Pumice concrete exhibits significant advant
ages as a structural material, such as its reduced
self
-
weight and its thermal insulation properties.
Lower self
-
weight is translated to smaller
required cross sections and rebar reinforcements due to lower self
-
weight and inertial loads,
while its inheren
t
thermal insulation properties have energy saving related benefits.
The main objective of this study is
the response of pumice concrete against uniaxial
compression
,
including the efficiency of the confinement of the lateral reinforcing steel
hoops, in v
arious configurations and volumetric ratios. The above are being evaluated through
an extensive
experimental
series
of 28 prismatic specimens of rectangular plan view, with 15, 20 or 25 cm side length and triple size height. Also, a literature research is
contained,
regarding similar experimental and theoretical research on pumice and other lightweight
concretes, including normal density concrete
’s
confinement research data for comparison
purposes.
Additionally, a
typical 5 story building was analyzed, imp
lementing pumice concrete for the
horizontal structural elements and normal density concrete for the vertical ones. The
building
was
compared with two geometrically similar buildings made of solely normal density
concrete and solely lightweight concrete
re
spectively
, simulated with the same assumptions.
The most significant characteristics that were
compared
are
the criticalness of various design
criteria related to both failure and serviceability limit states, the savings in steel and concrete
volume, the
target displacement value of a pushover analysis and the post
-
elastic behavior
regarding the plastic rotation capacity and the limit states
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”
(EL)
Το κισηρόδεμα, δηλαδή το σκυρόδεμα με αδρανή τη κίσηρη, παρουσιάζει ενδιαφέροντα πλεονεκτήματα ως δομικό υλικό, όπως το μειωμένο του βάρος και τη μεγάλη του θερμομονωτική ικανότητα. Μικρότερο βάρος σε μια κατασκευή σημαίνει μείωση των απαραίτητων διατομών και οπλισμών τόσο λόγω μειωμένων ιδίων βαρών όσο και μικρότερων αδρανειακών φορτίων, ενώ η έμφυτή του θερμομονωτική του ικανότητα επιφέρει ενεργειακά οφέλη. Από την άλλη μεριά, τα μειωμένα μηχανικά χαρακτηριστικά της κίσηρης έναντι των συνήθων αδρανών αποτελεί έναυσμα προς περαιτέρω έρευνα.
Το βασικό αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας είναι η απόκριση του κισηροδέματος σε κεντρική θλίψη και η αποδοτικότητα της περίσφιγξης των εγκάρσιων οπλισμών, σε διάφορες διατάξεις και ογκομετρικά ποσοστά. Τα παραπάνω εκτιμώνται μέσω ενός εκτενούς πειραματικού προγράμματος σε 28 πρισματικά δοκίμια τετραγωνικής κάτοψης, πλάτους 15, 20 ή 25 cm και τριπλάσιου ύψους. Επίσης, πραγματοποιείται βιβλιογραφική διερεύνηση σχετικά με αντίστοιχες πειραματικές και θεωρητικές μελέτες στο κισηρόδεμα αλλά και σε άλλου είδους ελαφροσκυροδέματα, όπως επίσης και σε μελέτες στην περίσφιγξη σε σύνηθες σκυρόδεμα για συγκριτικούς σκοπούς.
Επιπλέον, στην εργασία αναλύεται ένα τυπικό πενταώροφο πλαισιακό κτίριο με χρήση κισηροδέματος για τα οριζόντια και σκυρόδεμα κανονικού βάρους για τα κατακόρυφα στοιχεία, το οποίο συγκρίνεται με δύο ίδια γεωμετρικά κτίρια εξολοκλήρου από κισηρόδεμα και από σκυρόδεμα κανονικού βάρους αντίστοιχα. Το πιο σημαντικά χαρακτηριστικά που συγκρίνονται είναι η κρισιμότητα των διαφόρων ελέγχων σε οριακή κατάσταση αστοχίας και λειτουργικότητας, η εξοικονόμηση χάλυβα και σκυροδέματος, η στοχευόμενη μετατόπιση από ανάλυση pushover και η μετελαστική συμπεριφορά σε όρους διαθέσιμης πλαστικής στροφής και σταθμών επιτελεστικότητας.
(EL)
National Technical University of Athens
