Η διατριβή μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος αφορά την παρουσίαση του θεωρητικού υποβάθρου του μαθηματικού προσομοιώματος που χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει τη βλάβη που μπορεί να εμφανιστεί σε μια κατασκευή έπειτα από την επιβολή δυναμικής ή στατικής φόρτισης. Το προσομοίωμα αυτό χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα διατριβή για την ανάλυση της γέφυρας της Κόνιτσας και γι’ αυτό το λόγο κρίθηκε απαραίτητη η αναφορά στο θεωρητικό υπόβαθρο, πάνω στο οποίο στηρίζεται. Το δεύτερο μέρος της διατριβής αφορά τη σεισμική ανάλυση της γέφυρας της Κόνιτσας, την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και τη διαδικασία ενίσχυσής της, καθώς και τη μετέπειτα σύγκριση των αποτελεσμάτων. Έτσι λοιπόν, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αρχικά μια ιστορική ανασκόπηση της τοιχοποιίας ενώ στην συνέχεια γίνεται αναφορά τόσο στις κατηγορίες της όσο και στην τοιχοποιία ως υλικό δόμησης. Επιπλέον, γίνεται μία σύντομη περιγραφή των μηχανικών ιδιοτήτων της τοιχοποιίας. Τέλος, παρουσιάζονται σύντομα οι θεμελιώδεις παραδοχές και οι στόχοι του προσομοιώματος που χρησιμοποιήθηκε και εφαρμόστηκε στην παρούσα εργασία. Το δεύτερο κεφάλαιο, αποτελεί το εισαγωγικό μέρος στο οποίο παρουσιάζεται λεπτομερέστερα τα στοιχεία μηχανικής της τοιχοποιίας. Αρχικά, γίνεται αναφορά στην ταξινόμηση της τοιχοποιίας, ως προς τους τρόπους δόμησης, ενώ στην συνέχεια αναλύονται οι μηχανικές της ιδιότητες. Στις υποπαραγράφους του δευτέρου κεφαλαίου, αναλύεται δηλαδή η αντοχή της τοιχοποιίας σε μονοαξονική θλίψη, σε πολυαξονική θλίψη, η εφελκυστική αντοχή σε κάμψη, η διατμητική αντοχή καθώς και η αντοχή υπό τυχούσα επίπεδη καταπόνηση. Τέλος παρουσιάζονται τα ελαστικά χαρακτηριστικά της τοιχοποιίας ενώ περιγράφεται και η διαδικασία της ομογενοποίησης των συστατικών της τοιχοποιίας προκειμένου να αντιμετωπίζεται ως ένα ισοδύναμο ομογενές υλικό. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται σύντομη περιγραφή της θεωρίας βλάβης του συνεχούς μέσου και ο τρόπος που εισάγεται αυτή στο μαθηματικό προσομοίωμα που εφαρμόστηκε στο δεύτερο μέρος της διατριβής. Αρχικά, λοιπόν, γίνεται μια μηχανική αναπαράσταση της βλάβης και στη συνέχεια παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της θεωρίας βλάβης στα ψαθυρά υλικά. Ακολουθεί μία σύντομη περιγραφή του δείκτη βλάβης και η διατύπωση των συναρτήσεών του, όπως αυτές διαμορφώθηκαν κατά την ανάπτυξη του μαθηματικού προσομοιώματος που εφαρμόστηκε στην εργασία, για μονοαξονική θλιπτική καταπόνηση, για μονοαξονική εφελκυστική καταπόνηση, για διατμητική καταπόνηση μετά ορθής τάσης, για επίπεδη εντατική κατάσταση και τέλος τη γενίκευση του για τριαξονική εντατική κατάσταση. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται η επιφάνεια οριακής αντοχής. Αρχικά, δηλαδή, παρουσιάζονται συνοπτικά, και σύμφωνα με την βιβλιογραφία, οι μηχανισμοί αστοχίας της τοιχοποιίας καθώς και ο τρόπος υπολογισμού των τάσεων οριακής αντοχής. Στη συνέχεια διατυπώνονται οι μηχανισμοί αστοχίας της τοιχοποιίας υπό επίπεδη εντατική κατάσταση καθώς και ο γεωμετρικός προσδιορισμός της επιφάνειας οριακής αντοχής της τοιχοποιίας ενώ τέλος παρουσιάζονται οι σχέσεις που υπολογίζουν την οριακή αντοχή της τοιχοποιίας υπό συνθήκες τριαξονικής εντατικής κατάστασης. Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται συνοπτικά οι μέθοδοι αποκατάστασης και ενίσχυσης κατασκευών από τοιχοποιία. Μετά από μία σύντομη βιβλιογραφική αναφορά για την τρωτότητα των κατασκευών από φέρουσα τοιχοποιία, των βλαβών υπό τη δράση στατικών και σεισμικών φορτίσεων, των βλαβών υπό τη δράση περιβαλλοντικών παραγόντων, των κριτηρίων και των αρχών επεμβάσεων επισκευής και ενίσχυσης και των τεχνικών επεμβάσεων επισκευής και ενίσχυσης, γίνεται μια περιγραφική αναφορά των ενισχύσεων τοιχοποιίας με μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος και με προεντεταμένους ελκυστήρες, καθώς αυτοί οι μέθοδοι ενίσχυσης