Αρχικά εκπονήθηκε αρχιτεκτονική μελέτη για την κατασκευή ενός διώροφου κτιρίου γραφείων συνολικής επιφάνειας 3000m² περίπου. Στη συνεχεία το αρχιτεκτονικό αυτό σχέδιο υλοποιήθηκε με τέσσερα διαφορετικά στατικά συστήματα και για τους τρείς σεισμούς που αντιστοιχούν στις τρείς ζώνες σεισμικής επικινδυνότητας του ΕΑΚ (Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός). Μελετήθηκαν λοιπόν και διαστασιολογήθηκαν με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς (ΕΑΚ, EC1, EC3, EC4, EC8 ), τέσσερα διαφορετικά στατικά συστήματα (για καθένα απο τους τρείς σεισμούς σχεδιασμού). Τα στατικά αυτά συστήματα είναι τα εξής:

• Στατικό σύστημα 1: Χωρικά πλαίσια (Πλαισιακή λειτουργία στις δύο κύριες διευθύνσεις)

• Στατικό σύστημα 2: Χωρικά πλαίσια ενισχυμένα με κεντρικούς συνδέσμους δυσκαμψίας (χιαστί)

• Στατικό σύστημα 3: Χωρικά πλαίσια ενισχυμένα με κεντρικούς συνδέσμους δυσκαμψίας, στα άκρα των οποίων υπάρχουν συνδέσεις απορόφησης ενέργειας τύπου INERD

• Στατικό σύστημα 4: Χωρικά πλαίσια ενισχυμένα με έκκεντρους συνδέσμους δυσκαμψίας

Με την ακολουθούμενη αυτή διαδικασία μελετήθηκαν λεπτομερώς δώδεκα διαφορετικά κτίρια τα οποία έχουν μοναδικό κοινό χαρακτηριστικό τη διατήρηση της πλαισιακής λειτουργίας και στις δύο κύριες διευθύνσεις τους, ενώ υλοποιούν το ίδιο αρχιτεκτονικό σχέδιο με διαφορετικό τρόπο καλύπτοντας πάντοτε τις απαιτήσεις που απορρέουν απο τους ισχύοντες κανονισμούς. Υπάρχει λοιπόν έμμεσα η λογική της ενίσχυσης, με τρείς εναλλακτικούς τρόπους, του στατικού συστήματος – κορμού, το οποίο δεν είναι άλλο απο την πλαισιακή λειτουργία στις δύο διευθύνσεις.

 Είναι εύλογο ότι οι διαφορροποιήσεις μεταξύ των στατικών συστημάτων έχουν να κάνουν με διαφορετικούς τρόπους ενίσχυσης της ικανότητας παραλαβής των σεισμικών δυνάμεων, ενώ το σύστημα παραλαβής των κατακόρυφων φορτίων παραμένει αναλλοίωτο και στα τέσσερα στατικά συστήματα.

Σημαντικό είναι στο σημείο αυτό να τονισθεί ότι ο σχεδιασμός κάθε κτιρίου έγινε με στόχο να αποτελεί κατά το δυνατό τη βέλτιστη κάθε φορά λύση όπως αυτή υλοποιείται και περιορίζεται απο τις απαιτήσεις του σχεδιασμού. Για το λόγο αυτό ελήφθη μέριμνα ώστε τα οριζόντια μέλη (κύριες και δευτερεύουσες δοκοί), να σχεδιασθούν με τέτοιο τρόπο ώστε οι ελαστικοί συντελεστές εκμετάλλευσης του υλικού τους, να παρουσιάζουν διακύμανση απο 0,7 μέχρι 0,9. Απο την άλλη οι χρησιμοποιούμενες διατομές υποστυλωμάτων είναι κι αυτές οι βέλτιστες μιας και δεν χρησιμοποιήθηκε η ίδια διατομή για όλα τα υποστυλώματα κάθε κτιρίου, αλλά αντίθετα μελετήθηκαν ένα προς ένα όπως και οι δοκοί άλλωστε, κάτι το οποίο μας επιτρέπει να ισχυριζόμαστε ότι οι σχεδιασμοί αυτοί προσεγγίζουν σε μεγάλο βαθμό τους εκάστοτε βέλτιστους σχεδιασμούς για κάθε τύπο στατικού συστήματος και για καθένα απο τα τρία επίπεδα σεισμικής επικινδυνότητας.

