Πειραµατική διερεύνηση εναλλακτικών τρόπων ενίσχυσης δοκών µε σύνθετα Ινοπλισµένα Πολυµερή

Πειραµατική διερεύνηση εναλλακτικών τρόπων ενίσχυσης δοκών µε σύνθετα Ινοπλισµένα Πολυµερή Χ.. Ζέρης Επίκουρος καθηγητής. Τοµέας οµοστατικής. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ. Ι. ναστασάκης Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ. οµοστατικός. Ι. Κυριακίδης Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ. οµοστατικός. Λέξεις κλειδιά: ΙΝΟΠ, αντισεισµικός σχεδιασµός, οπλισµένο σκυρόδεµα, ενισχύσεις, πειραµατική διερεύνηση, δοκοί, υφιστάµενα κτίρια. ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην παρούσα πειραµατική διερεύνηση διερευνάται η συµπεριφορά δοκών µε εναλλακτικούς τρόπους καµπτοδιατµητικής ενίσχυσης µε χρήση συνθέτων ινοπλισµένων πολυµερών (ΙΝΟΠ - FRP). Για τον πειραµατικό έλεγχο κατασκευάζονται οκτώ δοκίµια δοκών από ΟΣ παραλληλόγραµµης διατοµής σε µορφή συνεχούς δοκού δύο ανοιγµάτων φυσικής κλίµακας, εκ των οποίων τα έξη είναι οπλισµένα σύµφωνα µε τις διατάξεις των Παλαιότερων Κανονισµών ενώ τα άλλα δύο οπλίζονται κατά ΕΚ για αποτίµηση της πλαστιµότητάς τους βάσει των ισχυουσών διατάξεων. Όλα τα δοκίµια ελέγχονται είτε µονοτονικά είτε σε ανακύκληση µέχρις εξάντλησης της παραµορφωσιµότητάς τους. ιερευνάται έτσι η δυνατότητα επίτευξης πλάστιµης συµπεριφοράς, από υφιστάµενες δοκούς ενισχυµένες είτε µε υφάσµατα ΙΝΟΠ είτε µε ράβδους οπλισµού από ίνες άνθρακα, σε σύγκριση µε παρόµοιους φορείς από ΟΣ οπλισµένους κατά ΕΚ. 1 ΕΙΣΓΩΓΗ ΚΙ ΠΕΡΙΓΡΦΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΤΟΣ Παράλληλα µε τη χρήση των συµβατικών τεχνολογιών επισκευής και ενίσχυσης κατασκευών από οπλισµένο σκυρόδεµα (ΟΣ), παρατηρήθηκε, µετά κυρίως από τον σεισµό του 1999, µία ραγδαία εισαγωγή νέων υλικών και τεχνολογιών ενίσχυσης η οποία βασίσθηκε στη χρήση των συνθέτων ινοπλισµένων πολυµερών (ΙΝΟΠ - FRP). Τα δοµικά αυτά υλικά, τα οποία εφαρµόζονται εξωτερικά στο στοιχείο από ΟΣ, διατίθενται στο εµπόριο υπό µορφή δύσκαµπτων ελασµάτων ή πλέον εύκαµπτων υφασµάτων, αρχικά και, πλέον πρόσφατα, υπό µορφή ράβδων οπλισµού σταθερής διαµέτρου, ή ακόµη και µονοαξονικού στοιχείου τυποποιηµένης σταθερής διατοµής. Γενικά τα υλικά είναι σύνθετης µορφής και αποτελούνται δε από οµοιογενείς ίνες υάλου, αραµιδίου ή άνθρακα υψηλής αντοχής, σε διάταξη ή πλέξη, εµποτισµένων µε ρητίνες,. Τα υλικά διευρύνουν τις δυνατότητες επέµβασης στον φέροντα οργανισµό, οι δε ιδιότητές τους ενίοτε παρέχουν σαφή πλεονεκτήµατα έναντι του συµβατικού µανδύα ή ελάσµατος από χάλυβα (λόγος βάρους προς αντοχή, δυσκαµψία, ευκολία τοποθέτησης, ανθεκτικότητα σε συνήθεις διαβρωτικές δράσεις), οπότε και οδηγούν σε εναλλακτικούς τρόπους επέµβασης, πέραν από τις συµβατικές τεχνολογίες επισκευής / ενίσχυσης των υφιστάµενων κατασκευών (είτε για συµβατικές κατασκευές από ΟΣ είτε για διατηρητέα και ιστορικά µνηµεία). Πολλές φορές, τα νέα αυτά υλικά παρέχουν τη µόνη εναλλακτική δυνατότητα εφαρµογής, ειδικά σε περιπτώσεις όπου οι συµβατικές τεχνικές (µανδύες από έγχυτο ή εκτοξευόµενο σκυρόδεµα) δεν είναι δυνατόν να εφαρµοσθούν, ελλείψει χώρου, χρόνου ή για αποφυγή παρεµποδισµού της συνεχούς λειτουργίας. Εν τούτοις, η λειτουργία των υλικών αυτών δεν είναι ακόµη πλήρως θεωρητικά και πειραµατικά τεκµηριωµένη και υπάρχουν ακόµη αρκετές ασάφειες, όσον αφορά α) τη 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 1

συµβατότητα σκυροδέµατος και ΙΝΟΠ κατά τη λειτουργία, β) τον τρόπο αστοχίας και άρα την αντοχή τους σαν ένα σύµµεικτο σύστηµα υφάσµατος-ρητίνης σε ψαθυρό υπόστρωµα από σκυρόδεµα, γ) την ευστάθειά τους στο χρόνο και στις περιβαλλοντικές δράσεις, δ) την αντοχή τους σε θερµοκρασιακή φόρτιση ή πυρκαγιά, ε) την περιβαλλοντική τους όχληση και κυρίως, στ) την επάλληλη συµπεριφορά τους µε την κατασκευή από οπλισµένο σκυρόδεµα (ΟΣ) την οποία καλούνται να ενισχύσουν και/ή να επαναφέρουν στην προτέρα κατάσταση, είτε αυτή είναι άθικτη είτε έχει αντεπεξέλθει σηµαντικών ανακυκλήσεων λόγω ενός ισχυρού σεισµού. Ειδικότερα, σε ότι αφορά την παρούσα εργασία, το ζητούµενο προς έλεγχο απετέλεσε η πειραµατική διερεύνηση της αξιοπιστίας της πρόβλεψης της οριακής αντοχής, της διατιθέµενης πλαστιµότητας και παραµορφωσιµότητας, του τρόπου αστοχίας και τα αξιοπιστίας γενικά αυτού του τρόπου ενίσχυσης σε στοιχεία