Αποτίμηση Ενίσχυσης Κτιρίου από Οπλισμένο Σκυρόδεμα με Κριτήρια Τρωτότητας 

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Σκουληκάρη Ευαγγελία
Επιβλέπων Καθηγητής: Παπαδόπουλος Β., Επ. Καθηγητής
Ημερομηνία : Ιούνιος 2014

 Στην Ελλάδα, μια χώρα με πολύ έντονη σεισμική δραστηριότητα, είναι αναγκαία η εξασφάλιση των αντισεισμικών απαιτήσεων σε όλες τις κατασκευές, ώστε να διασφαλίζεται η ομαλή και χωρίς προβλήματα λειτουργία τους. Η συγκεκριμένη εργασία ασχολείται με ένα τετραώροφο κτίριο από οπλισμένο σκυρόδεμα, το οποίο έχει παρουσιάσει βλάβες σε κάποια απ’ τα υποστυλώματά του κι επομένως χρειάζεται ενίσχυση. Σε προηγούμενη έρευνα πάνω στο ίδιο κτίριο είχε γίνει ο σχεδιασμός των ενισχύσεών του με στόχο την ελαχιστοποίηση του κόστους. Οι μέθοδοι επέμβασης που έχουν επιλεχθεί είναι οι μανδύες οπλισμένου σκυροδέματος και τα υφάσματα ινοπλισμένων πολυμερών άνθρακα. Το αντικείμενο συνεπώς αυτής της εργασίας είναι η αποτίμηση των βέλτιστων ενισχύσεων της κατασκευής με κριτήρια τρωτότητας.

 

Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται οι κανονισμοί που ακολουθήθηκαν (Ευρωκώδικας 8 και Κανονισμός Επεμβάσεων - ΚΑΝ.ΕΠΕ), καθώς επίσης και οι αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν. Για την αποτίμηση των ενισχύσεων του φορέα έγινε εφαρμογή της Δυναμικής Προσαυξητικής Ανάλυσης (ΔΠΑ) κι ακολούθησε Ανάλυση Τρωτότητας.

 

Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η υφιστάμενη κατασκευή και το αντίστοιχο προσομοίωμα που κατασκευάστηκε με σκοπό την ανάλυσή του στο SAP2000. Καθορίζονται οι ιδιότητες των υλικών, τα χαρακτηριστικά των διατομών, οι στηρίξεις του φορέα και τα επιβαλλόμενα φορτία.

 

Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται οι διατάξεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ που αναφέρονται κυρίως σε υφιστάμενα δομήματα. Ακόμα αναπτύσσεται ο αντισεισμικός σχεδιασμός με στάθμες επιτελεστικότητας. Στη συνέχεια παρουσιάζεται βήμα πρός βήμα η εφαρμογή τους στον υπό μελέτη φορέα μέσω του προγράμματος SAP2000.

 

Στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθεται αρχικά το θεωρητικό υπόβαθρο της ΔΠΑ. Στη συνέχεια προσαρμόζεται στα δεδομένα της συγκεκριμένης μελέτης και πραγματοποιείται στο SAP2000. Αναλυτικότερα, συγκεντρώνονται οι χρονοιϊστορίες επιταχύνσεων 12 πραγματικών σεισμικών καταγραφών του παρελθόντος και γίνεται η κατάλληλη κλιμάκωση του επιταχυνσιογραφήματος κάθε σεισμού. Έπειτα επιβάλλονται όλες οι κλιμακωμένες χρονοϊστορίες επιταχύνσεων όλων των σεισμών στο φορέα και παρακολουθείται η απόκριση του κτιρίου εκφραζόμενη σε όρους μέγιστης σχετικής μετακίνησης μεταξύ των ορόφων θmax. Τέλος κατασκευάζονται οι καμπύλες ΔΠΑ που για κάθε σεισμό συσχετίζουν το μέτρο σεισμικής έντασης με το αντίστοιχο θmax της απόκρισης.

 

Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες της ανάλυσης τρωτότητας μιας κατασκευής. Επιπροσθέτως κατασκευάζονται οι καμπύλες τρωτότητας που στηρίζονται στην ΔΠΑ κι επομένως στα αποτελέσματα που προκύπτουν από την επιβολή όλων των σεισμικών καταγραφών στο κτίριο. Οι καμπύλες τρωτότητας αναφέρονται σε 3 επίπεδα βλάβης κι επομένως αφορούν 3 στάθμες επιτελεστικότητας, την «Άμεση Χρήση», την «Προστασία Ζωής» και την «Οιονεί Κατάρρευση».

 

Στο έκτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια εναλλακτική προσέγγιση αποτίμησης της κατασκευής με κριτήρια τρωτότητας, που βασίζεται στον EC8, στη Μέθοδο των Συντελεστών και στην Μεθοδολογία Hazus. Κατασκευάζονται έτσι οι αντίστοιχες με της μεθόδου ΔΠΑ καμπύλες τρωτότητας και γίνεται σύγκριση μεταξύ των δύο διαφορετικών προσεγγίσεων.

 

Στο έβδομο κεφάλαιο εφαρμόζονται οι ενισχύσεις του κτιρίου με τα βέλτιστα χαρακτηριστικά τους και πραγματοποιείται η ΔΠΑ  για τον ενισχυμένο πλέον φορέα. Διαμορφώνονται ακολούθως οι καμπύλες τρωτότητας ΔΠΑ ώστε να επιτευχθεί εύκολα και με πλήρη εποπτεία η αποτίμηση-αξιολόγηση των ενισχύσεων που επιλέχθηκαν. Αυτό επιτυγχάνεται με τη σύγκριση των καμπυλών τρωτότητας του αρχικού με του ενισχυμένου δομήματος.

 

Στο όγδοο κεφάλαιο συγκεντρώνονται τα συμπεράσματα, στα οποία καταλήγει αυτή η έρευνα.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