teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

148
Πέκας Λευτέρης i Πρόλογος Σε μια έντονα σεισμογενή περιοχή, όπως είναι η Ελλάδα, είναι επιβεβλημένη η ανάγκη για διαρκή αναζήτηση νέων, ακόμη πιο αξιόπιστων μεθόδων σχεδιασμού των κατασκευών αλλά και η εύρεση μεθόδων για την αποκατάσταση και την ενίσχυση ήδη υπαρχουσών κατασκευών που έχουν υποστεί βλάβες ή δεν καλύπτουν τις ισχύουσες διατάξεις (ΕΑΚ2000-ΕΚΟΣ2000, EC2-EC8). Ο ρόλος που διαδραματίζει ο μηχανισμός της περίσφιγξης σε αυτήν την κατεύθυνση είναι ιδιαίτερα σημαντικός, κάτι που αποδεικνύεται από τις διατάξεις των νέων κανονισμών που δίνουν ιδιαίτερη βαρύτητα στο σχεδιασμό υποστυλωμάτων με στόχο την ενεργοποίηση του μηχανισμού της περίσφιγξης στις κρίσιμες περιοχές τους. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται μέθοδοι περίσφιγξης κυλινδρικών δοκιμίων από άοπλο σκυρόδεμα, διαστάσεων 15x30 cm με σχοινιά από πολυπροπυλένιο και βίνυλον. Μετά τον πολυμερισμό του προπυλενίου παράγεται ένα υλικό το πολυπροπυλένιο που αποτελείται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο, χημικά αδρανές, οικολογικό και πολύ ελαφρύ (πυκνότητα 0,90 g/cm3). Συγκεκριμένα το πολυπροπυλένιο που χρησιμοποιήθηκε ζυγίζει 11gr/m, με υψηλές μηχανικές αντοχές, καλή ελαστική συμπεριφορά, με πρακτικά απεριόριστη διάρκεια ζωής, ανακυκλώσιμο και παράλληλα πλήρως ατοξικό. Πέραν της καταλληλότητας του για πλήρη ανακύκλωση, το πολυπροπυλένιο έχει πολύ χαμηλή ενσωματωμένη ενέργεια (ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του) σε σχέση με άλλα υλικά και κυρίως με τα μέταλλα όπως ο χαλκός και το ατσάλι, με συνέπεια να επιβαρύνει ελάχιστα το περιβάλλον σε εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Το βίνυλον αποτελείται από συνθετικές ίνες που παράγονται από πολυβινυλική αλκοόλη , με χρήση ανθρακίτη και ασβεστόλιθου ως πρώτη ύλη. Είναι ανθεκτικό στη θερμότητα και τις χημικές ουσίες. Αναπτύχθηκε για πρώτη φορά το 1939 από Ιάπωνες επιστήμονες. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί τμήμα ευρύτερης πειραματικής έρευνας που γίνεται στο εργαστήριο ωπλισμένου σκυροδέματος του ΔΠΘ. Το πειραματικό σκέλος αυτής της εργασίας έγινε σε συνεργασία με τη κ. Δημητριάδου Θεοδώρα την οποία ευχαριστώ ιδιαιτέρως για την πολύτιμη βοήθειά της και άψογη συνεργασία.

Transcript of teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Page 1: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης i

Πρόλογος

Σε μια έντονα σεισμογενή περιοχή, όπως είναι η Ελλάδα, είναι επιβεβλημένη η

ανάγκη για διαρκή αναζήτηση νέων, ακόμη πιο αξιόπιστων μεθόδων σχεδιασμού των

κατασκευών αλλά και η εύρεση μεθόδων για την αποκατάσταση και την ενίσχυση

ήδη υπαρχουσών κατασκευών που έχουν υποστεί βλάβες ή δεν καλύπτουν τις

ισχύουσες διατάξεις (ΕΑΚ2000-ΕΚΟΣ2000, EC2-EC8). Ο ρόλος που διαδραματίζει ο

μηχανισμός της περίσφιγξης σε αυτήν την κατεύθυνση είναι ιδιαίτερα σημαντικός,

κάτι που αποδεικνύεται από τις διατάξεις των νέων κανονισμών που δίνουν ιδιαίτερη

βαρύτητα στο σχεδιασμό υποστυλωμάτων με στόχο την ενεργοποίηση του

μηχανισμού της περίσφιγξης στις κρίσιμες περιοχές τους.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται μέθοδοι περίσφιγξης κυλινδρικών δοκιμίων

από άοπλο σκυρόδεμα, διαστάσεων 15x30 cm με σχοινιά από πολυπροπυλένιο και

βίνυλον.

Μετά τον πολυμερισμό του προπυλενίου παράγεται ένα υλικό το

πολυπροπυλένιο που αποτελείται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο, χημικά αδρανές,

οικολογικό και πολύ ελαφρύ (πυκνότητα 0,90 g/cm3). Συγκεκριμένα το

πολυπροπυλένιο που χρησιμοποιήθηκε ζυγίζει 11gr/m, με υψηλές μηχανικές αντοχές,

καλή ελαστική συμπεριφορά, με πρακτικά απεριόριστη διάρκεια ζωής,

ανακυκλώσιμο και παράλληλα πλήρως ατοξικό. Πέραν της καταλληλότητας του για

πλήρη ανακύκλωση, το πολυπροπυλένιο έχει πολύ χαμηλή ενσωματωμένη ενέργεια

(ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του) σε σχέση με άλλα υλικά και κυρίως

με τα μέταλλα όπως ο χαλκός και το ατσάλι, με συνέπεια να επιβαρύνει ελάχιστα το

περιβάλλον σε εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.

Το βίνυλον αποτελείται από συνθετικές ίνες που παράγονται

από πολυβινυλική αλκοόλη , με χρήση ανθρακίτη και ασβεστόλιθου ως πρώτη

ύλη. Είναι ανθεκτικό στη θερμότητα και τις χημικές ουσίες. Αναπτύχθηκε για πρώτη

φορά το 1939 από Ιάπωνες επιστήμονες.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί τμήμα ευρύτερης πειραματικής

έρευνας που γίνεται στο εργαστήριο ωπλισμένου σκυροδέματος του ΔΠΘ. Το

πειραματικό σκέλος αυτής της εργασίας έγινε σε συνεργασία με τη κ. Δημητριάδου

Θεοδώρα την οποία ευχαριστώ ιδιαιτέρως για την πολύτιμη βοήθειά της και άψογη

συνεργασία.

Page 2: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης ii

Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η έννοια της περίσφιγξης και η σημασία

της για κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται

κάποια σχετικά πειράματα που έχουν γίνει με FRP, πολυπροπυλένιο και βύνιλον και

τα συμπεράσματά τους. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή όλων των

πειραματικών δοκιμών. Περιέχονται τα χαρακτηριστικά των δοκιμίων και οι αντοχές

τους καθώς και παράρτημα με τις 6 προκαταρκτικές δοκιμές ώστε να διαπιστωθεί η

απόκριση των δοκιμίων και να καταλήξουμε σε συγκεκριμένες στρώσεις υλικού που

δίνουν επαρκή μηχανική συμπεριφορά. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι κύριες

πειραματικές δοκιμές και τα αποτελέσματα από την μηχανική συμπεριφορά σε

επαναλαμβανόμενη και μονότονη αξονική καταπόνηση 6 κυλινδρικών δοκιμίων με 2

κατηγορίες σκυροδέματος τα οποία περισφίχθηκαν με πολυπροπυλένιο.

C16 περισφιγμένο με 5 στρώσεις πολυπροπυλενίου.

C8 περισφιγμένο με 5 στρώσεις πολυπροπυλενίου.

Τα πειραματικά αποτελέσματα των δοκιμίων C8 PPL5 και C16 PPL5

(πολυπροπυλένιο 5 στρώσεων) συγκρίνονται με τα αποτελέσματα από τη

διπλωματική εργασία της κ. Δημητριάδου Θεοδώρας η οποία χρησιμοποίησε ίδιες

στρώσεις με διαφορετική όμως αντοχή σκυροδέματος C20 PPL5 και ίδιες στρώσεις

με διαφορετική αντοχή σκυροδέματος και υλικό C20 VL5, βύνιλον .

C20 περισφιγμένο με 5 στρώσεις πολυπροπυλενίου.

C20 περισφιγμένο με 5 στρώσεις βίνυλον.

Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνονται συγκρίσεις των πιο πάνω δοκιμίων για να εξαχθούν

συμπεράσματα τα οποία περιγράφονται στο πέμπτο κεφάλαιο.

Page 3: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης iii

Αισθανόμαστε την υποχρέωση να ευχαριστήσουμε τον κ. Ρουσάκη Θεόδωρο,

για την πολύτιμη καθοδήγηση και βοήθειά του, που χωρίς αυτήν θα ήταν αδύνατο να

προχωρήσουμε στη εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Τέλος θα ήταν

μεγάλη παράλειψη, αν δεν ευχαριστούσαμε τα μέλη ΕΤΕΠ του εργαστηρίου κ.

Κανακάρη Βενέτη, κ. Κέλη Στέφανο και κ. Ασβεστόπουλο Στάθη για την πολύτιμη

βοήθειά τους σε σχέση με την εκπόνηση των πειραμάτων.

Επίσης ευχαριστίες οφείλονται στη εταιρεία έτοιμου σκυροδέματος Ζάρρα ΑΕ

για την διάθεση του σκυροδέματος και στα πλαστικά Θράκης ΑΕ για τη διάθεση του

σχοινιού πολυπροπυλενίου.

Page 4: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης iv

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΣΕΛΙΔΕΣ

1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

2.ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΓΝΩΣΗ ΣΕ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ

ΠΕΡΙΣΦΥΓΞΗΣ 5

2.1 Δομική επιτελεστικότητα στοιχείων σκυροδέματος ωπλισμένων με συνεχή

σχοινιά από ίνες. (2007) 7

2.2 Επιρροή του προσανατολισμού και του συνδυασμού των ινών ανά στρώση

στο περισφυγμένο με ΙΩΠ σκυρόδεμα. (2005) 10

2.3 Περίσφιγξη βλαμμένου και μη σκυροδέματος με ΙΩΠ και μανδύες

TRC. (2007) 15

2.4 Κονιάματα ωπλισμένα με πλέγματα και ΙΩΠ ως υλικά ενίσχυσης σε

κατασκευές σκυροδέματος. (2005) 22

2.5 Διερεύνηση δυνατότητας χρήσης θερμοπλαστικών σύνθετων μανδύων για

προστασία γεφυρών έναντι πρόσκρουσης. (2008) 28

2.6 Συμπεριφορά κοίλων διατομών σκυροδέματος περισφιγμένων

με ΙΩΠ. (2006) 33

2.7 Περίσφιξη κατά ευρωκώδικα 2 51

3. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ 52

3.1 Περιγραφή πειραματικού πειράματος 53

3.2 Χαρακτηριστικά των δοκιμίων και των υλικών 55

3.3 Προκαταρκτικές δοκιμές 63

3.4 Κύριες πειραματικές δοκιμές 64

3.4.1 Δοκίμια σκυροδέματος ποιότητας C16 69

3.4.2 Δοκίμια σκυροδέματος ποιότητας C8 93

4. ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 115

4.1 Σύγκριση αποτελεσμάτων παρούσας διερεύνησης με αντίστοιχο

σκυρόδεμα υψηλότερης αντοχής 116

4.2 Σύγκριση αποτελεσμάτων παρούσας διερεύνησης 118

5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 119

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 122

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι 124

Page 5: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Page 6: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 2

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ [1,2]

Είναι γνωστό ότι η μηχανική συμπεριφορά του σκυροδέματος σε πολυαξονική

θλιπτική καταπόνηση είναι σημαντικά βελτιωμένη σε σχέση με την αντίστοιχη

συμπεριφορά σε μονοαξονική καταπόνηση (σχήμα 1.1.1.,γ,δ). Παρατηρείται ότι για

αύξηση της τιμής της εγκάρσιας θλίψης (σ3) αυξάνει τόσο η αντοχή σε θλίψη του

σκυροδέματος όσο και η οριακή παραμόρφωση. Επεκτείνοντας ακόμη περισσότερο

και θεωρώντας την ακραία περίπτωση της ισότροπης θλίψης μπορούμε να

συμπεράνουμε ότι το σκυρόδεμα είναι πρακτικά δύσκολο να αστοχήσει και έχουμε τη

βέλτιστη συμπεριφορά του. Αφού το υλικό συμπιέζεται ομοιόμορφα από όλες τις

πλευρές του και δεν μπορεί να ξεφύγει από πουθενά, είναι πρακτικά δύσκολο να

προκληθούν σ’ αυτό ολισθήσεις σε οποιοδήποτε επίπεδο των μορίων του, άρα ούτε

και θραύση. Αυτή ακριβώς η βελτίωση της μηχανικής συμπεριφοράς του

σκυροδέματος (αύξηση αντοχής, πλαστιμότητας, απορρόφησης ενέργειας) εισάγεται

στο σχεδιασμό με τα μέσα περίσφιξης (εγκάρσιος οπλισμός). Με τα μέσα

περίσφιγξης (χαλύβδινοι συνδετήρες κλειστοί ή σε σπείρες ή σε σωλήνες,

περιβλήματα και σωλήνες από FRP, σχοινιά από πολυπροπυλένιο και βύνιλον, κλπ)

επιδιώκεται η ανάπτυξη καταπόνησης παρόμοιας με την τριαξονική. Με αυτόν τον

τρόπο παρεμποδίζεται η πλευρική διόγκωση του σκυροδέματος που προκαλείται από

την εσωτερική ρηγμάτωση του υλικού και καθυστερείται, αποτρέπεται ή και

αναστρέφεται η πορεία εσωτερικής διόγκωσης του. Το μέσο περίσφιγξης

ενεργοποιείται αφού αρχίσει η πλευρική διόγκωση του σκυροδέματος και ανάλογα με

τη δυσκαμψία και τη πλαστιμότητα που αυτό έχει, ασκεί πλευρικές πιέσεις

αντίστοιχες των πλευρικών παραμορφώσεων που του επιβάλλονται από τη διόγκωση

του σκυροδέματος. Έτσι η αστοχία του σκυροδέματος επέρχεται σε μεγαλύτερες

παραμορφώσεις (οδηγεί σε αύξηση πλαστιμότητας) και σε μεγαλύτερα φορτία

(αύξηση αντοχής).

Page 7: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 3

Σχήμα 1.1,γ,δ.- Πολυαξονική καταπόνηση σκυροδέματος

Η αύξηση της αντοχής και της πλαστιμότητας που επιτυγχάνεται με την

περίσφιγξη αξιοποιήθηκε άμεσα στις κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος.

Ειδικότερα με τη νέα φιλοσοφία του αντισεισμικού σχεδιασμού, η περίσφιγξη των

περιοχών πιθανών πλαστικών αρθρώσεων αποτελεί τον μηχανισμό πρόσδοσης της

απαιτούμενης πλαστιμότητας σε αυτές τις κρίσιμες περιοχές. Ο σχεδιασμός για

τέτοιου είδους δράσεις υψηλής έντασης (π.χ. σεισμός) απαιτεί επιπλέον την ακριβή

εκτίμηση της αυξημένης αντοχής και πλαστιμότητας ώστε η πρόβλεψη της

συμπεριφοράς του συνόλου της κατασκευής ωπλισμένου σκυροδέματος να είναι

αξιόπιστη. Μια τέτοια εκτίμηση (σύμφωνα και με το νέο κανονισμό ωπλισμένου

σκυροδέματος) απαιτεί την έστω και κατά προσέγγιση πρόβλεψη της ανελαστικής

συμπεριφοράς της κατασκευής. Έτσι είναι απαραίτητη η χρήση μιας γενικής θεωρίας

που να εξηγεί και να αναλύει πλήρως και ενιαία τη λειτουργία της περίσφιγξης.

Μετά τους καταστροφικούς σεισμούς της προηγούμενης δεκαετίας προέκυψε η

ανάγκη για την άμεση ενίσχυση των εναπομεινουσών κατασκευών με βάση τους

νέους κανονισμούς. Από τις εργασίες πολλών ερευνητών φάνηκε ότι με την αύξηση

της περίσφιγξης στις περιοχές πιθανής πλαστικής άρθρωσης, αυξάνεται η θλιπτική

αντοχή του πυρήνα του σκυροδέματος, η μέγιστη θλιπτική παραμόρφωσή του καθώς

και η πλαστιμότητα. Έτσι αναπτύχθηκαν μέθοδοι ενίσχυσης που στοχεύουν στην

αύξηση των δυνάμεων περίσφιγξης είτε στις περιοχές πλαστικών αρθρώσεων, είτε σε

ολόκληρο το δομικό στοιχείο.

Το συνθετικό υλικό είναι δυνατό να έχει το επιθυμητό μέγεθος (πάχος) ή σχήμα

(σπείρες, στεφάνη, λωρίδες) ώστε να εφαρμόζει σε υποστυλώματα κυκλικής ή

ορθογωνικής διατομής. Τα βασικότερα ωφέλη από την ενίσχυση των υποστυλωμάτων

σκυροδέματος με σύνθετα υλικά είναι:

Αυξημένη πλαστιμότητα- Σαν αποτέλεσμα της περίσφιγξης που παρέχεται από

το περίβλημα σύνθετων υλικών, το σκυρόδεμα αστοχεί σε μεγαλύτερες

Page 8: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 4

παραμορφώσεις από το απερίσφιγκτο. Ανάλογα με το βαθμό της περίσφιγξης μπορεί

να επιτευχθεί σημαντική αύξηση της πλαστιμότητας.

Αυξημένη αντοχή- Η πλευρική πίεση που ασκείται από το περίβλημα

σύνθετων υλικών, αυξάνει τη θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος στον πυρήνα του

αλλά και στις εξωτερικές του περιοχές. Έτσι η αντοχή του σε φορτία αυξάνεται.

