Αποτίμηση συμπεριφοράς υφιστάμενης κατασκευής και ενίσχυση της με την μέθοδο προσθήκης ελαφρών τοιχωμάτων οπλισμένου σκυροδέματος
Date Issued
August 2021
Author(s)
Advisor
Abstract
H παρούσα διατριβή περιέχει τον υπολογισμό της σεισμικής επάρκειας ενός υφιστάμενου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα σύμφωνα με τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 και την ενίσχυση της δομής της κατασκευής με την προσθήκη ελαφρών διατμητικών τοιχωμάτων σκυροδέματος πάχους 10 εκατοστών.
Στην αρχή θα αναλύσουμε το τρόπο λειτουργίας και την συμπεριφορά ενός ελαφρού διατμητικού τοίχου σκυροδέματος.
Στην συνέχεια θα αναλύσουμε τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 την σεισμική αποτίμηση κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα και τις διαθέσιμες μεθόδους ανάλυσης. Ο σχεδιασμός του κτιρίου θα γίνει με το πρόγραμμα στατικής ανάλυσης του CFI, ETABS, το οποίο μπορεί να προσφέρει πολλές μεθόδους μοντελοποίησης και ανάλυσης κατασκευών, συμπεριλαμβανομένου της μη γραμμικής ανάλυσης. Το πρώτο βήμα θα είναι ο υπολογισμός της συμμετοχής των ιδιομορφών με την ιδιομορφική ανάλυση, και μετά θα εκτελέσουμε μια προκαταρτική γραμμική και δυναμική ελαστική ανάλυση, για να έχουμε μια εικόνα για την συμπεριφορά των δομικών μας στοιχείων υπό την δράση σεισμικών φορτίων και να προβλέψουμε την πιθανή επερχόμενη κατάρρευση και ταυτόχρονα παρατηρώντας και καταγράφοντας την αναλογία του λόγου ανεπάρκειας των στοιχείων μας. Η σεισμική ανάλυση θα πραγματοποιηθεί με μη γραμμική ανελαστική ανάλυση γνωστή και ως pushover analysis. Πριν από την εκτέλεση αυτού του είδους της ανάλυσης θα δούμε βήμα βήμα όλες τις διαδικασίες και τους υπολογισμούς που είναι απαραίτητοι να γίνουν είτε με χειρόγραφους υπολογισμούς, είτε με υπολογισμούς μέσω προγράμματος, και επιπρόσθετα θα δούμε συγκεκριμένες διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 για καλύτερη κατανόηση. Θα εμβαθύνουμε στο τρόπο κατασκευής της καμπύλης αντίστασης, την παρακολούθηση της μετατόπισης, τον μετασχηματισμό της καμπύλης αντίστασης σε ένα μονοβάθμιο σύστημα ελευθερίας (SDOF), την διγραμμικοποίηση της καμπύλης αντίστασης, την μετατροπή του μονοβάθμιου συστήματος ελευθερίας σε τιμές επιτάχυνσης και μετατόπισης και την σημασία του σημείου επιτελεστικότας που θα χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της σεισμικής επάρκειας. Επιπλέον θα δούμε την ανελαστική συμπεριφορά των στοιχείων μας και τον διαχωρισμό τους σε πλάστιμα και ψαθυρά, την διαδικασία υπολογισμού του διαγράμματος ροπής- καμπυλότητας χειρόγραφα αλλά και με την βοήθεια προγράμματος, την διαδικασία υπολογισμού της καμπύλης ροπής – στροφής που αντιπροσωπεύει την ανελαστική συμπεριφορά των πλαστικών αρθρώσεων τόσο για τις δοκούς που επηρεάζονται από την κάμψη όσο και τις κολώνες που επηρεάζονται από το αξονικό φορτίο σε συνδυασμό με την κάμψη. Θα υπάρξει μια βήμα προς βήμα διαδικασία για το τρόπο εισαγωγής όλων των βασικών παραμέτρων στο πρόγραμμα, συμπεριλαμβανομένου του μη γραμμικού νόμου τάσης – παραμόρφωσης και επιπρόσθετα θα εστιάσουμε στη σωστή τεχνική μοντελοποίησης και τις παραδοχές που πρέπει να πάρουμε έτσι ώστε να είναι ρεαλιστική η μοντελοποίηση της υπάρχουσας κατασκευής. Στο τελικό στάδιο, θα δούμε ποια στοιχεία πρέπει να ενισχυθούν και θα δούμε τα αποτελέσματα της ενίσχυσης στη στατική δομή της κατασκευής προσθέτοντας τους ελαφρούς διατμητικούς τοίχους σε συγκεκριμένες θέσεις λαμβάνοντας υπόψη τη θέση του κέντρου μάζας και στροφής, ώσπου η κατασκεύη μας να αντέξει με ασφάλεια τις σεισμικές δράσεις.