χρησιμοποιήθηκαν και για τη γέφυρα της Κόνιτσας στον Αώο ποταμό. Στο έκτο κεφάλαιο, περιγράφεται συνοπτικά το λογισμικό που κάνει χρήση πεπερασμένων στοιχείων και επιλέχθηκε για την εφαρμογή του προσομοιώματος. Γίνεται αναφορά στις επιλογές ανάλυσης και τις δυνατότητες του προγράμματος αυτού καθώς και της δυνατότητας γραφικής απεικόνισης των αποτελεσμάτων που παράγει.. Στο έβδομο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η κατασκευή που επιλέχθηκε προκειμένου να γίνει αριθμητική εφαρμογή του προσομοιώματος βλάβης. Αρχικά, περιγράφεται η γέφυρα της Κόνιτσας και γίνεται αναφορά των γεωμετρικών στοιχείων της. Έπειτα, παρουσιάζονται ορισμένα ιστορικά στοιχεία της γέφυρας. Στη συνέχεια, περιγράφεται ο τρόπος προσομοίωσης της γέφυρας με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων και αναφέρονται οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών της. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στις δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας που έγιναν τόσο για την αρχική κατάσταση της γέφυρας όσο και στις φάσεις ενίσχυσης με τη χρήση μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος ή με τη χρήση προεντεταμένων ελκυστήρων. Τέλος, αναλύονται οι διαδικασίες ενίσχυσης της γέφυρας είτε με μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος είτε με προεντεταμένους ελκυστήρες. Στο όγδοο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων της γέφυρας τόσο για την αρχική κατάστασή της, δηλαδή της μη ενισχυμένης περίπτωσης, όσο και για τις δύο περιπτώσεις στις οποίες η γέφυρα έχει ενισχυθεί με μανδύα σκυροδέματος ή με προεντεταμένους ελκυστήρες. Στο ένατο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις αναλύσεις της γέφυρας τόσο για την αρχική της κατάσταση όσο και για τις ενισχυμένες περιπτώσεις. / The thesis can be divided into two parts. The first part deals with the presentation of the theoretical background of the mathematical model used to describe the damage that can occur in a construction upon a dynamic or static charge. The model was used in this thesis to analyze the bridge of Konitsa and for this reason the reference to the theoretical background was necessary, on which rests. The second part of the thesis concerns the seismic analysis of the bridge of Konitsa, evaluation of results and building processes and the subsequent comparison of results. Thus, the first chapter is initially a historical overview of the masonry and then refer to both categories and masonry as building material. Moreover, there is a brief description of the mechanical properties of masonry. Finally, presented briefly the fundamental assumptions and objectives of the model used and applied in the present work. The second chapter is the introductory part in which the masonry engineering data presented in more detail. Initially, reference is made to the classification of the masonry, for the construction of ways and then analyzed the mechanical properties. In sub-second chapter, that analyzes the strength of masonry in uniaxial compression, a multiaxial compressive, tensile bending strength, shear strength and durability under arbitrary stress levels. Finally presents the elastic characteristics of masonry and described the process of homogenization of the components of the masonry to be treated as an equivalent homogeneous material. The third chapter is a brief description of the error theory of continuous medium and the way it is introduced in the mathematical model applied in the second part of the thesis. Initially, then, is a mechanical representation of the lesion and then presents the theoretical background of damage theory in brittle materials. Following is a brief description of the index lesion and the expression of functions, like those formed during the development of the mathematical model applied to work, uniaxial compressive stress for uniaxial tensile stress for shear stress after proper voltage for plane