος. Αν και δεν είχαν ληφθεί συγκεκριμένα μέτρα σύνδεσης του φατνώματος με το περιβάλλον πλαίσιο στον 3 ο όροφο, η καταγραφείσα ολίσθηση ήταν μικρού μεγέθους (.2 mm στην B.A άκρο του βορείου υποστυλώματος.

157 131 Σχήμα 3-156: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-157: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 1ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-158: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος-δυτικής δοκού 2ου ορόφου (δεξιά)

158 132 Σχήμα 3-159: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 2ου ορόφου (δεξιά) (αριστερά) και Σχήμα 3-16: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νοτίου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος-βορείου υποστυλώματος 3ου ορόφου (δεξιά) Οι παραμορφώσεις των βλήτρων σύνδεσης φατνώματος 1 ου ορόφου-βάσης δοκιμίου και φατνώματος-υποστυλωμάτων (στην Ν.Α και Β.Α γωνία του φατνώματος) όπως καταγράφηκαν από ηλεκτρομηκυνσιόμετρα (Σχήμα 3-161, Σχήμα 3-162) σημαντικότερες ήταν εκείνες στα βλήτρα της διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου με μέγεθος που πλησιάζει την παραμόρφωση διαρροής των βλήτρων.

159 Παραμόρμφωση (%) Παραμόρμφωση (%) Παραμόρμφωση (%) Παραμόρμφωση (%) SG1 SG3 SG SG1 SG8 SG Χρόνος (sec) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-161: Παραμορφώσεις βλήτρων στη διεπιφάνεια φατνώματος βάσης δοκιμίου στη Ν.Α γωνία (αριστερά) και τη Β.Α γωνία (δεξιά).2.15 SG11 SG SG15 SG Χρόνος (sec) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-162: Παραμορφώσεις βλήτρων στην διεπιφάνεια φατνώματος υποστυλώματος στη Ν.Α γωνία 1ου ορόφου (αριστερά) και Β.Α γωνίας 1ου ορόφου (δεξιά) Η θέση του ουδέτερου άξονα της διατομής βάσης στο μέγιστο κάθε κύκλου εκτιμήθηκε από τις μετρήσεις των ηλεκτρομηκυνσιομέτρων ότι βρίσκεται σε απόσταση 62mm/45mm από την ακραία θλιβόμενη ίνα για θετική/αρνητική φορά μετακίνησης (Σχήμα 3-163).

160 Παραμόρφωση Παραμόρφωση x Απόσταση απο ακραία εφελκυόμενη ίνα (mm) 2.5 x Απόσταση απο ακραία θλιβόμενη ίνα (mm) Σχήμα 3-163: Θέση ουδέτερου άξονα διατομής βάσης, θετική φορά μετακίνησης (αριστερά), αρνητική φορά μετακίνησης (δεξιά) Η φωτογραφική μηχανή κατά την διάρκεια της δοκιμής λάμβανε φωτογραφίες από το 2 ο έως το 12 ο δευτερόλεπτο. Από την επεξεργασία των ψηφιακών φωτογραφιών προέκυψαν οι κυρίες παραμορφώσεις του φατνώματος (Σχήμα 3-164). (α) Σχήμα 3-164: Κύριες παραμορφώσεις φατνώματος στην μέγιστη μετακίνηση: (α) μετακίνηση προς νότο, (β) μετακίνηση προς βορρά (β) Τέλος, από το τμήμα απόκρισης ελεύθερης ταλάντωσης στο τελευταίο τμήμα της δοκιμής, προσδιορίσθηκε η ιδιοπερίοδος του δοκιμίου (.97 sec) και η ισοδύναμη ιξώδης απόσβεση (6% περίπου).

161 ΔΟΚΙΜΙΟ SW Διαστασιολόγηση οπλισμών φατνώματος και σύνδεσης φατνώματος - πλαισίου Με βάση τα αποτελέσματα της δοκιμής του δεύτερου δοκιμίου αποφασίστηκε η περαιτέρω διαφοροποίηση (μείωση) των οπλισμών και της σύνδεσης με το περιβάλλον πλαίσιο. Οι ολισθήσεις που καταγράφηκαν κατά την διάρκεια της δοκιμής του δεύτερου δοκιμίου (Σχήμα έως και Σχήμα 3-158), ήταν περίπου στο 2% της τιμής σχεδιασμού, με εξαίρεση την ολίσθηση στη δοκό βάσης του δευτέρου ορόφου, όπου καταγράφηκαν πολύ μεγάλες τιμές ολίσθησης οφειλόμενες κατά κύριο λόγο στην διαμήκη ρηγμάτωση της δοκού και την αστοχία των ματίσεων ράβδων στη βάση των υποστυλωμάτων του δευτέρου ορόφου. Λόγω της συγκέντρωσης της βλάβης στον δεύτερο όροφο, στον τρίτο και τον τέταρτο όροφο δεν καταγράφηκε αξιόλογη ολίσθηση, παρά την τοποθέτηση υποτυπώδους οπλισμού σύνεσης (2Φ16 ανά πλευρά). Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, αποφασίστηκε στον πρώτο όροφο να μειωθούν οι οπλισμοί και να τοποθετηθούν Φ8/26 (αντί Φ8/17), όσο και στους υπόλοιπους τρείς ορόφους. Στον τρίτο και στον τέταρτο όροφο τοποθετήθηκαν στην περίμετρο του πλαισίου βλήτρα 2Φ16 ανά πλευρά, όσο και στο δεύτερο δοκίμιο. Τέλος, στον πρώτο και τον δεύτερο όροφο μειώθηκε η διάμετρος των βλήτρων, σε σχέση με αυτά του δεύτερου δοκιμίου, σε Φ14 και Φ12 αντίστοιχα (αντί Φ16 στα SW1 και SW2). Τα αγκύρια/βλήτρα που προκύπτουν συνοψίζονται στον Πίνακας 3-7 και στα Σχήμα 3-165, Σχήμα Πίνακας 3-7: Διαστασιολόγηση αγκυρίων/βλήτρων Οριζόντια Κατακόρυφα Μήκος έμπηξης Όροφος Αγκύρια/ Μήκος έμπηξης Μήκος έμπηξης Αγκύρια/ Μήκος έμπηξης στο φάτνωμα Βλήτρα στο πλαίσιο (mm) στο φάτνωμα (mm) Βλήτρα στο πλαίσιο (mm) (mm) 1 ος 12Φ14/13 11 (8db) 47 (59db) 14Φ14/13 11 (8db) 43 (54db) 2 ος 12Φ12/13 12 (1db) 47 (59db) 14Φ12/13 12 (1db) 43 (54db)

