| Περίληψη: | Η τοιχοποιία έχει υπάρξει ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά στην
κατασκευή κτιρίων κατά την πάροδο των αιώνων, ωστόσο τα τελευταία χρόνια, που η
ανάγκη για μεγαλύτερη αντισεισμική συμπεριφορά των κτιρίων έχει αποκτήσει
πρωταγωνιστικό ρόλο, η χρήση της έχει περιοριστεί λόγω της χρήσης σύγχρονων
υλικών που προσφέρουν καλύτερη σεισμική απόκριση και αντοχή.
Όταν ένα κτίριο από άοπλη τοιχοποιία υπόκειται σε σεισμική δράση οι φέροντες
τοίχοι του κάμπτονται εντός και εκτός επιπέδου. Το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας που
αφορά τη σεισμική απόκριση της άοπλης τοιχοποιίας αφορά την εκτίμηση της εντός
επιπέδου διατμητικής συμπεριφοράς των τοίχων καθώς αποτελεί το βασικό μηχανισμό
μεταφοράς των σεισμικών φορτίων στη θεμελίωση. Ωστόσο, εξίσου σημαντική είναι
διασφάλιση της αντοχής σε εκτός επιπέδου κάμψη της τοιχοποιίας καθώς έχει
παρατηρηθεί πως αποτελεί βασική αιτία σοβαρών βλαβών που φτάνουν μέχρι ολική ή
μερική κατάρρευση σε κτίρια χωρίς διαφράγματα, δηλαδή στα παλαιότερα κτίρια. Αυτή
η παρατήρηση έχει ως αποτέλεσμα τον προσανατολισμό της έρευνας τα τελευταία
χρόνια στην προσπάθεια εκτίμησης της εκτός επιπέδου συμπεριφοράς των τοίχων από
άοπλη τοιχοποιία.
Η προσπάθεια προσομοίωσης της εκτός επιπέδου συμπεριφοράς διακρίνεται σε
προσεγγίσεις που βασίζονται στην μετατόπιση (γνωστές στη διεθνή βιβλιογραφία ως
Displacement Based Approaches) και σε προσεγγίσεις που βασίζονται στα εντατικά
μεγέθη (Force Based Approaches). Η πρώτη κατηγορία αφορά την οριακή μετατόπιση
που μπορεί να έχει ένα τοιχείο πριν την αστοχία του και η δεύτερη αφορά την αντοχή
του τοιχείου σε όρους φορτίου ή ροπών.
Ο στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η παρουσίαση των
κυριότερων αυτών προσεγγίσεων και η σύγκρισή, μεταξύ τους αλλά και με την
πραγματική απόκριση της τοιχοποιίας. Επίσης βασικός στόχος της είναι η παρουσίαση
των διαθέσιμων υπολογιστικών μεθόδων που παρέχουν τη δυνατότητα διενέργειας
πολύπλοκων αναλύσεων, βασίζονται σε αριθμητικές μεθόδους και παρέχουν
ικανοποιητικά αποτελέσματα.
Η διάρθρωση των κεφαλαίων της μεταπτυχιακής αυτής διατριβής έχει ως εξής:
iiiΣτο πρώτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση του αντικειμένου που πραγματεύεται
η διατριβή και μια σύντομη ανασκόπηση της βιβλιογραφίας που αφορά το ζήτημα της
κάμψης εκτός επιπέδου.
Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι διάφορες προσεγγίσεις που έχουν
προταθεί για την μελέτη της εκτός επιπέδου συμπεριφοράς της τοιχοποιίας .
Πιο συγκεκριμένα, στην ενότητα 2.1 παρουσιάζονται οι μέθοδοι που βασίζονται
στην αρχή του δυνατού έργου. Μέσα από την εξίσωση του εξωτερικού έργου, που
παράγεται από τα εφαρμοζόμενα φορτία και τις μετατοπίσεις που προκαλούν, με το
εσωτερικό έργο που εκφράζει την ενέργεια που εκτονώνεται μέσω της ρηγμάτωσης
υπολογίζεται η οριακή φόρτιση ενός καμπτόμενου εκτός επιπέδου τοίχου. Αρχικά
παρουσιάζεται η εφαρμογή της θεωρίας του δυνατού έργου στις σχέσεις του
αυστραλιανού κανονισμού AS3700 (AUSTRALIAN STANDARD 2018) και στη
συνέχεια μια βελτιωμένη πρόταση των σχέσεων αυτών.
Στην επόμενη ενότητα του κεφαλαίου, την ενότητα 2.2 παρατίθενται τα
τριγραμμικά μοντέλα δύναμης μετατόπισης που χρησιμοποιούνται ευρέως για την
εκτίμηση της εκτός επιπέδου συμπεριφοράς της άοπλης τοιχοποιίας. Τα μοντέλα αυτά
είναι καμπύλες δύναμης μετατόπισης που εκφράζουν το πλευρικό φορτίο που ασκείται
στο σύστημα σε συνάρτηση με την μετατόπιση του κέντρου του. Αρχικά παρουσιάζεται
η πιο απλοποιημένη μορφή ενός τέτοιου μοντέλου και στη συνέχεια οι βελτιωμένες και
πιο εξειδικευμένες εκδοχές του.
Η ενότητα 2.3 αφορά τη μελέτη της εκτός επιπέδου συμπεριφοράς των
κατασκευών από τοιχοποιία με τη χρήση συντελεστών φορτίου. Οι συντελεστές αυτοί
εκφράζουν το λόγο των δυνάμεων που αντιστέκονται στην αστοχία του τοίχου ή της
διάταξης τοίχων και συνθέτουν την αντοχή του, προς τη δύναμη που τον καταπονεί.
Ανάλογα με την κατασκευή διακρίνονται μηχανισμοί αστοχίας και για καθένα από
αυτούς υπολογίζεται ο συντελεστής φορτίου.
Στην ενότητα 2.4 παρουσιάζεται η αντιμετώπιση της εκτός επιπέδου κάμψης των
στοιχείων τοιχοποιίας στην Ελλάδα με την εφαρμογή του Eυρωκώδικα 6 (ΕΝ1996-1)
και του ΚΑΔΕΤ, δηλαδή του κανονισμού επεμβάσεων (Ο.Α.Σ.Π. 2014).
Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται σύγκριση των προσεγγίσεων του προηγούμενου
κεφαλαίου μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων για την εφαρμογή τους σε δύο
τοίχους. Επίσης στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται η διαφοροποίηση της αντοχής του
ίδιου τοίχου για διαφορετικές συνθήκες στήριξης σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα και τον
ivαυστραλιανό κανονισμό AS3700. Έτσι γίνεται αντιπαραβολή της επίδρασης των
συνθηκών στήριξης στην αντοχή ενός τοίχου σε εκτός επιπέδου κάμψη καθώς και των
δύο κανονισμών μεταξύ τους. Επίσης γίνεται σύγκριση της προαναφερθείσας
επίδρασης των οριακών συνθηκών με τα αποτελέσματα που προέκυψαν μέσω ανάλυσης
μοντέλων
πεπερασμένων
στοιχείων
για
κάθε
περίπτωση
αντιπαραβάλλονται με τα αποτελέσματα των κανονισμών.
|
|---|