Με την ολοκλήρωση των σχεδιασμών των κτιρίων, έλαβε χώρα αποτίμηση της οικονομικότητας και συμπεριφοράς τους με ελαστικά κριτήρια. Η “ελαστική” αυτή αξιολόγηση είχε ως τεχνοοικονομικό κριτήριο ένα συντελεστή οικονομικότητας, όπως αυτός προέκυψε βάσει του συντελεστή εκμετάλλευσης και της ποσότητας του χρησιμοποιούμενου υλικού.

Εν συνεχεία τροποποιήθηκαν τα μαθηματικά μοντέλα κατάλληλα ώστε να λάβει χώρα στατική ανελαστική ανάλυση των σχεδιασθέντων κτιρίων. Για λόγους οι οποίοι παρατίθενται στο σχετικό κεφάλαιο, επελέγη ως καταλληλότερη, για τους σκοπούς της παρούσας εργασίας, η μέθοδος της απλής Στατικής Ανελαστικής Υπερωθητικής Ανάλυσης (Pushover Αnalysis). Τόσο η μοντελοποίηση όσο και η αξιολόγηση των εξαχθέντων αποτελεσμάτων έγινε με βάση κατάλληλους σχετικούς κανονισμούς (FEMA273, FEMA360, FEMA440, ATC40), ενώ ακολούθησε κατάλληλη επεξεργασία των εξαχθέντων δεδομένων και αποτελεσμάτων προκειμένου να είναι εφικτή η αποτίμηση – αξιολόγηση της συμπεριφοράς των σχεδιασθέντων κτιρίων με βάση ανελαστικά αυτή τη φορά κριτήρια.

Το ανελαστικό κριτήριο αξιολόγησης το οποίο ορίσθηκε και χρησιμοποιήθηκε τελικά για την αξιολόγηση της ικανότητας και της συμπεριφοράς της κατασκευής ήταν ενεργειακό. Μετά απο κατάλληλη επεξεργασία των αποτελεσμάτων της Στατικής Υπερωθητικής Ανάλυσης υπολογίσθηκαν, για καθένα απο τα δώδεκα σχεδιασθέντα κτίρια, συντελεστές ασφάλειας έναντι κατάρρευσης. Οι συντελεστές αυτοί ορίσθηκαν ως ο λόγος της συνολικά διατειθέμενης ενέργειας, (δυνάμενης να καταναλωθεί ελαστοπλαστικά μέσω απόσβεσης και πλαστικοποιήσεων) προς την ενέργεια την οποία καταναλώνει το εκάστοτε εξεταζόμενο κτίριο στο σημείο επιτελεστικότητας του σχεδιασμού του.

Με την ολοκλήρωση της περιγραφείσας μεθοδολογίας ήταν πλέον εφικτή η συνολική τεχνοοικονομική αξιολόγηση των σχεδιασμών που έλαβαν χώρα και συνεπακολούθως των στατικών συστημάτων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν. Δημιουργήθηκε μια ολοκληρωμένη βάση δεδομένων η οποία περιλαμβάνει στοιχεία σχετικά με την οικονομικότητα και την εκμετάλλευση του χρησιμοποιούμενου υλικού των κτιρίων που εξετάσθηκαν σε επίπεδο σχεδιασμού, αλλά και στοιχεία τα οποία περιγράφουν τη συμπεριφορά του εκάστοτε κτιρίου μέχρι και την κατάρρευσή του. Έτσι είμαστε πλέον σε θέση να κατατάξουμε τα κτίρια τα οποία εξετάσαμε βάσει της οικονομικότητας, της συμπεριφοράς, της ικανότητας και τέλος της ασφάλειάς τους ώστε να έχουμε μια πλήρη εικόνα του εκάστοτε σχεδιασμού.

 Είναι πρόδηλο ότι η ακολουθούμενη διαδικασία όπως αυτή ορίσθηκε και έλαβε χώρα στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας, είναι πλήρης, τεκμηριωμένη και επαρκής ώστε με τρόπο εύκολο και γρήγορο να μπορεί ο μηχανικός να συγκρίνει και να αξιολογήσει εναλλακτικές λύσεις. Φυσικά θα πρέπει να εξασφαλίζεται σε κάθε περίπτωση εφαρμογής της παρούσας μεθοδολογίας η ορθότητα, η συμβατότητα και η ασφάλεια των παραδοχών που γίνονται μιας και τα ποιοτικά αυτά χαρακτηριστικά καθορίζουν άμεσα την ποιότητα των εξαγομένων συμπερασμάτων αξιολόγησης.