Λέξεις κλειδιά:: ράβδοι FRP, βύθιση δοκού, εύρος ρωγμών, Keywords: FRP bars, beam deflection, crack width

Σχετικά έγγραφα
Λέξεις κλειδιά: οπλισμένο σκυρόδεμα, ράβδοι FRP, καμπτικός σχεδιασμός Keywords: reinforced concrete, FRP bars, flexural design

Ευρωκώδικας 2: Σχεδιασμός φορέων από Σκυρόδεμα. Μέρος 1-1: Γενικοί Κανόνες και Κανόνες για κτίρια. Κεφάλαιο 7

10,2. 1,24 Τυπική απόκλιση, s 42

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις προηγούμενων εξετάσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΕΨΕΩΝ ΚΑΝΕΠΕ ΜΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΟ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΔΟΚΩΝ ΜΕ ΙΟΠ

Οριακή κατάσταση αστοχίας έναντι ιάτµησης-στρέψης- ιάτρησης

ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ. Γεώργιος Κ. Μπαράκος Διπλ. Αεροναυπηγός Μηχανικός Καθηγητής Τ.Ε.Ι. ΚΑΜΨΗ. 1.

ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΟΚΩΝ ΜΕ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΑ ΦΥΛΛΑ ΙΟΠ : ΔΥΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΑΓΚΥΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΦΥΛΛΩΝ ΙΟΠ

Διατμητική αστοχία τοιχώματος ισογείου. Διατμητική αστοχία υποστυλώματος λόγω κλιμακοστασίου

Πίνακες σχεδιασμού σύμμικτων πλακών με τραπεζοειδές χαλυβδόφυλλο SYMDECK 100

Οριακή Κατάσταση Αστοχίας έναντι κάμψης με ή χωρίς ορθή δύναμη [ΕΝ ]

Βασικές Αρχές Σχεδιασμού Υλικά

προς τον προσδιορισμό εντατικών μεγεθών, τα οποία μπορούν να υπολογιστούν με πολλά εμπορικά λογισμικά.

Μάθημα: Πειραματική Αντοχή των Υλικών Πείραμα Κάμψης

Πίνακες σχεδιασμού σύμμικτων πλακών με τραπεζοειδές χαλυβδόφυλλο SYMDECK 50

Επιρροή του διαμήκους οπλισμού των ακραίων περισφιγμένων περιοχών, στην αντοχή τοιχωμάτων μεγάλης δυσκαμψίας

Σχήμα 1: Διάταξη δοκιμίου και όργανα μέτρησης 1 BUILDNET

Συμπεριφορά σε Κάμψη Δοκών Ο/Σ με ή χωρίς Βλάβη Ενισχυμένων με Ινοπλισμένο Μανδύα

f cd = θλιπτική αντοχή σχεδιασμού σκυροδέματος f ck = χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή σκυροδέματος

AΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΑΝΤΟΧΗ, ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΙ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΥΠΟ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΦΟΡΤΙΣΗ

: συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την θέση των ράβδων κατά τη σκυροδέτηση [=1 για ευνοϊκές συνθήκες, =0.7 για μη ευνοϊκές συνθήκες]

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

20/3/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

Πρόβλεψη συµπεριφοράς διεπιφάνειας υποστυλώµατος ενισχυµένου µε πρόσθετες στρώσεις οπλισµένου σκυροδέµατος

Ουρανία ΤΣΙΟΥΛΟΥ 1, Ανδρέας ΛΑΜΠΡΟΠΟΥΛΟΣ 2, Κύπρος ΠHΛΑΚΟΥΤΑΣ 3, Στέφανος ΡΙΤΣΟΣ 4

ΕΠΕΣ. ιπλ. Πολιτικός Μηχανικός, M.Sc., υποψ. διδ..π.θ., Αναπληρωτής Καθηγητής.Π.Θ.,

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Κάµψη καθαρή κάµψη, τάσεις, βέλος κάµψης

ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΕ ΔΙΑΤΜΗΣΗ

20/10/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Εργαστηριακές Σημειώσεις Κάμψη Ξυλινης Δοκού. Πανεπιστημιακός Υπότροφος

ιαλέξεις Παρασκευή 8 Οκτωβρίου,, Πέτρος Κωµοδρόµος Στατική Ανάλυση των Κατασκευών Ι 1

«Αριθμητική και πειραματική μελέτη της διεπιφάνειας χάλυβασκυροδέματος στις σύμμικτες πλάκες με χαλυβδόφυλλο μορφής»

«ΦΑΕΘΩΝ: Λογισμικό για Ανάλυση Κρίσιμων Διατμητικά Υποστυλωμάτων Οπλισμένου Σκυροδέματος»

ΛΥΣΕΙΣ άλυτων ΑΣΚΗΣΕΩΝ στην Αντοχή των Υλικών

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗ *

Με βάση την ανίσωση ασφαλείας που εισάγαμε στα προηγούμενα, το ζητούμενο στο σχεδιασμό είναι να ικανοποιηθεί η εν λόγω ανίσωση:

ΕΠΙΡΡΟΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΤΑ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΙΑΚΑ ΜΕΓΕΘΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΤΥΠΟΥΣ ΚΑΝ.ΕΠΕ

Πειραµατική µελέτη της αντοχής σύµµικτων πλακών σκυροδέµατος

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Στρέψης. ΕργαστηριακήΆσκηση 3 η

3.2 Οδηγίες χρήσης του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων RATe ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ RATe

b 2 ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΝΕΠΑΡΚΩΝ ΜΗΚΩΝ ΠΑΡΑΘΕΣΗΣ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΚΑΝ.ΕΠΕ. ΚΑΙ EC8-3.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

Άσκηση 1. Παράδειγμα απλά οπλισμένης πλάκας

3 o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας 5 7 Νοεμβρίου, 2008 Άρθρο 1969 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΙΔΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ. Γ. Παναγόπουλος Καθηγητής Εφαρμογών, ΤΕΙ Σερρών

16/4/2018. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Σημειώσεις Εργαστηριακής Άσκησης Εφελκυσμός χαλύβδινης ράβδου. Πολιτικός Μηχανικός (Πανεπιστημιακός Υπότροφος)

Γεωμετρικές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων. Εισαγωγή ΜέθοδοςΔιπλήςΟλοκλήρωσης

Συμπεριφορά δοκών από ωπλισμένο σκυρόδεμα με διαβρωμένο χαλύβδινο οπλισμό υπό φορτίο λειτουργικότητας

ιατµητική αντοχή πολύ κοντών υπεροπλισµένων δοκών από οπλισµένο σκυρόδεµα Shear strength of very short over reinforced concrete beams

Σιδηρές Κατασκευές Ι. Άσκηση 7: Δικτύωμα πεζογέφυρας (εφελκυσμός, κάμψη και διάτμηση κάτω πέλματος) Δρ. Χάρης Γαντές, Καθηγητής ΕΜΠ

XΑΛΥΒΔOΦΥΛΛΟ SYMDECK 73

ΔΟΚΙΔΩΤΕΣ ΠΛΑΚΕΣ. Ενότητα Ζ 1. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΔΟΚΙΔΩΤΩΝ ΠΛΑΚΩΝ. 1.1 Περιγραφή Δοκιδωτών Πλακών. 1.2 Περιοχή Εφαρμογής. προκύπτει:

4.5 Αµφιέρειστες πλάκες

6. Κάμψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Ελληνική Επιστημονική Εταιρία Ερευνών Σκυροδέματος (ΕΠΕΣ) ΤΕΕ / Τμήμα Κεντρικής Μακεδονίας

ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΜΙΚΡΑ ΜΗΚΗ ΜΑΤΙΣΗΣ. ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΑ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ.

Ακραίοι κόµβοι δοκού - υποστυλωµάτων Ω/Σ µε χιαστί ράβδους υπό ανακυκλιζόµενη καταπόνηση

Τοπικές σχέσεις συνάφειας-ολίσθησης σε δοµικά στοιχεία σκυροδέµατος µε οπλισµό FRP για ανακυκλιζόµενες φορτίσεις

διατµητικής αντοχής των δοκών ινοπλισµένου σκυροδέµατος.

(M+V+T) F = x. F = y. F + = y

Τοίχωμα 237x25cm ΚΠΜ

Ενότητα: Υπολογισμός διατμητικών τάσεων

Μηχανικές ιδιότητες συνθέτων υλικών: κάμψη. Άλκης Παϊπέτης Τμήμα Επιστήμης & Τεχνολογίας Υλικών

ΑΓΚΥΡΩΣΕΙΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΡΑΧΕΩΣ ΠΡΟΒΟΛΟΥ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΕΝ1992 [EC 2]

Λυγισμός Ευστάθεια (Euler και Johnson)

Ανοξείδωτοι Χάλυβες - Μέρος 1.4 του Ευρωκώδικα 3 Ιωάννη Ραυτογιάννη Γιώργου Ιωαννίδη

Ψαθυρή αστοχία υποστυλωµάτων περί το µέσον του ύψους τους: Αίτια και αποτροπή της

Στοιχεία Μηχανών. Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκουσα: Σωτηρία Δ. Χουλιαρά

Τεχνική Οδηγία 6 Όπλιση πλακών

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ ΠείραμαΚάμψης(ΕλαστικήΓραμμή) ΕργαστηριακήΆσκηση 7 η

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ 5 ου ΕΞΑΜΗΝΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2016 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 07 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2016

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΜΕΣΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΒΑΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

Κατασκευές Ωπλισμένου. Σκυροδέματος ΙΙ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΟΚΛ

Μαρία ΚΑΡΔΑΛΑ 1, Κωνσταντίνος ΣΠΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ 2

ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων Καθηγητής Γιάννακας Νικόλαος Δρ. Πολιτικός Μηχανικός

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Άσκηση 2. Παράδειγμα μονοπροέχουσας απλά οπλισμένης πλάκας

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

SRP 3X , SRP12X-23-12, CFRP, STEEL. f(mpa) SRP 12X, stress. strain

7. Στρέψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών. 7. Στρέψη/ Μηχανική Υλικών

Παραδείγματα μελών υπό αξονική θλίψη

Δυναμική Αντοχή. Σύνδεση με προηγούμενο μάθημα. Περιεχόμενα F = A V = M r = J. Δυναμική καταπόνηση κόπωση. Καμπύλη Woehler.