Επίσης η πλευρική περίσφιγξη παρέχει πρόσθετη υποστήριξη ενάντια στο λυγισμό

των διαμήκων ράβδων.

Κυκλικές και ορθογωνικές διατομές- Η ευκαμψία του περιβλήματος από

σύνθετο υλικό επιτρέπει την περιτύλιξη του γύρω από κυκλικά όπως και ορθογωνικά

υποστυλώματα.

Δυνατότητα για προσωρινές παρεμβάσεις- Η ενίσχυση με περίβλημα από

σύνθετα υλικά δεν προκαλεί αλλοιώσεις στην ακεραιότητα της υπάρχουσας

κατασκευής (δεν χρησιμοποιούνται αγκυρώσεις ή πείροι που να πληγώνουν το

υποστύλωμα). Έτσι αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μόνιμη ή

προσωρινή λύση. Αν για παράδειγμα αργότερα αναπτυχθούν αποτελεσματικότερες

μέθοδοι ενίσχυσης το περίβλημα μπορεί εύκολα μέχρι και να απομακρυνθεί.

Εξαιτίας ακριβώς, των παραπάνω συγκριτικών πλεονεκτημάτων τους στην

αποκατάσταση και ενίσχυση δομικών στοιχείων κατασκευών Ω.Σ., αποτέλεσαν το

αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στην πειραματική διερεύνηση της

αποτελεσματικότητας της περίσφιγξης άοπλων δοκιμίων με σχοινιά πολυπροπυλενίου

σε επαναλαμβανόμενη και μονότονη αξονική καταπόνηση.

Page 9: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΓΝΩΣΗ ΣΕ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ

ΥΛΙΚΑ ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗΣ

Page 10: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 6

2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Κατά την τελευταία δεκαπενταετία σημαντικές ερευνητικές προσπάθειες

επικεντρώνονται στην αξιολόγηση της χρήσης σύνθετων υλικών, όπως ινωπλισμένα

πολυμερή FRP, ως οπλισμού σε κατασκευές και στοιχεία από σκυρόδεμα.

Συνήθης εφαρμογές είναι:

- ενίσχυση υφιστάμενης κατασκευής, ή τμήματος κατασκευής όπου έχει υποστεί

βλάβες κυρίως από σεισμό.

- σε κατασκευές οι οποίες βρίσκονται σε έντονα διαβρωτικό περιβάλλον, είτε λόγω

κλιματολογικών συνθηκών, είτε λόγω της ύπαρξης χημικού περιβάλλοντος.

- επίσης ενίσχυση κατασκευών με υψηλές απαιτήσεις αντοχών, στατικών και

δυναμικών φορτίων.

Η τεχνική της χειρώνακτης (ή αυτοματοποιημένης) περιέλιξης και

επικόλλησης υφασμάτων (ή δέσμης ινών αντίστοιχα) σε δομικά στοιχεία μπορεί να

εφαρμοστεί για όλες τις περιπτώσεις επεμβάσεων. Προσφέρει ευκολία στην

τοποθέτηση, την ελάχιστη διατάραξη της λειτουργίας της κατασκευής και δίνει την

δυνατότητα μεταγενέστερης απομάκρυνσης χωρίς ιδιαίτερα προβλήματα.

Ταυτόχρονα η περίσφιγξη με FRP δίνει τη δυνατότητα αποκατάστασης ή ενίσχυσης

χωρίς σημαντική αύξηση της δυσκαμψίας του δομικού στοιχείου.

Τα υλικά από σχοινί ως δομικός οπλισμός στοιχείων σκυροδέματος βρίσκονται

ακόμα σε στάδιο αρχικής έρευνας. Ωστόσο συγκεντρώνουν αρκετά πλεονεκτήματα

σε σχέση και με τα ΙΩΠ. Έχουν χαμηλό κόστος αγοράς, μεγαλύτερη παραμόρφωση

αστοχίας και μπορούν να αφαιρεθούν οποιαδήποτε στιγμή χωρίς να δημιουργηθούν

φθορές στη κατασκευή κατά την αφαίρεσή τους.

Page 11: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 7

2.1 Δομική επιτελεστικότητα στοιχείων σκυροδέματος ωπλισμένων με συνεχή

σχοινιά από ίνες. [4]

Δύο είδη σχοινιού χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη, τα οποία

αποτελούνται από ίνες αραμιδίου CF σχοινί 2, ενώ το CF 3 που είναι

κατασκευασμένο από ίνες βίνυλον. Tα πειράματα αποτελούνταν από 5

υποστυλώματα διαστάσεων διατομής 500Χ500mm και ύψους 1250mm. Τα

υποστυλώματα λειάνθηκαν και στρογγυλευτήκαν στις γωνίες τους για την βέλτιστη

περιέλιξη του σχοινιού και την αποφυγή μεγάλης συγκέντρωσης τάσεων στο σχοινί

λόγω ακμής. Η εξωτερική περιέλιξη πραγματοποιήθηκε με το χέρι, με κλειστή

γραμμή από πάνω προς τα κάτω και στην συνέχεια από κάτω προς τα πάνω. Τα άκρα

των σχοινιών δέθηκαν απλώς με έναν κόμπο. Μετά την περιέλιξη του σχοινιού,

τοποθετήθηκαν ξυλότυποι γύρω από το υποστύλωμα και τοποθετήθηκε εξωτερικά

άλλη μια στρώση μανδύα σκυροδέματος ενίσχυσης.

Αναλυτικά παρουσιάζεται η διαδικασία στις ακόλουθες φωτογραφίες:

Σχήμα 2.1.1 Φωτογραφίες προετοιμασίας υποστυλωμάτων.

Page 12: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 8

Πίνακας 2.1.1 Χαρακτηριστικά ενίσχυσης των υποστυλωμάτων.

Πίνακας 2.1.2 Πειραματικά αποτελέσματα

Όνομα δοκιμίου Νο 1 Νο 2 Νο 3 Νο 4

Τύπος CF σχοινιού CF σχοινί 2 CF σχοινί 2 CF σχοινί 3 CF σχοινί 2

Είδος ίνας αραμίδιο αραμίδιο vinylon αραμίδιο

Απόσταση του σχοινιού σε

(mm) (διπλό τύλιγμα)

Spacing of CF Rope (mm)

(double winding)

100Χ2 200Χ2 60Χ2 100Χ2

Αντοχή του μανδύα

ωπλισμένου

σκυροδέματος κατά την

ημέρα φόρτισης (MPa)

26 22 25 -

όνομα

Δείγμα

αναφοράς

Ν0

CF σχοινί κ

ενίσχυση

σκυροδ. Ν1

CF σχοινί κ

ενίσχυση

σκυροδ. Ν2

CF σχοινί

κ

ενίσχυση

σκυροδ.

Ν3

CF σχοινί. Ν4

Είδος ίνας - αραμίδιο αραμίδιο βίνυλον αραμίδιο

Μέγιστο

φορτίο (KN) 304/-263 309/-300 315/-296 315/-300 267/-266

μετατόπιση

(mm) 13/-13,3 55.2/-25.8 15.9/-15.9 32.1/-32.1 38.52/-38.52

Λόγος

πλαστιμότητας 2 7 2 5 6

Page 13: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 9

Σε δοκίμια με σχοινί και μανδύα ωπλισμένου σκυροδέματος

(Νο.1, Νο.2 και Νο.3), δεδομένου ότι το μέγιστο φορτίο του δοκιμίου καθορίζεται

από τον διαμήκη οπλισμό του δοκιμίου, το μέγιστο φορτίο των δειγμάτων αυτών

είναι σχεδόν ίδιο. Ο ρόλος του σκυροδέματος προκύπτει από την σύγκριση

του φορτίου-μετατόπισης του δείγματος Νο.3 με μανδύα ωπλισμένου

σκυροδέματος και δοκιμίου Νο.4 χωρίς μανδύα ωπλισμένου

σκυροδέματος. Στο 4ο, η ικανότητα μεταφοράς του φορτίου του

υποστυλώματος μειώθηκε στο δεύτερο κύκλο, λόγω της δημιουργίας σημαντικής

διατμητικής ρωγμής. Το σχοινί δεν μπορούσε να φέρει δύναμη, καθώς δεν

υπήρχε σύνδεση μεταξύ του σχοινιού και του σκυροδέματος. Αντίθετα, στο δοκίμιο

No.3 η μείωση του φορτίου στο στάδιο αυτό δεν παρατηρήθηκε.

Το σχοινί μέσα στο τσιμέντο ως εσωτερική διατμητική ενίσχυση μπορεί να

μεταφέρει διατμητική δύναμη αμέσως μετά την ανάπτυξη διατμητικής ρωγμής μέσω

του μηχανισμού συγκόλλησης με το σκυρόδεμα. Η ολκιμότητα βελτιώθηκε με τη

χρήση της μεθόδου αυτής .

Φωτογραφίες του πειράματος:

Νο 1 Νο 2 Νο 3 Νο 4

Σχήμα 2.1.2 Φωτογραφίες υποστυλωμάτων στο τέλος του πειράματος.

Page 14: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 10

2.2 Επιρροή του προσανατολισμού και του συνδυασμού των ινών ανά στρώση

στο περισφυγμένο με ΙΩΠ σκυρόδεμα. [5]

Σε αυτό το πείραμα υπήρχαν 24

κυλινδρικά δοκίμια διαμέτρου 150mm και

ύψους 375mm, από τα οποία τα 18 ήταν

τυλιγμένα με FRP ενώ τα υπόλοιπα 6 χωρίς

καμία ενίσχυση. Τα υφάσματα

κατασκευάζονται από πλαστικό ενισχυμένο με ίνες γυαλιού. Εφαρμόστηκαν έξι τύποι

διαμόρφωσης ενίσχυσης αποτελούμενοι από συνδυασμούς των τριών επιλογών όπως

φαίνονται στο σχήμα, UC μόνο με οριζόντιες ίνες μονής περιέλιξης και με γωνία 0 °,

W με οριζόντιες 0 ° και με κατακόρυφες 90° , WA αποτελούνταν με ίνες με

ίση περιεκτικότητα και στις δύο κατευθύνσεις αλλά ήταν προσανατολισμένη στις ±

45 °.

Πίνακας 2.2.1 Ιδιότητες των υλικών:

WC W WA

Αντοχή σε εφελκυσμό

(0 ° , ΜPa) 575.0 309.0 279.0

Mέτρο ελαστικότητας

(GPa, 0 °) 26.1 19.3 18.6

Επιμήκυνση κατά την

θραύση (mm) 2.2 1.6 1.5

Αντοχή σε εφελκυσμό

(90 ° , ΜPa) 21.0 309.0 279.0

Πάχος στρώσης (mm) 1.3 0.3 0.9

Page 15: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 11

Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται οι διάφορες διαμορφώσεις με τους

συνδυασμούς:

Πίνακας 2.2.2

διαμόρφωση ονομασία περιγραφή

1 C1-UC1 1 στρώση τύπου UC 1

2 C1-W1 1 στρώση τύπου W1

3 C1-WA1 1 στρώση τύπου WA1

4 C2-W1-WA1

1 εξωτερική στρώση τύπου

WA1, και μια εσωτερική

στρώση τύπου W1

5 C2-UC1-WA1

1 εξωτερική στρώση τύπου

WA1, και μια εσωτερική

στρώση τύπου UC 1

6 C2-WA1-UC1

1 εσωτερική στρώση τύπου

WA1, και μια εξωτερική

στρώση τύπου UC 1

Όπου το C υποδηλώνει ότι το δοκίμιο είναι κυλινδρικό και ο αριθμός τις στρώσεις

περιέλιξης.

Σχήμα 2.2.1 Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης για κάθε κατηγορία.

Page 16: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 12

Τα αποτελέσματα του πειράματος παρουσιάζονται στον πίνακα που ακολουθεί:

Πίνακας 2.2.3

Μέγιστη

τάση

(MPa)

Μέση μέγιστη

παραμόρφωση mm/mm

Α/Α Ονομασία Αξονική Πλευρική

1 C2-WA1-UC1 48.2 0.026 0.0221

2 C1-UC1 43.8 0.0163 0.0148

3 C2-UC1-WA1 42.86 0.0166 0.0148

4 C2-W1-WA1 31.8 0.0055 0.0056

5 C1-W1 29.8 0.0043 0.0038

6 C1-WA1 27.0 0.0050 0.0076

7 Χωρίς ενίσχυση 24.2 0.0036 0.0015

Ακολουθούν φωτογραφίες του πειράματος μετά την φόρτιση:

α) Αστοχία δοκιμίων τύπου C1-UC1 β) Τοπική αστοχία C1-UC1

γ) Αστοχία δοκιμίων τύπου C2-UC1-WA1 δ) Αστοχία δοκιμίων τύπου C2-WA1-UC1

Page 17: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 13

ε) Αστοχία δοκιμίων τύπου C1-WA1 ζ)Αστοχία δοκιμίων τύπου C2-W1-WA1

η) Αστοχία δοκιμίων τύπου C1-W1

Σχήμα 2.2.2 Φωτογραφίες μετά το πέρας του πειράματος.

Page 18: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 14

Από το πείραμα προκύπτει ότι δύο τύποι συμπεριφοράς φορτίου-ανηγμένης

παραμόρφωσης παρατηρήθηκαν σε FRP-περισφιγμένου σκυροδέματος.

Τύπου 1 με υψηλή ακαμψία και αντοχή.

τύπος 2,με σχετικά χαμηλότερες ιδιότητες αντοχής.

Τα υπόλοιπα δοκίμια αυξάνουν την αντοχή και την παραμόρφωση σε

σχέση με το απερίσφιγκτο δοκίμιο αλλά όχι στο βαθμό των πρώτων

δύο κατηγοριών που είναι σαφώς πιο αποτελεσματικά.

Page 19: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 15

2.3 Περίσφιγξη βλαμμένου και μη σκυροδέματος με ΙΩΠ και μανδύες TRC [6]

Η παρούσα εργασία διερευνά τη σκοπιμότητα της ενίσχυσης

και επισκευή υποστυλωμάτων με TRC σε σύγκριση με το FRP.

Η έρευνα βασίζεται σε προσομοιώσεις των κατεστραμμένων και μη υποστυλωμάτων

είτε ενισχύοντας είτε επισκευάζοντας τα υποστυλώματα με την περιέλιξη γύρω από

αυτά πλέγματος εμποτισμένου σε κονίαμα TRC ή σε εποξειδική ρητίνη FRP.

Χρησιμοποιήθηκε ποικιλία υφασμάτων,

όπως υφάσματα από γυαλί, από πολυπροπυλένιο (ΡΡ), (ΡΕ) πλεκτό ύφασμα και

Kevlar πλεκτά υφάσματα. Τα δοκίμια ήταν κυλινδρικά διαμέτρου 150mm και ύψους

300mm. Τα σκυροδέματα που χρησιμοποιήθηκαν είχαν αντοχή 30

και 35 MPa για την μελέτη επισκευής και ενίσχυσης των εκάστοτε δοκιμίων

αντίστοιχα. Οι συγκεκριμένοι κύλινδροι μεταφέρθηκαν 24 ώρες μετά

τη σκυροδέτηση, και συντηρήθηκαν με 100% σχετική υγρασία και 20 ° C για 7

ημέρες.

Στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε εργαστηριακό περιβάλλον για άλλες

21 ημέρες. Μετά το πέρασμα των 28 ημερών από τη σκυροδέτηση, οι

κύλινδροι για τη μελέτη επισκευής φορτίσθηκαν ελεγχόμενα μέχρι το φορτίο αντοχής

του σκυροδέματος. Όταν το φορτίο μειώθηκε σε ποσοστό περίπου 10% από το

ανώτατο επίπεδο που παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της δοκιμής το δοκίμιο

αφαιρέθηκε από το μηχάνημα εφαρμογής του φορτίου. Αυτή η διαδικασία χρησίμευε

για την βέλτιστη προσομοίωση κατεστραμμένου σκυροδέματος χωρίς πλήρη

αποτυχία. Στη συνέχεια τυλίχθηκαν όλοι οι κύλινδροι με βλάβες ή χωρίς, με TRC είτε

με FRP. Τα δοκίμια όπου τοποθετήθηκε TRC ενίσχυση πριν την εφαρμογή της,

βρέχηκαν για την βέλτιστη εφαρμογή της ενίσχυσης με το σκυρόδεμα. Τέσσερα

εμποτισμένα στρώματα πλεγμάτων τυλίχθηκαν γύρω από κάθε κυλινδρικό δοκίμιο.

Page 20: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 16

Πίνακας 2.3.1 Χαρακτηριστικά δοκιμίων.

Συνολικός αριθμός δοκιμίων

Είδος

υφάσματος

Επισκευασμένα Ενισχυμένα

Τσιμέντο TRC Εποξειδική

FRP Τσιμέντο TRC Εποξειδική FRP

PE (woven) 6 - - -

PP 6 6 - -

Kevlar 6 - - -

γυαλί 3 3 4 4

PE( knitted) - - 4 3

PVA - - 3 3

άνθρακας - - 4 4

Σχήμα 2.3.1. Δυσκαμψία υφάσματος,

ανάλογα με το είδος υφάσματος.

Σχήμα 2.3.2 Καμπύλες τάσεων-ανοιγμένων

παραμορφώσεων δοκιμίων περισφιγμένων

με διάφορα υφάσματα.

Page 21: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 17

Σχήμα 2.3.3 Μηχανικές ιδιότητες για διαφορετικά υλικά

TRC/FRP.

Ακολουθούν φωτογραφίες του πειράματος:

Σχήμα 2.3.4 Τρόπος αστοχίας του TRC επισκευασμένου σκυροδέματος, α) με kelvar

ενίσχυση, β) με woven PE, γ) με PP.

Σχήμα 2.3.5 Τρόπος αστοχίας του επισκευασμένου

σκυροδέματος με ύφασμα γυαλιού α) ΤRC β)

FRP, γ) σημείο αστοχίας β περίπτωσης.

