Αντικείμενο της παρούσας εργασίας
είναι η διερεύνηση της ανελαστικής συμπεριφοράς ενός υφισταμένου
οκταωρόφου κτηρίου από ωπλισμένο σκυρόδεμα που υποβάλλεται σε
καταγραφές σεισμών κοντινού πεδίου με εφαρμογή μιας ανελαστικής
δυναμικής μεθόδου. Η ανελαστική δυναμική μέθοδος που
χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό είναι η «προσαυξητική δυναμική
ανάλυση» (incremental dynamic analysis,
IDA).
H ανάπτυξη της υπολογιστικής
ισχύος των τελευταίων ετών επιτρέπει την αναζήτηση ακριβέστερων
μεθόδων ανάλυσης των κατασκευών. Μία από αυτές τις ακριβείς
μεθόδους είναι και η
IDA.
Η IDA
είναι μία παραμετρική μέθοδος ανάλυσης, η οποία εμφανίστηκε
πρόσφατα σε διάφορες μορφές προκειμένου να εκτιμήσει εκτενέστερα
τη συμπεριφορά των κατασκευών υπό σεισμικά φορτία. Η μέθοδος
περιλαμβάνει την υποβολή της κατασκευής σε μία ή περισσότερες
καταγραφές εδαφικής κίνησης, η καθεμιά από τις οποίες
κλιμακώνεται (μεγεθύνεται ή σμικρύνεται) σε διάφορα επίπεδα
έντασης, ώστε να καλυφθεί πλήρως όλο το φάσμα της απόκρισής της,
από την ελαστική στην ανελαστική περιοχή και μέχρι την
κατάρρευση. Κάθε κλιμακωμένη καταγραφή παράγει μία καμπύλη, την
καμπύλη
IDA, το σύνολο των
οποίων για όλες τις καταγραφές μάς δίνει σημαντικές πληροφορίες
για την ανελαστική συμπεριφορά της κατασκευής.
Στην παρούσα εργασία,
χρησιμοποιούνται δύο παραλλαγές του οκταωρόφου κτηρίου ως φορείς
ανάλυσης. Ο ένας φορέας είναι ο «πλαισιωτός φορέας» (frame building)
που αποτελείται μόνον από πλαίσια και στις δύο διευθύνσεις και ο
άλλος είναι ο «τοιχοπληρωμένος φορέας» (pilotis building),
όπου στα ανοίγματα των πλαισίων όλων των ορόφων πλήν του
ισογείου υπάρχουν τοίχοι εν είδει πάνελς κατά τη μία διεύθυνση.
Οι δύο αυτοί φορείς υποβάλλονται σε σεισμούς κοντινού πεδίου και
με την ανάλυση
IDA
εξετάζεται η ανελαστική
συμπεριφορά τους.
Η εργασία
αποτελείται από πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μια
παρουσίαση των βασικών θεωρητικών εννοιών των σεισμών κοντινού
πεδίου. Ορίζεται η έννοια του «παλμού κατευθυντικότητας» και της
«δεσπόζουσας περιόδου» του παλμού, καθώς και άλλα σημαντικά
στοιχεία που αφορούν στις εδαφικές κινήσεις του κοντινού πεδίου.
Στο δεύτερο
κεφάλαιο, παρουσιάζεται εκτενώς η μέθοδος
IDA
σε θεωρητικό επίπεδο.
Δίνονται οι βασικοί ορισμοί των εννοιών της μεθόδου και η
χρησιμότητα της ως μεθόδου ανελαστικής ανάλυσης των κατασκευών.
Στο τρίτο
κεφάλαιο, γίνεται η περιγραφή των χρησιμοποιούμενων φορέων και η
παρουσίαση του τρόπου προσομοίωσής του τόσο σε γεωμετρικό
επίπεδο όσο και σε επίπεδο ανελαστικής συμπεριφοράς.
Στο τέταρτο
κεφάλαιο, γίνεται η ανελαστική ανάλυση των φορέων με τη μέθοδο
Pushover
και εξάγεται για τον καθένα η «καμπύλη ικανότητας».
Στο πέμπτο και
τελευταίο κεφάλαιο, γίνεται η εφαρμογή της μεθόδου
IDA
στους εξεταζόμενους φορείς που υποβάλλονται σε μία σειρά
εδαφικών κινήσεων κοντινού πεδίου. Γίνεται η επεξεργασία των
αποτελεσμάτων της ανάλυσης χρονοϊστορίας με βάση τη μεθοδολογία
IDA
και κατασκευάζονται τα
κατάλληλα γραφήματα που περιγράφουν την ανελαστική συμπεριφορά
των φορέων στις ανωτέρω καταγραφές.
Το
σημαντικότερο συμπέρασμα της εργασίας αφορά στη σχέση του
συντελεστή συμπεριφοράς
q
και της πλαστιμότητας μ που δημιουργείται από τις
επιβαλλόμενες κλιμακωμένες καταγραφές του κοντινού πεδίου.
Παρατηρείται το φαινόμενο ότι για καταγραφές με παλμό
κατευθυντικότητας και δεσπόζουσα περίοδο αρκετά μεγαλύτερη από
τη θεμελιώδη ιδιοπερίοδο των φορέων η πλαστιμότητα μ
είναι γενικά μεγαλύτερη από τον συντελεστή συμπεριφοράς
q
(μ>q).
|