162 136 Σχήμα 3-165: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 1 ου ορόφου

163 Σχήμα 3-166: Σύνδεση φατνώματος πλαισίου 2ου ορόφου 137

164 Κατασκευή δοκιμίου Για την κατασκευή του δοκιμίου ακολουθήθηκε η ίδια διαδικασία με τα προηγούμενα δύο δοκίμια. Η όπλιση του πλαισίου ήταν ίδια με αυτή των προηγούμενων δύο δοκιμίων (Σχήμα 3-167). Σχήμα 3-167: Ξυλότυπος πλαισίου 3ου δοκιμίου Ο ξυλότυπος του πλαισίου αφαιρέθηκε μετά από 7 ημέρες και διανοίχθηκαν οι οπές σύμφωνα με τα σχέδια. Όπως και στα προηγούμενα δύο δοκίμια, στις γωνίες δοκών υποστυλωμάτων τα βλήτρα των υποστυλωμάτων μετατοπίστηκαν από την μέση γραμμή και τοποθετήθηκαν εκατέρωθεν των βλήτρων της δοκού.

165 139 Σχήμα 3-168: Βλήτρα 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά) Σχήμα 3-169: Βλήτρα 3ου ορόφου (αριστερά), 4ου ορόφου (δεξιά)

166 14 Σχήμα 3-17: Οπλισμός φατνώματος 3ου δοκιμίου Σχήμα 3-171: Οπλισμός 1ου ορόφου

167 141 Σχήμα 3-172: Λεπτομέρειες όπλισης 1ου ορόφου Σχήμα 3-173: Οπλισμός 2ου ορόφου

168 142 Σχήμα 3-174: Λεπτομέρειες όπλισης 2ου ορόφου Σχήμα 3-175: Οπλισμός 3ου ορόφου

169 Σχήμα 3-176: Οπλισμός 4ου ορόφου 143

170 144 Σχήμα 3-177: Εμφατνωμένο πλαίσιο μετά την σκυροδέτηση του φατνώματος Ο μανδύας ΙΟΠ στη βάση των υποστυλωμάτων του πρώτου ορόφου τοποθετήθηκε, όπως και στο δεύτερο δοκίμιο, πριν τη διεξαγωγή των δοκιμών. Ο μανδύας και σε αυτό το δοκίμιο αποτελούνταν από δύο στρώσεις υφάσματος ινών άνθρακα μίας διεύθυνσης ονομαστικού πάχους.13mm, μέτρου ελαστικότητας 23 GPa και εφελκυστικής αντοχής 345 MPa. Για την τοποθέτηση του μανδύα ακολουθήθηκε η ίδια διαδικασία με τα προηγούμενα δοκίμια. Ο μανδύας τοποθετήθηκε 1 mm από την βάση του δοκιμίου και μέχρι ύψος 5 mm.

171 145 Σχήμα 3-178: Μανδύας ΙΟΠ στην βάση των υποστυλωμάτων του 1 ου ορόφου Επιπλέον των αισθητήρων που αναφέρονται στην παράγραφο τοποθετήθηκαν ηλεκτρομηκυνσιόμετρα στον πρώτο όροφο στα βλήτρα σύνδεσης φατνώματος - θεμελίωσης και στα βλήτρα φατνώματος - υποστυλώματος στην Ν.Δ. και Β.Δ. γωνία. Στον δεύτερο όροφο τοποθετήθηκαν ηλεκτρομηκυνσιόμετρα στα βλήτρα φατνώματος δοκού στην βάση του ορόφου (Σχήμα 3-179). Σχήμα 3-179: Θέσεις ηλεκτρομηκυνσιομέτρων 1 ου ορόφου (αριστερά), 2 ου ορόφου (δεξιά)

