Διερεύνηση τεχνικών αποκατάστασης εξωτερικών κόμβων ωπλισμένου σκυροδέματος με συνθετικά υλικά
Authors: Γκόλιας Εμμανουήλ 
Published: September 2021

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνάται η συμπεριφορά αποκατάστασης και ενίσχυσης υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση στοιχείων εξωτερικών κόμβων δοκών-υποστυλωμάτων από ωπλισμένο σκυρόδεμα σχεδιασμένων σύμφωνα με τις διατάξεις του ισχύοντος ευρωπαικού κανονισμού. Η μελέτη των τεχνικών επιδιόρθωσης και ενίσχυσης των στοιχείων από ωπλισμένο σκυρόδεμα που υπέστησαν βλάβη κατά τη διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων αποτελεί πεδίο με μεγάλο ερευνητικό και οικονομικό ενδιαφέρον. Οι σύγχρονοι κανονισμοί εισάγουν τον ικανοτικό σχεδιασμό με την εφαρμογή των διατάξεων του οποίου οδηγείται η βλάβη και η δημιουργία πλαστικών αρθρώσεων στις δοκούς, ενώ παραμένουν ανέπαφα τα υποστυλώματα και οι κόμβοι. Επίσης διερευνάται η αποτελεσματικότητα χρήσης χιαστί κεκλιμένων ράβδων με συμβατικό χαλύβδινο οπλισμό και κορδόνια C-FRP σε εξωτερικούς κόμβους δοκού-υποστυλώματος σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση με αυξανόμενη επιβαλλόμενη παραμόρφωση. Η διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη της τεχνογνωσίας, την πειραματική μελέτη και τη διερεύνηση της αξιοπιστίας πρόβλεψης της συμπεριφοράς εξωτερικών κόμβων φυσικής κλίμακας δοκών-υποστυλωμάτων από ωπλισμένο σκυρόδεμα.Με σκοπό τη διερεύνηση της συμπεριφοράς των ενισχυμένων κόμβων, πραγματοποιήθηκαν τρείς σειρές πειραμάτων σε στοιχεία εξωτερικών κόμβων δοκών-υποστυλωμάτων από ωπλισμένο σκυρόδεμα φυσικής κλίμακας 1:1 υπό τη δράση ανακυκλιζόμενης φόρτισης. Πιο αναλυτικά, στην πρώτη σειρά πειραμάτων διευρευνήθηκε η αποκατάσταση των βλαβών συνδέσεων κόμβων δοκού-υποστυλώματος σε κατασκευές από ωπλισμένο σκυρόδεμα με φύλλα C-FRP. Οι βλάβες που έχουν παρουσιαστεί στους κόμβους θεωρούνται μικρές έως μέτριες. Από τα αποτελέσματα απεδείχθει πολύ ικανοποιητική η μέθοδος ενίσχυσης. Τα συμπεράσματα βασίζονται κυρίως στην παρατήρηση ότι τα επισκευασμένα σε σύγκριση με τα μή επισκευασμένα δοκίμια εμφάνισαν παρόμοια ικανότητα ανάληψης φορτίου και επίπεδο δυσκαμψίας. Στη δεύτερη σειρά πειραμάτων διερευνήθηκε η τεχνική επιδιόρθωσης και ενίσχυσης με χρήση κορδονιών C-FRP στους εξωτερικούς κόμβους και δοκούς, αντίστοιχα. Η περιγραφόμενη τεχνική είναι αποτελεσματική μέθοδος με εύκολη εφαρμογή για την επιδιόρθωση και την αποκατάσταση των βλαβών κόμβων και δοκών από ωπλισμένο σκυρόδεμα. Τα συμπεράσματα βασίζονται κυρίως στην παρατήρηση ότι τα επισκευασμένα σε σύγκριση με τα μή επισκευασμένα δοκίμια εμφάνισαν πολύ μεγαλύτερη ικανότητα ανάληψης φορτίου και επίπεδο δυσκαμψίας. Στη τρίτη σειρά πειραμάτων διερευνήθηκε η χρήση χιαστί ράβδων από χάλυβα ως κύριου διατµητικού οπλισµού στην περιοχή του κόµβου και εναλλακτικά η ενίσχυση των κόμβων με χρήση κορδονιού C-FRP και τη σύγκριση τους με πιλοτικά δοκίμια. Τα πειραματικά αποτελέσματα εμφάνισαν μεγαλύτερη ικανότητα ανάληψης φορτίου και περίπου ίδιο επίπεδο δυσκαμψίας. Τέλος, διερευνήθηκε η χρήση εγκάρσιου οπλισμού στην περιοχή του κόμβου, ο οποίος αποτελείται από τέσσερις οριζόντιες χαλύβδινες ράβδους διαμέτρου Ø10 mm. Οι διαμήκεις αυτοί οπλισμοί τοποθετούνται ανάμεσα στον εφελκυόμενο και θλιβόμενο διαμήκη οπλισμό της δοκού στην περιοχή του κόμβου. Η ικανότητα απορρόφησης ενέργειας του ενισχυμένου δοκιμίου σε σύγκριση με το μη ενισχυμένο είναι αρχικά σχεδόν ίση στα χαμηλότερα επίπεδα του φορτίου. Παρατηρείται μια μικρή αύξηση απορρόφησης ενέργειας στα υψηλότερα επίπεδα φορτίου αλλά είναι πιθανό να αυξηθεί σημαντικά με την καλύτερη αγκύρωση των οπλισμών.