Αποτίμηση Σεισμικής Συμπεριφοράς Τριών Κτηρίων ΟΣ και Επαλήθευση Μεθοδολογίας Σχεδιασμού βάσει Επιτελεστικοτητας       

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Χατζηδάκη Ακριβή                    
Επιβλέπων Καθηγητής: Βαμβάτσικος Δ., Επικ. Καθηγητής
Ημερομηνία : Φεβρουάριος 2018

Αποτιμάται η σεισμική συμπεριφορά ενός 4-όροφου κτηρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα με πλαισιακό φορέα, ενός 12-όροφου κτηρίου από ΩΣ με συνεργαζόμενα αντισεισμικά τοιχώματα και ενός 7-όροφου κτηρίου από ΩΣ με αντισεισμικά τοιχώματα. Το 4-όροφο κτήριο σχεδιάζεται για τις ΗΠΑ με τρεις διαφορετικές μεθόδους: με τη χρήση του Φάσματος Σημείου Διαρροής (σχεδιασμός συμβατός με τις κανονιστικές απαιτήσεις), και με περισσότερο προχωρημένες μεθόδους που βασίζονται στη χρήση του Φάσματος Συχνοτήτων Διαρροής και λαμβάνουν υπόψιν τις αβεβαιότητες και τη σεισμική επικινδυνότητα. Πρόκειται για μεθόδους σχεδιασμού βάσει επιτελεστικότητας που επιτρέπουν το σχεδιασμό κτηρίων τα οποία θα συμμορφώνονται με συγκεκριμένους στόχους επιτελεστικότητας που ορίζονται από το μελετητή. Για την προσομοίωση του 4-όροφου κτηρίου δημιουργούνται δύο μοντέλα: ένα με στοιχεία κατανεμημένης βλάβης ώστε να αποδοθεί με ακρίβεια η απόκριση της κατασκευής σε χαμηλά επίπεδα έντασης, και ένα με στοιχεία συγκεντρωμένης βλάβης ώστε να περιγραφεί η συμπεριφορά της κατασκευής σε υψηλά επίπεδα έντασης. Για την αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς χρησιμοποιείται το μοντέλο με στοιχεία συγκεντρωμένης βλάβης μετά τη βαθμονόμηση του ώστε να δίνει στην ελαστική περιοχή αντίστοιχα αποτελέσματα με το μοντέλο κατανεμημένης βλάβης. Το 12-όροφο και το 7-όροφο κτήριο έχουν σχεδιαστεί για την Ευρώπη με τη χρήση του Φάσματος Σημείου Διαρροής και του Φάσματος Συχνοτήτων Διαρροής, αντίστοιχα. Για την αποτίμηση της σεισμικής τους συμπεριφοράς δημιουργείται δυσδιάστατο προσομοίωμα αποτελούμενο από στοιχεία κατανεμημένης πλαστιμότητας (στοιχεία μετατοπίσεων).


Για την ποιοτική εκτίμηση της συμπεριφοράς των προσομοιωμάτων πραγματοποιούνται μη γραμμικές στατικές αναλύσεις (pushover) ενώ για την αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς των κτηρίων πραγματοποιούνται μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις. Η αποτίμηση της επιτελεστικότητας γίνεται αφενός με ανάλυση σε λωρίδες για δεδομένο επίπεδο σεισμικής έντασης (μία και δύο λωρίδες), όπου η απαίτηση συγκρίνεται με την ικανότητα ώστε να εξεταστεί αν ικανοποιείται κάθε στόχος επιτελεστικότητας. Επιπλέον, από τα αποτελέσματα της Ικανοτικής Δυναμικής Ανάλυσης υπολογίζεται η μέση ετήσια συχνότητα υπέρβασης κάθε στόχου επιτελεστικότητας και να συγκρίνεται με τις αντίστοιχες επιθυμητές τιμές που καθορίζονται κατά το σχεδιασμό των κτηρίων.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα κτήρια που σχεδιάζονται με το Φάσμα Σημείου Διαρροής ικανοποιούν στόχους επιτελεστικότητας που σχετίζονται με πιθανότητα υπέρβασης 10% στα 50 χρόνια (συμβατό με το φάσμα του κανονισμού) ενώ για διαφορετικές πιθανότητες υπέρβασης τα αποτελέσματα ενδεχομένως να μην είναι εξίσου ικανοποιητικά. Επιπλέον, η χρήση των Φασμάτων Συχνοτήτων Διαρροής οδηγεί σε βελτιωμένο σχεδιασμό, οπότε πιθανότατα όλοι οι στόχοι επιτελεστικότητας που ορίζονται κατά το σχεδιασμό τελικά θα ικανοποιούνται. Οι μέθοδοι αυτοί μαζί με την ανάλυση σε λωρίδες αποτελούν μεθόδους σχεδιασμού βάσει επιτελεστικότητας που μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν από το μελετητή για το σχεδιασμό κτηρίων τα οποία θα συμμορφώνονται με συγκεκριμένους στόχους επιτελεστικότητας που ορίζονται από το μελετητή.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