Στην αρχή θα αναλύσουμε το τρόπο λειτουργίας και την συμπεριφορά ενός ελαφρού διατμητικού τοίχου σκυροδέματος.
Στην συνέχεια θα αναλύσουμε τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 την σεισμική αποτίμηση κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα και τις διαθέσιμες μεθόδους ανάλυσης. Ο σχεδιασμός του κτιρίου θα γίνει με το πρόγραμμα στατικής ανάλυσης του CFI, ETABS, το οποίο μπορεί να προσφέρει πολλές μεθόδους μοντελοποίησης και ανάλυσης κατασκευών, συμπεριλαμβανομένου της μη γραμμικής ανάλυσης. Το πρώτο βήμα θα είναι ο υπολογισμός της συμμετοχής των ιδιομορφών με την ιδιομορφική ανάλυση, και μετά θα εκτελέσουμε μια προκαταρτική γραμμική και δυναμική ελαστική ανάλυση, για να έχουμε μια εικόνα για την συμπεριφορά των δομικών μας στοιχείων υπό την δράση σεισμικών φορτίων και να προβλέψουμε την πιθανή επερχόμενη κατάρρευση και ταυτόχρονα παρατηρώντας και καταγράφοντας την αναλογία του λόγου ανεπάρκειας των στοιχείων μας. Η σεισμική ανάλυση θα πραγματοποιηθεί με μη γραμμική ανελαστική ανάλυση γνωστή και ως pushover analysis. Πριν από την εκτέλεση αυτού του είδους της ανάλυσης θα δούμε βήμα βήμα όλες τις διαδικασίες και τους υπολογισμούς που είναι απαραίτητοι να γίνουν είτε με χειρόγραφους υπολογισμούς, είτε με υπολογισμούς μέσω προγράμματος, και επιπρόσθετα θα δούμε συγκεκριμένες διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 για καλύτερη κατανόηση. Θα εμβαθύνουμε στο τρόπο κατασκευής της καμπύλης αντίστασης, την παρακολούθηση της μετατόπισης, τον μετασχηματισμό της καμπύλης αντίστασης σε ένα μονοβάθμιο σύστημα ελευθερίας (SDOF), την διγραμμικοποίηση της καμπύλης αντίστασης, την μετατροπή του μονοβάθμιου συστήματος ελευθερίας σε τιμές επιτάχυνσης και μετατόπισης και την σημασία του σημείου επιτελεστικότας που θα χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της σεισμικής επάρκειας. Επιπλέον θα δούμε την ανελαστική συμπεριφορά των στοιχείων μας και τον διαχωρισμό τους σε πλάστιμα και ψαθυρά, την διαδικασία υπολογισμού του διαγράμματος ροπής- καμπυλότητας χειρόγραφα αλλά και με την βοήθεια προγράμματος, την διαδικασία υπολογισμού της καμπύλης ροπής – στροφής που αντιπροσωπεύει την ανελαστική συμπεριφορά των πλαστικών αρθρώσεων τόσο για τις δοκούς που επηρεάζονται από την κάμψη όσο και τις κολώνες που επηρεάζονται από το αξονικό φορτίο σε συνδυασμό με την κάμψη. Θα υπάρξει μια βήμα προς βήμα διαδικασία για το τρόπο εισαγωγής όλων των βασικών παραμέτρων στο πρόγραμμα, συμπεριλαμβανομένου του μη γραμμικού νόμου τάσης – παραμόρφωσης και επιπρόσθετα θα εστιάσουμε στη σωστή τεχνική μοντελοποίησης και τις παραδοχές που πρέπει να πάρουμε έτσι ώστε να είναι ρεαλιστική η μοντελοποίηση της υπάρχουσας κατασκευής. Στο τελικό στάδιο, θα δούμε ποια στοιχεία πρέπει να ενισχυθούν και θα δούμε τα αποτελέσματα της ενίσχυσης στη στατική δομή της κατασκευής προσθέτοντας τους ελαφρούς διατμητικούς τοίχους σε συγκεκριμένες θέσεις λαμβάνοντας υπόψη τη θέση του κέντρου μάζας και στροφής, ώσπου η κατασκεύη μας να αντέξει με ασφάλεια τις σεισμικές δράσεις.
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
μεταπτυχιακή διατριβή Abstract.pdf
Size
171.41 KB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
026622748f95646de25d3a27d9a7e7f3