Το θεωρητικό υπόβαθρο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας βασίζεται στα μαθήματα της Αντισεισμικής Τεχνολογίας του 7ου και 8ου εξαμήνου και της Τεχνικής Σεισμολογίας του  9ου εξαμήνου της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π. Αντικείμενο της εργασίας είναι η μελέτη της εδαφικής κίνησης και της απόκρισης των κατασκευών στην περιοχή της παραλιακής ζώνης των Αθηνών λόγω του ρήγματος του Σαρωνικού Κόλπου.

Η παρουσίαση της εργασίας χωρίζεται σε 4 κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος των Green’s Functions η οποία χρησιμοποιείται ευρέως τα τελευταία χρόνια για την προσομοίωση των ισχυρών εδαφικών κινήσεων κοντινού πεδίου (κυρίως στην Ιαπωνία όπου και εφευρέθηκε). Στη μέθοδο αυτή περιλαμβάνονται τρεις διαφορετικές ‘υπομέθοδοι’, η μέθοδος των εμπειρικών Green’s Functions, η υβριδική Green’s Functions μέθοδος (HGF) και η υβριδική συνθετική μέθοδος προσομοίωσης της εδαφικής κίνησης. Το γεγονός που έδωσε τη λαβή στην επιστημονική κοινότητα της Ιαπωνίας να ασχοληθεί με την προσομοίωση των ισχυρών εδαφικών κινήσεων κοντινού πεδίου ήταν ο σεισμός του Kobe(17/1/1995) από τον οποίον προέκυψαν σημαντικά συμπεράσματα και αναθεωρήσεις για την επίδραση των εδαφικών κινήσεων κοντινού πεδίου στις κατασκευές παγκοσμίως.

Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του ρήγματος του Σαρωνικού Κόλπου. Αρχικά εξετάζεται η τεκτονική της περιοχής, η μικροσεισμικότητα του Κόλπου και ακολούθως παρατίθενται τα χαρακτηριστικά του ρήγματος. Ακολουθεί η διαδικασία της αποτύπωσης της προβολής του ρήγματος στην επιφάνεια και τέλος, με τη βοήθεια του προγράμματος SGMS, η προσομοίωση της εδαφικής κίνησης στο μητρικό πέτρωμα για ένα πιθανό σεισμικό γεγονός μεγέθους Μw=6.5 και για 4 επιλεγμένες περιοχές της παραλιακής ζώνης των Αθηνών (Ν.Φάληρο, Π.Φάληρο, Ελληνικό και Βουλιαγμένη). Θυμίζουμε ότι  μέσω του προγράμματος SGMS παράγεται το υψίσυχνο κομμάτι της τεχνητής καταγραφής, ενώ ακολουθεί η δημιουργία της συνθετικής χρονοϊστορίας που περιέχει και τον παλμό (μεγαλοπερίοδο μέρος) προκειμένου να ληφθεί υπόψη το φαινόμενο της κατευθυντικότητας. Έχοντας θεωρήσει 2 διαφορετικές μεγεθύνσεις του αρχικού παραγόμενου σήματος κατά Ambrasseys και 3 διαφορετικές περιόδους παλμών (από τον τύπο του Rodriguez-Marek), παίρνουμε 6 ξεχωριστές περιπτώσεις ανάλυσης (Situation1-Situation6).

 Στο τρίτο κεφάλαιο ακολουθεί η εκτίμηση της απόκρισης της εδαφικής απόθεσης για τον εξεταζόμενο σεισμό στις υπό μελέτη περιοχές. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται το προγράμματος SHAKE 2000. Συγκεκριμένα, τα τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα που δημιουργήθηκαν στο κεφάλαιο 2 μέσω του SGMS δίνονται ως σεισμοί εισαγωγής στο SHAKE για την παραγωγή της απόκρισης στην επιφάνεια του εδάφους. Η διαδικασία για κάθε μία περιοχή (Ν.Φάληρο, Π.Φάληρο, Ελληνικό και Βουλιαγμένη) και για κάθε μία από τις 6 περιπτώσεις της ανάλυσης (Sit1-Sit6), έγινε λαμβάνοντας υπόψη τον παλμό κατευθυντικότητας στο σεισμό εισαγωγής στο μητρικό πέτρωμα και επιπλέον για τις 2 πρώτες περιπτώσεις (Sit1,Sit2) χωρίς να ληφθεί υπόψη το φαινόμενο.  Άρα για κάθε μια περιοχή έγιναν 8 διαφορετικές αναλύσεις (Sit1, Sit1Pulse, Sit2, Sit2Pulse, Sit3Pulse, Sit4Pulse, Sit5Pulse  και Sit6Pulse). Για τις αναλύσεις με το SHAKE2000 χρησιμοποιήσαμε αποτελέσματα από πραγματικές γεωτρήσεις δοκιμών SPT και εξάγαμε εξ αυτών προσεγγιστικά αναλυτικά εδαφικά προφίλ αποθέσεων βάθους 30m.