172 Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Τάση (MPa) Δοκιμές υλικών Κατά την σκυροδέτηση τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος ελήφθησαν 6 κυβικά δοκίμια πλευράς.15 m και 6 κυλινδρικά δοκίμια διαμέτρου.15 m και ύψους.3m. Τα δοκίμια σκυροδέματος τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος δοκιμάστηκαν σε θλίψη την ημέρα διεξαγωγής της δοκιμής. Η μέση θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων σκυροδέματος του πλαισίου ήταν 29.4 MPa και των κυλινδρικών 25.6 MPa. Για το σκυρόδεμα του φατνώματος προέκυψε μέση θλιπτική αντοχή από τα κυβικά δοκίμια ίση με 3.6 MPa και από τα κυλινδρικά δοκίμια ίση με 23.6 MPa. Δοκιμές εφελκυσμού πραγματοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του χάλυβα οπλισμού τόσο του πλαισίου όσο και του φατνώματος. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A37 σε τρία δοκίμια ανά διάμετρο Παραμόρφωση Παραμόρφωση Σχήμα 3-18: Διάγραμμα σ ε δοκιμών χάλυβα Φ14 πλαισίου (αριστερά), Φ8 φατνώματος (δεξιά) Παραμόρφωση Παραμόρφωση Σχήμα 3-181: Διάγραμμα σ ε δοκιμών χάλυβα Φ14 βλήτρων (αριστερά), Φ12 βλήτρων (δεξιά)

173 147 Πίνακας 3-8: Τάση διαρροής (μέσος όρος τριών δοκιμίων) από δοκιμές εφελκυσμού Διάμετρος ράβδου Τάση διαρροής (MPa) Πλαίσιο Φ Φάτνωμα Φ Βλήτρα Φ12 532,9 Βλήτρα Φ Υβριδική δοκιμή Δοκιμίου SW η Υβριδική δοκιμή Το δοκίμιο δοκιμάστηκε με την υβριδική μέθοδο με υποκατασκευές. Ως διέγερση χρησιμοποιήθηκε το ίδιο επιταχυνσιογράφημα που χρησιμοποιήθηκε στις δοκιμές των προηγούμενων δύο δοκιμίων (Montenegro 1979, σταθμός Hercegnovi, Σχήμα 3-8), με μέγιστη εδαφική επιτάχυνση.25g. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε θεωρώντας την κατασκευή ως ένα σύστημα 2 βαθμών ελευθερίας, με μητρώα δυσκαμψίας και μάζας ίδια με εκείνα που χρησιμοποιήθηκαν στα προηγούμενα δύο δοκίμια. Το αξονικό φορτίο που επιβλήθηκε στο δοκίμιο διατηρήθηκε στο επίπεδο v=.47, δηλ. 465kN. Λόγω τεχνικού προβλήματος του ελεγκτή δοκιμών η δοκιμή διακόπηκε στο 1 ο δευτερόλεπτο του επιταχυνσιογραφήματος. Κατά τη δοκιμή και σε μετακίνηση κορυφής -12mm (1.9sec) παρουσιάσθηκαν οι πρώτες ρωγμές στο εφελκυόμενο υποστύλωμα βόρειο υποστύλωμα του 1 ου ορόφου και κατόπιν στο νότιο υποστύλωμα μετά το πέρας του μανδύα ΙΟΠ σε μετακίνηση κορυφής 14mm (2.1sec), Σχήμα Σε μετακίνηση κορυφής -27mm (2.4sec) δημιουργήθηκαν επιπλέον ρωγμές καθ' ύψος του εφελκυόμενου (βόρειου) υποστυλώματος του 1 ου ορόφου, ενώ παράλληλα δημιουργήθηκαν ρωγμές στο εφελκυόμενο υποστύλωμα του 2 ου ορόφου (σε απόσταση περίπου 6cm από την βάση του) και στην βάση του υποστυλώματος του 3 ου ορόφου. Με την αύξηση της μετακίνησης (μετακίνηση -35mm, t=2.47sec) οι προαναφερθείσες ρωγμές διευρύνθηκαν, ενώ η ρηγμάτωση επεκτάθηκε προς το φάτνωμα (Σχήμα 3-183).

174 148 Σχήμα 3-182: Ρωγμές στο εφελκυόμενο βόρειο (αριστερά), νότιο (δεξιά) υποστύλωμα (t=1.9sec) Σχήμα 3-183: Επέκταση ρωγμών υποστυλωμάτων στο φάτνωμα (t=2.47 sec) Παρόμοια ρηγμάτωση εμφανίστηκε στο δοκίμιο και κατά την αντιστροφή της φόρτισης. Σε μετακίνηση κορυφής 26mm(2.65sec) δημιουργήθηκαν επιπλέον ρωγμές στο εφελκυόμενο (νότιο) υποστύλωμα του 1 ου ορόφου και στο εφελκυόμενο υποστύλωμα του 2 ου ορόφου. Με την αύξηση της μετακίνησης σε 67mm (t=2.8 sec) οι ρωγμές επεκτάθηκαν προς το φάτνωμα (Σχήμα 3-184). Παράλληλα, ρωγμή δημιουργήθηκε στην διεπιφάνεια του δοκιμίου με την θεμελίωση, η οποία επεκτάθηκε και στο υπόλοιπο του μήκους της διεπιφάνειας κατά την αντιστροφή της φόρτισης (μετακίνηση -29mm, 3.38sec), Σχήμα

175 149 Σχήμα 3-184: Επέκταση ρωγμών υποστυλωμάτων στο φάτνωμα 1 ου ορόφου (δεξιά) ορόφου (αριστερά), 2 ου Σχήμα 3-185: Ρωγμή στην διεπιφάνεια δοκιμίου θεμελίωσης Ν.Α. γωνία (αριστερά), Β.Α γωνία (δεξιά) Με την αύξηση του επιπέδου της μετακίνησης σε μεταγενέστερους κύκλους δημιουργήθηκαν επιπλέον ρωγμές καθ' ύψος των εφελκυόμενων κάθε φορά υποστυλωμάτων, όμως η βλάβη του δοκιμίου εντοπίστηκε κυρίως στην διεύρυνση των ρωγμών που είχαν επεκταθεί στο φάτνωμα του 1 ου ορόφου και στην ρωγμή στη βάση του δοκιμίου.