Σχήμα 2.3.6 Απόκριση του κυλίνδρου με την χρήση

εποξικής και τσιμέντου ως περιβλήματα , PVA

και υφάσματα άνθρακα.

Page 22: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 18

Ακολουθούν φωτογραφίες του πειράματος:

Σχήμα 2.3.7 Τρόπος αστοχίας των κυλίνδρων με ύφασμα PVA ενισχυμένα με α) FRP

β) TRC, γ) σημείο αστοχίας β περίπτωσης.

Σχήμα 2.3.8 Τρόπος αστοχίας των κυλίνδρων με ύφασμα άνθρακα ενισχυμένα με α)

εποξειδική ριτίνη β) τσιμέντο γ) σημείο αστοχίας β περίπτωσης.

Page 23: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 19

Πίνακας 2.3.2 Τα αποτελέσματα του πειράματος για τα επισκευασμένα δοκίμια είναι.

Είδος

μήτρας

Αριθμός

σειρών

Είδος

ίνας

Δύναμη MPa Μέτρο ελαστικότητας GPa Ανηγμένη παραμόρφωση στο

μέγιστο φορτίο (%)

Αρχικό

αρηγμάτωτο επισκευή α

Αρχικό

αρηγμάτωτο επισκευή α

Αρχικό

αρηγμάτωτο επισκευή α

Τσιμέντο

TRC

1 PE

wowen 39.34 39.70 1.01 27.71 21.651 0.78 0.19 0.24 1.26

2 PP 31.29 32.19 1.03 29.64 22.07 0.75 0.16 0.19 1.19

3 Γυαλί 31.45 37.05 1.18 34.96 28.12 0.80 0.14 0.13 0.93

4 Kevlar 37.0 46.0 1.24 39.44 21.70 0.55 0.17 0.27 1.59

Εποξειδική

FRP

PP 36.18 33.76 0.93 23.19 15.39 0.66 0.20 0.34 1.70

Γυαλί 31.45 33.44 1.06 34.96 17.19 0.49 0.22 0.14 0.64

Ο έλεγχος και η επισκευή είναι για τα ίδια δοκίμια, οι αντίστοιχες τιμές τους πριν και μετά την τοποθέτηση της ενίσχυσης. Ο συντελεστής α

είναι ο λόγος επισκευασμένου/αρχικά αρηγμάτωτο.

Page 24: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 20

Πίνακας 2.3.3 Αποτελέσματα του πειράματος για τα ενισχυόμενα δοκίμια.

Είδος ίνας

Δύναμη MPa Μέτρο ελαστικότητας GPa Ανηγμένη παραμόρφωση στο μέγιστο

φορτίο (%)

Εποξειδική

FRP

Τσιμέντο

TRC α

Εποξειδική

FRP

Τσιμέντο

TRC α

Εποξειδική

FRP

Τσιμέντο

TRC α

PE Knitted 27.20 27.67 1.02 29.75 37.82 1.27 0.24 0.14 0.93

PVA 36.89 31.33 0.85 25.38 39.08 1.54 0.39 0.24 0.62

Γυαλί 33.63 29.02 0.86 21.42 20.27 0.95 0.23 0.33 1.43

Άνθρακας 82.16 50.90 0.62 20.40 28.33 1.41 1.49 0.84 0.56

α είναι ο λόγος Κονίαμα TRC/Εποξειδική FRP.

Page 25: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 21

Συμπεράσματα του πειράματος:

Τα αποτελέσματα για την επισκευή και την ενίσχυση των

υποστυλωμάτων, με την χρήση υφασμάτων εμποτισμένων με συνδετικό

υλικό το κονίαμα είναι ενθαρρυντικά.

Η συμπεριφορά των δοκιμίων που ήταν περισφιγμένα με το ύφασμα Kevlar

το οποίο ήταν εμποτισμένο στο σκυρόδεμα TRC ήταν άριστη. Παρατηρήθηκε

αύξηση της δύναμης κατά 25% και παρουσίασε ελαστοπλαστική απόκριση.

Επίσης παρατηρήθηκε και αύξηση κατά 18% της δύναμης με την χρήση του

γυαλιού. Η χρήση TRC ως μεθόδου επισκευής έχει ικανοποιητικά

αποτελέσματα καθώς όχι μόνο επαναφέρει το δοκίμιο στην αρχική του

δύναμη πριν από τις βλάβες αλλά βελτιώνει την αντοχή σε θλίψη πάνω από

την αρχική δύναμη ανάλογα με τις ιδιότητες του εκάστοτε υφάσματος.

Η χρήση TRC βρέθηκε να βελτιώνει σημαντικά το μέτρο ελαστικότητας

τόσο για την ενίσχυση όσο και για την επισκευή κυλίνδρων,

σε σύγκριση με το FRP. Η καλύτερη συμπεριφορά της ενίσχυσης με TRC

μπορεί να αποδίδεται στο υψηλότερο μέτρο ελαστικότητας

του συνδετικού κονιάματος 25 GPa, σε σύγκριση με το

χαμηλό της εποξειδικής ρητίνης 5 GPa, και στην καλύτερη συμβατότητα του

συνδετικού υλικού του τσιμέντου στον κύλινδρο.

Ισχυρότερα υφάσματα παρέχουν περισσότερη πλευρική πίεση στο δοκίμιο.

Επίσης άκαμπτα υφάσματα δείχνουν μεγαλύτερη βελτίωση

της ελαστικότητας του κατεστραμμένου κύλινδρου σκυροδέματος.

.

Page 26: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 22

2.4 Κονιάματα ωπλισμένα με πλέγματα και ΙΩΠ ως υλικά ενίσχυσης σε

κατασκευές σκυροδέματος [7]

Σε αυτό το πείραμα ερευνάται η σύγκριση του συνθετικού υλικού FRP με μια

νέα κατηγορία υλικών. Τα υλικά αυτά Textile reinforced mortars (TRM) είναι

κονιάματα τσιμεντοειδούς βάσης ενισχυμένα με ίνες. Αυτές οι ίνες μπωρούν να είναι

από διάφορα είδη όπως για παράδειγμα υφαντά (woven), μπλεκτό (knitted) είτε

ακόμα και ύφασμα που να μην είναι υφαντό. Η πλέξη γίνεται σε δύο διευθύνσεις.

Πραγματοποιήθηκαν πειραματικές έρευνες με σκοπό να κατανοηθεί καλύτερα η

αποτελεσματικότητα της TRM ενίσχυσης, έναντι της ενίσχυσης με FRP, ως μέσο για

την αύξηση: α) της αξονικής ικανότητας του περισφιγμένου σκυροδέματος, β) την

ικανότητα μεταφοράς διατμητικού φορτίου στο οπλισμένο σκυρόδεμα. Στο πείραμα

τα υφάσματα συνδυάζονται με ανόργανα (με βάση το τσιμέντο) συνδετικά κονιάματα

(ΤRM), ώστε να αυξήσουν την αντοχή και την ολκιμότητα του σκυροδέματος μέσω

της συγκράτησής του. Στην συνέχεια τα ΤRM χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν

την διατμητική αντοχή του σκυροδέματος ( τόσο μονότονη όσο και ανακυκλιζόμενη).

Το πείραμα περιλάμβανε δύο τύπους δοκιμίων α) κυλινδρικά διαμέτρου 150

mm και ύψους 300 mm (σειρά Α και Β), και β) ορθογωνικά δοκίμια διαστάσεων

250Χ250 mm και ύψους 700 mm. Κάθε σειρά δοκιμίων σκυροδετήθηκε με την ίδια

παρτίδα σκυροδέματος ( αλλά ελαφρώς διαφορετικά από σειρά σε σειρά, όσον αφορά

το ποσοστό αναλογίας νερού/τσιμέντου). Όλα τα δοκίμια ήταν άοπλα, τέλος στα

ορθογωνικά δοκίμια στρογγυλοποιήθηκαν οι άκρες τους με ακτίνα ίση με 15 mm.

Η περίσφιγξη των κυλινδρικών δοκιμίων έγινε με ένα φύλλο ένισχυσης κάθε

φορά έως ότου επιτευχθεί ο επιθυμητός αριθμός στρώσεων του υλικού. Το συνδετικό

υλικό ήταν είτε εποξειδική ρητίνη είτε ανόργανο κονίαμα, το οποίο εφαρμόστηκε

ανάμεσα από την επιφάνεια του σκυροδέματος και της πρώτης στρώσης ενίσχυσης

καθώς και ενδιάμεσα από όλα τα στρώματα ενίσχυσης ακόμη και πάνω από την

τελευταία επίστρωση ενίσχυσης.

Όσον αφορά την περίσφιγξη των ορθογωνικών δοκιμίων εκτελέστηκε

χρησιμοποιώντας μία νέα μέθοδος περιέλιξης ( σχήμα 2.4.1). Ο σχηματισμός του

κάθε στρώματος γινόταν με την χρήση μία μόνο λωρίδας ενίσχυσης. Η λωρίδα ήταν

τυλιγμένη γύρω από το δοκίμιο σε μια διαμόρφωση σπείρας, αρχίζοντας από το ένα

άκρο την κορυφή του δοκιμίου και τελειώνοντας έως το άλλο άκρο την βάση του

δοκιμίου. Κάθε διαδοχική λωρίδα τυλιγόταν με αντίθετη κατεύθυνση με εκείνη της

Page 27: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 23

προηγούμενης. Οι ταινίες συνδέθηκαν με το σκυρόδεμα είτε με την χρήση ρητινών ή

ανόργανου κονιάματος όπως ακριβώς δηλαδή και τα κυλινδρικά δοκίμια, είτε στα

άκρα και μόνο χρησιμοποιώντας μια απλή μέθοδο. Στην μέθοδο αυτή

χρησιμοποιήθηκε εποξειδική ρητίνη και συγκολλήθηκε μια άλλη λωρίδα, οι λωρίδες

εφαρμόστηκαν πλαγίως σε δύο στρώσεις σε κάθε άκρο, στην κορυφή και στην βάση

του δοκιμίου. Τέλος η εφαρμογή των κονιαμάτων έγινε με λεία μεταλλική σπάτουλα,

τα κονιάματα ήταν επίπεδα και με πάχος περίπου 2mm.

Σχήμα 2.4.1 Εφαρμογή περίσφιγξης σε ορθογωνικά δοκίμια.

Στα δοκίμια στη σειρά Α δίνεται η ονομασία Α_ΧΝ, όπου το Χ δηλώνει το

είδος της ενίσχυσης ( C για τα απερίσφιχτα τα οποία είναι και τα δοκίμια ελέγχου, ΜΙ

για την ενίσχυση με μανδίες κονιάματος τύπου Ι, και ΜΙΙ για τα δοκίμια με ενίσχυση

κονιάματος τύπου ΙΙ) το Ν δηλώνει τον αριθμό των στρώσεων της ενίσχυσης. Τα

δοκίμια σε αυτή την κατηγορία είναι κυλινδρικά.

Στα δοκίμια στη σειρά Β περιλαμβάνονται άλλες πέντε περιπτώσεις. Τα

δοκίμια ελέγχου, δοκίμια περισφιγμένα με δύο ή με τρείς στρώσεις υφάσματος

συγκολλημένα με εποξειδική ρητίνη και τα αντίστοιχά τους με συνδετικό κονίαμα

τύπου ΙΙ. Επιπλέον η αντοχή των δοκιμίων αυτών ήταν λίγο μεγαλύτερη από τα

δοκίμια της σειράς Α λόγω της διαφορετικής αναλογίας νερού τσιμέντου στις δύο

παρτίδες σκυροδέματος. Ο συμβολισμός των δοκιμίων της σειράς αυτής είναι Β_ΧΝ

όπου Χ και Ν ορίζονται ως ανωτέρω. Το R χρησιμοποιείται για να δηλώσει την

εποξειδική ρητίνη ενώ το ΜΙΙ το κονίαμα τύπου ΙΙ. Τα δοκίμια σε αυτή την

κατηγορία είναι κυλινδρικά.

Page 28: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 24

Τέλος η σειρά C περιλαμβάνει επτά διαφορετικούς τύπους ενίσχυσης δοκιμίων ως

εξής: τα δοκίμια ελέγχου, δοκίμια τυλιγμένα με δύο η με τέσσερις στρώσεις

υφάσματος συνδεδεμένα μεταξύ τους είτε με εποξειδική ρητίνη ή με κονίαμα τύπου

ΙΙ, δοκίμια τυλιγμένα με δύο ή με τέσσερις στρώσεις υφάσματος, οι οποίες δεν

συνδέονται μεταξύ τους, και αγκυρώθηκαν στην άκρη του υποστυλώματος με

εγκάρσιες περιτυλίξεις υφάσματος. Ο συμβολισμός των δοκιμίων της σειράς C είναι

C_ΧΝ , οπού ισχύουν οι ανωτέρω προσδιορισμοί για τα Χ,Ν. Επίσης ισχύουν και οι

ίδιοι χαρακτηρισμοί για την ύπαρξη ρητίνης ή κονιάματος κάθε τύπου. Το Α

χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των ασύνδετων υφασμάτων μεταξύ τους, τα

οποία αγκυρώνουν στην άκρη του δοκιμίου. Η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει

ορθογωνικής διατομής δοκίμια.

Για την δημιουργία μανδύα υψηλής αντοχής

χρησιμοποιήθηκαν ίνες άνθρακα (rovings) σε δύο

κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις. Η μάζα του άνθρακα

στο ύφασμα ήταν 168g/m2 και το πάχος του κάθε

στρώματος ήταν 0.047mm. Η αντοχή των ινών του

άνθρακα σε κάθε διεύθυνση ήταν 3350MPa και το μέτρο ελαστικότητας 225 GPa. Η

δομή του υφάματος που χρησιμοποιήθηκε φαίνεται στην φωτογραφία.

Το κονίαμα Mortar I (ΜΙ) είναι ένα ανόργανο συνδετικό υλικό του εμπορίου χαμηλού

κόστους ( κατάλληλο για σοβάτισμα), το οποίο περιέχει τσιμέντο και ένα μικρό

ποσοστό από πολυμερή. Στο κονίαμα Mortar IΙ (ΜΙΙ)

περιέχονται τσιμέντο και πολυμερή σε αναλογία 10:01 κατά μάζα (μεγαλύτερη από

ότι του κονιάματος Ι). Η αναλογία συνδετικού υλικού νερού για τα κονιάματα τύπου Ι

και ΙΙ ήταν 3.4:1 και 3:1 αντίστοιχα. Η αντοχή σε θλίψη και σε εφελκυσμό κατά την

28η μέρα ήταν : για το κονίαμα τύπου Ι 30.61MPa και 8.56MPa αντίστοιχα, ενώ για

το κονίαμα τύπου ΙΙ 3.28 και 4.24 MPa αντίστοιχα.

Η απόκριση όλων των δοκιμίων σε μονοαξονική πίεση επετεύχθη μονότονα

εφαρμόζοντας φορτίο με ελεγχόμενη μετατόπιση με ρυθμό 0.01mm/s,

χρησιμοποιώντας πρέσα 4000KN.

Page 29: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 25

Πίνακας 2.4.1 Πειραματικά αποτελέσματα.

Συμβολισμός

δοκιμίου

Θλιπτική

αντοχή

(MPa) fcc

Τελική

παραμόρφωση

εccu (%)

fcc/ fco εccu/ εco fcc/ fcc,R εccu/

εccu,R

Σειρά Α

Α_C 15.24 0.20* 1.00 1.00 - -

A_MI2 20.77 0.96 1.36 4.80 - -

A_MII2 23.88 1.08 1.57 5.40 - -

A_MI3 26.50 1.13 1.74 5.65 - -

A_MII3 27.0 1.22 1.77 6.10 - -

Σειρά Β

B_C 21.81 0.20* 1.00 1.00 - -

B_R2 33.47 1.67 1.53 8.35 1.00 1.00

B_MII2 27.36 0.98 1.25 4.90 0.82 0.59

B_R3 41.94 2.55 1.92 12.75 1.00 1.00

B_MII3 32.44 1.08 1.49 5.40 0.77 0.42

Σειρά C

C_C 14.25 0.20* 1.00 1.00 - -

C_R2 18.41 1.24 1.29 6.20 1.00 1.00

C_MII2 20.00 1.18 1.40 5.90 1.09 0.95

C_A2 19.86 0.79 1.39 3.95 1.08 0.64

C_R4 20.97 2.03 1.47 10.15 1.00 1.00

C_MII2 21.56 1.76 1.51 8.80 1.03 0.87

C_A4 20.64 1.76 1.45 8.80 0.98 0.87

Page 30: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 26

Σχήμα 2.4.2. Kαμπύλες τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για (α),(b) κυλινδρικά

δοκίμια και (c) για δοκίμια με ορθογωνική διατομή.

Page 31: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 27

Συμπεράσματα πειράματος.

Με βάση την απόκριση των περισφιγμένων κυλίνδρων παρατηρείται ότι η ενίσχυση

με κονίαμα (TRM) παρέχει σημαντική αύξηση στην αντοχή και παραμόρφωση του

περισφιγμένου δοκιμίου. Αυτή η αύξηση είναι μεγαλύτερη όσο αυξάνεται ο αριθμός

των στρώσεων της ενίσχυσης, και εξαρτάται από την αντοχή του κονιάματος

ενίσχυσης. Η αντοχή του κονίαματος καθορίζει την αστοχία της ενίσχυσης λόγω

αστοχίας των ινών ή αποκόλλησης. Σε σύγκριση με την ρητίνη με FRP, οι μανδύες

με TRM μπορούν να οδηγήσουν σε μειωμένη αποτελεσματικότητα της τάξεως του

80% για την αντοχή και 50% για την τελική παραμόρφωση για το συγκεκριμένο

κονίαμα που χρησιμοποιήθηκε στην πειραματική εργασία. Πιστεύεται ότι αυτοί οι

αριθμοί εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το είδος του κονιάματος και θα μπορούσε

να αυξηθεί με την κατάλληλη τροποποίηση του κονιάματος. Η αστοχία των

υφασμάτων εμποτισμένων σε κονιάματα είναι λιγότερα απότομη σε σχέση με τα

υφάσματα με ρητίνη λόγω του ότι προχωρά αργά η θραύση των επιμέρους ινών.