Επαλήθευση της ομάδας πασσάλων Εισαγωγή δεδομένων

Εργαστήριο Ωπλισµένου Σκυροδέµατος. ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης Ξάνθη

ΣYMMIKTEΣ KATAΣKEYEΣ KAI OPIZONTIA ΦOPTIA

ΓΕΦΥΡΟΠΟΙΪΑ: ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ Ε. ΜΠΙΣΚΙΝΗΣ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. Τ.Ε.Ι. Δυτικής Ελλάδας

8ο Φοιτητικό Συνέδριο «Επισκευές Κατασκευών 2002», Μάρτιος 2002

Ειδικά Θέματα Εφαρμογής του ΚΑΝΕΠΕ - Εργαστηριακή έρευνα

16ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, 21-23/10/ 2009, Πάφος, Κύπρος 16 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Σκυροδέματος Κύπρος, Οκτωβρίου 2009 Άρθρο

ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων Καθηγητής Γιάννακας Νικόλαος Δρ. Πολιτικός Μηχανικός

Επαλήθευση πεδιλοδοκού Εισαγωγή δεδομένων

Επαλήθευση πασσάλου Εισαγωγή δεδομένων

2η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΕΠΑΦΗ HERTZ

Αντοχή κατασκευαστικών στοιχείων σε κόπωση

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΗ ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΝΕΕΣ ΚΑΙ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝ ΕΠΙΣΚΕΥΗ Η ΕΝΙΣΧΥΣΗ

Transcript:

Μοντέλα βύθισης και εύρους ρωγμών για καμπτόμενες δοκούς σκυροδέματος οπλισμένες με ράβδους FP election and ack width models or conete beams reinorced with FP Βασίλης ΚΑΡΑΤΖΑΦΕΡΗΣ 1, Μαρίνος ΚΑΤΤΗΣ 2, Νεφέλη ΜΗΤΣΟΠΟΥΛΟΥ 3, Βασίλης ΤΣΙΤΣΟΣ 4 Λέξεις κλειδιά:: ράβδοι FP, βύθιση δοκού, εύρος ρωγμών, Keywords: FP bars, beam delection, ack width ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στην παρούσα εργασία, προτείνονται δύο νέα μοντέλα για την πρόβλεψη της βύθισης και του εύρους ρωγμών μιας καμπτόμενης δοκού σκυροδέματος που είναι οπλισμένη με ράβδους FP. Στα μοντέλα αυτά, η επίδραση της εφελκυστικής ακαμψίας των ράβδων οπλισμού, τόσο στην καμπτική βύθιση όσο και στο εύρος ρωγμής, εισάγεται ορίζοντας την συνάρτηση βαθμού βλάβης της ρηγματωμένης δοκού. Οι προβλέψεις των προτεινόμενων μοντέλων ελέγχονται πειραματικά διεξάγοντας δέκα πειραματικές δοκιμές σε δοκούς σκυροδέματος που είναι οπλισμένες με ράβδους CFP, GFP και χάλυβα. Συγκεκριμένα, οι δοκοί υποβάλλονται σε κάμψη τεσσάρων σημείων, και οι μετρούμενες βυθίσεις και εύρη ρωγμών αναλύονται και συγκρίνονται με αυτά που προβλέπουν τα προτεινόμενα μοντέλα. Προκύπτει ότι τα πειραματικά αποτελέσματα βρίσκονται σε καλή συμφωνία με αυτά που παρέχουν τα προτεινόμενα μοντέλα. ABSTACT: In this work, two new models are proposed to predict the delection and ack width o a FP reinorced conete beam. In these models, the eect o the tension stiening o the reinorcement bars on both bending and acking widths is taken into account by deining the damage degree unction o a acked beam. The predictions o the proposed models are checked 1 Πολιτικός Μηχανικός, Sc, Διδάκτωρ ΕΜΠ, email: vkaratzaeris@gmail.com 2 Πολιτικός Μηχανικός, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ, email: mkattis@central.ntua.gr 3 Πολιτικός Μηχανικός, Sc, Υποψήφια Διδάκτωρ, ΕΜΠ, email: nmitsopoulou@central.ntua.gr 4 Πολιτικός Μηχανικός, Sc, Υποψήφιος Διδάκτωρ ΕΜΠ, vtsitsos@hotmail.com 1