από ΟΣ, µε έµφαση σε φορείς όπου τα φαινόµενα καµπτοδιατµητικής επιπόνησης είναι καθοριστικά. Για το σκοπό της διερεύνησης αυτής εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Οπλισµένου Σκυροδέµατος του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου ένα τετραετές Ερευνητικό Πρόγραµµα πειραµατικών ελέγχων και αριθµητικών προβλέψεων της συµπεριφοράς υφισταµένων στοιχείων δοκών και υποστυλωµάτων από ΟΣ, τα οποία είχαν επισκευασθεί ή απευθείας ενισχυθεί µε ΙΝΟΠ και συµβατικούς τρόπους επισκευής. Τα λεπτοµερή αποτελέσµατα αυτής της εργασίας περιγράφονται στην Τελική Έκθεση Προόδου του Προγράµµατος προς τον ΟΣΠ (Ζέρης, 4). Για λόγους απευθείας σύγκρισης, τα πειράµατα σχεδιάσθηκαν και εκπονήθηκαν σε δοκίµια φυσικής κλίµακας. Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στα πειράµατα ενισχυµένων δοκών, οι οποίες συγκρίνονται µε αντίστοιχα δοκίµια συµβατικής όπλισης σύµφωνης µε τους ισχύοντες Κανονισµούς για σύγκριση µε την αντίστοιχη συµπεριφοράς που προβλέπεται για συµβατικές κατασκευές από ΟΣ. 2 ΠΕΙΡΜΤΙΚΗ ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΣ ΟΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΜΕ ΙΝΟΠ Συνοπτικές βιβλιογραφικές αναφορές πειραµάτων µε ανάλυση των αποτελεσµάτων για τον καθορισµό της συµπεριφοράς δοκών ενισχυµένων έναντι κάµψης και διάτµησης µε χρήση ΙΝΟΠ έχουν δηµοσιευθεί από τους Triantafillou & Antonopoulos (), Bonacci & Maalej (1) και Bousselham & Chaallal (4). Οι Triantafillou & Antonopoulos () προτείνουν µια τροποποιηµένη µορφή της αθροιστικής εξίσωσης σχεδιασµού σε διάτµηση (V R = V f +V s +V c ), κατά FIB (1) και ACI-44 (2) ακολουθώντας το προσοµοίωµα ισορροπίας του δικτυώµατος µε συνεισφορά εν παραλλήλω των µηχανισµών αντίστασης ΙΝΟΠ, συνδετήρες και σκυρόδεµα. Οι Bousselham & Chaallal (4), χρησιµοποιούν µία ευρύτερη βάση δεδοµένων ενώ αµφισβητούν αυτό το προσοµοίωµα, βασιζόµενοι σε πειραµατικές µετρήσεις, αναγνωρίζοντας την επιρροή στη διατµητική αντοχή V R του λόγου διατµητικού µήκους προς στατικό ύψος a/d και του λόγου των µηχανικών ποσοστών των οπλισµών ΙΝΟΠ και χάλυβα, E s ρ s /E f ρ f. Σε αυτή την κατεύθυνση κινούµενοι και οι Bonacci & Maalej (1), κατηγοριοποιούν τα πειραµατικά δεδοµένα και αναλύουν διαφορετικούς δείκτες συµπεριφοράς (αποτελεσµατικότητα του ΙΝΟΠ, διατιθέµενη υπεραντοχή και τρόπος αστοχίας) µε βάση εναλλακτικές παραµέτρους, όπως ο λόγος εµβαδού οπλισµού προς εµβαδό αστοχίας των ΙΝΟΠ στη διαρροή, ο λόγος διατµητικής αντοχής προς ικανοτική διάτµηση και ο λόγος αξονικής ακαµψίας των ΙΝΟΠ και εγκάρσιου οπλισµού. Πέραν από τις βιβλιογραφικές διερευνήσεις, έχουν δηµοσιευθεί σειρές πειραµάτων για τα διερεύνηση δοκών ενισχυµένων µε ΙΝΟΠ σε κάµψη και διάτµηση. Οι Bencardino, Spadea & Swamy (2) έλεγξαν σε µονοτονική καθαρή κάµψη έξη δοκούς ορθογωνικής διατοµής ανηγµένου διατµητικού µήκους 6.7, οι οποίες είχαν ενισχυθεί εξωτερικά µε ύφασµα ΙΝΟΠ άνθρακα (CFRP) σε πλέξη δύο διευθύνσεων. ιι) Οι Pellegrino & Modena (2) διεξήγαγαν πειράµατα σε ένδεκα ορθογωνικές δοκούς µε διατµητικό µήκος 3. υπό στατική µονοτονική φόρτιση και καθαρή κάµψη, όπου προτείνεται ένα ανώτατο όριο αποτελεσµατικότητας των ΙΝΟΠ σε διατµητική ενίσχυση για ορθογωνικές διατοµές οπλισµένες στις παρειές ή υπό µερική περιτύλιξη U, λόγω της επιρροής της ρηγµάτωσης του υπόβαθρου. µφιέριστες πλακοδοκούς ανηγµένου διατµητικού µήκους ίσου προς 2, έλεγξαν οι Chaallal, Shahawy & Hassan (2), 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 2

ενισχυµένες εξωτερικά µε ύφασµα CFRP. Τα αποτελέσµατα απέδωσαν αύξηση αντοχής έως και 36% της αντοχής των µη ενισχυµένων δοκιµίων, µε την φαινόµενη συνεισφορά των FRP, µε βάση τις µετρήσεις ανηγµένων παραµορφώσεων του ΙΝΟΠ και την αναγωγή τους µε το προσοµοίωµα του δικτυώµατος, εκφράζεται µε µια φθίνουσα συνάρτηση, ως προς το ποσοστό του εγκάρσιου οπλισµού. ντίθετα, οι Micelli, Raghuand & Nanni (2) έλεγξαν σε στατική φόρτιση δώδεκα διαδοκίδες διατοµής T υφιστάµενης κατασκευής προς κατεδάφιση, µε ανηγµένο διατµητικό µήκος a/d ίσο προς 2.. Οι δοκίδες ενισχύθηκαν σε διάτµηση µε υφάσµατα ΙΝΟΠ. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι, το συµβατικό αθροιστικό προσοµοίωµα υπολογισµού για τον υπολογισµό της αντοχής ισοδύναµου δικτυώµατος (Khalifa, Gold, Nanni & Abdel Aziz, 1998, Triantafillou & Antonopoulos, και ACI-44, 2), υπερεκτίµησαν την πειραµατική αντοχή σε διάτµηση µεταξύ % και 8%, για ΙΝΟΠ αγκυρωµένα κάτω από την πλάκα, λόγω πρώιµης αποκόλλησης των ΙΝΟΠ και υπερεκτίµησης της κλίσης της ρωγµής από το δικτύωµα. Η ανεπάρκεια του δικτυώµατος στη διάτµηση έχει σηµειωθεί και σε πλέον πρόσφατες θεωρητικές (Stratford & Burgoyne, 3) και πειραµατικές µελέτες (Vougioukas, Zeris & Kotsovos, 5). Οι Li, Diagana & Del Μas (1) διενήργησαν δεκατέσσερις δοκούς ορθογωνικής διατοµής µε λόγο a/d 2.9, υπό µονοτονική φόρτιση στα τρίτα του ανοίγµατος. Χρησιµοποιήθηκαν εγκάρσια ΙΝΟΠ άνθρακα σε διαξονική πλέξη για την ενίσχυση. Και αυτοί παρατήρησαν ότι η αθροιστική εφαρµογή των µηχανισµών παραλαβής διάτµησης δεν ισχύει, αφετέρου δε, ότι η σωστή εφαρµογή των ΙΝΟΠ είναι καθοριστικής σηµασίας στην τελική αντοχή. Τέλος, οι Deniaud και Cheng (3) έλεγξαν οκτώ πλακοδοκούς µε διατµητικό άνοιγµα ίσο προς 3. σε καθαρή µονοτονική κάµψη, χρησιµοποιώντας διαφορετικά είδη και γωνίες εφαρµογής ΙΝΟΠ. Μετά από εκτενή και προσεκτική ενοργάνωση παρατηρήθηκε ότι η επιπεδότητα των διατοµών µέσα στο διατµητικό µήκος δεν επαληθεύεται πειραµατικά (ούτε καν σε µικρά επίπεδα φόρτισης) λόγω των θλιπτικών τροχιών (συµπεριφορά αψίδας) που δηµιουργούνται προτείνοντας ένα εναλλακτικό προσοµοίωµα υπολογισµού της διατµητικής συνεισφοράς των ΙΝΟΠ. 3 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙ ΤΩΝ ΠΕΙΡΜΤΩΝ ΚΙ ΠΕΡΙΓΡΦΗ ΤΩΝ ΟΚΙΜΙΩΝ 3.1 Περιγραφή των δοκιµίων, της ενίσχυσης και της µεθοδολογίας ελέγχου πό την παραπάνω διερεύνηση προκύπτει ότι υπάρχει έλλειµµα πειραµατικών αποτελεσµάτων της συµπεριφοράς στοιχείων χωρίς αξονικό, ειδικά σε µικρά διατµητικά µήκη a/d από 1, έως 2,, γενικότερα δε, σε ανακυκλιζόµενη συµπεριφορά. Για τη διερεύνηση των παραπάνω, προχωρήσαµε στην κατασκευή σε φυσική κλίµακα και τον πειραµατικό έλεγχο οκτώ δοκιµίων από ΟΣ, παραλληλόγραµµης διατοµής, υπό µορφή συνεχούς δοκού δύο ανοιγµάτων. Οι οπλισµοί των δοκών βασίσθηκαν στις απαιτήσεις οπλισµού των δοκών οροφής ισογείου τυπικής πενταόροφης κατασκευής που µελετήθηκε µε βάση τους παλαιότερους Κανονισµούς (Υ Ε, 1954, 1959) για σεισµικό συντελεστή 4%. Όλα τα δοκίµια καταπονούνται σε ζεύγη µονότονης είτε ανακυκλιζόµενης καταπόνησης έως τη συµβατική ή πραγµατική αστοχία, είναι δε πανοµοιότυπα οπλισµένα µε συµβατικό οπλισµό κατά τη διαµήκη διεύθυνση, ενώ υπόκεινται σε εναλλακτικούς τρόπους καµπτικής - διατµητικής ενίσχυσης µε ΙΝΟΠ, όπως περιγράφονται παρακάτω: 1) Τα δοκίµια της οµάδας ΝΕΚ (MONO και CYCLIC) αποτελούν τα δοκίµια ελέγχου και δεν ενισχύθηκαν καθ οιονδήποτε τρόπο, οπλίστηκαν δε εγκαρσίως κατά τις διατάξεις του ΕΚ (ΟΣΠ, ) µε συµβατικό οπλισµό από χάλυβα. 2) Τα δοκίµια της C1-3 MONO και C1-3 CYCLIC ενισχύονται σε κάµψη µε µια διαµήκη στρώση ανθρακόνηµα άνω/κάτω και εγκάρσια περιτύλιξη από υαλόνηµα για διατµητική ενίσχυση. 3) Τα δοκίµια της οµάδας G6 (MONO και CYCLIC) ενισχύονται καµπτικά στις δύο εκατέρωθεν παρειές µε τρεις στρώσεις από διαµήκες υαλόνηµα σε κάθε παρειά και εγκάρσια περιτύλιξη από υαλόνηµα για διατµητική ενίσχυση. 4) Τα δοκίµια της οµάδας MBAR (MONO και CYCLIC) ενισχύονται καµπτικά µε τέσσερις διαµήκεις ράβδους άνθρακα σε κάθε παρειά και εγκάρσια περιτύλιξη από υαλόνηµα για 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 3

διατµητική ενίσχυση. Οι διαµήκεις ράβδοι τοποθετήθηκαν προς τα άκρα των διατοµών, σε εσοχές της επικάλυψης που µορφώνονται κατά τη σκυροδέτηση. Όλα τα δοκίµια έχουν µήκος 34 cm και είναι διατοµής 2x4 cm 2, οπλισµένα όπως δείχνεται στο Σχήµα 1 και κατόπιν ενισχυµένα όπως στο Σχήµα 2. Για τα δοκίµια ΝΕΚ οι διαµήκεις οπλισµοί είναι 3Ø14 συνεχείς άνω και κάτω (/Κ) ποιότητας StΙ (S22), οµοίως µε αυτούς των υπολοίπων έξη δοκιµίων, οι δε κλειστοί συνδετήρες είναι από µανδύα νευροχάλυβα S σε διάταξη Ø8mm /1 cm, αγκυρωµένοι στο εσωτερικό της διατοµής κατά 135 ο σύµφωνα µε τον Κανονισµό. Για τοπική ενίσχυση στις στηρίξεις τοποθετήθηκαν δύο πρόσθετοι συνδετήρες στα σηµεία στήριξης. Τα υπόλοιπα έξη δοκίµια (G6, C1-3 και MBAR) οπλίζονται µε τον ίδιο διαµήκη οπλισµό, φέρουν δε συνδετήρες από µαλακό χάλυβα StΙ σε διάταξη Ø8mm /2 cm, Ø8mm /1 cm και Ø8mm /2 cm, στις περιοχές Β, ΒΓ και Γ, αντίστοιχα (Σχήµα 1), σύµφωνα µε τις απαιτήσεις της µελέτης κατά τον Κανονισµό σχεδιασµού (Υ Ε, 1954). ΟΜ ΝΕΚ 2Φ8 3Φ14 13Φ8/1 1Φ8/ 1Φ8/ 2Φ8 A 125 3Φ14 Κ 1 975 975 125 ιαστάσεις σε mm 4 3Φ14 /Κ ΤΟΜΗ A-A ΟΜ ΕΣ C1-3, G6, MBAR 2Φ8 3Φ14 7Φ8/ 1Φ8/ 5Φ8/ 2Φ8 A 125 3Φ14 1 975 975 125 ιαστάσεις σε mm 4 3Φ14 /Κ ΤΟΜΗ A-A Σχήµα 1. ιάταξη των συµβατικών οπλισµών των δοκιµίων 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 4