Με βάση την απόκριση των ορθογώνιων δοκιμίων, συμπεραίνεται ότι οι μανδύες με

TRM είναι αρκετά ικανοποιητικοί στα ορθογωνικά δοκίμια όσον αφορά την αντοχή

και την αξονική παραμόρφωση. Σε σύγκριση με το FRP με εποξειδική ρητίνη έδωσε

σχεδόν τα ίδια αποτελέσματα. Το ίδιο συμπέρασμα ισχύει και για τα δοκίμια τα οποία

είχαν περισφιχθεί με υφάσματα τα οποία δεν συνδέονται μεταξύ τους και

αγκυρώθηκαν μόνο στην άκρη του δοκιμίου μόνο όμως με ικανοποιητικό αριθμό

στρώσεων. Ελλιπής αριθμός στρώσεων δεν δίνει τα επιθυμητά αποτελέσματα και

επηρεάζει αρνητικά την δυνατότητα παραμόρφωσης. Οι μανδύες TRM επίσης

παρέχουν ουσιαστική αύξηση στην διατμητική ικανότητα. Το δοκίμιο μπορεί να

παραλάβει μεγαλύτερο φορτίο, αποτρέποντας έτσι την ξαφνική διατμητική αστοχία.

Page 32: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 28

2.5 Διερεύνηση δυνατότητας χρήσης θερμοπλαστικών σύνθετων μανδύων για

προστασία γεφυρών έναντι πρόσκρουσης [8]

Στο συγκεκριμένο πείραμα φορτίστηκαν 7 δοκίμια μέσα σε κυλίνδρους

πολυπροπυλενίου (μανδύα) και με FRP. Στα μερικά δοκίμια ο κύλινδρος είχε πάχος

3 mm και σε μερικά δοκίμια 6 mm. Όλα τα δοκίμια έχουν διαστάσεις: διάμετρος 152

mm και ύψος 305 mm. Το πολυπροπυλένιο έχει υψηλή αντοχή σε θερμότητα 130 0C.

Η αντοχή σκυροδέματος των δοκιμίων ήταν 58.5 MPa.

Παρακάτω δίνονται τα διαγράμματα τάσεων-παραμορφώσεων για τα διάφορα

πειράματα που έγινα όπου οι ονομασίες δίνονται με συμβολισμούς :

Cy: κυλινδρικά δοκίμια

Ν: απλό δοκίμιο από οπλισμένο σκυρόδεμα

C: Για FRP από άνθρακα

P: Για σωλήνα πολυπροπυλενίου

Β: Για υψηλή αντοχή

Τέλος ο αριθμός συμβολίζει το πάχος της στρώσης πολυπροπυλενίου σε mm.

Πίνακας 2.5.1 Ιδιότητες Υλικών.

Υλικό

Αντοχή σε

εφελκυσμό

(MPa)

Μέτρο

ελαστικότητας

(GPa)

Επιμήκυνση

(%)

Ονομαστικό

Πάχος

Sika Wrap Hex

103 C

958 73 1.33 1

β-PP 30 2.0 120 3 και 6

Όπου β-PP: beta-nucleated polypropylene

Page 33: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 29

Σχήμα 2.5.1 Σύγκριση τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης (μέσες τιμές) για

όλα τα δοκίμια.

Σχήμα 2.5.2 Διάγραμμα τάσης-αξονικής και πλευρικής ανηγμένης παραμόρφωση για

CyPB3.

Page 34: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 30

Σχήμα 2.5.3 Διάγραμμα Τάσης με αξονική και πλευρική ανηγμένη παραμόρφωση για

CyPB6.

Όλα τα δοκίμια υποβλήθηκαν σε αξονική καταπόνηση.

Από το σχήμα 2.5.1 φαίνεται η επιρροή του πολυπροπυλενίου στα δοκίμια και

η μεγάλη αύξηση των αξονικών παραμορφώσεων. Ωστόσο παρατηρούμε ότι το

σκυρόδεμα δεν μπορεί να φτάσει σε υψηλές αντοχές όπως το δοκίμιο CyCB1 το

οποίο είναι ενισχυμένο με CFRP φτάνει όμως λίγο πιο πάνω από ότι το δοκίμιο από

σκέτο σκυρόδεμα χωρίς καμιά ενίσχυση. Η ακαμψία τους δοκιμίου με CFRP είναι

περίπου η ίδια με το σκέτου δοκιμίου ενώ με ενίσχυση πολυπροπυλενίου

παρατηρούμε μεγαλύτερη ακαμψία του στοιχείου.

Το δοκίμιο με CFRP φτάνει σε μέγιστη αξονική ανηγμένη παραμόρφωση

0,0056 δηλαδή 3,5 φορές μεγαλύτερο από το άοπλο δοκίμιο ενώ τα δοκίμια με

πολυπροπυλένιο φτάνουν παραμόρφωση 0,0166 και 0,0181mm δηλαδή με 9,1 και

10,1 φορές μεγαλύτερη παραμόρφωση για CyPB3 και CyPB6 αντίστοιχα. Οπότε και

στις 2 περιπτώσεις CyPB με πολυπροπυλένιο έχουμε παραμόρφωση τουλάχιστον 3

φορές μεγαλύτερη από το δοκίμιο με CFRP.

Από το σχήμα για CyPB3 φαίνεται ότι η μέγιστη παραμόρφωση αστοχίας

είναι 0,012 και για CYPB6 είναι 0,015.

To CFRP ξεκίνησε να κάνει ρωγμές στα 75 MPa και αστόχησε στα 90MPa.

Page 35: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 31

Ο κύλινδρος πολυπροπυλενίου κατά τη φόρτιση άρχισε να διογκώνεται στο

πάνω μέρος κατά πολύ και ελάχιστα στο κάτω μέρος όπως φαίνεται και στις

φωτογραφίες.

Το σκυρόδεμα μέσα στα δοκίμιο από πολυπροπυλένιο έχει θρυμματιστεί ενώ

τα δοκίμια αποφορτίστηκαν πριν σπάσει ο κύλινδρος.

Σχήμα 2.5.4 Φωτογραφία δοκιμίων σκυροδέματος εγκιβωτισμένων σε σωλήνα από

πολυπροπυλένιο μετά τη φόρτιση.

Σχήμα 2.5.5 Φωτογραφία δοκιμίων σκυροδέματος περισφιγμένα με ανθρακοϋφασμα

μετά τη φόρτιση.

Page 36: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 32

Πίνακας 2.5.2

Περίληψη αποτελεσμάτων των πειραμάτων

Όνομα

δείγματος

Μέγιστη

Αντοχή (MPa)

Μέγιστη

παραμόρφωση

εtu /εto Ποσοστό

παραμόρφωσης

(%)

CyNBO 50 0.0018 - -

CyCB1-1 98 0.0056 3.1 211

CyCB1-3 106 0.0032 1.8 78

CyPB3-2 54 0.0135 7.5 650

CyPB3-3 53 0.0166 9.2 822

CyPB6-1 50 0.0181 10.1 906

CyPB6-2 52 0.0159 8.8 783

CyPB6-3 50 0.0176 9.8 878

εtu /εto: Λόγος παραμόρφωσης με ενίσχυση προς την παραμόρφωση απλού δοκιμίου

χωρίς ενίσχυση.

Όλα τα αποτελέσματα φαίνονται στο παραπάνω πίνακα. Φαίνεται καθαρά ότι αύξηση

των στρώσεων αυξάνει σημαντικά τη παραμόρφωση των δοκιμίων.

Page 37: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 33

2.6 Συμπεριφορά κοίλων διατομών σκυροδέματος περισφιγμένων με ΙΩΠ [9]

Αυτή η εργασία παρουσιάζει και σχολιάζει τα αποτελέσματα μιας

σειράς δοκίμων υπό αξονική καταπόνηση. Σκοπός είναι η μελέτη αντοχής σε θλίψη

υβριδικών δοκιμίων με FRP, σκυρόδεμα και χαλύβδινους σωλήνες. Οι δύο σωλήνες

από FRP και χάλυβα μπορεί να είναι είτε σε σχήμα κυλίνδρου είτε ορθογώνιου και

μπορούν να τοποθετηθούν ομόκεντρα ή έκκεντρα. Η έκκεντρη τοποθέτηση του

εσωτερικού σωλήνα από χάλυβα είναι ιδιαιτέρα ενδιαφέρουσα. Στην εργασία αυτή

παρουσιάζονται 3 πειράματα:

Δοκίμια ενισχυμένα με κύλινδρο FRP εξωτερικά, ακολουθεί μια στρώση

σκυροδέματος και στη συνέχεια τοποθετείται ένας κύλινδρος από χάλυβα με

αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός δακτυλίου όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα

(DSTCs).

a) Συμπαγή δοκίμια από σκυρόδεμα τα οποία ενισχύθηκαν με κύλινδρο FRP

εξωτερικά μόνον (FCSCs).

b) Δοκίμια στα οποία έχουμε τη στρώση από σκυρόδεμα και εξωτερική ενίσχυση

με κύλινδρο FRP μόνον χωρίς τον εσωτερικό δακτύλιο από χάλυβα (FCHCs).

Σχήμα 2.6.1 Μορφή δοκιμίων.

Το πείραμα αποτελείται από 18 δοκίμια τύπου CSTCs, 14 τύπου FCΗCs και 11

τύπου FCSCs και γίνεται μια σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Τα δοκίμια είχαν διάμετρο 152,5 mm και ύψος 305 mm.

Αφού υπολογίστηκαν οι αντοχές των δοκιμίων σε διαφορετικές παρτίδες

σκυροδέματος έγιναν πειράματα με αξονική φόρτιση και βγήκαν συμπεράσματα.

Page 38: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 34

Τρία δοκίμια από την πρώτη παρτίδα σκυροδέματος DSTC συγκρίθηκαν με 3

δοκίμια της πρώτης παρτίδας FCSC. Η μόνη διαφορά σε αυτά τα 3 ζεύγη ήταν το

πάχος του σωλήνα FRP. Στο ένα ζεύγος τοποθετήθηκε 1 φύλλο FRP, στο δεύτερο 2

φύλλα και στο τρίτο 3 φύλλα. Η δεύτερη παρτίδα περιλαμβάνει 3 ζεύγη DSTCs

μόνον όπου και πάλι το πρώτο ζεύγος είχε 1 φύλλο FRP, το δεύτερο 2 και το τρίτο 3

φύλλα όπως και πρίν.

Ο λόγος των κενών (αναλογία μεταξύ της εσωτερικής κενής διαμέτρου και

της εξωτερικής διαμέτρου της δακτυλιοειδούς διατομής σκυροδέματος) στα δοκίμια

DSTCs είναι για τη πρώτη παρτίδα 0,5 και τη δεύτερη παρτίδα 0,58. Στα πειράματα

με DSTCs έχουν τοποθετηθεί στη μια παρτίδα χάλυβας με λόγο διαμέτρου προς

πάχος 23 και στη δεύτερη παρτίδα λόγος 42. Θα γίνει σύγκριση για να φανεί η

επιρροή της παχύτερης στρώσης χάλυβα.

Οι παρτίδες 3,4,5 φτιάχτηκαν για να διευκρινιστεί η διάφορα μεταξύ FCSC,

DSTC, FCHC εξαιτίας του λόγου των κενών στους δακτυλίους.

Η κάθε παρτίδα έχει 2 δοκίμια DSTC, δύο δοκίμια FCHC και ένα δείγμα

FCSC. Τα δείγματα DSTC και FCHC έχουν τον ίδιο λόγο κενών. Οι αναλογίες των

κενών στις 3 παρτίδες φαίνονται στον πίνακα 2.6.1. Οι παρτίδες 6,7 έγιναν για τη

διερεύνηση FCHC και την επιρροή που έχει ο λόγος κενών και το διαφορετικό πάχος

FRP.

Ιδιότητες Υλικών

Η μέση αντοχή του FRP μετά από δοκιμές βρέθηκε 1825.5 MPa με μέτρο

ελαστικότητας 80.1 GPa για κάθε στρώση FRP πάχους 0.17 mm.

Page 39: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 35

Πίνακας 2.6.1 Λεπτομέρειες Δοκιμίων.

ΔΕΙΓΜΑ

Τύπος Νούμερο FRP

εξωτερικό

πάχος

σωλήνα

Μέγεθος

κενών

mm(λόγος

κενών)

Πάχος

χάλυβα(λόγος

διαμέτρου

προς πάχος)

(mm)

Αντοχή

κυλινδρικού

Δοκιμίου(MPa)

Παρτίδα

D(DSTC)

D37-A2-

I, II

Δύο

φύλλα

42(0,28) 42(2.3) 36.7 5

D40-B1-

I, II

Ένα

φύλλο

76(0,5) 76(3.3) 39.6 1

D40-B2-

I, II

Δύο

φύλλα

D40-B3-

I, II

Τρία

φύλλα

D47-B2-

I, II

Δύο

φύλλα

76(0,5) 76(3.5) 46.7 4

D37-C1-

I, II

Ένα

φύλλο

88(0,58) 88(2.1) 36.9 2

D37-C2-

I, II

Δύο

φύλλα

D37-C3-

I, II

Τρία

φύλλα

D40-D2-

I, II

Δύο

φύλλα

115(0,75) 115(5.2) 40.1 3

S(FCSC) S40-1-I,

II

Ένα

Φύλλο

- 39.6 1

S40-2-I,

II

Δύο

φύλλα

-

S40-3-I,

II

Τρία

φύλλα

-

S40-2-III Δύο

φύλλα

- 40.1 3

S47-2-I Δύο

φύλλα

- 46.7 4

S37-2-I Δύο

φύλλα

- 36.7 5

S37-2-II Δύο

φύλλα

- 36.5 6

S37-3-III Τρία

φύλλα

- 36.5 6

H(FCHC) H37-A2-

I, II

Δύο

φύλλα

42(0,28) - 36.7 5

H47-B2-

I, II

Δύο

φύλλα

76(0,5) - 46.7 4

H33-C2-

I

Δύο

φύλλα

88(0,58) - 33.6 7

H37-C2- Δύο 88(0,58) - 36.8 7

Page 40: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 36

I φύλλα

H33-C3-

I

Τρία

φύλλα

88(0,58) - 33.6 7

H37-C3-

I

Τρία

φύλλα

88(0,58) - 36.8 7

H40-D2-

I, II

Δύο

φύλλα

115(0,75) - 40.1 3

H37-D2-

I, II

Δύο

φύλλα

115(0,75) - 36.5 6

H37-D3-

I, II

Τρία

φύλλα

115(0,75) - 36.5 6

Πίνακας 2.6.2 Μετρήσεις ιδιοτήτων των υλικών.

Παρτιδα Μπετόν Χάλυβας

Μέτρο

ελαστικότητας

Ec (GPa)

Μέγιστη

παραμόρφωση

εco

Αντοχή

σε μη

συμπαγή

δοκίμια

f’ch

(MPa)

f’ch/f’c

(%)

Μέτρο

ελαστικότητας

(MPa)

Αντοχή

διαρροής

χάλυβα

fy (MPa)

Τελική

αντοχή

fu

(MPa)

1 30.2 0.00263 - - 207.3 352.7 380.4

2 29.5 0.00262 - - 208.9 337.8 387.5

3 28.2 0.00259 38.1 95.1 199.7 353.7 396.3

4 30.7 0.00287 42.4 90.9 198.7 406.2 475.5

5 27.8 0.00274 36.7 100.3 201.7 365.2 410.9

6 30.1 0.00256 36.6 100.2 - - -

7a 27.8a 0.00258a 33.1a 98.6a - - -

7b 27.9b 0000289b - - - - -

a : Για δοκίμια H33-C2-I και H33-C3-I με 2 συμπαγείς κυλίνδρους και 2 κυλίνδρους

με τρύπα.

b :Για δοκίμια H37-C2-I και H37-C3-I με 2 συμπαγείς κυλίνδρους.

Στη παρτίδα 7 για H33-C2-I και H33-C3-I διαφέρουν από τα δοκίμια H37-C2-I και

H37-C3-I λόγω του ότι τα πρώτα δοκίμια έσπασαν στις 29 μέρες ενώ τα δεύτερα στις

47.

Από τα αποτελέσματα στο πίνακα φαίνεται ότι η τρύπα στους μη συμπαγής

κυλίνδρους είχε περιορισμένη επίδραση στην αντοχή του σκυροδέματος και σε

κάποιες περιπτώσεις φαίνετε να αυξάνει κιόλας την αντοχή σκυροδέματος. Τα

χαρακτηριστικά του χάλυβα φαίνονται στο πίνακα 2.6.2.

Οι σωλήνες από χάλυβα έδειξαν ότι έχουν μεγάλη πλαστική παραμόρφωση εκτός από

τα 3 πειράματα στη παρτίδα 5 και αυτό οφείλεται στο ότι τα πειράματα αυτά οι

σωλήνες είχαν μεγάλο λόγο L/D.

Page 41: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 37

Σχήμα 2.6.2 Σωλήνες χαλύβων μετά τη φόρτιση.

Πίνακας 2.6.3 Αποτελέσματα της δοκιμής των δειγμάτων DSTC.