experimentally by conducting experimental tests on ten conete beams reinorced with CFP, GFP and steel bars. Speciically, the beams are subjected to a ourpoint bending and the measured delections and ack widths are analyzed and compared with those predicted by the proposed models. It is ound that the experimental results are in good agreement with those predicted by the proposed models. EIΣΑΓΩΓΗ Ο σχεδιασμός δοκών σκυροδέματος οπλισμένων με ράβδους FP διέπεται από τις απαιτήσεις λειτουργικότητας και όχι από τις απαιτήσεις αντοχής, όπως συμβαίνει στην περίπτωση δοκών σκυροδέματος με οπλισμό από χάλυβα. Αυτό οφείλεται στην γραμμική ελαστική συμπεριφορά που επιδεικνύουν οι ράβδοι οπλισμού FP μέχρι την αστοχία τους, που, σε συνδυασμό με το χαμηλό μέτρο ελαστικότητάς τους και την υψηλή εφελκυστική αντοχή τους, οδηγεί, μετά την ρηγμάτωση των δοκών, σε σημαντική αύξηση της παραμόρφωσής τους και σε σημαντική μείωση της ακαμψίας τους. Το γεγονός αυτό έχει ως συνέπεια την ανάπτυξη μη αποδεκτών επιπέδων βύθισης και εύρους ρωγμών στις δοκούς, ακόμη και στην περίπτωση υπεροπλισμού τους. Τα τελευταία χρόνια, έχουν προταθεί διάφορα μοντέλα για την εκτίμηση της καμπτικής βύθισης και του εύρους ρωγμών σε δοκούς σκυροδέματος με οπλισμό FP (Benmokrane et al., 1996; asmoudi et al., 1998; Pecce et al., 2000; Toutanji and Saai, 2000; Bischo, 2005; Alsayed et al., 2000; ai et al., 2008). Τα περισσότερα από τα μοντέλα αυτά αποτελούν τροποποιήσεις εκείνων που έχουν αναπτυχθεί για δοκούς σκυροδέματος με οπλισμό από χάλυβα, εισάγοντας κατάλληλους συντελεστές για να προσαρμόσουν τις προβλέψεις τους στα πειραματικά αποτελέσματα. Ωστόσο, η αξιοπιστία των μοντέλων αυτών είναι αμφισβητήσιμη, διότι η ανάπτυξή τους δεν βασίζεται στην ποιοτικά διαφορετική συμπεριφορά που εμφανίζουν οι ράβδοι FP σε σύγκριση με εκείνη του χάλυβα. Η καμπτική συμπεριφορά δοκών σκυροδέματος με οπλισμό FP καθορίζεται κυρίως από τις πρωτεύουσες ρωγμές που εμφανίζονται στην εφελκυόμενη περιοχή τους, που είναι σχεδόν κάθετες στον άξονά τους. Όσο αυξάνεται το φορτίο των δοκών, ο αριθμός των πρωτευουσών ρωγμών αυξάνεται προοδευτικά, μέχρι να επιτευχθεί μια σταθεροποιημένη μορφή ρηγμάτωσης. Στη συνέχεια, με την αύξηση του φορτίου, οι πρωτεύουσες ρωγμές διευρύνονται και επιμηκύνονται μέχρι να συμβεί η αστοχία των δοκών. Η υποβάθμιση της συμπεριφοράς των δοκών λόγω ρηγμάτωσης μπορεί να αξιολογηθεί με τη μέγιστη βύθιση και το μέγιστο εύρος ρωγμών που εμφανίζονται σε αυτές κάτω από την δράση των φορτίων λειτουργίας τους. Στην μοντελοποίηση της συμπεριφοράς μιας ρηγματωμένης δοκού, η συνεισφορά της ρηγμάτωσης, τόσο στην καμπτική βύθιση όσο και στο εύρος ρωγμών, μπορεί να παρθεί υπόψη μέσω της εφελκυστικής ακαμψίας των ράβδων οπλισμού FP. 2