176 15 Σχήμα 3-186: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια δοκιμίου θεμελίωσης Ν.Α. γωνία (αριστερά), Β.Α. γωνία (δεξιά) Σχήμα 3-187: Διεύρυνση ρωγμών στο φάτνωμα 1 ου ορόφου Η χρονοϊστορία μετακινήσεων των ορόφων και αυτή της τέμνουσας βάσης, όπως καταγράφηκαν κατά την δοκιμή, φαίνονται στο Σχήμα 3-188με μέγιστες τιμές 86.64mm και 294.5kN, αντίστοιχα (9.6 sec).

177 Τέμνουσα Βάσης (kn) Δύναμη (kn) Μετακίνηση (mm) ος Όροφος 4ος Όροφος Χρόνος (sec) ος Όροφος 4ος Όροφος Χρόνος (sec) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-188: Μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω)

178 Τέμνουσα Βάσης (kn) 152 Όπως και στα προηγούμενα δύο δοκίμια, την τέμνουσα βάσης (Σχήμα 3-188, Σχήμα 3-5) δείχνουν να επηρεάζουν σε κάποιο βαθμό οι ανώτερες ιδιομορφές. Αυτό είναι περισσότερο φανερό στο Σχήμα όπου παρουσιάζεται διαχωρισμένη η συμβολή της πρώτης και των υπολοίπων ιδιομορφών απόκρισης στην τέμνουσα βάσης και στο Σχήμα 3-19 στο οποίο δείχνεται ο λόγος της τέμνουσας βάσης προς την τέμνουσα, που οφείλεται στην πρώτη ιδιομορφή συναρτήσει της μετακίνησης κορυφής και της τέμνουσας βάσης Τέμνουσα Βάσης Τέμνουσα 1-3 ης Ιδιομορφής Χρόνος (sec) Σχήμα 3-189: Εκτίμηση συνεισφοράς 1 ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης

179 Τέμνουσα Βάσης προς Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Μετακίνηση Κορυφής (mm) Τέμνουσα Βάσης (kn) Σχήμα 3-19: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1 ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (πάνω) και την τέμνουσα βάσης (κάτω) Η συμβολή των ανώτερων ιδιομορφών στην συνολική τέμνουσα βάσης, όπως αυτή αντικατοπτρίζεται στο λόγο συνολικής τέμνουσας βάσης προς την τέμνουσα 1 ης ιδιομορφής είναι αντίστοιχου επιπέδου με αυτή που προέκυψε από τις υβριδικές δοκιμές SW1 (Σχήμα 3-89) και SW2 (Σχήμα 3-145). Στο τμήμα της διέγερσης πριν την διακοπή της δοκιμής (1sec) η απομείωση της αντοχής του δοκιμίου δεν προσέγγισε το ποσοστό 2% που, συμβατικά, ορίζει την αστοχία (Σχήμα 3-191, Σχήμα 3-192).

180 Ροπή βάσης (knm) Τέμνουσα βάσης 1 ης Ιδιομορφής (kn) Μετακίνηση 2 oυ ορόφου (mm) Σχήμα 3-191: Τέμνουσα βάσης 1 ης ιδιομορφής μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχετική Μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχήμα 3-192: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2 ου ορόφου Λόγω του προβλήματος στο σύστημα ελέγχου των εμβόλων, μετρήσεις από τους αισθητήρες που είχαν τοποθετηθεί στο δοκίμιο καταγράφηκαν έως τα 5.3 sec του επιταχυνσιογραφήματος. Από τα διαγράμματα ροπής βάσης του 2 ου και του 3 ου ορόφου ως προς τη σχετική μετακίνηση σε ύψος ισο με το αντίστοιχο μήκος διάτμησης (Σχήμα 3-193) προκύπτει ότι όλη η βλάβη συγκεντρώθηκε στον 1 ο όροφο του δοκιμίου.

181 Ροπή Στάθμης (knm) Ροπή Βάσης 2 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχήμα 3-193: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (αριστερά), 3 ου ορόφου (δεξιά) Το διάγραμμα μεταβολής της ροπής σε διάφορες καθ ύψος θέσεις συναρτήσει της συνολικής στροφής μετρούμενης σε αντίστοιχη θέση από τη βάση του δοκιμίου (Σχήμα 3-194), δείχνει ότι η ρηγμάτωση στον πρώτο όροφο σε απόσταση περίπου 6mm από την βάση (Σχήμα 3-187) είχε τη σημαντικότερη συμβολή στη συνολική παραμόρφωση του πρώτου ορόφου. Έκδηλη, επίσης, είναι η επιρροή της ρηγμάτωσης στη βάση του 2 ου ορόφου (27mm από την βάση) mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση 27 mm απο βάση -,8 -,6 -,4 -,2,2,4,6,8 Στροφή Στάθμης (rad) Σχήμα 3-194: Ροπή στροφή διατομής καθ' ύψος 1 ου ορόφου Η συμβολή της διατμητικής παραμόρφωσης στην συνολική παραμόρφωση του δοκιμίου (υπολογιζόμενη όπως για το SW1, ) είναι πολύ μικρή σε σχέση με την καμπτική παραμόρφωση, όπως φαίνεται από το Σχήμα 3-195, για τον πρώτο και δεύτερο όροφο, αντίστοιχα.