Δοκίμιο Μέγιστο

φορτίο Pc

(KN)

Μέσος

όρος Pc

(KN)

Μέγιστο

φορτίο

Χάλυβα Ps

(KN)

Μέγιστο

φορτίο

διατομής

σκυροδέματος

Pco (KN)

Pc/( Pco+ Ps)

D37-A2-I 942.1 986.7 113.9 618.7 1.35

D37-A2-II 1031.3

D40-B1-I 793.8 811.5 273.8 543.5 0.99

D40-B1-II 829.3

D40-B2-I 1044.2 1034.5 1.27

D40-B2-II 1024.8

D40-B3-I 1214.0 1208.0 1.48

D40-B3-II 1201.9

D47-B2-I 1207.0 1165.9 378.3 640.4 1.14

D47-B2-II 1124.7

D37-C1-I 704.3 692.2 184.7 447.1 1.10

D37-C1-II 680.2

D37-C2-I 861.3 843.3 1.33

D37-C2-II 825.4

D37-C3-I 1025.6 1024.2 1.62

D37-C3-II 1022.7

D40-D2-I 1221.8 1214.6 722.7 315.6 1.17

D40-D2-II 1207.5

Page 42: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 38

Αποτελέσματα των δοκιμών

Γενική συμπεριφορά

Σε όλα τα DSTC και FCSC δοκίμια είχαμε αστοχία του FRP.

Σχήμα 2.6.3 Καμπύλες αξονικού φορτίου-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης για

δοκίμια DSTC.

Παρατηρούμε ότι το φορτίο αυξάνεται στα δοκίμια με 2 και 3 στρώσεις FPR ενώ για

τη 1 στρώση παραμένει σταθερό.

Σχήμα 2.6.4 Καμπύλες αξονικού φορτίου-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης για

δοκίμια FCHC.

Εδώ βλέπουμε εντελώς αντίθετα αποτελέσματα.

Δείγματα με μικρό λόγο κενών παρουσίασαν καμπύλες παρόμοιες με εκείνες των

FCSC και DSTC. Τα δοκίμια με διπλό φύλλο FRP έδειξαν να αυξάνεται το φορτίο με

Page 43: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 39

τη μετατόπιση μέχρι να αστοχήσει το FRP.Τα δοκίμια με μεγάλο λόγο κενών 0,58 και

0,75 παρουσίασαν φθίνουσα απόδοση μέχρι την αστοχία του FRP όπου μετά

ακολούθησε μια ραγδαία πτώση του φορτίου. Το δοκίμιο με λόγο κενών 0,75 είχε

μια πιο ομαλή αστοχία όπως φαίνεται στο διάγραμμα.

Συμπεριφορά των δοκιμίων DSTC

Πίνακας 2.6.4 Μέγιστη τάση στο σκυρόδεμα και αποτελέσματα όλων των δειγμάτων.

Δοκίμιο σmax(MPa) Μέσος

όρος σmax

(MPa)

σmax/f’c σmax/ f’co Τελική

παραμόρφ

ωση εu

Μέσος

όρος εu

εu/ εco

D40-A2-

I

54,6 52.1 1.42 0,98 0,0192 0.0175 6.37

D40-A2-

II

49,6 0,0157

D40-B1-

I

41,5 40.8 1.03 0,99 0,0148 0.0145 5.53

D40-B1-

II

40,1 0,0141

D-40-

B2-I

56,3 55.6 1.40 0,99 0,0220 0.0202 7.69

D40-B2-

II

55,0 0,0183

D40-B3-

I

68,7 68.2 1.72 1,08 0,0234 0.0235 8.96

D-40-

B3-II

67,8 0,0237

D47-B2-

I

60,0 57.9 1.24 1,00 0,0223 0.0184 6.41

D47-B2-

II

55,7 0,0145

D37-C1-

I

42,9 42.2 1.14 Ν/Α 0,0166 0.0150 5.71

D37-C1-

II

41,4 0,0133

D37-C2-

I

55,9 54.4 1.48 1,02 0,0235 0.0212 8.07

D37-C2-

II

52,9 0,0188

D37-C3-

I

69,4 69.3 1.88 1,10 0,0241 0.0259 9.89

D37-C3-

II

69,2 0,0277

D40-D2- Ν/Α Ν/Α Ν/Α Ν/Α 0,0296 0.0274 10.58

Page 44: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 40

I

D40-D2-

II

Ν/Α 0,0252

S40-1-I 41,5 41,1 1,04 1,00 0,00825 0.0088

4

3.36

S40-1-II 40,8 0,00942 0.0177

S40-2-I 56,3 56,4 1,42 1,00 0,0183 6.74

S40-2-II 56,5 0,0170 0.0212

S40-3-I 65,7 63,3 1,60 1,00 0,0256 8.05

S40-3-II 61,0 0,0167 0.0213

S40-2-III 54,6 54,6 1,36 1,00 0,0213 0.0177 8.22

S47-2-I 58,0 58,0 1,24 1,00 0,0177 0.0153 6.17

S37-2-I 53,1 53,1 1,45 1,00 0,0153 0.0154 5.58

S37-2-II 53,8 53,8 1,48 1,00 0,0154 0.0215 6.02

S37-3-I 63,1 63,1 1,73 1,00 0,0215 8.40

H37-A2-

I

46,8 47,3 0,0171 0.0162 5.89

H37-A2-

II

47,8 1,29 0,89 0,0152

H47-B2-

I

45,8 46,0 0,0173 0.0180 6.27

H47-B2-

II

46,2 0,98 0,79 0,0186

H33-C2-

I

44,8 44,8 1,33 0,0150 0.0150 5.81

H37-C2-

I

42,6 42,6 1,16 - 0,0218 0.0218 7.54

H33-C3-

I

50,7 50,7 1,52 0,80 0,0424 0.0424 16.4

H37-C3-

I

48,3 48,3 1,31 - 0,0253 0.0253 8.73

H37-D2-

I

42,6 43,5 1,19 0,76 0,00371a 0.0042

1

1.65

H37-D2-

II

44,4 0,81 0.00471a

H37-D3-

I

42,7 44,0 1,21 0.00325a 0.0041

3

1.61

H37-D3-

II

45,3 0,70 0.00500a

H40-D2-

I

39,9 42,3 1,06 0.00249a 0.0044

2

1.70

H40-D2-

II

44,8 0,78 0.00634a

Page 45: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 41

Λυγισμός και συμπεριφορά χάλυβα

Ο χάλυβας παρουσίασε τοπικό λυγισμό μόνον στη περίπτωση των δοκιμίων

DSTC προς τα μέσα. Πιο έντονα φαινόμενα λογισμού του χάλυβα παρατηρήθηκαν

στη περίπτωση 3 στρώσεων FRP. Το γεγονός αυτό εξηγείται, αφού είναι

αναμενόμενο ο χάλυβας που βρίσκεται στο εσωτερικό του δακτυλίου να λυγίζει όταν

αυξάνεται η αξονική δύναμη στο δοκίμιο λόγο της ισχυρής περίσφιξης από τις

πολλές στρώσεις FRP εξωτερικά του δοκιμίου (το FRP δεν αστοχεί εύκολα) . Ακόμα

και σε δύο ίδια δοκίμια μπορεί να έχουμε διαφορετικούς λυγισμούς λόγο διαφόρων

παραγόντων.

Σχήμα 2.6.5 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης-πλευρικής ανηγμενης

παραμόρφωσης κυλινδρικού χάλυβα D37-C3-I και D37-C3-II.

Page 46: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 42

Παρακάτω φαίνονται τα διαγράμματα όλων των πειραμάτων και συγκρίσεων που

έγιναν στην παρούσα εργασία.

Σχήμα 2.6.6 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Σχήμα 2.6.7 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Page 47: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 43

Σχήμα 2.6.8 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Σχήμα 2.6.9 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Page 48: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 44

Σχήμα 2.6.10 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Στα παραπάνω σχήματα 2.6.6 έως 2.6.10 φαίνονται τα διαγράμματα τάσεων-

ανηγμένων παραμορφώσεων για FCSCs και FCHCs με διαφορετικούς λόγους κενών

και 2 στρώσεις FRP. Για a,b,c,d έχουμε f’c=36.5MPa και για e f’c=40.1MPa.

Σχήμα 2.6.11 Σύγκριση αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης-πλευρικής ανηγμένης

παραμόρφωσης κυλίνδρου μεταξύ FCHCs και FCSCs για δοκίμια με διαφορετικούς

λόγους κενών.

Page 49: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 45

Σχήμα 2.6.12 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Σχήμα 2.6.13 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Page 50: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 46

Σχήμα 2.6.14 Διάγραμμα τάσης-αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Στα παραπάνω σχήματα 2.6.12 εως 2.6.14 φαίνονται τα διαγράμματα τάσεων

ανηγμένων παραμορφώσεων και η σύγκριση καμπυλών δοκιμίων FCSCs και DSTCs

a)f’c=37MPa b)f’c=40MPa και c)f’c=47MPa.

Σχήμα 2.6.15 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Page 51: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 47

Σχήμα 2.6.16 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Σχήμα 2.6.17 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Page 52: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 48

Σχήμα 2.6.18 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Σχήμα 2.6.19 Διάγραμμα αξονικής ανηγμένης παραμόρφωσης και πλευρικής

ανηγμενης παραμόρφωσης.

Τα παραπάνω σχήματα 2.6.15 έως 2.6.19 είναι συγκριτικά διαγράμματα αξονικής

ανηγμένης παραμόρφωσης-πλευρικής ανηγμένης παραμόρφωσης για FCHCs και

DSTCs και FCSCs.

Page 53: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 49

΄

Σχήμα 2.6.20 Επίδραση πάχους στρώσης FRP για διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων

παραμορφώσεων δοκιμίων FCHCs.

Σχήμα 2.6.21 Επίδραση πάχους στρώσης FRP για διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων

παραμορφώσεων δοκιμίων DSTCs.

Page 54: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 50

Συμπεράσματα

1) Το σκυρόδεμα στα νέα υβριδικά DSTCs είναι πολύ αποτελεσματικό. Περιορίζεται

από τους δύο σωλήνες εξωτερικά και εσωτερικά και ο τοπικός λυγισμός του χάλυβα

εσωτερικά έχει αρκετά καλή συμπεριφορά. Ο τοπικός λυγισμός του χάλυβα

καθυστερεί αρκετά γεγονός που μας δίνει μια πολύ πλάστιμη συμπεριφορά. Η

συμπεριφορά σε θλίψη του σκυροδέματος για υβριδικά δοκίμια DSTCs είναι περίπου

η ίδια με των δοκιμίων FCSCs.

2) Τα δοκίμια DSTCs έχουν πολύ καλύτερη συμπεριφορά και αποτελέσματα από τα

δοκίμια FCHCs. Οι δύο σωλήνες στα δοκίμια DSTCs περιορίζουν το σκυρόδεμα. Ο

εσωτερικός σωλήνας παίζει σημαντικό ρόλο γιατί εμποδίζει τη θραύση του

σκυροδέματος προς τη μέσα μεριά συγκρατώντας το σκυρόδεμα μετά την αστοχία.

3) Η συμπεριφορά των δοκιμίων FCHCs όπως φαίνεται από τα διαγράμματα τάσεων

ανηγμένων παραμορφώσεων, τις ιδιότητες και την αστοχία τους εξαρτάται σε μεγάλο

βαθμό από το λόγο κενών.

4) Η συμπεριφορά του σκυροδέματος στα δοκίμια DSTCs είναι γενικά παρόμοια με

αυτή στα δοκίμια FCSCs με την προϋπόθεση ότι ο λόγος κενών και η

διάμετρος προς πάχους του χάλυβα βρίσκονται σε ένα λογικό επίπεδο.

5) Το πάχος του εξωτερικού σωλήνα FRP έχει σημαντική επίδραση στη

συμπεριφορά του σκυροδέματος σε δοκίμια FCSCs και DSTCs και

λιγότερο σημαντική επίδραση στη συμπεριφορά του σκυροδέματος σε FCHCs, ειδικά

όταν ο λόγος των κενών είναι μεγάλος.

6) Το σκυρόδεμα στα δοκίμια FCHCs και DSTCs έχει μια άνιση περίσφιγξη κατά τη

φόρτιση. Αυτό παράγει μια άνιση κατανομή αξονικής δύναμης στα δύο δοκίμια οπότε

η ανάλυση αυτή και η σύγκριση τους πρέπει να μελετηθεί περεταίρω και πιο

αναλυτικά για να έχουμε μια πιο καλή προσέγγιση σε αυτό το θέμα. Αυτό μπορεί να

γίνει με κατάλληλο σωλήνα χάλυβα και ένα εύλογο ποσοστό λόγου κενών.

Page 55: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 51

2.7 Περίσφιγξη κατά EC2

Η περίσφιγξη του σκυροδέματος έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της

σχέσης δρώσας τάσης-παραμόρφωσης καθώς επιτυγχάνονται υψηλότερη αντοχή και

μεγαλύτερες κρίσιμες παραμορφώσεις. Τα υπόλοιπα μηχανικά χαρακτηριστικά του

υλικού μπορεί να θεωρηθούν αμετάβλητα για τον σχεδιασμό.

Σε περίπτωση έλλειψης περισσότερο ακριβών δεδομένων, μπορεί να

χρησιμοποιηθεί η σχέση τάσεων-παραμορφώσεων η οποία παρουσιάζεται στο Σχήμα

7.1 (η θλιπτική παραμόρφωση φαίνεται θετική), όπου η χαρακτηριστική αντοχή και

οι παραμορφώσεις αυξάνονται σύμφωνα με τις παρακάτω σχέσεις :

fck,c = fck (1,000 + 5,0 σ2/ fck) για σ2 ≤ 0,05 fck (3.24)

fck,c = fck(1,125 + 2,50 σ2/ fck) για σ2> 0,05 fck (3.25)

εc2,c = εc2,( fck,c/fck)2 (3.26)

εcu2,c = εcu2 + 0,2 σ2/fck (3.27)

όπου σ2 (= σ3) είναι η δρώσα ακτινική θλιπτική τάση στην οριακή κατάσταση

αστοχίας εξαιτίας της περίσφιγξης ενώ εc2 και εcu2 προκύπτουν από τον Πίνακα 3.1

του ευρωκώδικα 2. Η περίσφιγξη μπορεί να δημιουργηθεί μέσω επαρκώς κλειστών

συνδετήρων ή εγκαρσίων συνδέσμων, οι οποίοι φτάνουν στην πλαστική περιοχή

εξαιτίας της πλευρικής διόγκωσης του σκυροδέματος.

Σχήμα 7.1 Σχέση τάσεων-παραμορφώσεων για το περισφιγμένο σκυρόδεμα.

Page 56: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 52

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ

Page 57: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 53

3.1 Περιγραφή πειραματικού τμήματος

Η σκυροδέτηση των δοκιμίων έγινε στο εργαστήριο ωπλισμένου

σκυροδέματος του ΔΠΘ. Η συμπύκνωση έγινε με τη βοήθεια μεταλλικής ράβδου

μέσα σε έτοιμους πλαστικούς κυλίνδρους διαστάσεων 15x30 cm. Παραγγέλθηκε

έτοιμο σκυρόδεμα με τις αντοχές που θέλαμε να μελετήσουμε, C16 και C8 και C20 .

Τα δοκίμια αφού σκυροδετήθηκαν, ξεκαλουπώθηκαν μετά από 4 μέρες και

τοποθετηθήκαν μέσα στο χώρο του εργαστηρίου μέχρι τις 28 μέρες. Είχαν σκεπαστεί

με λινάτσες και βρέχονταν καθημερινά για καλή συντήρηση.

Όλα τα δοκίμια περισφίγχθηκαν με το χέρι ξεκινώντας την περιτύλιξη από

κάτω προς τα πάνω αριστερόστροφα και στη συνέχεια από πάνω προς τα κάτω με την

ίδια περίπου δύναμη και φορά και προσεκτικά έτσι ώστε να μην υπάρχουν κενά

μεταξύ των σχοινιών. Η αγκύρωση στα άκρα του δοκιμίου έγινε με μεταλλικά

κολάρα.

Τα δοκίμια χωρίστηκαν σε τέσσερις κατηγορίες όπως αναφέρθηκε παραπάνω.

Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά τέσσερα μηκυνσιόμετρα και ένα laser. Το laser μαζί με

τα δύο μηκυνσιόμετρα μετρούσαν την πλευρική παραμόρφωση του δοκιμίου και τα

υπόλοιπα δύο μηκυνσιόμετρα την αξονική παραμόρφωση. Το ένα από τα αξονικά

τοποθετήθηκε πάνω στο δοκίμιο, στηριζόμενο στα κολάρα, ενώ το δεύτερο στην

πλάκα της πρέσας.

Όλα τα δοκίμια υποβλήθηκαν σε αξονική θλιπτική καταπόνηση σε πρέσα τύπου

Avery Denison ικανότητας 3000 KN. Η κάθε κατηγορία περιλαμβάνει τρία δοκίμια,

από τα οποία τα δύο δοκίμια φορτίστηκαν με επαναλαμβανόμενη φόρτιση, ενώ το

τελευταίο με μονότονη. Έχοντας ως αρχική τιμή και ως κριτήριο την αξονική

παραμόρφωση του μηκυνσιόμετρου το οποίο ήταν πάνω στην πλάκα εκτελέστηκαν

διαδοχικοί επαναλαμβανόμενοι κύκλοι φόρτισης με καθορισμένο βήμα. Οι κύκλοι

αναλυτικά είχαν βήμα 0,3 mm μέχρι την οριακή αντοχή του άοπλου σκυροδέματος,

συνεχίστηκε το ίδιο βήμα έως την ελάχιστη τιμή φορτίου προτού ξεκινήσει η επιρροή

των σκοινιών. Ακολούθησαν άλλοι τρεις κύκλοι με το ίδιο βήμα, κατόπιν ανέβηκε το

βήμα ανά 0,6 mm για τους επόμενους τρεις κύκλους και τέλος συνεχίστηκε με βήμα

1,5 mm μέχρι να σταματήσει η φόρτιση. Στην μονότονη φόρτιση εκτελέστηκε

συνεχής φόρτιση ως το τέλος του πειράματος.