Στην παρούσα εργασία, προτείνονται δύο νέα μοντέλα για την πρόβλεψη της καμπτικής βύθισης και του εύρους ρωγμών μιας δοκού με οπλισμό FP. Στα μοντέλα αυτά, η επίδραση της εφελκυστικής ακαμψίας, τόσο πάνω στην καμπτική βύθιση όσο και στο εύρος ρωγμής, παίρνεται υπόψη με την συνάρτηση βλάβης της ρηγματωμένης δοκού. Οι προβλέψεις των προτεινόμενων μοντέλων ελέγχονται πειραματικά με τα αποτελέσματα δέκα πειραματικών δοκιμών σε δοκούς σκυροδέματος που έχουν οπλισθεί με ράβδους CFP, GFP και χάλυβα. Συγκεκριμένα, οι δοκοί υποβάλλονται σε κάμψη τεσσάρων σημείων στο εργαστήριο, και οι μετρούμενες βυθίσεις και εύρη ρωγμών αναλύονται και συγκρίνονται με τα αποτελέσματα που παρέχουν τα προτεινόμενα μοντέλα. Προκύπτει ότι τα πειραματικά αποτελέσματα βρίσκονται σε πολύ καλή συμφωνία με αυτά που παρέχουν τα μοντέλα. ΜΟΝΤΕΛΑ ΒΥΘΙΣΗΣ ΚΑΙ ΕΥΡΟΥΣ ΡΩΓΜΩΝ Τα μοντέλα βύθισης και εύρους ρωγμών σε δοκούς σκυροδέματος με οπλισμό FP που παρουσιάζονται παρακάτω, περιγράφονται με βάση το διάγραμμα ροπής-καμπυλότητας ενός τυπικού στοιχείου των δοκών αυτών, που δείχνεται στο Σχήμα 1. Το αρχικό γραμμικό τμήμα της καμπύλης του διαγράμματος αυτού αντιστοιχεί στην μη ρηγματωμένη κατάσταση του στοιχείου, ενώ το υπόλοιπο τμήμα αντιστοιχεί στην ρηγματωμένη κατάστασή του. Για μια ροπή, που εφαρμόζεται στις ακραίες διατομές του στοιχείου, η καμπυλότητα ( 1/ r) του στοιχείου στην ρηγματωμένη κατάστασή του μπορεί να εκφρασθεί με την σχέση g( ) g( ) I 1 II, (1) όπου I, II, g ( ). (2) EI EI c uct c ct max Στην σχέση 1, η g( ) είναι μια συνάρτηση της μεταβλητής /, που εκφράζει την μείωση της εφελκυστικής ακαμψίας των ράβδων οπλισμού της δοκού με την αύξηση της ροπής. Η συνάρτηση αυτή ορίζει την συνάρτηση βλάβης του στοιχείου της δοκού. Οι ποσότητες I, IIείναι οι καμπυλότητες που θα μπορούσε να επιδείξει το στοιχείο της δοκού κάτω από την εφαρμοσμένη ροπή 3

( ), αν ήταν μη ρηγματωμένο και πλήρως ρηγματωμένο, αντίστοιχα. Το Ec είναι το μέτρο ελαστικότητας του σκυροδέματος και τα Iuct, I ct είναι οι ροπές αδρανείας της διατομής του στοιχείου στην μη ρηγματωμένη και ρηγματωμένη κατάστασή του, αντίστοιχα. Σχήμα 1. Το διάγραμμα ροπών-καμπυλοτήτων Η ποσότητα 1 g( ) εκφράζει τον βαθμό βλάβης που έχει υποστεί το στοιχείο της δοκού στην στάθμη φόρτισης /. Στην στάθμη φόρτισης 1, όταν δηλαδή, το στοιχείο θεωρείται χωρίς βλάβη, που σημαίνει ότι g(1) 1. Η πλήρης βλάβη του στοιχείου θεωρείται ότι λαμβάνει χώρα στην στάθμη, όταν δηλαδή, όπου αντιπροσωπεύει την ροπή που προξενεί την πλήρη βλάβη του στοιχείου. Αυτό σημαίνει ότι g( ) 0. Στα προτεινόμενα μοντέλα, η συνάρτηση βλάβης που επιλέγεται έχει την μορφή 1 g( ) 1,. 1 m (3) 4

όπου m είναι μια παράμετρος που επιλέγεται πειραματικά από την μορφή του κλάδου της καμπύλης μετά την ρηγμάτωση. Εισάγοντας την (3) στην (1), προκύπτει m m 1 1 1 I II. (4) Η παραπάνω σχέση εκφράζει την καμπυλότητα ( 1/ r) του στοιχείου της δοκού σαν συνάρτηση της επιβαλλόμενης ροπής στις ακραίες διατομές του (Σχήμα 1). Με βάση την σχέση αυτή, μπορεί να προσδιορισθεί άμεσα η βύθιση μιας καμπτόμενης δοκού χρησιμοποιώντας γνωστές μεθόδους της στατικής. Για τον υπολογισμό του εύρους ρωγμής FP, προτείνεται η παρακάτω σχέση w k μιας δοκού σκυροδέματος με οπλισμό w s (5) k r,max cm όπου s r,max είναι η μέγιστη απόσταση μεταξύ των διαδοχικών πρωτευουσών ρωγμών που σχηματίζονται στην καμπτόμενη δοκό και cm είναι η μέση διαφορά παραμόρφωσης μεταξύ των ράβδων οπλισμού FP και του σκυροδέματος που τις περιβάλλει. Η μέγιστη απόσταση ρωγμών υπολογίζεται από την παρακάτω σχέση sr,max 3.4c 0.213k (6) e όπου c είναι το πάχος επικάλυψης σκυροδέματος, η διάμετρος των ράβδων οπλισμού και e είναι ο ισοδύναμος λόγος οπλισμού σε εφελκυσμό που δίνεται από την σχέση e A Ac, e. Στην σχέση αυτή, Ace, είναι η ισοδύναμη επιφάνεια σκυροδέματος σε εφελκυσμό, που παρέχεται από την σχέση Ace, 2.5( h d) b, και A, το εμβαδό οπλισμού της διατομής. Μεταξύ των πρωτευουσών ρωγμών με την μέγιστη απόσταση, η ποσότητα cm θεωρείται ότι μεταβάλλεται σύμφωνα με την σχέση 1 ( ), (7) cm g 5

