http://hdl.handle.net/11728/11463 Τμήμα Πολιτικής Μηχανικής 2026-03-22T14:12:32Z http://hdl.handle.net/11728/13273 Experimental Testing of Retrofitted Corroded Reinforced Concrete Elements Petridis, Christos This thesis investigates the comparative mechanical behavior of conventional concrete and retrofitted reinforced concrete elements strengthened with repair mortars of class R4 and carbon fiber-reinforced polymer (FRP) systems. Corrosion remains a critical challenge to the durability and service life of reinforced concrete structures, making innovative strengthening and rehabilitation methods increasingly essential. The experimental methodology was developed following an extensive literature review on corrosion mechanisms, structural degradation, and state-of-the-art repair techniques employing FRPs and mortar-based systems. The study involved accelerated corrosion of prismatic concrete specimens, compressive and splitting tensile testing of cylindrical specimens, and flexural testing of repaired prisms across five categories: non corroded plain concrete, untreated reinforced concrete, corroded specimens and corroded specimens retrofitted using the above-mentioned materials. The combined use of high-performance mortars and carbon FRPs significantly enhanced the flexural capacity and ductility of corroded specimens. Results confirmed the efficiency of these composite systems in restoring load-bearing capacity and improving structural response under bending. Overall, the findings validate the applied retrofitting strategies as practical and effective solutions for the repair and retrofitting of corroded reinforced concrete elements. Their contribution to mechanical performance and durability highlights their wide applicability in infrastructure rehabilitation. Notably, FRP retrofitting demonstrated exceptional potential, restoring structural integrity and increasing flexural strength by up to three times compared to plain concrete. Περίληψη Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη συγκριτική μηχανική συμπεριφορά του συμβατικού σκυροδέματος και των ενισχυμένων στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα που έχουν επισκευαστεί με επισκευαστικά κονιάματα κατηγορίας R4 και συστήματα πολυμερών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα (FRP). Η διάβρωση παραμένει μια κρίσιμη πρόκληση για την ανθεκτικότητα και τη διάρκεια ζωής των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα, καθιστώντας τις καινοτόμες μεθόδους ενίσχυσης και αποκατάστασης ολοένα και πιο απαραίτητες. Η πειραματική μεθοδολογία αναπτύχθηκε μετά από εκτενή βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τους μηχανισμούς διάβρωσης, την υποβάθμιση των κατασκευών και τις πλέον σύγχρονες τεχνικές επισκευής με χρήση FRP και συστημάτων με επισκευαστικά κονιάματα. Η μελέτη περιλάμβανε επιταχυνόμενη διάβρωση πρισματικών δοκιμίων σκυροδέματος, δοκιμές θλίψης και εφελκυσμού σε κυλινδρικά δοκίμια, καθώς και δοκιμές κάμψης σε επισκευασμένα πρίσματα σε πέντε κατηγορίες: μη διαβρωμένο απλό σκυρόδεμα, ανεπεξέργαστο οπλισμένο σκυρόδεμα, διαβρωμένα δοκίμια και διαβρωμένα δοκίμια που επισκευάστηκαν με τα προαναφερθέντα υλικά. Ο συνδυασμός υψηλών επιδόσεων επισκευαστικών κονιαμάτων και FRP από ίνες άνθρακα βελτίωσε σημαντικά την καμπτική αντοχή και την ολκιμότητα των διαβρωμένων δοκιμίων. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την αποτελεσματικότητα αυτών των σύνθετων συστημάτων στην αποκατάσταση της φέρουσας ικανότητας και στη βελτίωση της δομικής απόκρισης υπό κάμψη. Συνολικά, τα ευρήματα επικυρώνουν τις εφαρμοσμένες στρατηγικές ενίσχυσης ως πρακτικές και αποτελεσματικές λύσεις για την επισκευή και ενίσχυση διαβρωμένων στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα. Η συμβολή τους στη μηχανική απόδοση και την ανθεκτικότητα αναδεικνύει την ευρεία εφαρμογή τους στην αποκατάσταση υποδομών. Ιδιαίτερα, η ενίσχυση με FRP παρουσίασε εξαιρετικές δυνατότητες, αποκαθιστώντας την δομική ακεραιότητα και αυξάνοντας την καμπτική αντοχή έως και τρεις φορές σε σχέση με το απλό σκυρόδεμα. 