182 Αξονική Παραμόρφωση άξονα μέλους Αξονική Παραμόρφωση νότιας παρειάς Αξονική Παραμόρφωση βόρειας παρειάς Τέμνουσα βάσης (kn) Τέμνουσα 2 ου ορόφου (kn) Διατμητική παραμόρφωση 1 ου ορόφου (rad) Διατμητική παραμόρφωση 2 ου ορόφου (rad) Σχήμα 3-195: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1 ου ορόφου (αριστερά), 2 ου ορόφου (δεξιά) Οι αξονικές παραμορφώσεις στις εξωτερικές παρειές των υποστυλωμάτων του πρώτου ορόφου καθώς επίσης και η αξονική παραμόρφωση στο μέσο του τοιχώματος φαίνονται στα Σχήμα 3-196Σχήμα x mm απο βάση 1 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση x mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-196: Αξονική παραμόρφωση παρειάς νότιου (αριστερά), βόρειου (δεξιά) υποστυλώματος 1 ου ορόφου 15 x mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-197: Αξονική παραμόρφωση άξονα δοκιμίου: 1ου ορόφου (αριστερά)

183 157 Αποκόλληση του φατνώματος από το περιβάλλον πλαίσιο παρουσιάσθηκε στο Ν.Α και το Β.Α. άκρο τόσο του πρώτου (Σχήμα 3-198) όσο και του δεύτερου ορόφου (Σχήμα 3-199), με μέγιστη τιμή στη δοκό βάσης του πρώτου ορόφου (2mm περίπου) και στη δοκό βάσης του δεύτερου ορόφου (.5 mm). Στον δεύτερο όροφο καταγράφηκε αποκόλληση του φατνώματος και στη διεπιφάνεια φατνώματος υποστυλώματος (Σχήμα 3-2), με μέγιστη τιμή.1 mm τόσο στο Ν.Α. άκρο όσο και στο Β.Α. άκρο. Σχήμα 3-198: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-199: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2 ου ορόφου

184 158 Σχήμα 3-2: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου Σχετική ολίσθηση παράλληλα στη διεπιφάνεια φατνώματος πλαισίου παρατηρήθηκε στις δύο δοκούς του πρώτου ορόφου και στο βόρειο υποστύλωμα του ίδιου ορόφου (Σχήμα 3-21, Σχήμα 3-22), με μέγιστη τιμή.6mm στην ανατολική δοκό (διεπιφάνεια φατνώματος θεμελίωσης). Σχήμα 3-21: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος-δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου

185 159 Σχήμα 3-22: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1 ου ορόφου Στον δεύτερο όροφο σχετική ολίσθηση καταγράφηκε στη δοκό βάσης (Σχήμα 3-23) και στα δύο υποστυλώματα αυτού (Σχήμα 3-24). Σχήμα 3-23: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος - δυτικής δοκού (δεξιά) 2 ου ορόφου Σχήμα 3-24: Σχετική ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος-νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος-βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου

186 Παραμόρφωση (%) Παραμόρφωση (%) Παραμόρφωση (%) Παραμόρφωση (%) 16 Από τις μετρήσεις των ηλεκτρομηκυνσιομέτρων στα βλήτρα/αγκύρια της διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου (Σχήμα 3-28) και φατνώματος δοκού βάσης 2 ου ορόφου προκύπτει ότι τόσο στον 1 ο όροφο όσο και στον 2 ο αναπτύχθηκαν σημαντικές παραμορφώσεις. Η θέση του ουδέτερου άξονα της διατομής βάσης στο μέγιστο κάθε κύκλου εκτιμήθηκε από τις μετρήσεις των ηλεκτρομηκυνσιομέτρων ότι βρίσκεται σε απόσταση 65mm/5mm από την ακραία θλιβόμενη ίνα για θετική/αρνητική φορά μετακίνησης SG1 SG Χρόνος (sec) SG4 SG Χρόνος (sec) Σχήμα 3-25: Παραμόρφωση αγκυρίων/βλήτρων Ν.Α άκρου (α), Β.Α. άκρου (β) διεπιφάνειας φατνώματος βάσης δοκιμίου SG Χρόνος (sec) SG14 SG15 SG Χρόνος (sec) Σχήμα 3-26: Παραμόρφωση αγκυρίων/βλήτρων Ν.Α άκρου (α), Β.Α. άκρου (β) δοκού βάσης 2 ου ορόφου