Page 58: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 54

Σε κάθε δοκίμιο μετρήθηκε η καθαρή απόσταση μεταξύ των κολάρων τα οποία

είχαν τοποθετηθεί ως αγκύρωση στα άκρα του περιτυλιγμένου δοκιμίου και η

απόσταση από κέντρο σε κέντρο μεταξύ των κολάρων όπου είχε τοποθετηθεί το

μηκυνσιόμετρο, το συνολικό ύψος του δοκιμίου (λόγω λείανσης των επιφανειών το

ύψος μειώθηκε μερικά χιλιοστά) και ο αριθμός των σπειρών ανάμεσα στα δύο

κολάρα. Σε ορισμένα δοκίμια έγινε επαναχρησιμοποίηση του σχοινιού

πολυπροπυλενίου (αναγράφεται στις παρατηρήσεις του πίνακα). Σε όλα τα δοκίμια τα

οποία περισφίχτηκαν με βίνυλον η περίσφιγξη έγινε με επαναχρησιμοποιημένο

σχοινί.

Όλα τα στοιχεία καθώς και τα αποτελέσματα των πειραμάτων παρουσιάζονται

παρακάτω.

Page 59: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 55

3.2 Χαρακτηριστικά των δοκιμίων και των υλικών

Για να διερευνηθεί η συμπεριφορά του σκυροδέματος που περισφίγγεται με

σύνθετα υλικά, διεξήχθησαν δοκιμές σε στοιχεία σκυροδέματος τα οποία είναι

περισφιγμένα από πολυπροπυλένιο και βίνυλον.

Χρησιμοποιήθηκαν τρείς κατηγορίες αντοχών σκυροδέματος αναλυτικά:

C20/25 με αντοχή 25.78 MPa και μέτρο ελαστικότητας 26.69 GPa

C16/20 με αντοχή 19.76 MPa και μέτρο ελαστικότητας 16.94 GPa

C8/12 με αντοχή 11.04 MPa

Ιδιότητες των σχοινιών που χρησιμοποιήθηκαν

Πολυπροπυλενίου σε μορφή ίνας πριν να γίνουν σχοινιά:

Αντοχή σε εφελκυσμό 400MPa

Αντοχή παραμόρφωσης 25%

Μέτρο ελαστικότητας 1600MPa

Ειδικό βάρος 0.91 gr/cm^3

Βίνυλον:

Αντοχή σε εφελκυσμό 734 MPa

Μέτρο ελαστικότητας 15900MPa

Τελική τάση 4.6%

Page 60: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 56

Διαγράμματα αντοχής δοκιμίων

Σκυρόδεμα C16/20

σ-ε C16/20 δοκίμια αντοχής και επιρροής κολάρου

0

5

10

15

20

25

30

0

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

Ανηγμένη αξονική παραμόρφωση ε, mm/mm

Τάσ

η σ

, MP

a δοκίμιο σντοχής 1

δοκίμιο αντοχής 2

δοκίμιο αντοχής 3

Δ2_16M

Σχήμα 3.2.1 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανημένων αξονικών παραμορφώσεων

για τα 3 δοκίμια υπολογισμού αντοχής σκυροδέματος και το δοκίμιο υπολογισμού

επιρροής κολάρων για ποιότητα σκυροδέματος C16.

Page 61: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 57

Σκυρόδεμα C20/25

σ-ε δοκίμιο αντοχής 1 C20/25

0

5

10

15

20

25

30

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008

Σχήμα 3.2.2 Μηχανική συμπεριφορά τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

ποιότητα σκυροδέματος C20.

σ-ε δοκίμιο αντοχής 2 C20/25

0

5

10

15

20

25

30

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

Σχήμα 3.2.3 Μηχανική συμπεριφορά τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

ποιότητα σκυροδέματος C20.

Page 62: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 58

σ-ε δοκίμιο αντοχής 3 C20/25

0

5

10

15

20

25

30

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Σχήμα 3.2.4 Μηχανική συμπεριφορά τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

ποιότητα σκυροδέματος C20.

σ-ε C20/25 δοκίμια αντοχής και επιρροής κολάρων

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006

δοκίμιοσντοχής 1

δοκίμιοαντοχής 2

δοκίμιοαντοχής 3

επιρροήςκολάρου

Σχήμα 3.2.5 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανημένων αξονικών

παραμορφώσεων για τα 3 δοκίμια υπολογισμού αντοχής σκυροδέματος και το

δοκίμιο υπολογισμού επιρροής κολάρων για ποιότητα σκυροδέματος C20.

Page 63: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 59

Υπολογισμός μέτρου ελαστικότητας

Για τον υπολογισμό του μέτρου ελαστικότητας χρησιμοποιήθηκαν δοκίμια C16/20

και C20/25 στα οποία διεξήχθησαν εννέα επαναλαμβανόμενες φορτίσεις με μέγιστη

τιμή το 1/3 της αντοχής που προϋπολογίστηκε, έτσι ώστε το σύνολο των φορτίσεων

αυτών να βρίσκεται στην ελαστική περιοχή. Κατά την τελευταία και δέκατη φόρτιση,

το δοκίμιο φορτίστηκε έως την αντοχή του.

Το μέτρο ελαστικότητας για ποιότητα σκυροδέματος C16/20 υπολογίσθηκε :

Ε=16.94 GPa.

Σχήμα 3.2.6 Διάγραμμα τάσης-ανηγμένης αξονικής παραμόρφωσης για μέτρο

ελαστικότητας ποιότητας σκυροδέματος C16/20.

Page 64: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 60

Σχήμα 3.2.7 Φωτογραφία στην αρχή του πειράματος για ποιότητα σκυροδέματος

C16.

Σχήμα 3.2.8 Φωτογραφία στo τέλος του πειράματος για ποιότητα σκυροδέματος C16.

Page 65: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 61

Το μέτρο ελαστικότητας για ποιότητα σκυροδέματος C20/25 υπολογίσθηκε:

Ε=26.69 GPa

Σχήμα 3.2.9. Διάγραμμα τάσης-ανηγμένης αξονικής παραμόρφωσης για μέτρο

ελαστικότητας ποιότητας σκυροδέματος C20/25

Page 66: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 62

Σχήμα 3.2.10 Φωτογραφία στην αρχή του πειράματος για ποιότητα σκυροδέματος

C20.

Σχήμα 3.2.11 Φωτογραφία στην αρχή του πειράματος για ποιότητα σκυροδέματος

C20.

Page 67: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 63

3.3 Προκαταρτικές δοκιμές

Πραγματοποιήθηκαν προκαταρκτικές δοκιμές διερεύνησης της επαρκούς

περίσφιξης με σχοινιά. Ανεπιθύμητα αποτελέσματα προέκυψαν είτε λόγο ανεπαρκών

στρώσεων σχοινιών (πείραμα πρώτο 20PPL3), είτε λόγο μεγάλου αριθμού στρώσεων

με ανεπαρκή αγκύρωση και πλημμελή περιέλιξη των στρώσεων. Η εφαρμογή έγινε

με το χέρι. Εξαιτίας των επάλληλων στρώσεων σε κάποια δοκίμια εμφανίστηκε

ανεπιθύμητη μετατόπιση των κολάρων , με αποτέλεσμα τη μείωση της

αποτελεσματικότητας της περίσφιγξης (πείραμα τρίτο 16PPL6, πείραμα έκτο

20PPL7). Σε κάποια δοκίμια η ολίσθηση στην περιοχή αγκύρωσης λόγω χαλαρού

σφιξίματος των κολάρων οδήγησε σε υποβαθμισμένη συμπεριφορά (πειράματα επτά

και δέκατο τρίτο 20PPL5).

Τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμίων παρουσιάζονται στο παράρτημα I.

Page 68: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 64

3.4 Κύριες πειραματικές δοκιμές

Στους παρακάτω πίνακες παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα από τις

δοκιμές σε 6 δοκίμια περισφιγμένα με πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου εκ των

οποίων τα 3 έχουν αντοχή σκυροδέματος C16 και τα υπόλοιπα 3 είναι αντοχής

σκυροδέματος C8.

Page 69: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 65

Ακολουθούν τα δοκίμια με επαρκή ενίσχυση σχοινιών

Πίνακας 3.4.1 Χαρακτηριστικά δοκιμίων.

Πίνακας 3.4.2 πειραματικά αποτελέσματα.

Page 70: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 66

Πίνακες πειραμάτων κατηγορίας σκυροδέματος C20 (Δημητριάδου 2012)

Πίνακας 3.4.3 Χαρακτηριστικά δοκιμίων

Πίνακας 3.4.4 Πειραματικά αποτελέσματα

Page 71: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 67

Σχήμα 3.4.1 Ενοργάνωση δοκιμίου.

Στο σχήμα 3.4.1 εικονίζεται το δοκίμιο με ενδείξεις για τις διαστάσεις και τα

LVDTs που χρησιμοποιήθηκαν για το συγκεκριμένο πείραμα.

h1 : Απόσταση κέντρων των κολάρων

h2 : Καθαρή απόσταση μεταξύ των κολάρων

hδοκ. : Ύψος του δοκιμίου

Παρατήρηση: Στα πειράματα Τ1,Τ3,Τ4 το DT D είχε τοποθετηθεί ως πλευρικό και το

DT BC ως αξονικό πάνω στη πλάκα.

Page 72: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 68

Σχήμα 3.4.2 Απορροφημένη ενέργεια για κάθε τύπο σκυροδέματος και δοκιμίων.

Page 73: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 69

3.4.1 Κυλινδρικά δοκίμια σκυροδέματος C16 με 5 στρώσεις πολυπροπυλένιο

Α δοκίμιο

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C16 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή . Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 27.557

MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 25,98 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της

ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 45,86 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

Τ-9

Σχήμα 3.4.1.1 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πανω στο δοκίμιο 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

Τ-9

Σχήμα 3.4.1.2 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 74: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 70

σ-ε πλευρικό ΑΒ 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ9

Σχήμα 3.4.1.3 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου .

σ-ε πλευρικό BC 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,0

35

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ9

Σχήμα 3.4.1.4 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου .

Page 75: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 71

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-0,0

22

-0,0

17

-0,0

12

-0,0

07

-0,0

02

Τ-9

Σχήμα 3.4.1.5 Διάγραμμα τάσεων-ανημένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων

σ-ε LASER 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

-0,0

1

-0,0

09

-0,0

08

-0,0

07

-0,0

06

-0,0

05

-0,0

04

-0,0

03

-0,0

02

-0,0

01 0

T-9

Σχήμα 3.4.1.6 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Page 76: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 72

Παρατηρήσεις

Στο συγκεκριμένο πείραμα στους τελευταίους κύκλους ακούγονταν έντονοι ήχοι τόσο

κατά τη φόρτιση όσο και κατά την αποφόρτιση. Μετά την τελική αποφόρτιση

παρατηρήθηκε φαινόμενο ελατηρίου στο σκυρόδεμα. Παρατηρήθηκε δηλαδή έντονη

ρηγμάτωση του σκυροδέματος λόγω της έντασης από τα σχοινιά η οποία προκάλεσε

μια αξονική μήκυνση του δοκιμίου σε σημείο που να σφηνωθεί μεταξύ των πλακών

φόρτισης. Η συμπεριφορά προσομοιάζει σε αυτή του “ελατηρίου”. Παρατηρούμε

ακόμα έντονη ολίσθηση του μηκυνσιομετρου πάνω στο δοκίμιο που οφείλεται σε

μετακίνηση των κολάρων κατά τη διεξαγωγή του πειράματος.

Page 77: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 73

Διάγραμμα τάσεων παραμορφώσεων όπου :

εep: πλαστική παραμόρφωση

εee: ελαστική παραμόρφωση

εa: συνολική παραμόρφωση

DT D αξονικό πάνω στην πλάκα

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.7 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στη πλάκα.

DT C αξονικό πάνω στο δοκίμιο

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ

, M

Pa

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.8 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στo δοκίμιο.

Page 78: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 74

DT (BC+AB)/2 μέσος όρος πλευρικών

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,00500,0050,010,0150,020,0250,03

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.9 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa μέσου

όρου πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06

Παραμόρφωση εep, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.10 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εep

Page 79: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 75

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,01 -0,005 0 0,005 0,01

Παραμορφωση εee, mm/mm

Τά

ση

, M

Pa

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.11 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εee

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08

Παραμόρφωση εa, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.12 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εa

Page 80: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 76

φωτογραφίες του πειράματος 16PPL5

Σχήμα 3.4.1.13 Φωτογραφία στην αρχή του πειράματος.

Σχήμα 3.4.1.14 Φωτογραφία προς το τέλος του πειράματος. Φαίνεται έντονα ότι το σκυρόδεμα έχει

θρυμματιστεί μέσα στα σκοινιά και το δοκίμιο έχει στραβώσει λόγο μεγάλου αξονικού φορτίου .

Page 81: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 77

Σχήμα 3.4.1.15 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος, το σκυρόδεμα θρυμματίστηκε.

Page 82: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 78

Β δοκίμιο

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C16 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή . Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 27.71

MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 27.19 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της

ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 47.90 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

Τ-15

Σχήμα 3.4.1.16 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

Τ-15

Σχήμα 3.4.1.17 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 83: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 79

σ-ε πλευρικό ΑΒ 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,01

-0,008

-0,006

-0,004

-0,002 0

Τ15

Σχήμα 3.4.1.18 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 16PPL5

05

101520253035404550

-0,04

-0,035

-0,03

-0,025

-0,02

-0,015

-0,01

-0,005

0

Τ-15

Σχήμα 3.4.1.19 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 84: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 80

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,023

-0,018

-0,013

-0,008

-0,003

Τ-15

Σχήμα 3.4.1.20 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

σ-ε laser 16PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

5

-0,0

4

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

T-15

Σχήμα 3.4.1.21 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις

Στο συγκεκριμένο πείραμα στους τελευταίους κύκλους ακούγονταν έντονοι ήχοι τόσο

κατά τη φόρτιση όσο και κατά την αποφόρτιση. Μετά την τελική αποφόρτιση

παρατηρήθηκε φαινόμενο ελατηρίου στο σκυρόδεμα. Παρατηρήθηκε δηλαδή έντονη

ρηγμάτωση του σκυροδέματος λόγω της έντασης από τα σχοινιά η οποία προκάλεσε

μια αξονική μήκυνση του δοκιμίου σε σημείο που να σφηνωθεί μεταξύ των πλακών

φόρτισης. Η συμπεριφορά προσομοιάζει σε αυτή του “ελατηρίου”. Παρατηρούμε

ακόμα στράβωμα του δοκιμίου στους τελευταίους κύκλους.

Page 85: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 81

Διάγραμμα τάσεων παραμορφώσεων όπου :

εep: πλαστική παραμόρφωση

εee: ελαστική παραμόρφωση

εa: συνολική παραμόρφωση

DT D αξονικό πάνω στην πλάκα

0

10

20

30

40

50

60

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.22 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στη πλάκα.

DT C αξονικό πάνω στο δοκίμιο

0

10

20

30

40

50

60

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ

, M

Pa

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.23 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στο δοκίμιο.

Page 86: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 82

DT (BC+AB)/2 μέσος όρος πλευρικών

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

00,0050,010,0150,020,025

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.1.24 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa μέσου

όρου πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

0

10

20

30

40

50

60

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08

Παραμόρφωση εep, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.25 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εep

Page 87: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 83

0

10

20

30

40

50

60

-0,01 -0,005 0 0,005 0,01

Παραμορφωση εee, mm/mm

Τά

ση

, M

Pa

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.26 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εee

0

10

20

30

40

50

60

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08

Παραμόρφωση εa, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.1.27 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εa

Page 88: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 84

φωτογραφίες του πειράματος 16PPL5

Σχήμα 3.4.1.28 Φωτογραφία στη αρχή του πειράματος.

Σχήμα 3.4.1.29 Φωτογραφία μετά από πολλούς κύκλους φόρτισης φαίνετε ότι έχει στραβώσει έντονα

το κάτω κολάρο.

Page 89: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 85

Σχήμα 3.4.1.30 Φωτογραφία κατά την διάρκεια του πειράματος, όπου είναι εμφανή η παραμόρφωση

του δοκιμιού.

Σχήμα 3.4.1.31 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος μετά την αφαίρεση των σκοινιών. Το

σκυρόδεμα θρυμματίστηκε.

Page 90: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 86

Γ δοκίμιο

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C16 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν μονότονη. Η τάση αντοχής του

σκυροδέματος ήταν περίμπου 20 MPa όπως φαίνεται στο σχήμα 3.4.1.25, η επιρροή

της ενίσχυσης ξεκίνησε αμέσως και το δοκίμιο έφτασε μέχρι τα 48,92 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,0

1

0,0

2

0,0

3

0,0

4

0,0

5

0,0

6

0,0

7

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.32 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

0,03

5

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.33 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 91: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 87

σ-ε πλευρικό ΑΒ 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,08

-0,07

-0,06

-0,05

-0,04

-0,03

-0,02

-0,01 0

0,01

Τ16

Σχήμα 3.4.1.34 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,025

-0,02

-0,015

-0,01

-0,005 0

Τ16

Σχήμα 3.4.1.35 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 92: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 88

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,05

-0,045

-0,04

-0,035

-0,03

-0,025

-0,02

-0,015

-0,01

-0,005 0

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.36 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

Παρατηρήσεις

Στο συγκεκριμένο πείραμα το σχοινί είχε χρησιμοποιηθεί για τέταρτη φορά. Μετά

την τελική αποφόρτιση παρατηρήθηκε φαινόμενο ελατηρίου στο σκυρόδεμα.

Παρατηρήθηκε δηλαδή έντονη ρηγμάτωση του σκυροδέματος λόγω της έντασης από

τα σχοινιά η οποία προκάλεσε μια αξονική μήκυνση του δοκιμίου σε σημείο που να

σφηνωθεί μεταξύ των πλακών φόρτισης. Η συμπεριφορά προσομοιάζει σε αυτή του

“ελατηρίου”. Μετά τα 700 ΚΝ αξονικού φορτίου τα κολάρα είχαν στραβώσει. Σε

φορτίο 850 ΚΝ έγινε αποφόρτιση για λόγους ασφάλειας.

