Η χώρα μας διαθέτει έναν μεγάλο αριθμό κτιρίων που έχουν κατασκευαστεί δεκαετίες πριν. Τα κτίρια αυτά χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα και δεν επαρκούν στις σεισμικές δυνάμεις είτε λόγω του παλιού τρόπου κατασκευής τους που διαφέρει σε αρκετά σημεία από τον σημερινό, είτε λόγω των φθορών που έχουν ήδη υποστεί από σεισμικές δυνάμεις μεγάλης έντασης. Ως εκ τούτου η ανάγκη για έλεγχο τους σε φέρουσα ικανότητα και κατ’ επέκταση η ενίσχυση τους είναι μεγάλη. Σήμερα οι Κώδικες που έχουν σχέση με την ενίσχυση κτιρίων είναι ο Ευρωκώδικας 8 – Μέρος 3, ενώ πρόσφατα τέθηκε σε ισχύ και ο Κανονισμός Επεμβάσεων ΚΑΝ.ΕΠΕ., ο οποίος ισχύει ταυτόχρονα με το κείμενο του Ευρωκώδικα και έχει σαν στόχο την κάλυψη των κενών που υπάρχουν στο κείμενο του Ευρωκώδικας 8 Μέρος 3.

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται ένα κτίριο από ωπλισμένο σκυρόδεμα, το οποίο βρίσκεται στον Νομό Αττικής, στο Δήμο Αγ. Αναργύρων. Το υπό μελέτη κτίριο είναι ένα κτίριο κατοικιών, πενταόροφο με ισόγειο και δώμα και υπόγειο, στο οποίο πρόκειται να γίνει αλλαγή χρήσης σε κτίριο γραφείων. Το κτίριο είναι κατασκευής του 1969 και σχεδιάστηκε με βάση τον Κανονισμό Ωπλισμένου Σκυροδέματος του 1954 και τον Αντισεισμικό Κανονισμό του 1959. Τα υλικά τα οποία χρησιμοποιήθηκαν είναι σκυρόδεμα Β225 και χάλυβας StIII. Η θεμελίωση του κτιρίου έχει γίνει με μεμονωμένα πέδιλα, τα οποία συνδέονται με συνδετήριες δοκούς. Το κτήριο δεν φέρει ρηγματώσεις στα φέροντα στοιχεία, από παλαιότερους σεισμούς, και έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με τους παλιότερους κανονισμούς χωρίς να παρατηρούνται κακοτεχνίες. Θεωρείται ότι είναι καλής κατάστασης και χαρακτηρίζεται ως μεγάλο σε ηλικία αφού είναι μεγαλύτερο των 25 ετών.

Το πρόγραμμα μελέτης που χρησιμοποιήθηκε για τις αναλύσεις είναι το στατικό πρόγραμμα Fespa, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στην Ελλάδα από αρκετά μελετητικά γραφεία και στο οποίο έχουν ενσωματωθεί οι διατάξεις των Ευρωκωδίκων και του ΚΑΝ.ΕΠΕ. Αρχικά για το κτίριο αυτό γίνεται η επίλυση του με τους παλαιότερους κανονισμούς προκειμένου να δοθούν οι οπλισμοί του οι οποίοι συγκρίνονται με τους υφιστάμενους. Έπειτα γίνεται επίλυσή του, με τους τωρινούς ισχύοντες Κανονισμούς, δηλαδή με τα κείμενα των Ευρωκωδίκων 2 και 8, και συγκεκριμένα με την ανελαστική στατική μέθοδο (pushover) αφού πρώτα επιλέγονται η στάθμη επιτελεστικότητας ελέγχου και το επίπεδο γνώσης. Στη παρούσα διπλωματική εργασία οι επιλογές που έγιναν είναι στάθμη επιτελεστικότητας «Σοβαρές Βλάβες» και επίπεδο γνώσης «Κανονική Γνώση», που είναι και οι συνήθεις επιλογές για κτίρια αντίστοιχου τύπου και σπουδαιότητας.

