Σεισμική συμπεριφορά διαζωμάτων τοιχοποιίας από οπλισμένο σκυρόδεμα με χαλύβδινα ελάσματα - Στούρα, Χαρίκλεια (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Αντισεισμικής Τεχνολογίας, 2015)
Στη παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται και αναλύεται ένα διάζωμα τοιχοποιίας από οπλισμένο σκυρόδεμα με χαλύβδινα ελάσματα τοποθετημένα στο εφελκυόμενο και θλιβόμενο πέλμα του. Τα ελάσματα σταθεροποιούνται με εγκάρσιους κοχλιωτούς συνδέσμους, οι οποίοι διαπερνούν καθ’ ύψος το διάζωμα και τα ελάσματα, κοχλιώνονται με περικόχλια εκατέρωθεν αυτών και θεωρείται ότι εξασφαλίζουν τη συνάφεια μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος. Στόχος είναι η δημιουργία μιας κατασκευής της οποίας η ανθεκτικότητα στο χρόνο δεν επηρεάζεται από τη διάβρωση του χαλύβδινου οπλισμού, αφού ο τελευταίος έχει τη δυνατότητα να αντικαθίσταται όταν διαβρωθεί και χάσει μεγάλο μέρος της αντοχής του. Η διαστασιολόγηση του διαζώματος γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τον τρόπο ανάλυσης και τους περιορισμούς που αφορούν κυρίως τις συνήθεις κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα, αλλά και τις σύμμικτες κατασκευές. Τίθενται ωστόσο, κάποιες παραδοχές απαραίτητες για την προσαρμογή των συνήθων διαδικασιών στις ανάγκες της ιδιαίτερης αυτής κατασκευής. Τα χαλύβδινα ελάσματα διαστασιολογούνται και ελέγχονται ώστε να μπορούν να παραλάβουν τη δρώσα καμπτική ροπή, ενώ οι κοχλίες θα πρέπει να είναι σε θέση να φέρουν τη δρώσα τέμνουσα δύναμη και τις διατμητικές τάσεις που αναπτύσσονται στη διεπιφάνεια μεταξύ του σκυροδέματος της δοκού και του χάλυβα των ελασμάτων. Προκειμένου να ελεγχθεί η ορθότητα της παραπάνω διαδικασίας υπολογισμού των στοιχείων του διαζώματος, καθώς και το κατά πόσο είναι εφικτή η ασφαλής λειτουργία του, διενεργούνται πειράματα στο Εργαστήριο Αντισεισμικής Τεχνολογία του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η πειραματική διαδικασία περιλαμβάνει την εφαρμογή στατικής μονοτονικής φόρτισης τεσσάρων σημείων σε δύο δοκούς. Η μία δοκός (Δοκός Α) είναι οπλισμένη με δύο ίσα χαλύβδινα ελάσματα, ένα στο εφελκυόμενο και ένα στο θλιβόμενο πέλμα της, και με δύο, κατά την εγκάρσια διεύθυνση, κοχλίες, διατεταγμένους ανά καθορισμένες αποστάσεις. Η διάταξη της δεύτερης δοκού (Δοκός Β) είναι ακριβώς ίδια με τη προηγούμενη, με τη διαφορά, ότι στην εγκάρσια διεύθυνση η δοκός φέρει έναν κοχλία αντί για δύο. Η κύρια διαφορά που παρατηρείται μεταξύ των δύο δοκών κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων είναι, ότι η Δοκός Β παρουσιάζει αρκετά μεγαλύτερο βέλος κάμψης σε σχέση με τη Δοκός Α, καθώς επίσης και μεγαλύτερου πάχους ρωγμές. Επίσης, αστοχεί σε τοπικό λυγισμό του θλιβόμενου ελάσματός της για φορτίο μικρότερο του μέγιστου φορτίου που ασκείται στη Δοκό Α, η οποία τελικά δε φτάνει σε αστοχία. Οι δύο δοκοί του πειράματος μελετώνται και υπολογιστικά, όπου προβλέπεται η αστοχία τους σε καμπτικό λυγισμό. Εφόσον, οι αποστάσεις μεταξύ των κοχλιών είναι οι ίδιες, η αστοχία θα έπρεπε να επέρχεται για ίδιο φορτίο. Αυτό όμως δε ισχύει, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, καθώς η Δοκός Β, παρόλο που ξεπέρασε το φορτίο αστοχίας που είχε υπολογιστεί, αστόχησε σε μικρότερο φορτίο από το μέγιστο που εφαρμόστηκε στη Δοκό Α. Αυτό, σε συνδυασμό με τη γενικότερη συμπεριφορά των δύο δοκών κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων, καθιστούν πιο δόκιμη τη χρήση δύο κοχλιών αντί για έναν στη προκειμένη διάταξη. Παρ’ όλα αυτά, τα πολύ μεγάλα βέλη κάμψης που αναπτύσσονται, υποδεικνύουν ότι τελικά η υπόθεση της εξασφάλισης πλήρους συνάφειας με τη χρήση κοχλιών, δεν είναι ορθή. Προτείνεται λοιπόν, μια διαδικασία υπολογισμού των τριγραμμικών διαγραμμάτων Δύναμης – Μετακίνηση, στην οποία εισάγονται διορθωτικοί συντελεστές, οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη τις ολισθήσεις μεταξύ σκυροδέματος και ελασμάτων, ώστε τα υπολογιστικά αποτελέσματα να προσεγγίζουν τα πειραματικά.