Page 93: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 89

φωτογραφίες του πειράματος 16PPL5

Σχήμα 3.4.1.37 Φωτογραφία στην αρχή του πειράματος

Σχήμα 3.4.1.38 Φωτογραφία προς το τέλος του πειράματος φαίνεται έντονα η παραμόρφωση του

δοκιμίου και στράβωμα των κολάρων.

Page 94: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 90

Σχήμα 3.4.1.39 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος. Το σκυρόδεμα έχει θρυμματιστεί.

.

Σχήμα 3.4.1.40 στο τέλος του πειράματος. Το σκυρόδεμα έχει θρυμματιστεί

Page 95: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 91

Συγκεντρωτικά διαγράμματα και για τα τρία δοκίμια της τρίτης κατηγορίας.

σ-ε συγκριτικά αξονικά πάνω στη πλάκα 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,0

1

0,0

2

0,0

3

0,0

4

0,0

5

0,0

6

0,0

7

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.41 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρων

πάνω στην πλάκα.

σ-ε συγκριτικά μέσος όρος πλευρικών 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,05

-0,045

-0,04

-0,035

-0,03

-0,025

-0,02

-0,015

-0,01

-0,005 0

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.42 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

Page 96: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 92

σ-ε συγκριτικά αξονικά-πλευρικά 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,0

5

-0,0

4

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

0,0

1

0,0

2

0,0

3

0,0

4

0,0

5

0,0

6

0,0

7

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.43 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

αξονικά και πλευρικά μηκυνσιόμετρα.

σ-ε συγκριτικά αξονικά-laser 16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

-0,0

4

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

0,0

1

0,0

2

0,0

3

0,0

4

0,0

5

0,0

6

0,0

7

laser t9

laser t15

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Σχήμα 3.4.1.44 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

αξονικά μηκυνσιόμετρα και laser.

Παρατηρήσεις

Από τα διαγράμματα στα αξονικά μηκυνσιόμετρα φαίνεται ότι το πείραμα Τ-16

βρίσκεται σε πιο χαμηλά επίπεδα τάσεων από τα άλλα δύο πειράματα. Αυτό

οφείλεται στο ότι το συγκεκριμένο δοκίμιο δεν είχε καλή συμπύκνωση κατά τη

σκυροδέτηση. Οι τρύπες έκλεισαν με στόκο πριν από το πείραμα όπως φαίνεται και

στη πιο πάνω φωτογραφία 3.4.1.40 όμως το δοκίμιο δεν είχε τη ίδια αντοχή με τα

άλλα 2.

Page 97: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 93

3.4.2 Κυλινδρικά δοκίμια σκυροδέματος C8 με 5 στρώσεις πολυπροπυλένιο

Α δοκίμιο

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C8 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν περίπου

15 MPa όπως φαίνεται στο σχήμα 3.4.2.1, η επιρροή της ενίσχυσης ξεκίνησε αμέσως

και το δοκίμιο φορτίστηκε μέχρι τα 42.923 MPa .

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

Τ-8

Σχήμα 3.4.2.1 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,0

01

0,00

4

0,00

9

0,01

4

0,01

9

0,02

4

0,02

9

0,03

4

Τ-8

Σχήμα 3.4.2.2 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 98: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 94

σ-ε πλευρικό ΑΒ 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0.1

-0.0

9

-0.0

8

-0.0

7

-0.0

6

-0.0

5

-0.0

4

-0.0

3

-0.0

2

-0.0

1 0

Τ8

Σχήμα 3.4.2.3 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0.0

35

-0.0

3

-0.0

25

-0.0

2

-0.0

15

-0.0

1

-0.0

05 0

Τ8

Σχήμα 3.4.2.4 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 99: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 95

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50-0

,06

5

-0,0

6

-0,0

55

-0,0

5

-0,0

45

-0,0

4

-0,0

35

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05

Τ-8

Σχήμα 3.4.2.5 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

σ-ε LASER 8PPL5

0

5

10

15

20

25

-0,0

5

-0,0

4

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

T-8

Σχήμα 3.4.2.6 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων lase.r

Παρατηρήσεις

Μετά την τελική αποφόρτιση παρατηρήθηκε φαινόμενο ελατηρίου στο σκυρόδεμα.

Παρατηρήθηκε δηλαδή έντονη ρηγμάτωση του σκυροδέματος λόγω της έντασης από

τα σχοινιά η οποία προκάλεσε μια αξονική μήκυνση του δοκιμίου σε σημείο που να

σφηνωθεί μεταξύ των πλακών φόρτισης.

Page 100: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 96

Διάγραμμα τάσεων παραμορφώσεων όπου :

εep: πλαστική παραμόρφωση

εee: ελαστική παραμόρφωση

εa: συνολική παραμόρφωση

DT D αξονικό πάνω στην πλάκα

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.7 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στη πλάκα.

DT C αξονικό πάνω στο δοκίμιο

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ

, M

Pa

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.8 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στο δοκίμιο.

Page 101: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 97

DT (BC+AB)/2 μέσος όρος πλευρικών

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

00,010,020,030,040,050,060,07

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.9 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa μέσου

όρου πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,06 -0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08

Παραμόρφωση εep, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.2.10 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εep

Page 102: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 98

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,01 -0,005 0 0,005 0,01

Παραμορφωση εee, mm/mm

Τά

ση

, M

Pa

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.2.11 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εee

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,08 -0,06 -0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08

Παραμόρφωση εa, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.2.12 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εa

Page 103: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 99

φωτογραφίες του πειράματος 8PPL5

Σχήμα 3.4.2.13 Φωτογραφία του δοκιμίου στην αρχή του πειράματος.

Σχήμα 3.4.2.14 Φωτογραφία του δοκιμίου στην διάρκεια του πειράματος, γίνεται εμφανής η

παραμόρφωση του δοκιμίου.

Page 104: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 100

Σχήμα 3.4.2.15 Φωτογραφία προς το τέλος του πειράματος. Έντονο στράβωμα του δοκιμίου. Το

σκυρόδεμα μέσα έχει θρυμματιστεί.

Σχήμα 3.4.2.16 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος. Το σκυρόδεμα Θρυμματίστηκε.

Page 105: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 101

Β δοκίμιο

Το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C8 και τυλίχθηκαν σε αυτό πέντε στρώσεις

πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα με τη

προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν περίπου 15

MPa όπως φαίνεται στο σχήμα 3.4.2.13, η επιρροή της ενίσχυσης ξεκίνησε αμέσως

και το δοκίμιο φορτίστηκε μέχρι τα 29,61 MPa .

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0,0

1

0,0

2

0,0

3

0,0

4

Τ-10

Σχήμα 3.4.2.17 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πανω στο δοκίμιο 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

01

0,00

1

0,00

3

0,00

5

0,00

7

0,00

9

0,01

1

Τ-10

Σχήμα 3.4.2.18 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 106: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 102

σ-ε πλευρικό ΑΒ 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0.0

61

-0.0

51

-0.0

41

-0.0

31

-0.0

21

-0.0

11

-0.0

01

Τ10

Σχήμα 3.4.2.19 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0.0

15

-0.0

13

-0.0

11

-0.0

09

-0.0

07

-0.0

05

-0.0

03

-0.0

01

Τ10

Σχήμα 3.4.2.20 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 107: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 103

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35-0

,03

6

-0,0

31

-0,0

26

-0,0

21

-0,0

16

-0,0

11

-0,0

06

-0,0

01

Τ-10

Σχήμα 3.4.2.21 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

σ-ε LASER 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

T-10

Σχήμα 3.4.2.22 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις

Παρατηρήθηκε ότι το δοκίμιο σηκώθηκε λίγο από τη μια μεριά (ελαφρώς φαινόμενο

ελατηρίου). Όταν το σχοινί αφαιρέθηκε φάνηκε λοξή ρωγμή στο δοκίμιο όπως

φαίνεται στη φωτογραφία 3.4.2.31. Παρατηρείται επίσης έντονη ολίσθηση του

μηκυνσιόμετρου πάνω στο δοκίμιο.

Page 108: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 104

Διάγραμμα τάσεων παραμορφώσεων όπου :

εep: πλαστική παραμόρφωση

εee: ελαστική παραμόρφωση

εa: συνολική παραμόρφωση

DT D αξονικό πάνω στην πλάκα

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.23 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στη πλάκα.

DT C αξονικό πάνω στο δοκίμιο

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ

, M

Pa

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.24 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

μηκυνσιόμετρου πάνω στο δοκίμιο.

Page 109: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 105

DT (BC+AB)/2 μέσος όρος πλευρικών

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,00500,0050,010,0150,020,0250,030,0350,04

Παραμόρφωση ε, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

εep

εee

εa

Σχήμα 3.4.2.25 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων, εep

, εee, εa

ημιάθροισμα πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,04 -0,03 -0,02 -0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04

Παραμόρφωση εep, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.2.26 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εep

Page 110: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 106

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,01 -0,005 0 0,005 0,01

Παραμορφωση εee, mm/mm

Τά

ση

, M

Pa

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2

Σχήμα 3.4.2.27 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εee

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06

Παραμόρφωση εa, mm/mm

Τά

ση

σ,

MP

a

DT D

DT C

DT (BC+AB)/2`

Σχήμα 3.4.2.28 Διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων εa

Page 111: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 107

φωτογραφίες του πειράματος 8PPL5

Σχήμα 3.4.2.29 Φωτογραφία του δοκιμίου στην αρχή του πειράματος.

Σχήμα 3.4.2.30 Φωτογραφία κατά την αποφόρτιση του δοκιμίου. Το δοκίμιο σηκώθηκε ελαφρώς στη

μία μεριά όμως δεν έχει κάνει ακριβώς ελατήριο.

Page 112: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 108

Σχήμα 3.4.2.31 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος μετά την αφαίρεση του σκοινιού. Έχουμε λοξή

ρωγμή στο δοκίμιο.

Page 113: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 109

Γ δοκίμιο

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C8 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν μονότονη. Η τάση αντοχής του

σκυροδέματος ήταν περίμπου 15.5 MPa όπως φαίνεται στο σχήμα 3.4.2.24, η επιρροή

της ενίσχυσης ξεκίνησε αμέσως και το δοκίμιο έφτασε μέχρι τα 39.61 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου.

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

T-14

Σχήμα 3.4.2.32 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03

Τ-14

Σχήμα 3.4.2.33 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στο δοκίμιο.

Page 114: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 110

σ-ε πλευρικό AB 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,03 -0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0

Τ14

Σχήμα 3.4.2.34 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό ΒC 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01

Τ14

Σχήμα 3.4.2.35 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 115: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 111

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-0,045 -0,04 -0,035 -0,03 -0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0

Τ14

Σχήμα 3.4.2.36 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

Παρατηρήσεις

Όπως φαίνεται από το σχήμα 3.4.2.24 έγινε μια αποφόρτιση στο ενδιάμεσο και στη

συνέχεια ξαναφοστίστηκε. Η φόρτιση σταμάτησε για λόγους ασφάλειας όμως στο

δοκίμιο δεν παρουσιάστηκε φαινόμενο ελατηρίου.

Page 116: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 112

φωτογραφίες του πειράματος 8PPL5

Σχήμα 3.4.2.37 Φωτογραφία κατά την διάρκεια του πειράματος.

Σχήμα 3.4.2.38 Φωτογραφία στο τέλος του πειράματος μετά την αφαίρεση του σκοινιού.

Page 117: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 113

Συγκεντρωτικά διαγράμματα και για τα τρία δοκίμια της τέταρτης κατηγορίας.

σ-ε συγκριτικά αξονικά πάνω στο δοκίμιο 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

Τ-8

Τ-10

T-14

Σχήμα 3.4.2.39 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρων

πάνω στην πλάκα.

Συγριτικά μεσος όρος πλευρικών 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,075 -0,065 -0,055 -0,045 -0,035 -0,025 -0,015 -0,005

Τ-8

Τ-10

Τ14

Σχήμα 3.4.2.40 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

Page 118: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 114

σ-ε συγκριτικά αξονικά-πλευρικά 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,065 -0,045 -0,025 -0,005 0,015 0,035 0,055 0,075

Τ-8

Τ-10

Τ14

Τ-8

Τ-10

T-14

Σχήμα 3.4.2.41 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

αξονικά και πλευρικά μηκυνσιόμετρα.

σ-ε συγκριτικά αξονικά-laser 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0,035 -0,015 0,005 0,025 0,045 0,065 0,085

laser

t8

laser

t10

Τ-8

Τ-10

T-14

Σχήμα 3.4.2.42 Συγκριτικά διαγράμματα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων για

αξονικά μηκυνσιόμετρα και laser.

Page 119: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 115

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Page 120: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 116

4.1 Σύγκριση αποτελεσμάτων παρούσας διερεύνησης με αντίστοιχο σκυρόδεμα

υψηλότερης αντοχής

Παρατηρείται ότι στα δοκίμια με την χαμηλότερη αντοχή είχαμε πλήρη αστοχία του

σκυροδέματος κατά την εξαγωγή της ενίσχυσης και εμφάνιση θραυσμένου

σκυροδέματος.

σ-ε συγκριτικά αξονικά-πλευρικά 20PPL5 και C16PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0

0,0

05

0,0

1

0,0

15

0,0

2

0,0

25

0,0

3

0,0

35

0,0

4

0,0

45

0,0

5

0,0

55

0,0

6

0,0

65

0,0

7

Τ-9

Τ-15

Τ-16

T18-D

t12-D

t2

Σχήμα 4.1.1 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων αξονικών παραμορφώσεων.

Όπου Τ2, Τ12 και Τ18 ανήκουν στη κατηγορία σκυροδέματος C20 και Τ9, Τ15, Τ16

στη κατηγορία C16.

Page 121: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 117

σ-ε συγκριτικά αξονικά 20PPL5 και 8PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

500

0,0

05

0,0

1

0,0

15

0,0

2

0,0

25

0,0

3

0,0

35

0,0

4

0,0

45

0,0

5

0,0

55

0,0

6

0,0

65

0,0

7

0,0

75

0,0

8

Τ-8

Τ-10

T-14

T18-D

t12-D

t2

Σχήμα 4.1.2 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων αξονικών παραμορφώσεων.

Όπου Τ2, Τ12 και Τ18 ανήκουν στη κατηγορία σκυροδέματος C20 και Τ8, Τ10, Τ14

στη κατηγορία C8.

Page 122: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 118

4.2 Σύγκριση αποτελεσμάτων παρούσας διερεύνησης

σ-ε συγκριτικά αξονικά 16PPL5 και 8PPL5

0

10

20

30

40

50

60

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

Τ-9

Τ-15

Τ-16

Τ-8

Τ-10

T-14

Σχημα 4.2.1 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων αξονικών παραμορφώσεων.

Όπου Τ8, Τ10 και Τ14 ανήκουν στη κατηγορία σκυροδέματος C8 και Τ9, Τ15, Τ16

στη κατηγορία C16.

- Στα δοκίμια υψηλότερης αντοχής παρατηρείται μεγαλύτερη πρόσκερη πτώση

φορτίου μετά την εκτεταμένη ρηγμάτωση του σκυροδέματος.

- Σε όλα τα δοκίμια παρατηρήθηκαν ανηγμένες παραμορφώσεις αστοχίας

μεγαλύτερες του 30 ‰.

- Ο μέσος όρος του λόγου αντοχών για παραμόρφωση 30 ‰ προς του άοπλου

σκυροδέματος, σε ποιότητα σκυροδέματος C8 είναι 27

16.5 1.64, για C16

είναι 33.5

25.42 1.32 και για C20 είναι

39

32.73.

Page 123: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 119

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Page 124: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 120

5.Συμπεράσματα

Από τη συγκριτική επεξεργασία των μελετών που αφορούν τη συμπεριφορά του

περισφιγμένου σκυροδέματος με σχοινιά μπορούμε να διακρίνουμε ότι η εξωτερική

ενίσχυση φαίνεται να αυξάνει σημαντικά την ικανότητα σε αξονικό φορτίο, αξονική

παραμόρφωση (πλαστιμότητα) και απορρόφηση ενέργειας. Επιπλέον οι τιμές αντοχής

και παραμόρφωσης που παρουσιάζονται αντιστοιχούν σε πρόωρη διακοπή των

πειραμάτων λόγω μικροολισθήσεων των κολάρων στην περιοχή αγκύρωσης.

Από τις συγκρίσεις των πειραμάτων προκύπτουν οι εξής παρατηρήσεις:

Η χρήση έως τριών στρώσεων σχοινιού από πολυπροπυλένιο οδηγεί σε

συμπεριφορά σκυροδέματος με σημαντική πρόσκαιρη πτώση φορτίου.

Πρέπει τα κολάρα να είναι επαρκώς σφιγμένα έτσι ώστε να μην έχουμε

ολίσθηση κάποιου σχοινιού και χαλάρωση της περίσφιγξης κατά τη διάρκεια

του πειράματος. Αυτό οδηγεί σε μετακίνηση των κολάρων και του αξονικού

μηκυνσιόμετρου που στηρίζεται σε αυτά καθώς και στη μη ικανοποιητική

απόκριση του δοκιμίου.

Σημαντικό ρόλο παίζει και η δύναμη περιτυλίξεως κατά την εφαρμογή των

σχοινιών. Πρέπει να είναι επαρκής ώστε να μην είναι χαλαρή η περίσφιγξη.

Αυτό επιτεύχθηκε όσο ήταν δυνατό με το χέρι. Ακόμα καλύτερη συμπεριφορά

θα προέκυπτε εάν εφαρμοζόταν κάποια αυτοματοποιημένη τεχνική

περιτύλιξης.

Σε σκυρόδεμα χαμηλότερης αντοχής έχουμε υψηλότερη αποτελεσματικότητα

περίσφιγξης. Τα δοκίμια με σκυρόδεμα ποιότητας C8, δεν εμφανίζουν

πρόσκαιρη πτώση. Το δοκίμια ποιότητας σκυροδέματος C16 έχουν μικρή

πτώση της τάξης 0-5%, ενώ τα αντίστοιχα ποιότητας C20 έχουν πτώση 20-

23%. Σε όλες τις περιπτώσεις το αποτέλεσμα θεωρείται ικανοποιητικό.