2025-08-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11728/12946 Comparative Study of Corroded Reinforced Concrete (RC) Elements Retrofitted with Strain-Hardening Cementitious Composites (SHCCs) and Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) Using Nonlinear Finite Element Analysis Tzavellos, Nikolaos This thesis presents a comparative Finite Element Analysis (FEA) of two advanced retrofitting techniques applied to reinforced concrete elements deteriorated due to steel corrosion and concrete carbonation. It investigates the nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) elements, including corroded specimens, which have been retrofitted with Strain-Hardening Cementitious Composites (SHCCs) and Fiber-Reinforced Polymers (FRPs). The study is based on finite element simulations aimed at evaluating the effectiveness of these two strengthening techniques in terms of load-bearing capacity and ductility. A comparative analysis was conducted between the numerical simulations and actual experimental results from four-point bending tests, carried out as part of a previous and ongoing research project. More specifically, the program involved the analysis of six different specimen configurations, including plain concrete, SHCC, reinforced, corroded, and SHCC or GFRP-retrofitted elements, with a single and double reinforcement. Increasing the reinforcement ratio improved both the load-bearing capacity and, more importantly, the deformability of the elements. The results demonstrated that corrosion significantly reduces the load-bearing capacity, while the application of SHCC and FRP can not only restore but exceed the original strength of the elements. SHCC exhibited greater ductility and energy absorption, while FRP provided higher peak strength but less ductile post-peak behavior. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει μια συγκριτική ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEA) δύο προηγμένων τεχνικών ενίσχυσης που εφαρμόζονται σε στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος που έχουν υποστεί φθορά λόγω διάβρωσης του χάλυβα και ενανθράκωσης του σκυροδέματος. Εξετάζει τη μη-γραμμική συμπεριφορά στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος (RC) και διαβρωμένων τα οποία έχουν ενισχυθεί με Σύνθετα Τσιμεντούχα Κονιάματα με Ιδιότητες Κράτυνσης (SHCCs) αλλά και Ινοπλισμένα Πολυμερή (FRPs). Η μελέτη βασίστηκε σε προσομοιώσεις πεπερασμένων στοιχείων με στόχο τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των δύο αυτών τεχνικών ενίσχυσης σε όρους φέρουσας ικανότητας και πλαστιμότητας. Ακολούθησε μια συγκριτική ανάλυση των αριθμητικών προσομοιώσεων με πραγματικά πειραματικά αποτελέσματα δοκιμών κάμψης τεσσάρων σημείων που εξήχθησαν στο πλαίσιο προγενέστερης ερευνητικής εργασίας που συνεχίζεται. Πιο συγκεκριμένα, το πρόγραμμα περιλάμβανε ανάλυση έξι διαφορετικών διαμορφώσεων δοκιμίων, συμπεριλαμβανομένων άοπλου σκυροδέματος, SHCC, οπλισμένων, διαβρωμένων και ενισχυμένων με SHCC ή GFRP στοιχείων, με μόνο αλλά και διπλό οπλισμό. Η αύξηση του οπλισμού βελτίωσε τη φέρουσα ικανότητα των στοιχείων και κυρίως την παραμορφωσιμότητά τους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η διάβρωση μειώνει σημαντικά τη φέρουσα ικανότητα, ενώ η εφαρμογή SHCC και FRP όχι μόνο μπορεί να επαναφέρει αλλά υπερβαίνει την αρχική αντοχή των στοιχείων. Το SHCC εμφάνισε μεγαλύτερη πλαστιμότητα και απορρόφηση ενέργειας, ενώ το FRP παρείχε μεγαλύτερη φέρουσα ικανότητα αλλά με λιγότερο πλάστιμη συμπεριφορά μετά την αστοχία 2025-05-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11728/11879 Εφαρμογή της κυκλικής οικονομίας στην Μ.Ε.Α.Υ.Α. της Πάφου Πογιατζέας, Πελοπίδας Η προστασία του Περιβάλλοντος και η διασφάλιση της αειφορίας έχουν αποτελέσει βασικούς στόχους για όλα τα Ανεπτυγμένα Κράτη. Η Ευρωπαϊκή Ένωση θέτει συγκεκριμένους στόχους και καθορίζει αναλυτικό χρονικό πλαίσιο για την επίτευξή τους. Η έντονη αστικοποίηση και η ανάγκη διασφάλισης της δημόσιας υγείας αλλά και η ταυτόχρονη προστασία του Περιβάλλοντος έχει οδηγήσει στην κατασκευή σύγχρονων Συστημάτων Επεξεργασίας Υγρών Αποβλήτων. Η ολοκληρωμένη επεξεργασία των Υγρών Αποβλήτων ώστε να μπορούν να διατίθενται οι εκροές δίχως επιβάρυνση των αποδεκτών έχει εφαρμοστεί σε όλες τις ανεπτυγμένες χώρες και η Ευρωπαϊκή Ένωση πλέον θέτει στόχους ώστε παράλληλα με την επεξεργασία να ανακτώνται και νέα, χρήσιμα προϊόντα σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας. Η