Το κτίριο φορτίζεται σεισμικά με δύο διαφορετικές καθ’ ύψος κατανομές, μία ομοιόμορφη και μία ιδιομορφική κατανομή και προς τις τέσσερις κατευθύνσεις 0ο, 90ο, 180ο, και 270ο. Έτσι δημιουργούνται συνολικά 8 διαφορετικές αναλύσεις για κάθε μία από τις οποίες υπολογίζεται διαφορετική στοχευμένη μετακίνηση και κατ’ επέκταση διαφορετικά εντατικά μεγέθη. Οπότε σε κάθε ανάλυση διαρρέουν και πλαστικοποιούνται διαφορετικές διατομές. Αυτές οι 8 αναλύσεις γίνονται μία φορά με την στοχευμένη μετακίνηση να έχει υπολογιστεί με την μέθοδο του ΚΑΝ.ΕΠΕ. και την δεύτερη με την μέθοδο του Ευρωκώδικα 8 - Μέρος 1.Έτσι προκύπτουν οι καμπύλες φέρουσας ικανότητας της κατασκευής οι οποίες συγκρίνονται με το φάσμα του σεισμού σχεδιασμού.

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από το σύνολο των αναλύσεων αφορούν την μέθοδο υπολογισμού της στοχευμένης μετακίνησης και πως αυτή επηρεάζει τα αποτελέσματα του κτιρίου στον έλεγχο φέρουσας ικανότητας. Συγκεκριμένα, η στοχευμένη μετακίνηση που υπολογίζεται σύμφωνα με την μέθοδο του ΚΑΝ.ΕΠΕ. είναι πιο δυσμενής σε σχέση με αυτήν που υπολογίζεται από με την μέθοδο του Eυρωκώδικα 8 – Μέρος 1 για κάθε μορφή σεισμικής φόρτισης είτε ομοιόμορφης είτε ιδιομορφικής. Η διαφορά αυτή οφείλεται κατά κύριο λόγο στον τρόπο με τον οποίο γίνονται κάποιες παραδοχές και κάποιες απλοποιήσεις στις δύο αυτές μεθόδους.

Οι διατομές που ξεπερνούν το όριο επιτελεστικότητας «Σοβαρές Βλάβες» κατά την μέθοδο ΚΑΝ.ΕΠΕ. είναι  τριπλάσιες σε αριθμό από αυτές που ξεπερνούν το αντίστοιχο όριο κατά την μέθοδο του Ευρωκώδικα 8. Αυτό αιτιολογείται διπλά. Η στοχευμένη μετακίνηση, δηλαδή η μετακίνηση που θα είχε η κατασκευή για την συγκεκριμένη σεισμική δύναμη σχεδιασμού, είναι κατά πολύ μεγαλύτερη αυτής του EC8-1 όπως προαναφέρθηκε, οπότε κατ’ επέκταση είναι περισσότερες οι διατομές που ξεπερνούν το όριο Οιονεί Κατάρρευση. Υπάρχει όμως και ακόμα μία αιτία που βρίσκεται ανάμεσα στους συντελεστές που ορίζουν την οριακή γωνία στροφής για την στάθμη επιτελεστικότητας «Σοβαρές Βλάβες». Κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. η γωνία στροφής αυτή είναι θd= 0,50(θy+θu), όπου γRd = 1,25. Αντίστοιχα για τον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3 , θd= 0,75θu, όπου γel = 1,10. Παρατηρούμε λοιπόν η γωνία στροφής ελέγχου είναι μικρότερη κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. , η οποία γίνεται ακόμα μικρότερη με τον συντελεστή ασφαλείας 1,25. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι η μέθοδος αποτίμησης της φέρουσας ικανότητας κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. είναι σαφώς πολύ πιο συντηρητική έναντι αυτής του Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3.