Τα δοκίμια C16 και C8 παρουσίασαν φαινόμενο “ψευδοελατηρίου” στο

σκυρόδεμα μετά την αποφόρτιση. Αρκετά δοκίμια μετά δυσκολίας αφαιρέθηκαν

από τη πρέσα μετά το πέρας του πειράματος.

Σε κανένα δοκίμιο δεν αντιμετωπίσαμε πρόβλημα αστοχίας των σχοινιών

πολυπροπυλενίου και βύνιλον μέχρι το τέλος της φόρτισης.

Μεγάλη προσοχή χρειάζεται στην επεξεργασία των μετρήσεων

παραμορφώσεων καθώς τα κολάρα ενδέχεται να μετακινηθούν για

Page 125: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 121

προχωρημένες παραμορφώσεις σκυροδέματος. Επίσης οι στόχοι για το laser

και τα πλευρικά μηκυνσιομέτρα ενδέχεται να μετακινηθούν ανάμεσα στις

σπείρες των σχοινιών.

Page 126: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 122

Βιβλιογραφία

1. Καραμπίνης Α. Ι., (1997): ‘Κατασκευές Ωπλισμένου Σκυροδέματος’, Τόμος Ι,

Ξάνθη.

2. Ρουσάκης Θεόδωρος, (2000): ‘Στοιχεία σκυροδέματος περισφιγμένα με

συνθετικό υλικό, σε μονότονη αξονική καταπόνηση’ , Μεταπτυχιακή διατριβή

, Ξάνθη.

3. Ρουσάκης Θεόδωρος, (2005): ‘Μηχανική συμπεριφορά σκυροδέματος

περισφιγμένου με σύνθετα υλικά , Διδακτορική διατριβή , Ξάνθη.

4. Takumi Shimomura Nguyen Hung Phong (2007): Structural performance of

concrete members reinforced with continuous fiber rope. University of Patras,

Patras, Greece, July 16-18, 2007

5. Ching Au, and Oral Buyukozturk (2005): Effect of Fiber Orientation and Ply

Mix on Fiber Reinforced, Polymer-Confined Concrete. Journal of Composites

for Construction, Vol. 9, No. 5,October 1, 2005 pp 397-407.

6. A. Peled, (2007): Confinement of Damaged and Nondamaged Structural,

Concrete with FRP and TRC Sleeves. Journal of Composites for Construction,

Vol. 11, No.5, October 1, 2007.

7. T.C. Triantafillou and C.G. Papanicolaou: Textile Reinforced Mortars (TRM)

versus Fiber Reinforced Polymers (FRP) as Strengthening Materials of

Concrete Structures. 7th

International symposium on Fiber-Reinforced (FRP)

Polymer Reinforcement for Concrete structures (2005).

8. Nasim Uddin, John D. Purdue, and Uday Vaidya,(2008): ‘Feasibility of

Thermoplastic Composite Jackets for Bridge Impact Protection. Journal of

Aerospace Engineering, Vol. 21, No. 4, October 1, 2008.

9. Y.L. Wong , T. Yu , J.G. Teng , S.L. Dong (2007), ‘Behavior of FRP-confined

concrete in annular section columns’. Journal Composites Part B :

Engineering. Volume 39, Issue 3, (April 2008) pp 451-466

10. Ρακιτζής Θεόδωρος (2005): ‘Συγκριτική διερεύνηση υφιστάμενων

προσομοιωμάτων σχεδιασμού περίσφιγξης σκυροδέματος με σύνθετα υλικά

Μεταπτυχιακή Διατριβή, Ξάνθη.

11. Ευρωκώδικας 2: Σχεδιασμός φορέων από σκυρόδεμα – Μέρος 1-1 : Γενικοί

κανόνες για κτίρια.

Page 127: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 123

12. Karabinis A.I., Rousakis T.C. (2002): Concrete confined by FRP material : a

plasticity approach. Elsevier Engineering Structures Journal, (2002) pp 923-

932

13. Πλακαντάρας Β., Πανταζοπούλου Σ. (2002). Μεταπτυχιακή διατριβή.

Ενίσχυση/Επισκευή Υποστυλωμάτων ωπλισμένου σκυροδέματος

τετραγωνικής διατομής με μανδύες σύνθετων υλικών. Ξάνθη 2002.

14. Καραμπίνης Α.Ι., Ρουσάκης Θ.Χ. (2000). ‘Κυλινδρικά στοιχεία σκυροδέματος

περισφιγμένα με ανθρακονήματα σε αξονική καταπόνηση’, Α’ Ελληνικό

Συνέδριο Σύνθετων Υλικών Σκυροδέματος.

15. Karayiannis C.G. , Sikerlis G.M. (2002): Effectiveness of RC beam column

connections strengthening using carbon -FRP jackets. 12th

European

Conference on earthquake engineering, CD, 9-13 September 2002, London,

paper reference. 549.

16. Καραμπίνης Α.Ι., Ρουσάκης Θ.Χ. (2000). ‘Αναλυτικό προσομοίωμα της

μηχανικής συμπεριφοράς σκυροδέματος περισφιγμένου με υφάσματα από

συνθετικό υλικό. Α’ Ελληνικό Συνέδριο Σύνθετων Υλικών Σκυροδέματος.

17. Καραμπίνης & Ρουσάκης 2003. Στοιχεία σκυροδέματος τετραγωνικής

διατομής περισφιγμένα με σύνθετα υφάσματα. 14ο Συνέδριο Σκυροδέματος

2003.

18. Imran I., Pantazopoulou S. (1996) : Experimental Study of plain concrete

under triaxial stress. ASI Materials Journal, Vol. 93, pp. 589-601.

19. Καραγιάννης Χ., Σιρκελής Γ., Χαλιορής Κ., Μαυροειδής Π. (2003) : Ακραίοι

κόμβοι Ω.Σ. με σπειροειδής οπλισμούς. Πειραματική διερεύνηση. 14ο

Συνέδριο Σκυροδέματος (ΤΕΕ), 15-17 Οκτώβρη 2003, Κως, Ελλάδα, σελ.

343-353.

20. Τατσάνη Σ., Πανταζοπούλου Σ. (2003) : Πειραματική διερεύνηση παλαιού

τύπου θλιβόμενων στοιχείων Ω.Σ. με διαβρωμένο οπλισμό : ενίσχυση/

επισκευή με μανδύες σύνθετων υλικών. 14ο Συνέδριο Σκυροδέματος (ΤΕΕ),

15-17 Οκτώβρη 2003, Κως Ελλάδα, σελ. 537-548.

21. Karabinis A.I., Kiousis P.D. (1996) : Plasticity compautations for the design

of the ductility of circular concrete columns, Computers & Structures 1996, 60

(5), pp 825-835.

Page 128: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 124

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I

Page 129: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 125

Παράρτημα I: Προκαταρκτικές δοκιμές

Α δοκίμιο

C20 τρείς στρώσεις πολυπροπυλενίου

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C20 και τυλίχθηκαν σε αυτό

τρείς στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν

32.99MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 18.83 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της

ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 35.39MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

Τ1

Σχήμα 3.3.1 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0,00

1

0,00

2

0,00

3

0,00

4

0,00

5

0,00

6

0,00

7

0,00

8

0,00

9

Τ1

Σχήμα 3.3.2 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 130: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 126

Πίνακας 1 παραρτήματος I Χαρακτηριστικά των δοκιμίων

Πίνακας 2 παραρτήματος I Πειραματικά αποτελέσματα

Page 131: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 127

σ-ε πλευρικό D 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

4

-0,0

35

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ1

Σχήμα 3.3.3 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό ΑΒ 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ1

Σχήμα 3.3.4 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 132: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 128

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ1

Σχήμα 3.3.5 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου πλευρικών

μηκυνσιόμετρων.

σ-ε LASER 20PPL3

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

1

-0,0

08

-0,0

06

-0,0

04

-0,0

02 0

0,0

02

0,0

04

0,0

06

0,0

08

0,0

1

Τ1

Σχήμα 3.3.6 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Page 133: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 129

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Κατά τη φόρτιση

περίπου στα 538 ΚΝ παρατηρήθηκε μετακίνηση ολόκληρου του δοκιμίου και

μετατόπιση του αξονικού μηκυνσιόμετρου, το οποίο βρισκόταν πάνω στο δοκίμιο

στηριζόμενο στα κολάρα. Η απόκριση του δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική

λόγω της μεγάλης πτώσης του αξονικού φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της

περίσφιγξης.

Page 134: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 130

Β δοκίμιο

C16 έξι στρώσεις πολυπροπυλενίου

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C16 και τυλίχθηκαν σε αυτό έξι

στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα με τη

προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 21.46 MPa,

μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 13.34 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της ενίσχυσης

με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 29.09MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 16PPL6

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

Τ3

Σχήμα 3.3.7 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 16PPL6

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

01

0,00

4

0,00

9

0,01

4

0,01

9

Τ3

Σχήμα3.3.8 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 135: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 131

σ-ε πλευρικό D 16PPL6

0

5

10

15

20

25

-0,0

16

-0,0

14

-0,0

12

-0,0

1

-0,0

08

-0,0

06

-0,0

04

-0,0

02 0

Τ3

Σχήμα 3.3.9 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό ΑΒ 16PPL6

0

5

10

15

20

25

-0.0

06

-0.0

05

-0.0

04

-0.0

03

-0.0

02

-0.0

01 0

Τ3

Σχήμα 3.3.10 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 136: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 132

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 16PPL6

0

5

10

15

20

25

-0,0

08

-0,0

06

-0,0

04

-0,0

02 0

Τ3``

Σχήμα 3.3.11 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

σ-ε LASER 16PPL6

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

2

-0,0

18

-0,0

16

-0,0

14

-0,0

12

-0,0

1

-0,0

08

-0,0

06

-0,0

04

-0,0

02 0

Τ3

Σχήμα 3.3.12 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Η απόκριση του

δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική λόγω της μεγάλης πτώσης του αξονικού

φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της περίσφιξης. Αυτό προφανώς οφείλεται στην

πλημμελή εφαρμογή του σχοινιού και της αγκύρωσης.

Page 137: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 133

Γ δοκίμιο

C20 τρείς στρώσεις βίνυλον

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C20 και τυλίχθηκαν σε αυτό

τρείς στρώσεις βίνυλον. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα με τη

προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 32,41 MPa,

μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 24,26 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της ενίσχυσης

με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 60,79 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 20VL3

0

10

20

30

40

50

60

70

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

Τ4

Σχήμα 3.3.13 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου

πάνω στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 20VL3

0

10

20

30

40

50

60

70

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

0,03

5

Τ4

Σχήμα 3.3.14 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 138: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 134

σ-ε πλευρικό D 20VL3

0

10

20

30

40

50

60

-0,0

18

-0,0

17

-0,0

16

-0,0

15

-0,0

14

-0,0

13

-0,0

12

-0,0

11

-0,0

1

-0,0

09

-0,0

08

-0,0

07

-0,0

06

-0,0

05

-0,0

04

-0,0

03

-0,0

02

-0,0

01 0

0,0

01

Τ4

Σχήμα 3.3.15 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό ΑΒ 20VL3

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

04

Τ4

Σχήμα 3.3.16 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 139: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 135

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 20VL3

0

10

20

30

40

50

60

70

-0,0

1

-0,0

08

-0,0

06

-0,0

04

-0,0

02 0

Τ4

Σχήμα 3.3.17 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων .

σ-ε LASER 20VL3

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

3

-0,0

2

-0,0

1 0

T-4

Σχήμα 3.3.18 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Παρατηρήθηκε ελαφρύ

φαινόμενο ελατηρίου. Η απόκριση του δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική λόγω

της μεγάλης πτώσης του αξονικού φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της

περίσφιξης. Αυτό προφανώς οφείλεται σε ανεπαρκή ποσότητα αριθμού στρώσεων

ενίσχυσης.

Page 140: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 136

Δ δοκίμιο

C20 επτά στρώσεις πολυπροπυλενίου

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C20 και τυλίχθηκαν σε αυτό

επτά στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 33,23

MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 14,62 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της

ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 26.84 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου:

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

0,03

5

Τ6

Σχήμα 3.3.19 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στo δοκίμιο 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0,00

2

0,00

4

0,00

6

0,00

8

0,01

0,01

2

0,01

4

Τ6

Σχήμα 3.3.20 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 141: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 137

σ-ε πλευρικό ΑΒ 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

15

-0,0

13

-0,0

11

-0,0

09

-0,0

07

-0,0

05

-0,0

03

-0,0

01

0,0

01

0,0

03

0,0

05

0,0

07

Τ6

Σχήμα 3.3.21 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

6

-0,0

55

-0,0

5

-0,0

45

-0,0

4

-0,0

35

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ6

Σχήμα 3.3.22 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 142: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 138

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

21

-0,0

16

-0,0

11

-0,0

06

-0,0

01

Τ6

Σχήμα 3.3.23 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσος όρος

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

σ-ε LASER 20PPL7

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

07

-0,0

05

-0,0

03

-0,0

01

T-6

Σχήμα 3.3.24 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Παρατηρήθηκε ελαφρύ

φαινόμενο ελατηρίου. Η απόκριση του δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική λόγω

της μεγάλης πτώσης του αξονικού φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της

περίσφιξης.

Page 143: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 139

Ε δοκίμιο

C20 πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C20 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν επαναλαμβανόμενη και σύμφωνα

με τη προαναφερθείσα περιγραφή. Η τάση αντοχής του σκυροδέματος ήταν 34,95

MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 20,96 MPa όπου και ξεκίνησε η επιρροή της

ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά φτάσαμε μέχρι 37,69 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

0,00

5

0,01

0,01

5

0,02

0,02

5

0,03

0,03

5

0,04

0,04

5

0,05

Τ7

Σχήμα 3.3.25 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

0,00

2

0,00

4

0,00

6

0,00

8

0,01

0,01

2

0,01

4

0,01

6

Τ7

Σχήμα 3.3.26 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 144: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 140

σ-ε πλευρικό ΑΒ 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ7

Σχήμα 3.3.27 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ7

Σχήμα 3.3.28 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένω παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 145: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 141

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-0,0

3

-0,0

25

-0,0

2

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

Τ7

Σχήμα 3.3.29 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσος όρος

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Παρατηρήθηκε ελαφρύ

φαινόμενο ελατηρίου. Η απόκριση του δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική λόγω

της μεγάλης πτώσης του αξονικού φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της

περίσφιξης. Αυτό οφείλεται στη μη σωστή αγκύρωση της ενίσχυσης. Δεν ασκήθηκε

ικανοποιητική δύναμη για το σφίξιμο των κολάρων με αποτέλεσμα να ολισθήσει το

σχοινί και να καθυστερήσει η ενεργοποίηση της ενίσχυσης.

Page 146: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 142

ΣΤ δοκίμιο

C20 πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου

Όσον αφορά το συγκεκριμένο δοκίμιο, ήταν αντοχής C20 και τυλίχθηκαν σε αυτό

πέντε στρώσεις πολυπροπυλενίου. Η φόρτιση ήταν μονότονη. Η τάση αντοχής του

σκυροδέματος ήταν 32,28 MPa, μετέπειτα υπήρχε πτώση στα 18,52 MPa όπου και

ξεκίνησε η επιρροή της ενίσχυσης με πολυπροπυλένιο στο σκυρόδεμα και τελικά

φτάσαμε μέχρι 32,50 MPa.

Παρακάτω παρατίθενται τα διαγράμματα του δοκιμίου

σ-ε αξονικό πάνω στην πλάκα 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

0

0.00

5

0.01

0.01

5

0.02

0.02

5

0.03

0.03

5

0.04

Τ13

Σχήμα 3.3.30 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στην πλάκα.

σ-ε αξονικό πάνω στο δοκίμιο 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

01

0,00

4

0,00

9

0,01

4

0,01

9

Τ13

Σχήμα 3.3.31 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μηκυνσιόμετρου πάνω

στο δοκίμιο.

Page 147: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 143

σ-ε πλευρικό ΑΒ 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35-0

,02

2

-0,0

17

-0,0

12

-0,0

07

-0,0

02

Τ13

Σχήμα 3.3.32 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

σ-ε πλευρικό BC 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0.0

19

-0.0

17

-0.0

15

-0.0

13

-0.0

11

-0.0

09

-0.0

07

-0.0

05

-0.0

03

-0.0

01

0.0

01

T13

Σχήμα 3.3.33 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων πλευρικού

μηκυνσιόμετρου.

Page 148: teliko diplowmatiki lefteris GIA PARADWSI 4.4.12

Πέκας Λευτέρης 144

σ-ε μέσος όρος πλευρικών 20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35-0

,02

-0,0

15

-0,0

1

-0,0

05 0

T13

Σχήμα 3.3.34 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων μέσου όρου

πλευρικών μηκυνσιόμετρων.

T-13.20PPL5

0

5

10

15

20

25

30

35

-0,0

12

-0,0

11

-0,0

1

-0,0

09

-0,0

08

-0,0

07

-0,0

06

-0,0

05

-0,0

04

-0,0

03

-0,0

02

-0,0

01 0

T-13

Σχήμα 3.3.35 Διάγραμμα τάσεων-ανηγμένων παραμορφώσεων laser.

Παρατηρήσεις: Η φόρτιση διακόπηκε για λόγους ασφάλειας. Η απόκριση του

δοκιμίου αυτού δεν ήταν ικανοποιητική λόγω της μεγάλης πτώσης του αξονικού

φορτίου, έως ότου ξεκινήσει η δράση της περίσφιξης. Αυτό οφείλεται στη μη σωστή

αγκύρωση της ενίσχυσης. Δεν ασκήθηκε ικανοποιητική δύναμη για το σφίξιμο των

κολάρων με αποτέλεσμα να είναι πιο χαλαρά και να καθυστερήσει την επίδραση της

ενίσχυση.