Προσεγγιστική μέθοδος προσεισμικού ελέγχου. Συγκρίσεις με ανελαστική στατική ανάλυση

• Κύριος συγγραφέας: Βασιλειάδη, Μιχαέλα
• Άλλοι συγγραφείς: Δρίτσος, Στέφανος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Αποτίμηση; Προσεγγιστική μέθοδος; Δευτεροβάθμιος προσεισμικός έλεγχος; Κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος; Assessment; Reinforced concrete buildings; Approximate method; 624.176 2

Η παρούσα Διατριβή Διπλώματος Ειδίκευσης εργασία έχει ως θέμα την εφαρμογή μιας νέας προσεγγιστικής μεθόδου για τον δευτεροβάθμιο προσεισμικό έλεγχο κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα (Ο.Σ.). Η προτεινόμενη μεθοδολογία αποτελεί μια προσεγγιστική διαδικασία αποτίμησης της σεισμικής ικανότητας και της σεισμικής επάρκειας υφιστάμενων κτιρίων από Ο.Σ. σε σχέση με τη σεισμική απαίτηση, όπως ορίζεται στις σύγχρονες κανονιστικές διατάξεις. Περιλαμβάνονται προσεγγιστικοί υπολογισμοί χωρίς την απαίτηση κατάστρωσης ενός λεπτομερούς μοντέλου του κτιρίου. Ένα ιδιαίτερο πλεονέκτημα της προτεινόμενης μεθόδου είναι η δυνατότητα αποτίμησης με μεγάλη ακρίβεια μιας κατασκευής για την οποία οι οπλισμοί είναι άγνωστοι, γεγονός που την καθιστά ιδιαίτερα πρωτότυπη. Κύριος στόχος της παρούσης εργασίας είναι ο έλεγχος αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων που θα προκύψουν έπειτα από την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου. Για το σκοπό αυτό εφαρμόζεται στο εξεταζόμενο κτίριο επιπλέον μια ακριβέστερη μέθοδος, και συγκεκριμένα η ανελαστική στατική ανάλυση (γνωστή και ως pushover ανάλυση) κάνοντας χρήση λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων. Τα αποτελέσματα των δυο μεθόδων τελικά συγκρίνονται μεταξύ τους, και ελέγχεται σε ποιο βαθμό αυτά συμπίπτουν. Η εφαρμογή γίνεται σε ένα υφιστάμενο συμμετρικό κτίριο από Ο.Σ., για το οποίο υπολογίζονται προσεγγιστικά η τέμνουσα βάσης, αντοχής και απαίτησης, οι λόγοι ανεπάρκειας , ο συντελεστής συμπεριφοράς και ο βαθμός τοιχωματοποίησης . Οι προσεγγιστικές αυτές τιμές συγκρίνονται με τις αντίστοιχες πιο ακριβείς, οι οποίες προκύπτουν από την εφαρμογή στατικής ανελαστικής ανάλυσης (Pushover). Η μέθοδος παρουσιάζεται αναλυτικά για τις τρεις στάθμες επιτελεστικότητας που ορίζει ο ΚΑΝ.ΕΠΕ. Οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται κάνοντας χρήση της εμπειρικής και της ακριβούς ιδιοπεριόδου του κτιρίου, και οι συγκρίσεις γίνονται για τις δυο ιδιοπεριόδους. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσης εργασίας γίνεται μια συνοπτική περιγραφή της προτεινόμενης μεθόδου και αναλυτική παρουσίαση των περιπτώσεων που εξετάζονται. Επίσης, καταγράφονται οι συγκρίσεις των μεγεθών που θα προκύψουν από την προσεγγιστική και την ακριβή μέθοδο. Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζονται η γεωμετρία, τα φορτία που λήφθηκαν υπόψη, τα δυναμικά χαρακτηριστικά και ο οπλισμός των μελών του εξεταζόμενου κτιρίου. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου. Συγκεκριμένα, εφαρμόζονται τα 13 κριτήρια που περιλαμβάνουν τα στοιχεία τρωτότητας τα οποία επηρεάζουν καθοριστικά τη σεισμική συμπεριφορά του κτιρίου. Μέσω των κριτήριων αυτών που θέτει η μέθοδος προκύπτει ένας μειωτικός συντελεστής, βάση του οποίου θα βρεθεί η μειωμένη σεισμική αντίσταση του κτιρίου, αφού πρώτα έχει υπολογισθεί η σεισμική αντίσταση του κτιρίου για τις περιπτώσεις που ο οπλισμός του κτιρίου είναι άγνωστος και γνωστός. Επιπλέον, υπολογίζεται η σεισμική απαίτηση με βάση το συντελεστή συμπεριφοράς που ορίζεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. για κάθε στάθμη επιτελεστικότητας. Αποτέλεσμα των προηγούμενων υπολογισμών είναι η εύρεση των λόγων ανεπάρκειας για διάφορες περιπτώσεις, δηλ. θεωρώντας γνωστό και άγνωστο οπλισμό, για την εμπειρική και ακριβή ιδιοπερίοδο του κτιρίου. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ακριβούς μεθόδου (ανελαστικής στατικής ανάλυσης pushover), τα οποία προέκυψαν από τη χρήση του λογισμικού προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων SAP2000, χρησιμοποιώντας την ενεργό δυσκαμψία των μελών. Μέσω της καμπύλης δύναμης – παραμόρφωσης προκύπτουν η τέμνουσα βάσης και η παραμόρφωση στη διαρροή, την αστοχία και τις στάθμες επιτελεστικότητας, καθώς επίσης και ο συντελεστής συμπεριφοράς της κατασκευής, βάση του οποίου υπολογίζεται η σεισμική απαίτηση του κτιρίου. Αποτέλεσμα των προηγούμενων υπολογισμών είναι η εύρεση των λόγων ανεπάρκειας για διάφορες περιπτώσεις, δηλ. βάση της τέμνουσας βάσης και των μετακινήσεων, για την εμπειρική και την ακριβή ιδιοπερίοδο του κτιρίου. Επιπλέον, υπολογίζεται ο συντελεστής συμπεριφοράς κάθε στάθμης επιτελεστικότητας βάση της τέμνουσας, και γίνεται συσχέτιση με τον δείκτη πλαστιμότητας, όπως ορίζεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. Στο πέμπτο κεφάλαιο υπολογίζεται ο βαθμός τοιχωματοποίησης για τις δυο μεθόδους και γίνεται διερεύνηση της σχέσης που δίνεται στην προσεγγιστική μέθοδο. Στο έκτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα που αφορούν το λόγο ανεπάρκειας και το συντελεστή συμπεριφοράς της προσεγγιστικής και της ακριβούς μεθόδου. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσεγγιστικής και της ακριβούς μεθόδου, τα οποία προέκυψαν για όλες τις στάθμες επιτελεστικότητας (Α, Β και Γ) με τη μορφή διαγραμμάτων και στη συνέχεια πινάκων. Συγκεκριμένα, παρουσιάζεται ο λόγος που δηλώνει το πηλίκο της προσεγγιστικής μεθόδου προς την ακριβή μέθοδο για τις τιμές του λόγου ανεπάρκειας λ, του συντελεστή συμπεριφοράς q και του βαθμού τοιχωματοποίησης αΤ. Οι περιπτώσεις κοντά στη μονάδα δηλώνουν ότι η προσεγγιστική μέθοδος ταυτίζεται με την ακριβή. Στο όγδοο κεφάλαιο υπολογίζονται και παρουσιάζονται συνοπτικά οι λόγοι ανεπάρκειας για την προσεγγιστική και την ακριβή μέθοδο, κάνοντας χρήση των τιμών του Πίνακα Σ4.1 του ΚΑΝ.ΕΠΕ. που αφορούν τις δυσκαμψίες των μελών. Σκοπός είναι να μελετηθούν και να συγκριθούν τα αποτελέσματα στην περίπτωση επιλογής χρήσης των παραπάνω δυσκαμψιών. Οι υπολογισμοί γίνονται όπως ακριβώς και στα προηγούμενα κεφάλαια. Τελικά, οι τιμές που προκύπτουν συγκρίνονται με τους αντίστοιχους που προέκυψαν με τη χρήση των ενεργών δυσκαμψιών. Τέλος, καταγράφονται τα συμπεράσματα που εξήχθησαν μέσω της παρούσης εργασίας. Προέκυψε ότι η νέα προσεγγιστική μέθοδος του Ο.Α.Σ.Π. υπολογίζει με μεγάλη ακρίβεια τη συνολική τρωτότητα του κτιρίου και έτσι μπορεί να θεωρηθεί αξιόπιστη.