κυκλική οικονομία (CE) έχει ως βασική αρχή τα προϊόντα, τα υλικά και οι πρώτες ύλες να παραμένουν στην γραμμή παραγωγής και κατ’ επέκταση την οικονομία, για όσο το δυνατόν περισσότερο. Στόχος της είναι η βελτιστοποίηση των λειτουργιών του κύκλου του συστήματος ελαχιστοποιώντας τους πόρους που διαφεύγουν από αυτό [26]. Επιπρόσθετα, τα παραγόμενα απόβλητα από την παραγωγική διαδικασία αντιμετωπίζονται ως δευτερεύοντα-‘νέα’ υλικά και ανακυκλώνονται ώστε μετά την επεξεργασία να μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν [8]. Η παρούσα πτυχιακή εργασία αποτελεί μία μελέτη περίπτωσης (case study) για την περιοχής της Πάφου. Η Κύπρος είναι μία από τις περιοχές της Ευρώπης που αντιμετωπίζουν έντονα φαινόμενα λειψυδρίας λόγω των εκτεταμένων περιόδων ξηρασίας, φαινόμενο που αναμένεται να ενταθεί λόγω της κλιματικής αλλαγής. Η έλλειψη διαθέσιμων υδάτινων πόρων είναι μία βασική πτυχή της ζωής στην Κύπρο, όπου η περιορισμένη προσφορά, η έντονη αστικοποίηση και η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού, έχουν δημιουργήσει την ανάγκη εύρεσης λύσεων, ώστε οι κάτοικοι να μην εξαρτώνται από τις βροχοπτώσεις. Οι εταιρίες ύδρευσης έχουν δεσμευτεί να ενσωματώσουν τις αρχές της κυκλικής οικονομίας του νερού σε όλα τα συστήματα και τις λειτουργίες τους, ώστε να επωφελούνται οι πελάτες και κατ’ επέκταση οι κοινότητες. Μια προσέγγιση της κυκλικής οικονομίας στο νερό μπορεί να δημιουργηθεί μέσω της συνολικής στρατηγικής ενός οργανισμού, και με την τήρηση ευρύτερων στόχων. Οι στόχοι αφορούν την βιώσιμη ανάπτυξη (Sustainable Development Goals-SDG), τις προσεγγίσεις διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων ολόκληρης της ζωής, την ασφάλεια εφοδιασμού βασικών υλικών, τη λογιστική για το φυσικό κεφάλαιο, την οικοδόμηση, και την αποδοτικότητα του κόστους ολόκληρης της ζωής. Αυτοί οι διαφορετικοί παράγοντες μπορούν στη συνέχεια να κοινοποιηθούν στους καταναλωτές μέσω καινοτόμων προσεγγίσεων των πελατών και των εμπλεκομένων μερών, προκειμένου να καθοριστούν και τα κονδύλια που θα διατεθούν κατά περίπτωση. Η προσέγγιση της κυκλικής οικονομίας νερού, έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί τα υλικά στην υψηλότερη δυνατή αξία για όσο το δυνατόν περισσότερο, επανατοποθετώντας και ανακυκλώνοντάς τα μόλις φτάσουν στο τέλος της λειτουργικής τους ζωής. Με την υιοθέτηση αυτής της προσέγγισης, οι οργανώσεις του τομέα συμβάλλουν στη δημιουργία πιο βιώσιμης ροής υλικών στα συστήματα και στη βιομηχανία. τη μείωση των κινδύνων εφοδιασμού και την αστάθεια των τιμών για το νερό και άλλους ιδιοκτήτες και φορείς εκμετάλλευσης υποδομών αλλά και την εξοικονόμηση κόστους. Η παρούσα εργασία αναλύει την ορθή διαχείριση των υγρών αποβλήτων ώστε να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν μετά από ολοκληρωμένη επεξεργασία για την κάλυψη αναγκών σύμφωνα πάντα με την κείμενη Νομοθεσία. Η πτυχιακή εργασία περιλαμβάνει, εκτός του θεωρητικού πλαισίου, την αναλυτική παρουσίαση της Μονάδας Επεξεργασίας των Υγρών Αποβλήτων της Πάφου. Παρουσιάζεται η υφιστάμενη μονάδας Επεξεργασίας των Υγρών Αποβλήτων και προτείνονται οι επεκτάσεις που θα πρέπει να κατασκευαστούν ώστε η εκροή του συστήματος να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σύμφωνα με τις αρχές τις κυκλικής οικονομίας του νερού για την αντιμετώπιση του φαινομένου της λειψυδρίας. Αναλύονται τα οφέλη που προδίδονται μέσω της επαναχρησιμοποίησης του νερού για ύδρευση και άρδευση. Τέλος, γίνεται αναφορά στην νομοθεσία και τα κριτήρια που πρέπει να πληροί η εκροή καθώς και στους ενδεχόμενους κινδύνους που παρουσιάζονται στην περίπτωση μη ορθής επεξεργασίας. English Protecting the environment and ensuring sustainability have been key objectives for all developed countries. The European Union sets specific objectives and sets a detailed timeframe in order to achieve them. The urbanization and the need to ensure public health in addition to the simultaneous protection of the Environment has led to the construction of Wastewater Treatment Plants. The integrated treatment of wastewater so that the effluents can be disposed of treated to the recipients has been implemented in all developed countries and the European Union now sets targets for the recycling of new, useful products according to the principles