1 φύλλο CFRP ΝΩ και ΚΤΩ CFS_MONO, C1-3 CFS_CYCLIC C1-3 CYCLIC ιαστάσεις σε mm 2 GFRP continuous 1 GFRP 2@ d ΤΟΜΗ - 3 φύλλα GFRP Κάθε Παρειά GFS_MONO, G6 G6 GFS_CYCLIC 2 φύλλα GFRP 1 GFRP 2 @ d ΤΟΜΗ - 1 φύλλο GFRP CFB_MONO, MBAR MBAR CFB_CYCLIC CYCLIC 3 φύλλα GFRP 4 ράβδοι CFRP Κάθε Παρειά 1 φύλλο GFRP Σχήµα 2. ιάταξη των ενισχύσεων µε ΙΝΟΠ ΤΟΜΗ - Για τον υπολογισµό της διατµητικής απαίτησης V S ακολουθήθηκε µια διαδικασία ικανοτικού σχεδιασµού, υπολογίζοντας την καµπτική ενίσχυση βάσει των πειραµατικών αντοχών των υλικών (άρα δεν χρησιµοποιήθηκε και συντελεστής υπεραντοχής γ RΜ ), η δε αντοχή σε διάτµησηv R υπολογίσθηκε ίση µε το άθροισµα των επί µέρους µηχανισµών,3v c +V f +V w, όπου ι) V f η συνεισφορά των ΙΝΟΠ (FIB, 1), θεωρώντας συντηρητικά παραµόρφωση ίση προς τη διαρροή του εγκάρσιου οπλισµού ε fw =1,85, ιι) V c η συνεισφορά των δευτερευόντων µηχανισµών σκυροδέµατος σε ποσοστό 3% λόγω ανακύκλισης και ιιι) V w το δικτύωµα των συµβατικών οπλισµών (ΕΚΟΣ, ). Για την αντοχή κάµψης θεωρήθηκε ότι η συνεισφορά των ΙΝΟΠ έως την αποκόλλησή τους από το υπόβαθρο είναι ίση µε 6., µε βάση και τιµές του ACI-44 (2). 3.2 Μηχανικά Χαρακτηριστικά των υλικών κατασκευής των δοκιµίων Κατά την κατασκευή των δοκιµίων χρησιµοποιήθηκε έτοιµο σκυρόδεµα κατηγορίας C2/25, το οποίο παραδόθηκε στο εργαστήριο ΟΣ ΕΜΠ σε µια παρτίδα. πό έλεγχο έξη κυλίνδρων τυποποιηµένων διαστάσεων που πάρθηκαν κατά τη σκυροδέτηση, πριν την έναρξη των πειραµάτων, περίπου δύο µήνες µετά, προσδιορίσθηκε η µέση θλιπτική αντοχή και τα διαγράµµατα τάσης παραµόρφωσης των δοκιµίων. Τα συγκεντρωτικά αποτελέσµατα των δοκιµών απέδωσαν µια µέση θλιπτική αντοχή 26.7 ΜΡα. πό δοκιµές εφελκυσµού σε τουλάχιστον τρία 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 5

τεµάχια οπλισµού από κάθε κατηγορία χάλυβα που χρησιµοποιήθηκε στην όπλιση, έγινε αποτίµηση της τάσης διαρροής και της αντοχής σε θραύση. Οι µέσες πειραµατικές τιµές των οπλισµών ήταν ίσες µε 65 και 673 ΜΡα, αντίστοιχα, για τους συνδετήρες Φ8 S, 368 ΜΡα και 519 ΜΡα αντίστοιχα, για τους συνδετήρες Φ8 St I και 365 ΜΡα και 459 ΜΡα για τους διαµήκεις Φ14 St I. Σηµειώνεται εδώ η µεγάλη υπεραντοχή των λείων χαλύβων σε διαρροή, σε σχέση µε την χαρακτηριστική τιµή διαρροής σχεδιασµού (22 ΜΡα). Εφόσον οι τιµές αυτές αποτιµήθηκαν αρχικά µε την παραλαβή του υλικού, χρησιµοποιήθηκαν και για το σχεδιασµό σε διάτµηση, τόσο της απαιτούµενης αντοχής για τη δηµιουργία δύο καµπτικών πλαστικών αρθρώσεων όσο και για τον υπολογισµό της συνεισφοράς των συνδετήρων.. 3.3 Στατικό προσοµοίωµα του πειράµατος Το στατικό προσοµοίωµα της συνεχούς δοκού δύο ανοιγµάτων που υλοποιείται στην πειραµατική διάταξη αναλύεται στο Σχήµα 3 παρακάτω, στο οποίο απεικονίζονται τα διαγράµµατα εσωτερικών ροπών και διατµήσεων και οι αντιδράσεις που ισορροπούν το εξωτερικό φορτίο Ρ, συναρτήσει της ροπής αντοχής της διατοµής M p στις δεδοµένες γεωµετρικές αποστάσεις των κόµβων από τα άκρα. Γ,83 Mp,51 Mp Β 2,88 Mp 2,16 Mp P P u = 3,7Mp P 1 = 2,67Mp 1,2 Mp 1,2 Mp 125 mm 1mm 975mm 975mm 125 mm 1 η πλαστική άρθρωση 1, Mp,61 Mp P 1, Mp 1, Mp 2 η πλαστική άρθρωση 1 η πλαστική άρθρωση 2,5 Mp 1,65 Mp 2 η πλαστική άρθρωση,51 Mp,83 Mp 1,2 Mp 1,2 Mp Σχήµα 3. Στατικό προσοµοίωµα συνεχούς δοκού: διαστάσεις, εξωτερικό φορτίο και αντιδράσεις. πό την ελαστοπλαστική ανάλυση συνεχούς δοκού µε διγραµµικά καµπτικά χαρακτηριστικά, η πρώτη πλαστική άρθρωση στο δοκίµιο δηµιουργείται σε εξωτερική φόρτιση Ρ 1 = 2,67 M p,. πό εκεί και εξής το φορτίο αυξάνεται ανακατανέµοντας την πρόσθετη δύναµη στην εσωτερική στήριξη Β, µε αποτέλεσµα, η ροπή στο να Β αυξάνεται, η δε ροπή στο Γ (και η αντίδραση στο ) να παραµένουν σταθερές. Στην οριακή φόρτιση που η ροπή Μ Β = M p δηµιουργείται η δεύτερη πλαστική άρθρωση και ο φορέας µετατρέπεται σε µηχανισµό: σύµφωνα µε την ελαστοπλαστική παραδοχή, η δοκός δεν είναι σε θέση να παραλάβει µεγαλύτερο φορτίο η δε παραµόρφωση στο Γ αυξάνεται όσο το επιτρέπει η στροφική ικανότητα των κρίσιµων διατοµών στα Β και Γ. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 6