όπου είναι η διαμήκης παραμόρφωση των ράβδων οπλισμού στην διατομή με ρωγμές, g( ) είναι η συνάρτηση βλάβης που παρέχεται από την σχέση 3 και β μια σταθερά. Αντικαθιστώντας την (3) στην (7), προκύπτει 1 cm 1 E m (8) όπου ( E ) είναι η τάση των ράβδων οπλισμού στo ρηγματωμένo στοιχείο και E το μέτρο ελαστικότητας των ράβδων FP. Για την εκτίμηση των παραμέτρων m, και k των παραπάνω σχέσεων, έγιναν εκτεταμένες παραμετρικές αναλύσεις με πειραματικά δεδομένα της βιβλιογραφίας. Με βάση τις αναλύσεις αυτές, προτείνονται m 1, 1.5, k 1.4 και. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΕΡΓΟ Για τον έλεγχο των προβλέψεων που παρέχουν τα προτεινόμενα μοντέλα διεξήχθη πειραματική έρευνα για τον πειραματικό προσδιορισμό της βύθισης και του εύρους ρωγμών που αναπτύσσονται σε καμπτόμενες δοκούς σκυροδέματος με οπλισμό FP. Συγκεκριμένα, εκτελέστηκαν δέκα πειραματικές δοκιμές σε δοκούς σκυροδέματος με οπλισμό GFP, CFP, και μια δοκιμή σε δοκό με συμβατικό χάλυβα. Τα γεωμετρικά στοιχεία των δοκών και η διάταξη που χρησιμοποιήθηκε στην δοκιμή δείχνονται στο Σχήμα 2. Οι δοκοί είχαν συνολικό μήκος 1400 mm και ορθογώνια διατομή διαστάσεων 150x200 mm. Ο οπλισμός των δοκών, μαζί με τα γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά τους, παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Οι γεωμετρικές διαστάσεις και η ποσότητα του οπλισμού στις δοκούς επιλέχθηκαν, έτσι ώστε να αστοχήσουν από θρυμματισμό σκυροδέματος. Στην κάμψη τεσσάρων σημείων, το άνοιγμα των δοκών ήταν 1200 mm και το μήκος της ζώνης καθαρής κάμψης 400 mm. Για να αποφευχθεί διατμητική αστοχία των δοκών, οι διατμητικές περιοχές των δοκών οπλίσθηκαν με συνδετήρες χάλυβα διαμέτρου 10 mm ανά100 mm, ενώ το πεδίο ανάμεσα στα δύο εφαρμοζόμενα φορτία ήταν χωρίς διατμητικό οπλισμό. Στις διατμητικές περιοχές των δοκών, για κατασκευαστικούς λόγους, τοποθετήθηκαν δυο ράβδοι χάλυβα διαμέτρου 8 mm ως άνω οπλισμός. Το φορτίο στις δοκούς εφαρμόσθηκε με υδραυλική πρέσα μέσω μιας βοηθητικής δοκού. Για την μέτρηση των βυθίσεων, χρησιμοποιήθηκαν τρία γραμμικά βελόμετρα και για την συλλογή των δεδομένων φόρτισης και βύθισης, ένα σύστημα αυτόματης καταγραφής. 6

Πίνακας 1. Γεωμετρία και αντοχή των ράβδων οπλισμού GFP CFP ΧΑΛΥΒΑΣ Ονομαστική διάμετρος, mm 15.88 12.7 12 Εμβαδόν διατομής, mm 2 197.9 126.7 113 Εφελκυστική αντοχή/ Τάση διαρροής, Pa 761 2300 500 Ονομαστικό Μέτρο Ελαστικότητας για Εφελκυσμό, GPa 46.7 130 200 Στις δοκιμές, η φόρτιση στις δοκούς εφαρμοζόταν αργά και αυξητικά, σε βήματα των 10 ΚΝ. Στο τέλος κάθε βήματος, καταγραφόταν η εξέλιξη των ρωγμών και μετριόταν το εύρος των ρωγμών με μικροσκόπιο στο μέσον των δοκών. Σχήμα 2. Γεωμετρικά στοιχεία των δοκών και η διάταξη δοκιμής Η πρώτη ρωγμή στις δοκούς εμφανίσθηκε, όταν η μέγιστη τάση στις κάτω ίνες των δοκών, στη ζώνης καθαρής κάμψης, έφθασε στην εφελκυστική αντοχή κάμψης του σκυροδέματος. Η μέγιστη εφελκυστική τάση που προκαλεί τη πρώτη ρωγμή στις δοκούς αντιστοιχεί σε μια ροπή κάμψης των δοκών, που είναι γνωστή ως ροπή ρηγμάτωσης. Καθώς το φορτίο αυξανόταν μονοτονικά, ο σχηματισμός και η εξέλιξη των ρωγμών στην ζώνη καθαρής κάμψης των δοκών ακολουθούσε την ίδια διαδικασία για όλες τις δοκούς. Στην ζώνη αυτή, οι πρωτεύουσες ρωγμές κατευθύνονταν κάθετα στον άξονα των δοκών με τα άνω άκρα τους να περατώνονταν στην περιοχή θλίψης των δοκών. Μετά τον σχηματισμό της πρώτης πρωτευουσας ρωγμής, με την αύξηση του φορτίου, εμφανίζονταν επιπρόσθετες ρωγμές μέχρις ότου επιτυγχάνονταν μια σταθεροποιημένη κατάσταση κυρίων ρωγμών. Στην σταθεροποιημένη κατάσταση των πρωτευουσών ρωγμών στις δοκούς, οι μέσες αποστάσεις ρωγμών 7

μετρήθηκαν στις τιμές 200 mm, 210 mm και 200 mm για τις δοκούς CB-1, GB-2 και SB-3, αντίστοιχα. Οι πειραματικές τιμές των αποστάσεων των ρωγμών, μαζί με τις αντίστοιχες θεωρητικές τιμές που υπολογίζονται χρησιμοποιώντας την προτεινόμενη σχέση 6, παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2. Θεωρητικές και πειραματικές τιμές μέγιστης απόστασης ρωγμών. ΔΟΚΟΙ [mm], [mm], CB-1 200 200 GB-2 210 210 SB-3 192 200 Με βάση τα δεδομένα για τα υλικά και την γεωμετρία των δοκών, οι ροπές ρηγμάτωσης των δοκών υπολογίσθηκαν ακολουθώντας μια τυπική διαδικασία. Οι th θεωρητικές τιμές των ρωγμών ρηγμάτωσης, μαζί με τις αντίστοιχες exp πειραματικές τιμές που καταγράφηκαν στις δοκιμές, παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Από τα αποτελέσματα του πίνακα αυτού συνάγεται ότι οι ροπές ρηγμάτωσης βρίσκονται πολύ κοντά στις πειραματικές. Στο Σχήμα 3, δείχνονται οι καμπυλότητες που αναπτύσσονται στο μέσον των δοκών B-G-2, B-C-2 και B-S-1 σαν συνάρτηση της εφαρμοσμένης ροπής. Όπως φαίνεται από τις καμπύλες αυτές, η αρχική απόκριση των δοκών είναι γραμμική και δύσκαμπτη, επειδή οι δοκοί είναι χωρίς ρωγμές. Όταν η εφαρμοζόμενη φόρτιση υπερβαίνει την ροπή ρηγμάτωσης, μια ποιοτικά διαφορετική απόκριση βύθισης εμφανίζεται, που είναι αποτέλεσμα της ρηγμάτωσης των δοκών. Πίνακας 3. Θεωρητικές και πειραματικές ροπές ρηγμάτωσης και αντοχής των πειραματικών δοκών Οπλισμός Δοκός th exp th exp [ ] [knm] [KNm] [KNm] [KNm] GFP B-G-1 9.55 2.91 4.5 23.06 21 B-G-2 9.55 2.91 4.4 23.06 22.5 B-G-3 9.55 2.91 4.5 23.06 21.5 B-G-4 15.31 2.93 4.4 27.07 25.5 B-G-5 15.31 2.93 4.3 27.07 23 CFP B-C-1 9.55 3.08 3.2 33.45 28.5 B-C-2 9.55 3.08 4.6 33.45 23.5 B-C-3 3.56 2.96 3.8 24.03 20 B-C-4 3.56 2.96 4.5 24.03 23.5 ΧΑΛΥΒΑΣ Β-S-1 8.42 3.18 3.4 14.60 17 8