Επίσης, κατά τον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3 παρατηρούμε ότι το λογισμικό του Fespa δίνει διατομές που περνούν την στάθμη επιτελεστικότητας «Σοβαρές Βλάβες» στις δοκούς και όχι στα υποστυλώματα στα οποία κάποιες διατομές έχουν οριακά ξεπεράσει το όριο της διαρροής. Αντίθετα στην μέθοδο του ΚΑΝ.ΕΠΕ. έχουν ξεπεράσει το όριο της στάθμης επιτελεστικότητας «Σοβαρές Βλάβες» αρκετές διατομές και στα υποστυλώματα αλλά κυρίως στα δοκάρια.

Παρατηρούνται τέλος δοκοί και υποστυλώματα να ξεπερνούν το όριο επιτελεστικότητας και σε υψηλότερους ορόφους πέραν του ισογείου και του πρώτου ορόφου όπου συνήθως αναμένονται οι περισσότερες αστοχίες. Αυτό οφείλεται στην ιδιομορφική κατανομή του σεισμού που γίνεται στις αναλύσεις 5 έως 8 για διαφορετική κατεύθυνση της σεισμικής φόρτισης.

Είναι, λοιπόν, εμφανής η ανάγκη ενίσχυσης η οποία στα πλαίσια της ταυτόχρονης ισχύς του Ευρωκώδικα 8 και του ΚΑΝ.ΕΠΕ. γίνεται με τα δυσμενέστερα αποτελέσματα, δηλαδή αυτά που προκύπτουν για στοχευμένη μετακίνηση υπολογισμένη με την μέθοδο του ΚΑΝ.ΕΠΕ. Στην παρούσα διπλωματική εργασία ο τρόπος ενίσχυσης που προτείνεται είναι η αύξηση της πλαστιμότητας των υποστυλωμάτων με την μέθοδο της περίσφιγξης με χρήση ινοπλισμένων πολυμερών.

Βασικά σημεία στα οποία πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή κατά τον ανασχεδιασμό με ινοπλισμένα πολυμερή είναι ο ψαθυρός τρόπος αστοχίας τους, που οδηγεί το περισφιγμένο σκυρόδεμα το πολύ μέχρι  την παραμόρφωση που αντιστοιχεί στην τριαξονική αντοχή του. Έλεγχοι που πρέπει να γίνονται για το υλικό ενίσχυσης για τον συγκεκριμένο τύπο περίσφιγξης υποστυλώματος είναι η περίπτωση αστοχίας του λόγω μεγαλύτερης παραμόρφωσής του από το επιτρεπόμενο το οποίο οδηγεί σε αστοχία του συνόλου της ενίσχυσης. Παράδειγμα ενίσχυσης παρατίθεται στην μεταπτυχιακή εργασία για το υποστύλωμα Κ8, σύμφωνα με την Μέθοδο που προτείνει ο ΚΑΝ.ΕΠΕ. η οποία είναι πιο αναλυτική και πιο λεπτομερής έναντι της μεθόδου που δίνεται στον Ευρωκώδικα 8 - Μέρος 3. Οι διαφορές είναι πολύ μικρές και έχουν σχέση με απλοποιήσεις που γίνονται κατά την τυποποίηση της διαδικασίας.

Τέλος, βασικό μέρος του ανασχεδιασμού είναι ο προσδιορισμός του στόχου ανασχεδιασμού, οποίος στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εκφράζεται μέσω του καθολικού δείκτη συμπεριφοράς q. Στην περίπτωση αυτή αρχικά υπολογίζεται σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 1, ο επιθυμητός δείκτης συμπεριφοράς q και κατ’ επέκταση υπολογίζεται ο τοπικός δείκτης πλαστιμότητας κάθε μέλους με βάση τον οποίο και διαστασιολογείται η ενίσχυση. Αναφέρεται επίσης η μεθοδολογία που ακολουθείται για την εύρεση του επιθυμητού δείκτη q, με αναφορές στο κείμενου του Ευρωκώδικα 8 - Μέρος 1 και του ΚΑΝ.ΕΠΕ. ενώ δίνεται και η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθοδολογίας για το συγκεκριμένο κτίριο.