Μεγάλος αριθμός έργων πολιτικού μηχανικού αναπτύσσουν μηχανισμούς ολίσθησης. Η ευστάθεια πρανούς που καταπονείται από σεισμικές διεγέρσεις είναι ένα πρόβλημα που απασχόλησε πληθώρα μελετητών κατά την διάρκεια των χρόνων και οδήγησε στην ανάπτυξη διαφόρων μεθόδων για την εκτίμηση των μόνιμων παραμορφώσεων με το πέρας της κίνησης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να μελετήσει το φαινόμενο της ασύμμετρης ολίσθησης πρανούς προσομοιώνοντάς το, με ένα μοντέλο που αναπτύχθηκε το 1965 από τον Newmark και να καταδείξει το μέγεθος των μετατοπίσεων που αναπτύσσονται , το πώς η πολικότητα του σεισμού επηρεάζει την συμπεριφορά του πρανούς καθώς και την περεταίρω μελέτη που επιβάλλεται να διεξαχθεί. Αναπτύσσεται αναλυτικά η λογική της κίνησης καθώς και οι τρόποι προσέγγισης του προβλήματος, μία λύση κλειστής μορφής και μία με το μοντέλο Bouc- Wen, διερευνούνται οι παράμετροι που επηρεάζουν το πρόβλημα και τέλος παρατίθενται αφενός τα αποτελέσματα συγκριτικά με αυτά της βιβλιογραφίας και αφετέρου των αναλύσεων πλήθους σεισμικών διεγέρσεων εγγύς πεδίου. / Numerous civil engineer’s applications develop sliding mechanisms. Slope’s stability under seismic excitations is a problem that was investigated by several researchers in recent years and led to the development of various methods for the estimation of permanent displacement by the end of the motion. The current study examines the slope’s asymmetric sliding by Newmark’s analogue, calculates the residual slippage, shows how polarity affects slope’s behavior and suggests further analysis. The concept of behavior is analysed thoroughly, the two approaches of the problem are presented (a closed form solution and a Bouc-Wen Model analysis), the parameters of the problem are investigated and eventually, a literature comparison and analysis results are listed.

Η παρούσα διατριβή ασχολείται με την καμπτική ενίσχυση δοκών οπλισμένου σκυροδέματος με στρώσεις σκυροδέματος στο εφελκυόμενο ή στο θλιβόμενο πέλμα τους. Ιδιαίτερα ασχολείται με τον προσδιορισμό της ολίσθησης στη διεπιφάνεια τους. Συγκεκριμένα στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση για τις διεπιφάνειες σκυροδέματος. Παρουσιάζονται όλα τα προσομοιώματα που προτείνονται είτε σε Κανονισμούς, είτε από διάφορους ερευνητές, για τον προσδιορισμό της διατμητικής αντοχής της διεπιφάνειας, καθώς και για τον προσδιορισμό της σχέσης διατμητικής τάσης – ολίσθησης στη διεπιφάνεια σκυροδέματος. Στο 2ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται βιβλιογραφική ανασκόπηση για τις διεπιφάνειες σκυροδέματος με χάλυβα ή σύνθετα υλικά, σε σύμμικτες κατασκευές και σε μέλη ενισχυμένα με ελάσματα χάλυβα ή από ινοπλισμένα πολυμερή (ΙΟΠ), καθώς και πειραματικά αποτελέσματα κατανομής ολίσθησης σε διεπιφάνεια δοκών οπλισμένου σκυροδέματος ενισχυμένες με στρώση σκυροδέματος. Στο 3ο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η πειραματική διερεύνηση δοκών οπλισμένου σκυροδέματος (Ο.Σ.) ενισχυμένων με στρώσεις σκυροδέματος. Εξετάστηκαν δύο ομάδες δοκιμίων. Στην πρώτη ομάδα εξετάστηκαν τέσσερα πρισματικά δοκίμια σκυροδέματος που ενισχύθηκαν με στρώση σκυροδέματος και στη συνέχεια δοκιμάστηκαν με φόρτιση τριών σημείων. Η δεύτερη ομάδα αναφέρεται σε πέντε δοκούς Ο.Σ. ενισχυμένες επίσης με στρώση σκυροδέματος, καθώς και σε αντίστοιχες μονολιθικές δοκούς που όλες δοκιμάστηκαν με φόρτιση τεσσάρων σημείων. Σε όλα τα δοκίμια και των δύο ομάδων μετρήθηκε η αντοχή τους καθώς και η ολίσθηση στη διεπιφάνεια τους. Στο 4ο Κεφάλαιο προτείνεται αναλυτική διαδικασία για τον υπολογισμό της ολίσθησης στη διεπιφάνεια σκυροδέματος και η εφαρμογή της στα πειραματικά δοκίμια που παρουσιάστηκαν στο Κεφάλαιο 3 καθώς και σε κάποια άλλα δοκίμια της βιβλιογραφίας που παρουσιάστηκαν στο 1ο Κεφάλαιο. Το 5ο Κεφάλαιο της παρούσας διατριβής, εξετάζει την επιρροή της συστολής ξήρανσης στο μέγεθος της ολίσθησης. Στο κεφάλαιο αυτό, παρουσιάζονται πειραματικές μετρήσεις της παραμόρφωσης και ολίσθησης λόγω συστολής ξήρανσης στα δοκίμια και των δύο ομάδων πειραματικών δοκιμίων που παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 3 και προτείνεται αναλυτικός τρόπος υπολογισμού της ολίσθησης και της διατμητικής τάσης στη διεπιφάνεια, συνυπολογίζοντας την επιρροή της συστολής ξήρανσης. Τέλος, παρουσιάζονται τα συνολικά συμπεράσματα που προέκυψαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα. / The present thesis concerns the flexural strengthening of reinforced concrete (RC) beams by placing a new concrete layer on their compressive or tensile side. The main objective of the thesis is to evaluate interface slip. The first chapter is a literature review on concrete interfaces. Theoretical models, suggested by design codes or other researchers, for the