ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ "ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗ"
ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΣΠΑ 2007-2013

ΔΡΑΣΗ "ΑΡΙΣΤΕΙΑ ΙΙ":
Πρωτότυπες έννοιες σχεδιασμού μεταλλικών κατασκευών για τον ενεργειακό τομέα με χρήση σύγχρονων υλικών
Novel design concepts for ENergy related Steel STRuctures using Advanced Μaterials

Στο πρόγραμμα αυτό διερευνώνται αριθμητικά και πειραματικά καινοτόμες έννοιες σχεδιασμού δύο τύπων μεταλλικών κατασκευών του ενεργειακού τομέα, πυλώνων ανεμογεννητριών και υπόγειων αγωγών. Και οι δύο κατασκευές παίζουν ζωτικό ρόλο στην εξυπηρέτηση κοινωνικών αναγκών σε ενέργεια και ο ασφαλής και αποδοτικός σχεδιασμός τους προσφέρει σημαντικά οικονομικά, κοινωνικά και περιβαλλοντικά οφέλη, ενώ μία ενδεχόμενη αστοχία τους θα μπορούσε να έχει πολύ σοβαρές συνέπειες. Οι προτεινόμενες ιδέες στοχεύουν στην εκμετάλλευση καινοτόμων υλικών σε συνδυασμό με παραδοσιακά χαλύβδινα κελύφη, βελτιστοποιώντας έτσι τη συνολική δομική συμπεριφορά των δύο συστημάτων και επεκτείνοντας το εύρος εφαρμογής τους σε περιπτώσεις ακραίων περιβαλλοντικών δράσεων.

Για την καλύτερη αξιοποίηση του αιολικού δυναμικού απαιτούνται υψηλότεροι πυλώνες ανεμογεννητριών με μεγαλύτερα πτερύγια, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη στη βάση των πυλώνων μεγάλων καμπτικών ροπών και επομένως την ανάγκη διατομών με μεγάλη αντοχή και δυσκαμψία. Για τέτοιους πυλώνες, η εναλλακτική λύση που διερευνάται στο πρόγραμμα είναι η αντικατάσταση του παραδοσιακού χαλύβδινου κελύφους από κέλυφος τύπου sandwich, αποτελούμενο από ένα εσωτερικό και ένα εξωτερικό χαλύβδινο έλασμα με πλήρωση της μεταξύ τους απόστασης μέσω ενός πυρήνα σκυροδέματος που συγκρατεί τα δύο ελάσματα στη θέση τους, προσφέροντας έτσι μεγάλη δυσκαμψία και προστασία των ελασμάτων από τοπικό λυγισμό, με μικρό βάρος. Στόχος της ερευνητικής προσπάθειας είναι ο βέλτιστος σχεδιασμός των παχών και των μηχανικών χαρακτηριστικών ελασμάτων και πυρήνα. Η έρευνα θα συμβάλει στο σχεδιασμό ανεμογεννητριών με μειωμένο ίδιο βάρος, κόστος και περιβαλλοντικό αντίκτυπο, με μεγάλη αντοχή και εύκολη μεταφορά και εγκατάσταση.

Οι υπόγειοι αγωγοί μεταφοράς πετρελαίου ή φυσικού αερίου είναι κυλινδρικά χαλύβδινα κελύφη που συνήθως κατασκευάζονται ως συνεχή με επί τόπου συγκολλήσεις μεταξύ διαδοχικών τμημάτων. Σε περίπτωση ενεργοποίησης σεισμικού ρήγματος που διασχίζει ο αγωγός, το έδαφος υπόκειται σε μεγάλες μετατοπίσεις που ο αγωγός αναγκάζεται να ακολουθήσει, αναπτύσσοντας έτσι σημαντική ένταση που μπορεί να προκαλέσει εφελκυστική αστοχία των συγκολλήσεων, αστοχία λόγω τοπικού λυγισμού των τοιχωμάτων του αγωγού, ή σπανιότερα αστοχία λόγω καθολικού λυγισμού. Για να αντιμετωπιστούν αυτά τα προβλήματα διερευνάται στα πλαίσια του παρόντος ερευνητικού προγράμματος η χρήση εύκαμπτων κόμβων μεταξύ χαλύβδινων τμημάτων του αγωγού. Έτσι ο αγωγός θα μπορεί να ακολουθήσει μεγάλες εδαφικές μετακινήσεις μέσω εντοπισμένων παραμορφώσεων στους κόμβους, ενώ τα χαλύβδινα τμήματα θα παραμένουν πρακτικά απαραμόρφωτα. Στόχος της έρευνας είναι να προταθούν κατάλληλες θέσεις και ιδιότητες των εύκαμπτων κόμβων και να διατυπωθούν οδηγίες σχεδιασμού.