187 Παραμόρφωση Παραμόρφωση x x Απόσταση απο ακραία εφελκυόμενη ίνα (mm) Απόσταση απο ακραία θλιβόμενη ίνα (mm) Σχήμα 3-27: Θέση ουδέτερου άξονα διατομής βάσης, θετική φορά μετακίνησης (αριστερά), αρνητική φορά μετακίνησης (δεξιά) η Υβριδική Δοκιμή δοκιμίου SW3 Λόγω της διακοπής της προηγούμενης υβριδικής δοκιμής και δεδομένου ότι το δοκίμιο δεν παρουσίασε ενδείξεις αστοχίας, η δοκιμή επαναλήφθηκε με το ίδιο επιταχυνσιογράφημα και στην ίδια ένταση (μέγιστη εδαφική επιτάχυνση.25g). Ίδιας φύσης τεχνικά προβλήματα δεν επέτρεψαν να ολοκληρωθεί η δοκιμή (διακοπή στο 7 ο δευτερόλεπτο του επιταχυνσιογραφήματος). Από τα πρώτα στάδια της δοκιμής (έως 2sec), οι προϋπάρχουσες ρωγμές από την προηγούμενη δοκιμή επανεμφανίστηκαν (Σχήμα 3-28), ενώ με την αύξηση του επιπέδου μετακίνησης δημιουργήθηκαν επιπλέον ρωγμές στο νότιο υποστύλωμα του δεύτερου ορόφου (t=3.97 sec, μετακίνηση 8mm). Ωστόσο, η απόκριση του δοκιμίου εντοπίστηκε κυρίως στη διεύρυνση της ρωγμής στη βάση του τοιχώματος.

188 162 Σχήμα 3-28: Επανεμφάνιση ρωγμών στο φάτνωμα 1 ου ορόφου Σχήμα 3-29: Διεύρυνση αποκόλλησης βάσης τοιχώματος Στο Σχήμα παρουσιάζεται η χρονοϊστορία μετακίνησης του δοκιμίου, με μέγιστη τιμή 85 mm (4.3 sec), ενώ η μεταβολή της καταγραφόμενης δύναμης και της τέμνουσας βάσης φαίνεται στο Σχήμα 3-211και το Σχήμα αντίστοιχα, με μέγιστη τιμή για την τελευταία kn (4.3 sec).

189 Δύναμη (kn) Μετακίνηση (mm) ος όροφος 4 ος όροφος Σχήμα 3-21: Μετακινήσεις ορόφων Χρόνος (sec) ος όροφος 4 ος όροφος Χρόνος (sec) Σχήμα 3-211: Τέμνουσες ορόφων

190 Τέμνουσα Βάσης (kn) Τέμνουσα βάσης (kn) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-212: Τέμνουσα βάσης Η επιρροή των ανώτερων ιδιομορφών στην τέμνουσα βάσης είναι εντονότερη σε σχέση με την προηγούμενη υβριδική δοκιμή (Σχήμα 3-189, Σχήμα 3-19), όπως υποδηλώνει η σύγκριση του λόγου τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα πρώτης ιδιομορφής της πρώτης δοκιμής που διεξήχθη στο δοκίμιο sw1 ( 1.5) με αυτή της δεύτερης (Σχήμα 3-213, Σχήμα 3-214) Τέμνουσα Βάσης Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Χρόνος (sec) Σχήμα 3-213: Εκτίμηση συνεισφοράς 1 ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης

191 Τέμνουσα Βάσης προς Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης προς Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Μετακίνηση Κορυφής (mm) Τέμνουσα Βάσης (kn) Σχήμα 3-214: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1 ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (πάνω) και την τέμνουσα βάσης (κάτω) Η πτώση της αντίστασής του δοκιμίου κατά περίπου 25% σε σχέση με την αντίσταση του δοκιμίου στην προηγούμενη δοκιμή υποδηλώνει ότι η επιβληθείσα διέγερση οδήγησε το δοκίμιο στην αστοχία (Σχήμα 3-215, Σχήμα 3-216) (Σχήμα 3-191, Σχήμα 3-192). Όπως και στην πρώτη δοκιμή του sw3 φαίνεται ότι υπήρξε συγκέντρωση της βλάβης σχεδόν αποκλειστικά στον 1 ο όροφο (Σχήμα 3-217).

192 Ροπή Βάσης 2 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Ροπή βάσης (knm) Τέμνουσα βάσης 1 ης Ιδιομορφής (kn) Μετακίνηση 2 oυ ορόφου(mm) Σχήμα 3-215: Τέμνουσα βάσης 1 ης ιδιομορφής μετακίνηση 2 ου ορόφου ,1 -,75 -,5 -,25,25,5,75,1 Σχετική Μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχήμα 3-216: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης Σχήμα 3-217: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (αριστερά), 3 ου ορόφου (δεξιά)

193 167 Όσο αφορά την αποκόλληση στη διεπιφάνεια φατνώματος πλαισίου αυτή ήταν σημαντική κυρίως στη διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (Β.Α., Ν.Α.,. άκρο του 1 ου ορόφου, Σχήμα (αριστερά), με μέγιστη τιμή 6mm περίπου) και μεταξύ δοκούφατνώματος στον πρώτο όροφο (Ν.Δ. και Β.Δ. άκρο, Σχήμα 3-218(δεξιά)). Η μεταξύ φατνώματος και υποστυλωμάτων αποκόλληση ήταν μικρότερου εύρους (.1mm κατά το μέγιστο), Σχήμα Στον 2 ο όροφο αποκόλληση φατνώματος πλαισίου παρατηρήθηκε στην ανατολική δοκό, Σχήμα 3-22 (μέγιστου εύρους.4mm και στα δύο άκρα), πολύ μικρότερη στη δυτική δοκό (.1mm), ενώ αμελητέα ήταν η αποκόλληση φατνώματος-υποστυλωμάτων (Σχήμα 3-221). Σχήμα 3-218: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-219: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 1 ου ορόφου