stress conditions and end generalization for triaxial stress state. The fourth chapter describes the ultimate strength surface. Initially, ie, summarized, and according to the literature, the masonry failure mechanisms and the calculation of ultimate resistance trends. Then the masonry failure mechanisms are mentioned under plane stress conditions and the geometric definition of the ultimate strength of the masonry surface and finally presents the relations that calculate the ultimate strength of the masonry under conditions of triaxial stress condition. In the fifth chapter summarizes the methods of recovery and strengthening masonry structures. After a brief reference for the vulnerability of masonry structures, damage under the action of static and seismic loads, damage under the action of environmental factors, the criteria and repair operations authorities and aid and technical assistance and repair operations, is a descriptive report of wall reinforcement with concrete jacket and prestressing tractors, as these payment methods used and the bridge of Konitsa Aoos River. In the sixth chapter, summarized the software that makes use of finite element chosen for the implementation of the model. Refer to the analytical options and features of the program and the graphic display feature of the results produced .. In the seventh chapter, the structure was chosen in order to make numerical implementation of the model fault. Initially, described the bridge of Konitsa and reference geometric details. Then are some historical elements of the bridge. Then describe how simulation of the bridge using finite element and are the mechanical properties of the materials. Furthermore, reference is made to the dynamic history analyzes conducted for both the initial state of the bridge and in the amplification stages using concrete jacket or using prestressed tractors. Finally, we analyze the bridge-building processes or concrete jacket or prestressing tractors. In the eighth chapter presents the results of analyzes of the bridge both the initial condition, ie unamplified case, and for two cases in which the bridge has been reinforced with mantle concrete or prestressing tractors. In the ninth chapter presents the conclusions drawn from the analysis of both the bridge in its original condition and for reinforced cases.

Η πλειονότητα των ερευνητών/ειδικών του αντισεισμικού σχεδιασμού συμφωνεί πως μια υπολογιστική διαδικασία που θα έχει ως βασική παράμετρο της απόκρισης τις σεισμικές μετακινήσεις θα είναι πιο ορθολογική και πιθανότατα πιο οικονομική απ’ τη συμβατική μεθοδολογία σχεδιασμού βάσει δυνάμεων. Η έλλειψη μιας μεθοδολογίας αντισεισμικού σχεδιασμού γεφυρών βάσει μετακινήσεων που να είναι απλή, εφικτή και συμβατή με την εφαρμοζόμενη πρακτική και η απουσία πρότασης σχεδιασμού των περιοχών του φορέα βάσει μετακινήσεων, αποδεικνύει το γνωστικό κενό που υπάρχει σ’ αυτή την περιοχή του αντισεισμικού σχεδιασμού. Η παρούσα εργασία επιχειρεί να συμβάλλει στην πλήρωση αυτού του κενού και προς τούτο προτείνει μια νέα μεθοδολογία. Αναφέρεται σε (μή-μονωμένες) γέφυρες σκυροδέματος και περιλαμβάνει μια απλή διαδικασία για την εκτίμηση των απαιτούμενων ανελαστικών παραμορφώσεων, τόσο των βάθρων, όσο και των περιοχών του φορέα - κάνοντας χρήση ελαστικής φασματικής ανάλυσης και επεκτείνοντας τον κανόνα των "Ίσων Μετακινήσεων" στο τοπικό επίπεδο. Η διαδικασία αναπτύσσεται και βαθμονομείται βάσει (σχεδόν δύο χιλιάδων) μή-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων (με εν χρόνω ολοκλήρωση) αντιπροσωπευτικών γεφυρών, τριών έως πέντε ανοιγμάτων. Όμως για την εφαρμογή της απαιτούνται μόνο ελαστικά εργαλεία. Σε αντίθεση με τις έως τώρα ερευνητικές προσπάθειες, όπου γίνεται η απλουστευτική παραδοχή γραμμικής συμπεριφοράς του φορέα, στην παρούσα έρευνα δίνεται έμφαση στην προσομοίωση των περιοχών του φορέα και λαμβάνονται υπ’ όψιν οι μή-γραμμικότητές του. Από την εφαρμογή του