of circular economy (CE). The basic principle of CE is to keep products, materials and raw materials on the production line, and consequently the economy, for as long as possible. Its aim is to optimize the functions of the system cycle by minimizing the resources that escape from it. In addition, waste and wastewater generated by the production process is treated as secondary-‘new’ materials and recycled so they can be reused after treatment. This dissertation is a case study for the Paphos area. Cyprus is one of the regions in Europe that experiences severe water shortages due to the extended droughts, a phenomenon that is expected to intensify due to climate change. The lack of available water resources is a key aspect of life in Cyprus, where limited supply, intense urbanization and rapid population growth have created the need to find solutions so that residents do not depend on rainfall. Water companies are committed to integrating the principles of circular water economy into all their systems and operations, to the benefit of customers and consequently communities. An approach to the circular water economy can be created through an organization's overall strategy, and by meeting broader goals. The objectives are Sustainable Development Goals (SDGs), lifelong asset management approaches, security of core materials, physical capital accounting, construction, and lifetime cost-effectiveness. The consumers are being informed for these different factors through innovative approaches by customers and stakeholders, in order to determine the funds that will be allocated on a case-by-case basis. The circular water economy approach is designed to keep materials at the highest possible value for as long as possible, repositioning and recycling them as soon as they reach the end of their operational life. By adopting this approach, the water organizations are contributing to a more sustainable flow of materials into systems and the industry, they are reducing supply risks and price volatility for water and other infrastructure owners and operators as well as cost savings. This dissertation analyzes the proper management of wastewater so that they can be used after treatment for other purposes, always in accordance with current legislation. The dissertation includes, in addition to the theoretical framework, a detailed presentation of Paphos Wastewater Treatment Plant. The existing Wastewater Treatment Plant is presented and further extensions are proposed for construction so that the effluent of the system can be used in accordance with the principles of circular water economy to address the phenomenon of water scarcity. The benefits of the reuse of water effluent for irrigation are analyzed. Finally, reference is made to the legislation and the criteria that the effluent must meet as well as to the potential risks that arise in the event of ineffective treatment of the wastewater. 2020-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11728/11872 Σύγκριση δύο πανομοιότυπων κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα και σύμμεικτου με δομικό χάλυβα ως προς την αντισεισμική συμπεριφορά και το κόστος κατασκευής Κωνσταντίνου, Αλέξης Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει θέμα την διερεύνηση της αντισεισμικής συμπεριφοράς ενός οκταόροφου κτηρίου μέσης κατηγορίας πλαστημότητας, αναπτύσσοντας ταυτόχρονα ένα μοντέλο ανάλυσης της κατασκευής από οπλισμένο σκυρόδεμα και ένα από δομικό χάλυβα. Με την αντισεισμική μελέτη των δύο εναλλακτικών δομικών συστημάτων, αποκλειστικοί στόχοι είναι η επιλογή της βέλτιστης λύσης τόσο από μέρους αντισεισμικότητας αλλά και της οικονομικά συμφέρουσας λύσης. Ένα από τα βασικότερα κριτήρια επιλογής της μεθόδου δόμησης των πολυόροφων κτηρίων στο σύγχρονη κατασκευαστική βιομηχανία θεωρείται και ο παράγοντας κόστους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται διερεύνηση της συμπεριφοράς δύο τύπων φορέα, διαφοροποιούμενων κυρίως ως προς το υλικό δόμησης. Ο κάθε ένας από τους παραπάνω τύπους εξετάζεται ως εξ’ολοκλήρου από οπλισμένο σκυρόδεμα ή σύμμεικτος με διαδοκίδες ώστε να εντοπιστεί η οικονομικότερη λύση. Η σεισμική φασματική ανάλυση και διαστασιολόγηση γίνεται χρησιμοποιόντας το λογισμικό holoBIM10. 2020-09-01T00:00:00Z