4 ΠΕΙΡΜΤΙΚ ΠΟΤΕΛΕΣΜΤ 4.1 Συµπεριφορά σε µονοτονική φόρτιση Φορτίο Ρ (KN) 1 ιάγραµµα 'Ρ-δ' δοκιµίου ΝEAK MONO 215.8 156,2 183. 175.6 225.6 πειραµατική συµπεριφορά P-δ 1η Π.. εs = εy 2η Π.. M=Mu 2η Π.. εs = εy ισοδύναµη διγραµµική 152.7. 5. 1. 15. 2. 25. δ µετατοπιση εµβόλου (mm) Φορτιο Ρ (KN) ιάγραµµα "P-δ" δοκιµίου C1-3 MONO 3 27.2 2 229 222 198.3 217.9 183 183 159 1 1 2 3 4 6 7 8 δ µετατοπιση εµβόλου (mm) Μονοτονική Φόρτιση C13 1η Π.. My (159 kn) C13 2η Π.. My (183 kn) C13 1η Π..,6% ( kn C13 2η Π..,6% (23 kn) ισοδύναµη διγραµµική (α) NEAK ΜΟΝΟ (β) C1-3 ΜΟΝΟ Φορτίο P (kn) 4 3 3 2 1 ιάγραµµα "Ρ-δ" δοκιµίου G6 MONO 238.2 356.5 1 2 3 4 6 7 8 9 δ µετατόπιση εµβόλου (mm) Μονοτονική φόρτιση Ισοδύναµη διγραµµική G6 1 Π.. My (171 kν) G6 2 Π.. My (197 kn) G6 1 Π..,6% (221 kn) G6 2 Π..,6 % (254 kn) 171 32 254 221 197 Φορτίο Ρ (kν) 3 ιάγραµµα 'Ρ-δ' δοκιµίου ΜBAR MONO 312.7 3 292 2 254 2 26 186 179 1 2 4 6 8 12 δ µετατόπιση εµβόλου (mm) ιάγραµµα Ρ-δ MBAR 1η Π.. My (179 kn) MBAR 2η Π..My (26 kn) ΜBAR 1η Π..,6% (254 kn) ΜBAR 2η Π..,6% (292 kn) ισοδύναµη διγραµµική (γ) G6 ΜΟΝΟ (δ) MBAR ΜΟΝΟ Σχήµα 4. Πειραµατικές µετρήσεις και αστοχία των δοκιµίων ΜΟΝΟ. Τα αποτελέσµατα των τεσσάρων δοκιµίων υπό µονοτονική φόρτιση δείχνονται στο Σχήµα 4 µ ε τη χαρακτηριστική Εικόνα αστοχίας του κάθε δοκιµίου, µετά την αποµάκρυνση των ΙΝΟΠ. Στην κάθε περίπτωση, οι πειραµατικές µετρήσεις αντοχής συγκρίνονται µε τις προβλεπόµενες τιµές ι) 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 7

για πρώτη διαρροή στην πρώτη άρθρωση, ιι) για δηµιουργία µίας και ιιι) δύο πλαστικών αρθρώσεων µε µέση καµπτική αντοχή M p (Σχήµα 3), υπολογιζόµενη βάσει επιπεδότητας µε χρήση των πειραµατικών χαρακτηριστικών των υλικών και θεωρώντας εφελκυστική παραµόρφωση του ΙΝΟΠ 6., 8. και 11. αντίστοιχα (βλέπε και Πίνακα 1). Θεωρώντας σαν αστοχία τη παραµόρφωση δ u85 µείωσης της αντοχής του δοκιµίου στο 85% της µέγιστης πειραµατικής και αποτυπώνοντας την ισοδύναµη διγραµµική ελαστοπλαστική συµπεριφορά µέσω του σηµείου,6p u έως την δ u85 (βάσει ισότητας εµβαδών, όπως δείχνεται και στο Σχήµα 4) δίνονται στον Πίνακα 1: οι µέγιστες πλαστιµότητες µ δ ως προς την πρώτη άρθρωση (δ y ) και τη φαινόµενη διγραµµική διαρροή ( y ), οι µέγιστες παραµορφώσεις στο Ρ (αστοχίας δ u85 και πειραµατική δ max ) και η υπεραντοχή Ω, ως ο λόγος της µέγιστης πειραµατικής αντοχής (P u ) προς την πειραµατική αντοχή στην πρώτη πλαστική άρθρωση (P 1y ). Πίνακας 1. Σύγκριση πειραµατικών και θεωρητικών χαρακτηριστικών ΝΕΚ G-6 C1-3 MBAR M y, knm 57.2 64.2 59.7 67.2 P 1y, kn 152.7 171.4 159. 4 179.4 P 2u.6 kn (ε fe =.6%) 253.9 23.6 291.7 P 2u.8 kn (εfe =.8%) 215.8 273.2 247.7 33.9 P kn (ε = 1.1%) 313.5 278.5 387.1 ψη λε Πρόβ έτρηση Μ 2u1.1 fe P 1y / P u, kn 154 / 225.6 179 / 356. 5 165.8 / 27.2 185.5 / 312.7 Ω 1.46 1.99 1.63 1.69 δ y - y, mm 6.6-9. 8. 7-17.3 7.2-9.9 8. 7-13. δu85 - δ max, mm 24.2 * - 24.2 * 76-85 22-74 56-11 µ δ 5 /δ ή y 3.7-2.7 * 8. 7-4.4 3. 1-2.3 6. 4-4.3 δ= u8 y πό πλευράς απόκρισης έως την αστοχία, πρέπει α ρχικά να τονισθ εί ότι το δοκίµιο ΝΕΚ ΜΟΝΟ παραµορφ ώθηκε κατά πολύ λ ιγότερο από την πραγµατική του µ έγιστη δυνατότητα παραµόρφ ωσης, λόγω της χρήσης σε αυτό το εισα γωγικό πείρα µα δύο κυψελών φορτίου στις στηρίξεις µε σκοπό τη µέτρηση αντιδράσεων για έλεγχο της διάταξης. Το δοκίµιο αποκρίθηκε ελαστοπλαστικά παρά το λόγο a/d του τµήµατος µεταξύ των δύο αρθρώσεων, οι οποίες δηµιουργήθηκαν χωρίς ουδεµία διατµητική αστοχία. ντίστοιχη συµπεριφορά µε δηµιουργία δύο πλαστικών αρθρώσεων (σύµφωνα και µε µετρήσεις ανηγµένων παραµορφώσεων µε µηκυνσιόµετρα) απέδωσαν και τα δοκίµια G6 ΜΟΝΟ και MBAR ΜΟΝΟ (µε ελαφρά αποµείωση µετά τη µέγιστη αντοχή). Τα δοκίµια αυτά αστόχησαν τελικά από αποκόλληση του διαµήκους ΙΝΟΠ στο τµ ήµα εκτός εγκάρσιας περιτύλιξης (G6 ΜΟΝΟ ). Χαρακτηριστική είναι η σταδιακή εφελκυστική αστοχία του ΙΝΟΠ στο G6 ΜΟΝΟ υπό µορφή φερµουάρ, η οποία εµφανίστηκε στο % της καταπονούµενης διατοµής κάτω από το Ρ στην πρώτη πλαστική άρθρωση. ντίθετα, το C1-3 ΜΟΝΟ αστόχησε ψαθυρά αριστερά του φορτίου σε µικρή παραµόρφωση λόγω διάρρηξης του εφελκούµενου ΙΝΟΠ, µε περιορισµένη δυνατότητα ανακατανοµής στην εσωτερική άρθρωση. πό τα παραπάνω φαίνεται ότι το δοκίµιο G6 MONO απέδωσε