διαπιστώνεται ότι ο προτεινόμενος σχεδιασμός βάσει μετακινήσεων προσφέρει πολύ οικονομικότερα ποσοστά όπλισης (από 1/2 έως 1/7 στο διαμήκη οπλισμό και από 1/1 έως 1/3 στον εγκάρσιο οπλισμό), χωρίς να επιβαρύνει ουσιαστικά την επιτελεστικότητα της γέφυρας - η υπεραντοχή των γεφυρών που σχεδιάζονται με την προτεινόμενη μεθοδολογία είναι πρακτικά ισοδύναμη με την υπεραντοχή των συμβατικά σχεδιασμένων γεφυρών. Η παρουσίαση της μεθοδολογίας περιλαμβάνει την περιγραφή της διαδικασίας σχεδιασμού υπό μορφή αλγόριθμου (Κεφ. 2), του τρόπου εφαρμογής της στην πράξη (διαδικασία προσομοίωσης, παραδείγματα σχεδιασμού: Κεφ. 3), του θεωρητικού υποβάθρου βάσει του οποίου αναπτύχθηκε (Κεφ. 4), των προβλημάτων της συμβατικής μεθοδολογίας (παραδείγματα σχεδιασμού βάσει δυνάμεων: Κεφ. 3) και των κενών που διαπιστώνονται στην τεκμηρίωση της συμβατικής μεθοδολογίας (Κεφ. 4). Η αποτίμηση του σχεδιασμού (Κεφ. 3) δεκαέξι αντιπροσωπευτικών γεφυρών (οκτώ σχεδιασμένων βάσει μετακινήσεων και οκτώ συμβατικά σχεδιασμένων), παρουσιάζεται υπό μορφή παράλληλης σύγκρισης της επιτελεστικότητας και συνηγορεί υπέρ των πλεονεκτημάτων της νέας μεθοδολογίας. Στα Παραρτήματα δίνονται πληροφορίες για τα υπολογιστικά εργαλεία που αναπτύχθηκαν για την προσομοίωση και την ανάλυση των γεφυρών (επέκταση προγράμματος ANSRuop). / The majority of seismic design researchers/specialists concludes that displacement-based design methodologies reduce the uncertainty of the design process and probably lead to less expensive structures. The absence of a simple displacement-based seismic design procedure for bridges that will be feasible and compatible with the current design practice and the nonexistence of a proposal for the displacement-based design of the deck indicate the gap of knowledge in this field of earthquake engineering. This thesis attempts to contribute to the reduction of this gap and for this scope proposes a new methodology. The procedure focuses on bridges with concrete piers monolithically connected to a prestressed concrete continuous deck and comprises simple steps for the estimation of the inelastic/nonlinear deformations of both the piers and the deck - through elastic modal response spectrum analysis, extending the applicability of the "equal displacement" rule to the level of member deformations. About two thousands nonlinear dynamic (time-history) analyses of several representative bridges (with deck of three or five spans) are used for the development and the calibration of the procedure. However, for the application of the methodology only elastic modal response spectrum analysis is needed. Contrary to other current researches, which adopt the hypothesis of deck elastic response, the nonlinearities of the deck are modeled. The proposed displacement-based procedure offers lower reinforcement ratios (from 1/2 to 1/7 for the longitudinal reinforcement and from 1/1 to 1/3 for the transverse reinforcement) at no detriment to the expected seismic performance - the global overstrength of the bridges which are designed with the proposed procedure is practically equivalent to the global overstrength of the conventionally designed bridges (current force-based design). The step by step description of the design algorithm (Chap. 2) is followed by the practical application of the methodology (modeling aspects, design examples: Chap. 3), the conceptual justification (Chap. 4), the deficiencies of the conventional design procedure (force-based design examples: Chap. 3) and the fallacies in the justification of the conventional design methodology (Chap. 4). Comparative performance-based design evaluation (Chap. 3) of sixteen representative bridges (eight bridges subjected to alternative seismic design) indicates the benefits of the proposed procedure. The computational capabilities which were developed for the modeling and the analysis of the bridges are described in the appendices (upgrade of program ANSRuop).