194 168 Σχήμα 3-22: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2 ου ορόφου Σχήμα 3-221: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου Σχετική μετακίνηση (ολίσθηση) στη διεπιφάνεια φατνώματος πλαισίου καταγράφηκε τόσο στις δοκούς (Σχήμα 3-222) όσο και στα υποστυλώματα (Σχήμα 3-223) του 1 ου ορόφου με μέγιστη τιμή (1.7 mm) στην Ν.Α. γωνία της διεπιφάνειας φατνώματος θεμελίωσης. Στη διεπιφάνεια φατνώματος υποστυλωμάτων και φατνώματος δυτικής δοκού η μέγιστη τιμή ολίσθησης που καταγράφηκε ήταν.2 mm. Στον 2 ο όροφο η μετρηθείσα ολίσθηση φατνώματος δοκών ήταν αρκετά μικρότερη (μέγιστη τιμή.17mm στη διεπιφάνεια φατνώματος ανατολικής δοκού, Σχήμα 3-224). Παρόμοιου μεγέθους ολίσθηση καταγράφηκε στη διεπιφάνεια φατνώματος νότιου υποστυλώματος στο Ν.Δ άκρο και στο μέσο του ύψους του υποστυλώματος (Σχήμα 3-225). Αντίθετα, στο απέναντι (βόρειο) υποστύλωμα η ολίσθηση ήταν σημαντική μόνο στο Β.Α άκρο.

195 169 Σχήμα 3-222: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-223: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-224: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου

196 17 Σχήμα 3-225: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου η Υβριδική Δοκιμή δοκιμίου SW3 Το δοκίμιο υποβλήθηκε και σε τρίτη δοκιμή, με το ίδιο επιταχυνσιογράφημα και στην ίδια ένταση (μέγιστη εδαφική επιτάχυνση.25g) με αυτό των προηγούμενων υβριδικών δοκιμών. Καθ' όλη την διάρκεια της δοκιμής η απόκριση του δοκιμίου εντοπίσθηκε στην διεύρυνση της ρωγμής στην διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (Σχήμα 3-226, Σχήμα 3-227).

197 Σχήμα 3-226: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (νότια πλευρά) 171

198 172 Σχήμα 3-227: Διεύρυνση ρωγμής στην διεπιφάνεια τοιχώματος θεμελίωσης (βόρεια πλευρά) Η χρονοϊστορία των μετακινήσεων των τεσσάρων ορόφων στη δοκιμή αυτή παρουσιάζεται στο Σχήμα με μέγιστη τιμή -16.6mm (t=1.4sec). Οι δυνάμεις απόκρισης που μετρήθηκαν από τις δυναμοκυψέλες των εμβόλων φαίνονται στο Σχήμα 3-228η δε μέγιστη τιμή τέμνουσας βάσης ήταν kN (t=2.1sec, Σχήμα 3-228).

199 Τέμνουσα βάσης (kn) Δύναμη (kn) Μετακίνηση (mm) ος όροφος 3 ος όροφος 2 ος όροφος 1 ος όροφος Χρόνος (sec) ος όροφος 4 ος όροφος Χρόνος (sec) Χρόνος (sec) Σχήμα 3-228: Μετακινήσεις ορόφων (πάνω), τέμνουσες ορόφων (μέσο), τέμνουσα βάσης (κάτω)

200 Τέμνουσα Βάσης προς Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα Βάσης προς Τέμνουσα 1 ης Ιδιομορφής Τέμνουσα βάσης (kn) 174 Η συμβολή των ανώτερων ιδιομορφών στην συνολική τέμνουσα βάσης (Σχήμα 3-229, Σχήμα 3-23) είναι αντίστοιχου επιπέδου με αυτήν των προηγούμενων δοκιμών SW1 (Σχήμα 3-89) και SW2 (Σχήμα 3-145) Χρόνος (sec) Τέμνουσα βάσης Τέμνουσα βάσης 1 ης ιδιομορφής Σχήμα 3-229: Εκτίμηση συνεισφοράς 1 ης ιδιομορφής στην συνολική τέμνουσα βάσης Μετακίνηση Κορυφής (mm) Τέμνουσα Βάσης (kn) Σχήμα 3-23: Λόγος τέμνουσας βάσης προς τέμνουσα 1ης ιδιομορφής ως προς τη μετακίνηση κορυφής (αριστερά) ή την τέμνουσα βάσης (δεξιά) Η μέγιστη τέμνουσα βάσης που αναπτύχθηκε κατά την διάρκεια της δοκιμής (Σχήμα 3-231) ήταν κατά 25% μειωμένη σε σχέση με την τέμνουσα βάσης που αναπτύχθηκε κατά την δεύτερη υβριδική δοκιμή του δοκιμίου sw3 (Σχήμα 3-215), ενώ αντίστοιχα η ροπή βάσης (Σχήμα 3-232) ήταν μειωμένη κατά 33%.