υπεραντοχή 13% της προβλεπόµενης στο σχεδιασµό, αποδίδοντας µέγιστη καµπτική αντοχή που αντιστοιχεί σε ακρότατη παραµόρφωση του ΙΝΟΠ, ε f = 15.. Μέχρι παραµόρφωση 85mm, η ελάχιστη αντοχή του υπερέβη το 115% της µέγιστης αντοχής του ΝΕΚ ΜΟΝΟ. Το δοκίµιο απέδωσε µέγιστη πλαστιµότητα σε όρους µετατοπίσεων 8.7. Το δοκίµιο C1-3 MONO χαρακτηρίζεται από µέγιστη πλαστιµότητα 3.1 ή κάτω από 2.3 για ισοδύναµη διγραµµική συµπεριφορά. Το δοκίµιο απέδωσε αύξηση της αντοχής 117% της αντοχής σχεδιασµού και µέγιστη προβλεπόµενη συνεισφορά ε f = 1.. Το δοκίµιο MBAR MONO απέδωσε αύξηση της φέρουσας ικανότητας σε σχέση µε τη µη ενισχυµένη δοκό ΝΕΚ ΜΟΝΟ ίση µε 139%, αποδίδοντας καµπτική αντοχή σε συµµετοχή της ακρότατης ράβδου ΙΝΟΠ ίση µε ε f = 7. και πλαστιµότητα ίση µε 6.4. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 8

4.2 Συµπεριφορά σε ανακυκλιζόµενη φόρτιση Φορτίο P, kn 2 2ph fs=fu 1 2ph εs=εy 153 22 183 1ph εs=εy 2 3-3 -2-1 1 - - -142-167 -152-1 - -2 Παραµόρφωση δ, mm Φορτίο P, kn 3. (α) NEAK CYCLIC 2ph 8o/oo. 231 218 223 2ph 6o/oo 181 186 1ph εs=εy.. -6. -4. -2.. 2. 4. 6. -. -18-161 -157-26 -212 -. -3. Παραµόρφωση δ, mm (β) C1-3 CYCLIC 4. Φορτίο P, kn 355 3.. 289 2h 8o/oo 296 2h 6o/oo 297 252 1h εs=εy.. -7. -. -3. -1. 1. 3.. 7. -. -124-179 -. -21-234 -226-3. -4. Παραµόρφωση δ, mm (γ) G6 CYCLIC 4. Φορτίο P, kn 3.. 2ph 8o/oo 2ph 6o/oo 31 253 215 211 1ph εs=εy.. -7. -. -3. -1. 1. 3.. 7. -. -153-172 -185-215 -. -3. -4. Παραµόρφωση δ, mm (δ) MBAR CYCLIC Σχήµα 5. ιαγράµµατα φορτίου-µετατόπισης και αστοχία, δοκίµια υπό ανακυκλιζόµενη φόρτιση. ντίστοιχα πειραµατικά αποτελέσµατα για τα τέσσερα δοκίµια σε ανακυκλιζόµενη φόρτιση δείχνονται στο Σχήµα 5. Πάλι, δίδεται η εικόνα αστοχίας του δοκιµίου ενώ, σε κάθε περίπτωση, οι 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 9

πειρ αµατικές µετρήσεις αντοχής συγκρίνονται αφενός µε τη µονοτονική συµπεριφορά και αφετ έρου πάλι, µε τις προβλεπόµενες αναλυτικές τιµές χρησιµοποιώντας τις µέσες τιµές των υλικών ι) για αρχική διαρροή στην πρώτη άρθρωση, ιι) δηµιουργία δεύτερης άρθρωσης και ιιι) για τα ενισχυµένα µόνο δοκίµια, δηµιουργία δύο αρθρώσεων µε σταδιακά αυξανόµενη συνεισφορά του ΙΝΟΠ στις κρίσιµες περιοχές. Όπως και στη µονοτονική φόρτιση, οι θεωρητικές τιµές υπολογίσθηκαν σε κάθε περίπτωση µε βάση τις προβλεπόµενες αντοχές των επί µέρους υλικών και τους συντελεστές του Σχήµατος 3 και δείχνονται στα πειραµατικά διαγράµµατα. Σε αυτή την περίπτωση, στο δοκίµιο NEAK CYCLIC δεν υφίστατο κανένας περιορισµός λόγω στηρίξεων. Το δοκίµιο ΝΕΚ CYCLIC (µε (α/d = 1.3) απέδωσε ιδανική συµπεριφορά και σταθερή υστερετική απόκριση έως πλαστιµότητα 3,3, αντίθετα µε όλα τα ενισχυµένα δοκίµια. Η µεγαλύτερη µείωση φέρουσας ικανότητας σε ανακύκλιση εµφανίζεται στο δοκίµιο MBAR CYCLIC ενώ στο C1-3 CYCLIC η φέρουσα ικανότητα παραµένει πρακτικά σταθερή στα προ ενίσχυσης επίπεδα. Το δοκίµιο G6 CYCLIC επίσης παρέµεινε σε αντοχή ανακύκλισης, ίση µε το 11 % της µέγιστης κρατυνόµενης αντοχής του NEAK MONO. Ως εκ τούτου, και από άποψη ενεργειακής απορρόφησης, την καλύτερη συµπεριφορά είχε το δοκίµιο C1-3 CYCLIC, παρέχοντας ισοδύναµη υστερετική απόσβεσης σταθερά ίση µε 17 % για ικανό αριθµό βρόχων, όπως και το ΝΕΚ CYCLIC. Το G6 CYCLIC είχε τη µικρότερη απόσβεση, περίπου ίση µε 1%. 4.3 Παραλαβή των διατµητικών φορτίων σε µονοτονική φόρτιση ) ο Ρ (ΚΝ επιβαλόµενο φορτί 2 1 2 4 6 8 µετατόπιση εµβόλου (mm) Τέµνουσα Vw Vf Vf+Vw (α) G6 ΜΟΝΟ επιβαλλόµενο φορτίο Ρ (ΚΝ )2 1 2 4 6 8 12 14 µετατόπιση εµβόλου (mm) Vw+Vf Vw Vf Τέµνουσα (β) MBAR ΜΟΝΟ Σχήµα 6. Πειραµατικά διαγράµµατα παραλαµβανόµενης διάτµησης υπό µονοτονική φόρτιση. Ο µηχανισµός της παραλαµβανόµενης διάτµησης διερευνάται στις ενισχυµένες δοκούς ΜΟΝΟ µε µέτρηση των εγκάρσιων ανηγµένων παραµορφώσεων των ΙΝΟΠ στο µεσαίο τµήµα, µε µηκυνσιόµετρα µήκους 1cm στο µέσον του ύψους, σε απόσταση d/4 και d/2 από το φορτίο Ρ προς την εσωτερική στήριξη. Με την παραδοχή ότι αυτές ισούνται µε τις αντίστοιχες των συνδετήρων που δρουν εν παραλλήλω µε τα ΙΝΟΠ (έως αυτοί να διαρρεύσουν, βάσει πραγµατικών τιµών αντοχής), υπολογίζονται στο Σχήµ α 6 οι δυνάµεις V f,, V w,και V c και συγκρίνονται µε την εκάστοτε δρώσα V s (βλ. Σχήµα 3). Στο δοκίµιο MBAR MONO τα δύο µηκυνσιόµετρα κατέγραψαν παρόµοιες τιµές διατµητικής παραµόρφωσης, ενώ στο G6 MONO το ένα εκ των δύο, επάνω από τη διαγώνια ρωγµή. ντίθετα µε το δοκίµιο G6 MONO, στο οποίο η συµµετοχή του εγκάρσιου ΙΝΟΠ ήταν καθοριστικότερη, το εγκάρσιο ΙΝΟΠ παραλαµβάνει ένα µέγιστο φορτίο V f = 2 kν, τιµή υποτριπλάσια, αυτής του G6 MONO σε συγκρίσιµες εντατικές καταστάσεις,. Επί πλέον, στο MBAR MONO εµφανίζεται σταθερή διαφορά µεταξύ του ποσοστού παραλαµβανόµενης διάτµησης από συνδετήρες συν το ΙΝΟΠ (V w +V f ) και της δράσης V s, ακόµη και σε µεγάλες παραµορφώσεις. Στο δοκίµιο G6 MONO αυτή η διαφορά σταδιακά εκµηδενίζεται όσο αυξάνεται η παραµόρφωση του δοκιµίου, µε το συνολικό ποσοστό της διάτµησης V s να παραλαµβάνεται τελικά από τη συνολική µετρούµενη δύναµη (V w +V f ) σε παραµ όρφωση 75 mm. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 1

Και στους τρεις εναλλακτικούς τρόπους ενίσχυσης παρατηρήθηκε ότι οι µηχανισµοί ανάληψης τέµνουσας από τα εγκάρσια ΙΝΟΠ δεν ενεργοποιούνται από την έναρξη επιβολής του φορτίου στο δοκίµιο, µε την δρώσα τέµνουσα µέχρι την ενεργοποίηση λόγω ρηγµάτωσης του σκυροδέµατος να αναλαµβάνεται µόνο από τους δευτερεύοντες µηχανισµούς ανάληψης τέµνουσας (V c). Η προσοµοίωση βάσει πειραµατικών µετρήσεων των τριών µηχανισµών σε απλή µονοτονική φόρτιση, δείχνει ότι η συνεισφορά των δευτερευόντων µηχανισµών είναι από µηδενική (δοκίµιο G6) έως % αυτής λόγω χάλυβα και ΙΝΟΠ (δοκίµιο MBAR), αποδεικνύοντας ότι η χρήση αθροιστικών προσοµοιωµάτων ανεξάρτητων µηχανισµών δικτυώµατος για τον σχεδιασµό σε διάτµηση δεν είναι αξιόπιστη. Επί πλέον, µε βάση τις µετρήσεις και την ανακυκλιζόµενη συµπεριφορά των δοκιµίων, φαίνεται ότι η µέγιστη παραµόρφωση του υφάσµατος στον υπολογισµό της συνεισφοράς του σε διατµητική αντοχή ενδέχεται να µειώνεται και κάτω του 2,, τιµή που θεωρείται συντηρητική στα προτεινόµενα κριτήρια σχεδιασµού (Triantafillou & Antonopoulos, και ACI-44, 2). 5 ΣΥΜΠΕΡΣΜΤ Η συµπεριφορά της δοκού ΝΕΚ ΜΟΝΟ ήταν καµπτική χωρίς φαινόµενα διατµητικής αστοχίας, τόσο σε µονότονη όσο και σε ανακυκλιζόµενη φόρτιση. Η πλαστιµότητα δεν είναι ενδεικτική της πραγµατικής ικανότητας της δοκού λόγω περιορισµών της διάταξης για τη βαθµονόµησή της µε πρόσθετες κυψέλες φορτίου στις στηρίξεις. Λαµβάνοντας υπόψη και τις κρατύνσεις, η απόκλιση πειράµατος και θεωρητικής πρόβλεψης ήταν ελάχιστη. Το δοκίµιο G6 MONO που έφερε διαµήκη πλαϊνή ενίσχυση απέδωσε αύξηση της αντοχής του της τάξης του 13% της προβλεπόµενης, µέγιστη καµπτική παραµόρφωση του ΙΝΟΠ, ε f =15, και πλαστιµότητα 8.7, καθιστώντας το συγκεκριµένο τρόπο ενίσχυσης ελκυστικό. ντίθετα, το συµβατικά ενισχυµένο C1-3 MONO έδωσε τα πτωχότερα αποτελέσµατα από όλα τα άλλα, µε µέγιστη πλαστιµότητα 3.1 και εφελκυστική συνεισφορά ε f =1.. Το δοκίµιο MBAR MONO απέδωσε πλαστιµότητα ίση µε 6.4 και µέγιστη επιπόνηση της ακραίας ράβδου ε f =7,. Είναι άρα προφανές ότι η ορθή πρόβλεψη της µέγιστης αναµενόµενης συµµετοχής του ΙΝΟΠ για αξιόπιστο ικανοτικό σχεδιασµό είναι καθοριστική για την αποφυγή πρώιµης διατµητικής αστοχίας. Είναι αναγκαίο άρα να διαφοροποιούνται η µέγιστη παραµόρφωση σχεδιασµού του ΙΝΟΠ σε κάµψη και για τον υπολογισµό της αντοχή σε ικανοτική απαίτηση διάτµησης. Η αποµείωση της αντοχής των G6 και MBAR MONO µετά τη µέγιστη ήταν πολύ ηπιότερη έως ελαστοπλαστική. Τα δοκίµια απέδωσαν τις µεγαλύτερες παραµορφώσεις µε αντοχή µεγαλύτερη της µη ενισχυµένης δοκού, µεταξύ 9. και 11. cm. ντίθετα, το συµβατικό C1-3 παρείχε µόνο 1.5 cm. Ως εκ τούτου, ο συγκεκριµένος τρόπος διαµήκους ενίσχυσης στις παρειές, όπου είναι εφικτό, εµφανίζει σηµαντικά πλεονεκτήµατα αφού προσφέρει µεγαλύτερη πλαστιµότητα σε αντίθεση µε το συµβατικό τρόπο ενίσχυσης άνω και κάτω παρειάς. Το δοκίµιο ΝΕΚ CYCLIC απέδωσε ιδανική συµπεριφορά και σταθερή υστερετική απόκριση. Τη µεγαλύτερη µείωση αντοχής έδωσε το MBAR CYCLIC ενώ τα C1-3 και G6 CYCLIC παρέµειναν σταθερά. Καλύτερη ενεργειακή απορρόφηση απέδωσε το C1-3 ενώ πτωχότερη το G6 CYCLIC. Γενικά, η ενίσχυση µε ΙΝΟΠ δοκών µε µικρό διατµητικό µήκος δεν είναι επαρκής σε πλήρως ανακυκλιζόµενη συµπεριφορά, ακόµη και αν δεν ληφθούν υπόψη δευτερεύοντες µηχανισµοί παραλαβής διάτµησης στο σκυρόδεµα η δε εγκάρσια συνεισφορά του ΙΝΟΠ τηρηθεί σε συντηρητικά επίπεδα, βάσει των ισχυουσών διατάξεων (FIB-TG 9.3, 1). ν και η αναµενόµενη διατµητική αντοχή είναι εφικτό να παραληφθεί, η ανακυκλιζόµενη συµπεριφορά (δυσκαµψία και ενεργειακή απορρόφηση) είναι κακή σε σύγκριση µε τις συµβατικά οπλισµένες διατοµές από ΟΣ. Ως εκ τούτου, η χρήση αθροιστικών προσοµοιωµάτων τύπου δικτυώµατος για τον σχεδιασµό σε διάτµηση δεν οδηγεί σε επιθυµητά αποτελέσµατα στην ανακύκλιση. Επί πλέον, φαίνεται ότι η µέγιστη παραµόρφωση του υφάσµατος στον υπολογισµό της συνεισφοράς του σε διατµητική αντοχή µειώνεται και κάτω του συντηρητικού 2.. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 11

