Όλοι οι σύγχρονοι κανονισμοί για τον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών βασίζονται στην πλάστιμη συμπεριφορά των στοιχείων της κατασκευής, καθώς δέχονται πως αποκρίνονται πέρα από το όριο ελαστικότητας τους, χωρίς σημαντική μείωση της αντοχής τους. Για το λόγο αυτό, η σεισμική ανάλυση βασίζεται σε μειωμένα φορτία σε σύγκριση με αυτά που θα απαιτούνταν για πλήρως ελαστική συμπεριφορά. Ο συντελεστής μείωσης των σεισμικών φορτίων (συντελεστής συμπεριφοράς q) για τις κατασκευές από σκυρόδεμα κυμαίνεται από 1.0 έως 3.5 και εξαρτάται από το δομικό σύστημα. Η ίδια φιλοσοφία σχεδιασμού ακολουθείται και στην περίπτωση των γεφυρών, με εξαίρεση τις γέφυρες οι οποίες στηρίζονται σε ελαστομεταλλικά εφέδρανα. Στην περίπτωση αυτή το μεγαλύτερο τμήμα της σεισμικής μετακίνησης του φορέα της γέφυρας οφείλεται στην παραμόρφωση των εφεδράνων, οπότε ο συντελεστής συμπεριφοράς πρέπει να έχει τιμή κοντά στο 1.0. Αυτό συμβαίνει γιατί τα εφέδρανα παραμένουν ελαστικά ακόμα και μετά την διαρροή των μεσοβάθρων, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη μεγάλης απαιτούμενης πλαστιμότητας στα μεσόβαθρα, αρκετά μεγαλύτερης από τη συνολική πλαστιμότητα του συστήματος. Αυτός είναι ο λόγος που πολλοί κανονισμοί, συμπεριλαμβανομένης της Εγκυκλίου Ε. 39/99 του Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. και του Ευρωκώδικα 8 (Τμήμα 2 – Γέφυρες), ορίζουν τη χρήση συντελεστή συμπεριφοράς 1.0, αν το κατάστρωμα της γέφυρας στηρίζεται σε ελαστομεταλλικά εφέδρανα.

Για την αποφυγή του δαπανηρού σχεδιασμού με συντελεστή συμπεριφοράς q=1.0 και επιπρόσθετα για τη μείωση των μεγάλων σεισμικών μετακινήσεων, είναι συνηθισμένη η χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων σε συνδυασμό με σεισμικούς συνδέσμους. Αυτοί οι σύνδεσμοι έχουν συνήθως τη μορφή προσκρουστήρων με κάποιο διάκενο μεταξύ του συνδέσμου και του καταστρώματος της γέφυρας. Με αυτόν τον τρόπο δεν εμποδίζονται οι μικρές μετακινήσεις που οφείλονται σε θερμικά φορτία, προένταση κ.λ.π., ενώ οι μεγαλύτερες μετακινήσεις που προκαλούνται από ένα σημαντικό σεισμικό γεγονός, εμποδίζονται από το εύρος του διάκενου. Ωστόσο, το πρόβλημα που προκύπτει από τη χρήση τέτοιων σεισμικών συνδέσμων είναι ότι η απόκριση της γέφυρας είναι μη-γραμμική λόγω του γεγονότος ότι αλλάζει η δυσκαμψία του συστήματος κάθε φορά που οι σύνδεσμοι ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται.

Στην παρούσα εργασία, εξετάζεται η αποτελεσματικότητα της εφαρμογής στο συγκεκριμένο πρόβλημα της προσεγγιστικής μεθόδου για τον υπολογισμό της μέγιστης μετακίνησης των κατασκευών, η οποία περιγράφεται στις οδηγίες για τον αντισεισμικό έλεγχο και την ενίσχυση των κατασκευών (ATC-40), του Αμερικάνικου Συμβουλίου Εφαρμοσμένης Τεχνολογίας. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, η μέγιστη μετακίνηση μιας κατασκευής υπολογίζεται από το σημείο τομής της καμπύλης αντοχής (capacity curve) και του φάσματος απόκρισης που αντιστοιχεί στην ενεργή απόσβεση της κατασκευής, λόγω της ανελαστικής συμπεριφοράς. Η καμπύλη αντοχής εκφράζει τη μη-γραμμική σχέση μεταξύ του οριζόντιου φορτίου και της αντίστοιχης μετακίνηση της κατασκευής και υπολογίζεται αυξάνοντας σταδιακά το σεισμικό φορτίο λαμβάνοντας υπόψη τη διαρροή των μελών. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται για τον υπολογισμό της μέγιστης μετακίνησης και της απαιτούμενης πλαστιμότητας των μεσοβάθρων μιας γέφυρας με ελαστομεταλλικά εφέδρανα και σεισμικούς συνδέσμους. Ο φορέας της γέφυρας αποτελείται από τέσσερα αμφιέρειστα τμήματα και τα μεσόβαθρα είναι ανισοϋψή. Θεωρούνται διάφορες τιμές διάκενων στους σεισμικούς συνδέσμους και τα αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά που προκύπτουν από βήμα προς βήμα μη-γραμμικές αναλύσεις με το πρόγραμμα DRAIN-2DX. Τρεις διαφορετικές σεισμικές εδαφικές κινήσεις εφαρμόζονται σαν βασικές διεγέρσεις, αυτές του σεισμού του Αιγίου το 1995, του Βουκουρεστίου το 1977 και της Καλαμάτας το 1986. Πραγματοποιούνται επιλύσεις για συντελεστές ενίσχυσης 1.0, 2.0 και 3.0 των διεγέρσεων αυτών.

Τα αποτελέσματα δείχνουν πως οι διαφορές μεταξύ των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων είναι σημαντικές και παρουσιάζουν μεγάλη διακύμανση. Στις περισσότερες περιπτώσεις η προσεγγιστική μέθοδος του ATC-40 δίνει μεγαλύτερες τιμές από τις αναλύσεις στο χρόνο. Η διαφορά αυτή των αποτελεσμάτων εξαρτάται από την ενίσχυση της σεισμικής δόνησης και κυμαίνεται από -30% έως 110% για τις αναλύσεις του σεισμού του Αιγίου και της Καλαμάτας, ενώ αγγίζει το 475% για τον σεισμό του Βουκουρεστίου. Το εύρος των διάκενων των σεισμικών συνδέσμων επηρεάζει τις διαφορές των αποτελεσμάτων, με τάση να μειώνονται τα σφάλματα για μεγαλύτερα διάκενα, με εξαίρεση το σεισμό του Βουκουρεστίου.