201 Ροπή Βάσης 2 ου ορόφου (knm) Ροπή Βάσης 3 ου ορόφου (knm) Ροπή βάσης (knm) Τέμνουσα βάσης 1 ης ιδιομορφής (kn) Μετακίνηση 2 ου ορόφου (mm) Σχήμα 3-231: Τέμνουσα βάσης μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχετική μετακίνηση 2 ου ορόφου (%) Σχήμα 3-232: Ροπή βάσης μετακίνηση 2 ου ορόφου Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχετική Μετακίνηση Μήκους Διάτμησης (%) Σχήμα 3-233: Ροπή βάσης σχετική μετακίνηση μήκους διάτμησης 2 ου ορόφου (αριστερά), 3 ου ορόφου (δεξιά)

202 Τέμνουσα βάσης (kn) Τέμνουσα βάσης (kn) Ροπή Στάθμης (knm) 176 Η βλάβη συγκεντρώθηκε στον πρώτο όροφο του δοκιμίου κυρίως, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3-233, και η απόκριση του δοκιμίου οφείλονταν στη διεύρυνση της ρωγμής στην βάση του δοκιμίου (Σχήμα 3-234) mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση 27 mm απο βάση Στροφή Στάθμης (rad) Σχήμα 3-234: Ροπή στροφή καθ' ύψος εμφατνωμένου πλαισίου Από το Σχήμα 3-235, στο οποίο παρουσιάζεται η τέμνουσα του 1 ου και του 2 ου ορόφου συναρτήσει της διατμητικής παραμόρφωσης, προκύπτει ότι η συνεισφορά της διατμητικής παραμόρφωσης στην συνολική μετακίνηση του 1 ου ορόφου είναι ίση με το 25% της παραμόρφωσης λόγω κάμψης Διατμητική παραμόρφωση 1 ου ορόφου (rad) Διατμητική παραμόρφωση 2 ου ορόφου (rad) Σχήμα 3-235: Τέμνουσα διατμητική παραμόρφωση 1ου ορόφου (αριστερά), 2ου ορόφου (δεξιά)

203 Αξονική Παραμόρφωση άξονα μέλους Αξονική Παραμόρφωση νότιας παρειάς Αξονική Παραμόρφωση βόρειας παρειάς 177 Οι αξονικές παραμορφώσεις στις παρειές των υποστυλωμάτων του 1 ου και του 2 ου ορόφου, καθώς επίσης και η αξονική παραμόρφωση στον άξονα του σύνθετου τοιχώματος, όπως αυτές υπολογίστηκαν από τα επιμηκυνσιόμετρα που ήταν τοποθετημένα εκατέρωθεν του δοκιμίου, φαίνονται στα Σχήμα 3-236, Σχήμα Από το τελευταίο φαίνεται ότι το σύνθετο τοίχωμα δεν παρουσίασε μόνιμη αξονική παραμόρφωση mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-236: Αξονική παραμόρφωση υποστυλωμάτων 1 ου ορόφου (αριστερά), 2 ου ορόφου (δεξιά) mm απο βάση 9 mm απο βάση 135 mm απο βάση 18 mm απο βάση Μετακίνηση Κορυφής (mm) Σχήμα 3-237: Αξονική παραμόρφωση άξονα τοιχώματος 1 ου ορόφου Σημαντικού μεγέθους αποκόλληση καταγράφηκε στη διεπιφάνεια φατνώματος θεμελίωσης (12.5 mm στο Β.Α. άκρο και 9 mm Ν.Α. άκρο, Σχήμα 3-238), καθώς και στο βόρειο υποστύλωμα και την δυτική δοκό του 1 ου ορόφου (Σχήμα 3-239). Στον 2 ο όροφο παρατηρήθηκε μικρού μεγέθους αποκόλληση στην ανατολική δοκό (δοκός βάσης) με μέγιστη τιμή ίση με.32mm στο Ν.Α. άκρο (Σχήμα 3-24, Σχήμα 3-241).

204 178 Σχήμα 3-238: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-239: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειο υποστυλώματος (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-24: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά) και φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2 ου ορόφου

205 179 Σχήμα 3-241: Εύρος ρωγμής διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά) και φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου Οι μετρηθείσα ολίσθηση στην διεπιφάνεια φατνώματος πλαισίου είχε σημαντικό μέγεθος στην διεπιφάνεια με την θεμελίωση (4.2mm στο Ν.Α. άκρο) καθώς και με τη δοκό κορυφής 1 ου ορόφου, αν και αρκετά μικρότερη (Σχήμα 3-242), αλλά και στο νότιο και το βόρειο υποστύλωμα (Σχήμα 3-243). Στον 2 ο όροφο η ολίσθηση ήταν μικρού μεγέθους και παρατηρήθηκε τόσο στη διεπιφάνεια του φατνώματος με τις δοκούς (Σχήμα 3-244) όσο και με τα υποστυλώματα (Σχήμα 3-245). Σχήμα 3-242: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 1 ου ορόφου

206 18 Σχήμα 3-243: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 1 ου ορόφου Σχήμα 3-244: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος ανατολικής δοκού (αριστερά), φατνώματος δυτικής δοκού (δεξιά) 2 ου ορόφου Σχήμα 3-245: Ολίσθηση διεπιφάνειας φατνώματος νότιου υποστυλώματος (αριστερά), φατνώματος βόρειου υποστυλώματος (δεξιά) 2 ου ορόφου