6 ΕΥΧΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα ερευνητική εργασία έλαβε χώρα στο Εργαστήριο Οπλισµένου Σκυροδέµατος ΕΜΠ µε τη συνεργασία του προσωπικού του Εργαστηρίου, µετά από χρηµατοδότηση του ΟΣΠ, τους οποίους και ευχαριστούµε θερµά. Οι απόψεις και παρατηρήσεις που αναπτύσσονται στην παρούσα αφορούν αποκλειστικά των Επιστηµονικό Υπεύθυνο. 7 ΝΦΟΡΕΣ ACI Committee 44. 2. Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures (ACI 44-2R.2), American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 45 σελ. Bonacci J. και M. Maalej. 1. Behavioral Trends of RC Beams Strengthened With Externally Bonded FRP, Journal of Composites for Construction, ASCE, 5, No. 2, 12-113. Bencardino F., Spadea G. και R. Swamy. 2. Strength and Ductility of Reinforced Concrete Beams Externally Reinforced With Carbon Fiber Fabric, ACI Structural Jrnl., 99, No. 2, 163-171. Bousselham A. και O. Chaallal. 4. Shear Strengthening Reinforced Concrete Beams With Fiber-Reinforced Polymer: Assessment of Influencing Parameters and Required Research, ACI Structural Jrnl, 11, No. 2, 219-227. Chaallal O., M. Shahawy και M. Hassan. 2. Performance of Reinforced Concrete T-Girders Strengthened in Shear With Carbon FRPolymer Fabric, ACI Structural Jrnl, 99, No. 3, 335-343. Deniaud C. και J.R. Cheng. 3. Reinforced Concrete T-Beams Strengthened in Shear with Fiber Reinforced Polymer Sheets, Jnl of Composites for Construction, ASCE, 7, No. 4, 32-31. Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης, pren-1998-1. 4. Ευρωκώδικας No. 8. ντισεισµικός Σχεδιασµός Κατασκευών. Μέρος 1. CEN. Βρυξέλλες. FIB-TG 9.3. 1. Design and Use of Externally Bonded Fiber Polymer Reinforcement (FRP EBR) for Reinforced Concrete Structures, Bulletin 14, 138 σελ. Zέρης Χ. 4. Επισκευές-ενισχύσεις δοµικών στοιχείων ΟΣ µε σύνθετα υλικά ινών υάλου εµποτισµένων µε εποξειδικές ρητίνες. Τόµος 1: Επισκευές / ενισχύσεις υποστυλωµάτων από ΟΣ µε σύνθετα ινοπλισµένα πολυµερή, και Τόµος 2: Εναλλακτικές µέθοδοι ενίσχυσης δοκών από ΟΣ µε σύνθετα ινοπλισµένα πολυµερή. Τελική Έκθεση προς τον ΟΣΠ. Li A., Diagana C. and Y. Delmas. 1. CFRP contribution to shear capacity of strengthened RC beams, Engineering Structures, 23, 1212-122. Khalifa A., Gold W., Nanni A. και M. Abdel Aziz. 1998. Contribution of externally bonded FRP to shear Capacity of Flexural members, Jrnl. of Comp.for Construction, ASCE, 2, No 4, 195-23. Micelli F., Raghu A. και A. Nanni. 2. Strengthening of Short Span Reinforced Concrete T Joists With Fiber Reinforced Plastic Composites, Jrnl. of Composites for Construction, ASCE, 6, No. 4, 264-271. Pellegrino C. και C. Modena. 2. Fiber Reinforced Polymer Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams With Transverse Steel Reinforcement, Jrnl. of Composites for Construction, ASCE, 6, No. 2, 14-111. Stratford T. και C. Burgoyne. 3. Shear analysis of concrete with brittle reinforcement, Jrnl. of Composites for Construction, 7, Νο. 4, 323-33. Triantafillou Th. και C. Antonopoulos.. Design of Concrete Flexural Members Strengthened in Shear With FRP, Jrnl. of Composites for Construction, ASCE, 4, No. 4, 198-25. ΕΚ. Ελληνικός ντισεισµικός Κανονισµός. ΟΣΠ. ΦΕΚ 2184Β/2-12-99. ΕΚΟΣ. Ελληνικός Κανονισµός Έργων από Σκυρόδεµα. ΥΠΕΧΩ Ε. ΦΕΚ 1329Β/6-11/. Υ Ε. 1954. Περί Κανονισµού δια την Μελέτην και Εκτέλεσιν Οικοδοµικών Έργων εξ Ωπλισµένου Σκυροδέµατος. ΦΕΚ 16/26/7/54. Υ Ε. 1959. Περί ντισεισµικού Κανονισµού Οικοδοµικών Έργων. ΦΕΚ 36/26/2/59. Vougioukas E., C. Zeris και M. Kotsovos. 5. Towards a Safe and Efficient Use of FRP for the Repair and Strengthening of Reinforced Concrete Structures, ACI Structural Jrnl., 12, 4, 525-34. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, λεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 6 12