Από το Σχήμα 3 γίνεται φανερό ότι, μετά την ρηγμάτωση, η καμπύλη βύθισης των δοκών με οπλισμό FP αποτελείται από δύο διακριτούς κλάδους: έναν σχεδόν γραμμικό κλάδο που καλύπτει ένα ευρύ διάστημα μετά την ρηγμάτωση, και ένα μη γραμμικό κλάδο που βρίσκεται στην περιοχή της συνολικής ροπής αντοχής των δοκών. 25 20 B -S-1 Ροπή κάμψης (knm) 15 10 5 B -C-2 B -G-2 0 0,00E+00 2,00E-05 4,00E-05 6,00E-05 8,00E-05 1,00E-04 1,20E-04 Καμπυλότητα φ (1/mm) Σχήμα 3. Πειραματικές καμπύλες ροπών-καμπυλοτήτων στο μέσο των δοκών Β-G-2, B- C-2 και B-S-1 Ο πρώτος κλάδος μπορεί να αποδοθεί στην γραμμική συμπεριφορά που επιδεικνύουν τόσο οι ράβδοι οπλισμού όσο και το σκυρόδεμα στην θλιπτική περιοχή των δοκών. Ο μη γραμμικός κλάδος των καμπυλών στρέφει τα κοίλα προς τα κάτω και αντιστοιχεί στην μη γραμμική απόκριση του σκυροδέματος. Τα κατερχόμενα τμήματα των καμπυλών περιγράφουν μια ασταθή συμπεριφορά των δοκών, που εκδηλώνεται όταν ξεπερασθεί η καμπτική αντοχή των δοκών. Αντίθετα, η δοκός με οπλισμό από χάλυβα επιδεικνύει μια ισχυρή μη γραμμική συμπεριφορά αμέσως μετά την ρηγμάτωση. Όπως αναμενόταν, όλοι οι δοκοί αστόχησαν από θρυμματισμό σκυροδέματος. Οι πειραματικές τιμές της ροπής exp αντοχής που καταγράφηκαν στις δοκιμές παρουσιάζονται στον Πίνακα 3 th μαζί με τις αντίστοιχες θεωρητικές τιμές που υπολογίσθηκαν χρησιμοποιώντας την σχετική σχέση που προτάθηκε από τον Καρατζαφέρη (2009). Τα αποτελέσματα του Πίνακα 3 δείχνουν ότι οι θεωρητικές τιμές της καμπτικής αντοχής βρίσκονται σε καλή συμφωνία με τις αντίστοιχες πειραματικές τιμές. Για λόγους σύγκρισης, οι πειραματικές καμπύλες των δοκών με οπλισμό FP, μαζί με τις αντίστοιχες θεωρητικές καμπύλες που προβλέπονται από το προτεινόμενο μοντέλο, παρουσιάζονται στο Σχήμα 4. Οι th θεωρητικές καμπύλες υπολογίσθηκαν χρησιμοποιώντας τις θεωρητικές τιμές 9

th και που παρουσιάζονται στον Πίνακα 3, υποθέτοντας ότι o κλάδος της καμπύλης μετά την ρηγμάτωση είναι γραμμικός μέχρι την αστοχία της δοκού. Τα διαγράμματα αυτά δείχνουν να υπάρχει μια καλή συμφωνία θεωρητικών και πειραματικών αποτελεσμάτων. Σχήμα 4. Θεωρητική και πειραματική καμπύλη ροπών-καμπυλοτήτων για τη δοκό BC-2. ροπή (knm) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 εύρος ρωγμής (mm) Σχήμα 5. Διάγραμμα ροπής-εύρους ρωγμών για την δοκό B-G-1. 10

Στο Σχήμα 5 παρουσιάζονται οι πειραματικές τιμές του εύρους των ρωγμών που μετρήθηκαν στο μέσο της δοκού B-G-1 στις διάφορες στάθμες της επιβαλλόμενης ροπής. Η συμπαγής γραμμή δείχνει τις θεωρητικές τιμές του εύρους ρωγμής που υπολογίσθηκε με την σχέση 5. Όπως δείχνει το Σχήμα 5 υπάρχει μια καλή συμφωνία των θεωρητικών τιμών με τα πειρατικά αποτελέσματα. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Alsayed, S.H., Al-Salloum Y.A. & Almusallam, T.H. Perormance o glass iber reinorced plastic bars as a reinorcing material or conete structures. Composites Part B: Engineering,Vol.31 (2000) 555-567 Benmokrane, B., Chaallal, O., & asmoudi,., Flexural response o conete beams reinorced with FP reinorcing bars. ACI Structural Journal, Vol. 91, No. 2, (1996) 46 55 Bischo, P.H. eevaluation o delection prediction or conete beams reinorced with steel and iber reinorced polymer bars. ASCE Journal o Structural Engineering, Vol. 131, No 5 (2005) 752-767 asmoudi,., Theriault,., & Benmokrane, B., Flexural behavior o conete beams reinorced with deormed iber reinorced plastic reinorcing rods. ACI Structural Journal, Vol. 95, No. 6 (1998) 665-676 Pecce,., anredi, G. & Cosenza E., Experimental response and code models o GFP C beams in bending. ASCE Journal o Composites or Construction, Vol. 4, No 4 (2000) 182-190 ai,.., Nadjai, A. & Talamona,., Aspects o behavior o CFP reinorced conete beams in bending. Construction and Building aterials, Vol.22 (2008) 277-285 Toutanji, H. & Saai,., Flexural Behavior o Conete Beams einorced with Glass Fiber-einorced Polymer (GFP) Bars. ACI Structural Journal, Vol. 97, No 5 (2000) 712-719 Καρατζαφέρης, Β., Ανάλυση της μηχανικής συμπεριφοράς δομικών στοιχείων σκυροδέματος οπλισμένων με σύνθετες ράβδους, Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα (2009 11