Αναλυτική έρευνα επί της δυνατότητας αξιοποίησης ελκυστήρων προς βελτίωση της αντισεισμικής ασφάλειας υφισταμένων και νέων κατασκευών
Authors: Μαρκογιαννάκη Όλγα 
Published: August 2021

Τις τελευταίες δεκαετίες, για την αντισεισμική προστασία των έργων και κυρίως των γεφυρών εφαρμόζονται ευρέως τα διάφορα συστήματα σεισμικής μόνωσης. Ωστόσο, η αξιοποίηση αυτών των μέσων (εφέδρανα και αποσβεστήρες) δημιούργησε σκεπτικισμό και αμφισβήτηση της αποτελεσματικότητάς τους, που πηγάζουν, πρώτον, από την αμφιβολία της ετοιμότητας των συστημάτων ως ανομοιογενή ως προς το κυρίως φέρον σύστημα εξαρτήματα και, δεύτερον, από το υψηλό τους κόστος προμήθειας, συντήρησης και αντικατάστασης. Για τους λόγους αυτούς, είναι ανάγκη να ερευνηθούν εναλλακτικοί τρόποι κάλυψης των σεισμικών απαιτήσεων, ώστε να αρθούν τα περιγραφέντα μειονεκτήματα. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η πρόταση και τεκμηρίωση ενός εναλλακτικού μηχανισμού σεισμικής ανάσχεσης για τη μείωση των σεισμικών μετακινήσεων και ενταυτώ των καταπονήσεων των κατασκευών με απώτερο στόχο την ανακούφιση των κύριων αποδεκτών του σεισμικού πλήγματος, όπως είναι τα μεσόβαθρα των γεφυρών. Ο προτεινόμενος μηχανισμός για τη μελέτη νέων γεφυρών δίνει τη δυνατότητα της μεταφοράς μέρους των σεισμικών δράσεων με ελεγχόμενο τρόπο στα ακρόβαθρα και στα μεταβατικά επιχώματα, τα οποία βρίσκονται συνήθως στο σεισμικό απυρόβλητο. Η μεταφορά των σεισμικών δράσεων επιτυγχάνεται με ένα σύστημα θλιπτήρων-ελκυστήρων, το οποίο από οικονομικής πλευράς θα μπορούσε να χαρακτηριστεί και αδάπανο σε σύγκριση με το κόστος του έργου. Τον προτεινόμενο μηχανισμό αποτελούν δέσμες ράβδων χάλυβα, ενώ επιπλέον προτείνονται και δύο παραλλαγές ελκυστήρων, πρώτον με τη χρήση τενόντων χωρίς συνάφεια και δεύτερον λωρίδων-ελκυστήρων ινοπλισμένων πολυμερών. Σημειώνεται ότι ο προτεινόμενος μηχανισμός είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί στην αντισεισμική ενίσχυση υφιστάμενων γεφυρών, αλλά και κτιρίων. Η εγκατάσταση του προτεινόμενου μηχανισμού στον φέροντα οργανισμό σε κατάλληλες επιλεγμένες θέσεις συνιστά έναν πρόσφορο και αποτελεσματικό τρόπο πραγμάτωσης μίας λύσης έμμεσης επέμβασης. Ο μηχανισμός στις υφιστάμενες γέφυρες μέσω της λειτουργίας θλιπτήρων – ελκυστήρων βελτιώνει την απόκριση της γέφυρας στη διαμήκη διεύθυνση υποβιβάζοντας τις σεισμικές απαιτήσεις στα μεσόβαθρα στα επίπεδα της φέρουσας ικανότητάς τους. Ακόμη, προτείνεται παραλλαγή του μηχανισμού με ράβδους χάλυβα, που ενεργούν ως ελκυστήρες, για τη βελτίωση της εγκάρσιας αντισεισμικής αντίστασης. Στον τομέα των κτιριακών κατασκευών ο προτεινόμενος μηχανισμός ερευνάται ως σύστημα ελκυστήρων από ράβδους χάλυβα. Στην παρούσα διατριβή το «λεόντειο» μερίδιο της έρευνας ανήκει στις γέφυρες. Η διερεύνηση και αναλυτική τεκμηρίωση του προτεινόμενου συστήματος ανάσχεσης των διαμήκων μετακινήσεων περιλαμβάνει σημαντικό αριθμό παραδειγμάτων πραγματικών γεφυρών όλων των κατασκευαστικών τύπων (χυτών επί τόπου, προκατασκευασμένων δοκών, προωθήσεως, προβολοδομήσεως), βάσει των οποίων διεξήχθησαν πολύ-παραμετρικές αναλυτικές διερευνήσεις για να αξιολογηθεί ο μηχανισμός σε όλες τις δυνατές περιπτώσεις της γεφυροποιίας οπλισμένου σκυροδέματος. Για τα οικοδομικά έργα πραγματοποιήθηκε παραμετρική διερεύνηση και εφαρμογή σε υφιστάμενη οικοδομική κατασκευή. Ζητήματα μηχανικής απόκρισης του μηχανισμού των ράβδων χάλυβα που αναδύθηκαν κατά την εκπόνηση της διατριβής αντιμετωπίσθηκαν όχι μόνο αναλυτικά, αλλά τεκμηριώθηκαν και μέσω σειράς πειραματικών δοκιμών.