Ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία υποστυλωμάτων ωπλισμένου σκυροδέματος μεγάλης κλίμακας ενισχυμένων με Ινωπλισμένα Πολυμερή (FRPs). - Αντωνίου, Δέσποινα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
Διάφοροι μέθοδοι επισκευής και ενίσχυσης κατασκευών έχουν αναπτυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες με έμφαση στην εφαρμογή μανδυών σε δομικά στοιχεία, από διάφορα υλικά. Σε υποστυλώµατα σχεδιασµένα µε παλαιότερους κανονισµούς, τα οποία παρουσιάζουν ανεπαρκείς εγκάρσιους οπλισµούς ή έχουν υποστεί βλάβες µετά από σεισµό, συχνά προτιµάται η τεχνική ενίσχυσης ή επισκευής µέσω περίσφιγξης µε µανδύες ΙΩΠ αντί των συµβατικών µανδυών από ωπλισµένο σκυρόδεµα. Η χρήση μανδυών έως μέθοδος ενίσχυσης παρουσιάζει πλεονεκτήματα έναντι άλλων υλικών που αφορούν στην αύξηση της φέρουσας ικανότητας και πλαστικότητας του υφιστάμενου στοιχείου ή κατασκευής αλλά και στην οικονομία καθώς αποτελούν μία συμφέρουσα λύση με εύκολη εφαρμογή. Διεθνώς είναι ευρέως διαδεδομένη η χρήση σύνθετων υλικών (Ινοπλισμένα Πολυμερή- FRPs) ως εξωτερικού οπλισμού περίσφιγξης. Η αποτελεσματικότητα του μανδύα στον εγκιβωτισμό του σκυροδέματος εξαρτάται από το συνολικό πάχος του μανδύα, από την εφελκυστική αντοχή κατά την έννοια της περιμέτρου του και από τη γεωμετρία της εγκιβωτισμένης διατομής. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς υποστυλωμάτων ωπλισμένου σκυροδέματος περισφιγμένων με ΙΩΠ και συγκεκριμένα με μανδύα ανθρακοϋφάσματος (CFRP). Η αναλυτική αυτή διερεύνηση έγινε με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων, όπου προσομοιώθηκαν 26 δοκίμια στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS CAE (Simulia). Τα προσομοιώματα είναι τετραγωνικά διαστάσεων 300x300mm και ύψους 2700mm και προσομοιώνουν σε πλήρη κλίμακα ένα πραγματικό υποστύλωμα. Τον οπλισμό των δοκιμίων αποτελούν 4 ράβδοι διαμήκους οπλισμού διαμέτρου 20mm και συνδετήρες 10mm σε αποστάσεις 150mm και 100mm στις κρίσιμες περιοχές του υποστυλώματος.Η επικάλυψη οπλισμού είναι 25 mm. Χρησιμοποιήθηκε ένα πλεκτό ύφασμα με ίνες άνθρακα (CFRP), σχεδιασμένο για τοποθέτηση χρησιμοποιώντας την υγρή μέθοδο εφαρμογής.Tο ύφασμα εφαρμόστηκε στα προσομοίωμα σε 1, 2, 3 αλλά και 4 έως 5 στρώσεις (t=0.165, 0.33, 0.495, 0.66 και 0.825mm αντίστοιχα). Στα προσομοιώματα εφαρμόστηκε επιβαλλόμενη αξονική και διατμητική μετακίνηση. Εξετάζεται η αποτελεσματικότητας της ενίσχυσης των υποστυλωμάτων μεγάλης κλίμακας με περίσφιγξη με CFRP συναρτήσει βασικών παραμέτρων σχεδιασμού, όπως η ακτίνα καμπυλότητας των τετραγωνικών δοκιμίων, οι ιδιότητες των υλικών, ο τρόπος και οι περιοχές που περισφίγκονται καθώς και το πάχος του ΙΩΠ.