Σεισμική Μόνωση Υφιστάμενου Κτιρίου

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Χρυσανθακόπουλος Δημήτριος                                                 
Επιβλέπων Καθηγητής: Σπυράκος Κ., Αν. Καθηγητής             
Ημερομηνία : Ιουλίος 2004  

Το θέμα αυτής της εργασίας είναι η θεωρία και η εφαρμογή της σεισμικής μόνωσης στη βάση κτιρίων, με ελαστομεταλλικά εφέδρανα υψηλής απόσβεσης (HDRB) και με εφέδρανα πυρήνα μολύβδου (LRB).              

Η εργασία αποτελείται από πέντε κεφάλαια τα οποία συμπληρώνονται με δύο παραρτήματα. Το πρώτο κεφάλαιο, που είναι εισαγωγικό, είναι αφιερωμένο στην κατανόηση της έννοιας της σεισμικής μόνωσης. Γίνεται επίσης μια ιστορική αναδρομή όσον αφορά στην ιδέα για την εφαρμογή της μεθόδου.

Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι πιο συνήθεις τύποι συστημάτων σεισμικής μόνωσης όπως είναι τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα υψηλής απόσβεσης, τα εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου και τα συστήματα ολίσθησης. Έμφαση δίνεται στα μηχανικά χαρακτηριστικά των ελαστομεταλλικών εφεδράνων ενώ παρουσιάζεται και ένα διγραμμικό μαθηματικό προσομοίωμα που μπορεί, με κατάλληλες τιμές των παραμέτρων του, να εφαρμοστεί για διάφορους τύπους μονωτήρων. Επίσης διατυπώνεται αρκετά αναλυτικά η θεωρία της ευστάθειας των μονωτήρων.

Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται κάποιες μέθοδοι για την προσομοίωση συστημάτων σεισμικής μόνωσης όπου η ανωδομή προσεγγίζεται με ένα βαθμό ελευθερίας. Αυτή η προσεγγιστική θεώρηση έχει το πλεονέκτημα ότι δίνει στον αναγνώστη τη δυνατότητα για μια εμβάθυνση στο μηχανισμό της σεισμικής μόνωσης αποκαλύπτοντάς του το φυσικό νόημα της μεθόδου. Διατυπώνεται αναλυτικά η θεωρία του μονοβάθμιου συστήματος με μόνωση και γίνεται μια σύγκριση με τη λύση που προκύπτει από την προσομοίωση και επίλυση του ίδιου συστήματος με το πρόγραμμα ETABS.

Στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται οι κυριότερες διατάξεις του αμερικάνικου κανονισμού IBC2000 όσον αφορά στα σεισμικώς μονωμένα κτίρια. Παρουσιάζεται επίσης μια βήμα προς βήμα διαδικασία σχεδιασμού σύμφωνη προς τις διατάξεις του παραπάνω κανονισμού, η οποία πλαισιώνεται από ένα σύντομο παράδειγμα. Η ίδια διαδικασία προτείνεται, με κατάλληλες τροποποιήσεις, ώστε να προσαρμοστεί στις διατάξεις του Ε.Α.Κ.2000.

 Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια αριθμητική εφαρμογή που περιλαμβάνει την εφαρμογή της σεισμικής μόνωσης σε ένα υπάρχον τετραώροφο κτίριο. Το κτίριο, που είναι υποθετικό, ενισχύεται με τοιχία οπλισμένου σκυροδέματος και στη συνέχεια μονώνεται σεισμικά στη βάση του. Πραγματοποιούνται αναλύσεις του αρχικού, του ενισχυμένου και του μονωμένου κτιρίου. Η μέθοδος σχεδιασμού που ακολουθείται παρουσιάζεται αναλυτικά στο παράρτημα Β. Στο παράρτημα Α παρουσιάζονται τα επιταχυνσιογραφήματα που χρησιμοποιήθηκαν στις αναλύσεις με χρονοϊστορίες.