 Τέλος, στο κεφάλαιο 4 επιχειρείται η εκτίμηση της τρωτότητας ενός επταόροφου κτιρίου το οποίο θεωρούμε ότι βρίσκεται σε κάθε μία από τις εξεταζόμενες περιοχές. Το μοντέλο του κτιρίου επτά ορόφων που εξετάζεται, δημιουργήθηκε στο πανεπιστήμιο Berkeley των Η.Π.Α και εντάσσεται στη φιλοσοφία σχεδιασμού κατασκευών με ισχυρά υποστυλώματα και αδύναμα δοκάρια. Εφαρμόστηκε μη γραμμική δυναμική ανάλυση με το υπολογιστικό πρόγραμμα Seismostruct. Η κατασκευή αποτελείται από 3 όμοια πλαίσια επτά ορόφων με τοιχώματα μόνο στο ενδιάμεσο πλαίσιο. Το πολυβάθμιο σύστημα του μοντέλου προσομοιάστηκε με ένα ισοδύναμο μονοβάθμιο (με μάζα m* και περίοδο Τ*) μέσω της μεθόδου Ν2. Με το πρόγραμμα Seismostruct έγιναν 3 διαφορετικές αναλύσεις: A) Ανάλυση ιδιομορφών (EigenValue analysis), B) Pushover ανάλυση στην οποία θεωρήσαμε ένα σημείο διαρροής που χαρακτηρίζεται από μια τέμνουσα βάσης V_y  και μια μετακίνηση στην ανώτατη στάθμη SD_y,top ή δ_y,top και Γ)Δυναμική ανάλυση χρονοϊστοριών (Dynamic time history analysis) στην οποία θέσαμε ως σεισμό εισαγωγής την χρονοϊστορία επιτάχυνσης στην επιφάνεια του εδάφους, όπως αυτή προέκυψε μέσω της ανάλυσης με το πρόγραμμα SHAKE2000 και από την οποία βρίσκουμε την μέγιστη μετακίνηση της οροφής της κατασκευής Sd_maxtop. Στο κεφάλαιο αυτό, και πριν από την δυναμική ανάλυση του κτιρίου, δημιουργήσαμε τα φάσματα απόκρισης στην επιφάνεια της εδαφικής απόθεσης με τη βοήθεια του προγράμματος BISPEC για κάθε μία από τις τέσσερις περιοχές της παραλιακής ζώνης που εξετάζουμε. Τα αποτελέσματα των παραπάνω αναλύσεων χρησιμοποιήθηκαν για την εύρεση (σε κάθε διαφορετική περίπτωση) δύο βασικών αντισεισμικών δεικτών: Της τιμής της πλαστιμότητας μετακινήσεων του πολυβαθμίου συστήματος (μ) και της τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς του αντίστοιχου μονοβαθμίου συστήματος (qd) (από την οποία προκύπτει η τιμή της απαιτούμενης πλαστιμότητας κατά ΝΕΑΚ μΝΕΑΚ). Ακολουθεί σχολιασμός και παρατηρήσεις για τις τιμές των παραγόμενων δεικτών για τις εξεταζόμενες περιοχές.            

Το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει, κατόπιν όλων αυτών των αναλύσεων είναι ότι η θεώρηση της παρουσίας του φαινομένου του κοντινού πεδίου για την περίπτωση σεισμικού γεγονότος προερχόμενου από ρήγμα του Σαρωνικού, σε ένα επταόροφο κτίριο θεμελιωμένο στο συγκεκριμένο εδαφικό προφίλ του Παλαιού Φαλήρου  θα δημιουργούσε σημαντικά προβλήματα αναπτυσσόμενης πλαστιμότητας που είναι εκτός πλαισίου του ΝΕΑΚ. Το κενό του σημερινού αντισεισμικού κανονισμού (ΝΕΑΚ) όσον αφορά φαινόμενα κοντινού πεδίου είναι εμφανές στην παρούσα εργασία. Φυσικά απαιτείται αρκετή ακόμα δουλειά από τους ερευνητές για να οριστικοποιηθεί το πρόβλημα και να εφευρεθεί πρακτικός τρόπος εντάξεως του φαινομένου του κοντινού πεδίου στο κανονιστικό πλαίσιο.