calculation of the shear resistance and the relationship between the shear stress and the slip at the interface are presented. Moreover, experimental results for the shear stress against slip relationship at the concrete interface are given. The second chapter presents a literature review on the shear stress and slip distribution at concrete to steel or concrete to fibre reinforced polymer (FRP) interfaces. Theoretical and experimental results for the value of shear stress at the interface of concrete beams strengthened with steel or FRP plates and shear stress and slip distribution at the interface of composite steel and concrete beams are presented. The third chapter concerns an experimental investigation of RC beams strengthened with concrete layers. Two types of specimens are examined. The first group are prismatic RC specimens strengthened with a concrete layer and tested by three point bending. The second group contains 10 RC beams. Five are strengthened with a concrete layer on their compressive or tensile side, four are respective monolithic specimens and the final one is a control beam without any strengthening. These beams are tested under four point bending. In all tests, for both groups of specimens, load against deflection curves are determined and the slip along the interface is measured. An analytical evaluation of the slip at the interface of RC beams strengthened with concrete layers and the verification of the method comparing the analytical results with respective experimental results presented in Chapters one and three is presented in Chapter four. The shrinkage effect on interface slip and shear stress is examined in Chapter five. Experimental measurements of shrinkage strains and slip on specimens of both experimental groups presented in Chapter three are presented. An analytical evaluation of the extra slip and shear stress at the interface caused by shrinkage effect is also suggested. Finally, all results of the thesis and suggestions for future work are given.

Ένα από τα κύρια προβλήματα που συναντώνται σε κτίρια ή γέφυρες που έχουν κατασκευασθεί πριν από το 1980, είναι η μειωμένη καμπτική αντοχή και πλαστιμότητα, το οποίο αρκετά συχνά οφείλεται στην έλλειψη περίσφιξης και στη παρουσία κοντών αναμονών που είχαν οι κατασκευές αυτές. Ο κύριος σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να παρουσιάσει και να αξιολογήσει πέντε από τα διαθέσιμα στη βιβλιογραφία αναλυτικά μοντέλα προσδιορισμού του απαιτούμενου πάχους του εξωτερικά εφαρμοζόμενου μανδύα για την αποφυγή της αστοχίας των ματιζομένων οπλισμών των υποστυλωμάτων συμπεριλαμβανομένου και του αντίστοιχου μοντέλου το οποίο δίνεται στο Σχέδιο 1 και Σχέδιο 2 του ΚΑΝΕΠΕ. Τα αναλυτικά μοντέλα αξιολογούνται μέσω πειραματικών αποτελεσμάτων από τη βιβλιογραφία. Η αξιολόγηση γίνεται σε δύο επίπεδα. Στο πρώτο επίπεδο αξιολογείται η αξιοπιστία πρόβλεψης του απαιτούμενου πάχους του υλικού ενίσχυσης –χρησιμοποιώντας τις μέσες τιμές των υλικών- ενώ στο δεύτερο επίπεδο εξετάζεται η αντίστοιχη καταλληλότητα κάθε προσομοιώματος για το σχεδιασμό –χρησιμοποιώντας τις αντίστοιχες τιμές σχεδιασμού των υλικών-. Τροποποιημένες εξισώσεις βασιζόμενες στο προσομοίωμα του ΚΑΝΕΠΕ παρουσιάζονται. Η χρήση των τροποποιημένων εξισώσεων ελέγχεται μέσω διαθέσιμων πειραματικών αποτελεσμάτων και προκύπτει ικανοποιητική σύγκλιση με αυτά. / Reinforced concrete frames or bridges constructed in the early 80s or before, were usually designed and detailed to resist lower lateral forces than those required today. Building columns were commonly designed for compression only and as a result they do not have the adequate lateral strength to resist the imposed earthquake loads. One of the main deficiencies in these older structures is the limited flexural strength and ductility often due to short and lightly confined lap splices. The main aim of this thesis is to present and evaluate five of the proposed analytical models in order to rehabilitate reinforced concrete columns with short lap splices by external confinement, including and the confinement model given by the draft version of the Greek Retrofitting Code (GRECO). The above analytical models are validated against experimental results. The validation is performed in two levels. In the first level, the reliability of the prediction for the required jacket thickness given by the models, is examined, by using the average values of the materials. In the second level, the propriety for the design of each model is examined by using the design values of the materials. A modified equation based on the model given by GRECO is presented as well. By using the proposed modified equation a satisfactory agreement with the experimental results was accomplished.

Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη χρονικά μεταβαλλόμενων και ασταθών υπό συνθήκες ροών ιξωδοπλαστικών και ιξωδο-ελαστικών ρευστών λόγω της σημασίας που παρουσιάζουν τα υλικά αυτά σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής μελετήθηκε αρχικά το πρόβλημα της συμπίεσης ιξωδοπλαστικού ρευστού μεταξύ δύο δίσκων το οποίο είναι ένα βασικό πείραμα ρεολογικού χαρακτηρισμού μη Νευτωνικών υλικών. Η χρονικά μεταβαλλόμενη προσομοίωση επέτρεψε τον προσδιορισμό των σημαντικών διαφορών μεταξύ των δύο εκδοχών του συγκεκριμένου ρεολογικού πειράματος (δίσκοι κινούμενοι υπό σταθερή ταχύτητα ή υπό σταθερή δύναμη) που ήταν αδύνατος με τα προηγούμενα μοντέλα, ενώ παρουσιάζεται και πλήρης παραμετρική μελέτη της διεργασίας αυτής. Το υπόλοιπο μέρος της παρούσας εργασίας αφιερώθηκε στη μελέτη της διεργασίας εκβολής ιξωδοελαστικών υλικών η οποία συναντάται ευρέως στη βιομηχανία μορφοποίησης πολυμερών. Παρουσιάζεται μια πλήρης παραμετρική ανάλυση για την εκβολή ενός ιξωδοελαστικού ρευστού Phan-Tien & Tanner (PTT) από ένα δακτυλιοειδή αγωγό προκειμένου να εξετάσουμε την επίδραση της γεωμετρίας του αγωγού, και των ρεολογικών ιδιοτήτων του ρευστού. Επιπλέον ένα σημαντικό πρόβλημα που εμφανίζεται κατά την εκβολή από ένα κυλινδρικό, επίπεδο ή δακτυλιοειδή αγωγό είναι η εμφάνιση ασταθειών οι οποίες επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα του τελικού προϊόντος. Προκειμένου να διερευνηθεί ο μηχανισμός που προκαλεί την εμφάνιση αυτών των ασταθειών πραγματοποιήθηκε γραμμική ανάλυση ευστάθειας για τη αξονοσυμμετρική και καρτεσιανή δισδιάστατη ροή επικόλλησης-ολίσθησης (stick-slip flow) ενός ρευστού PTT. Γύρω από τη λύση μόνιμης κατάστασης πραγματοποιείται γραμμική ανάλυση ευστάθειας, και υπολογίζονται οι ιδιοτιμές του γενικευμένου προβλήματος με τη βοήθεια της μεθόδου Arnoldi. Έτσι προσδιορίζεται η επίδραση των ιδιοτήτων του υλικού στην ευστάθεια ή μη της ροής. / The purpose of this dissertation is to perform a study on time-dependent and conditionally unstable flows of viscoplastic and viscoelastic fluids because of their importance in various industrial processes. A typical experiment which is used widely for the rheological characterization of non-Newtonian fluids is squeeze flow which is the subject of the first chapter of this dissertation. The time-dependent simulation permitted the determination of the distinct differences between the two versions of this rheological experiment (disks moving with constant velocity or under constant force) which was impossible with the models used up to now, while a complete parametric analysis of this process is presented. The rest of this work focuses in the important problem of the extrusion process of a viscoelastic fluid, which is frequently encountered in the polymer industry. A complete parametric analysis is presented for the extrusion of a Phan-Thien Tanner (PTT) fluid from an annular die in order to examine the effect of the die geometry and the rheological properties of the fluid on this process. Moreover, it is widely known that during the extrusion from a cylindrical, planar or an annular die various flow instabilities may arise affecting significantly the quality of the final product. In order to investigate the mechanism, which causes the appearance of these instabilities, a linear stability analysis is performed for the cylindrical or planar stick-slip flow of a PTT fluid. The stability analysis is performed around the steady state solution and the eigenvalues of the generalized problem are calculated using the Arnoldi algorithm. With this method the effect of the various rheological properties of the fluid on the stability of the flow is determined.