Ενίσχυση Υφιστάμενου Κτιρίου με Καινοτόμα Αντισεισμικά Συστήματα Δοκών Σύζευξης FUSEIS

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μηλιώτης Ιωάννης                             
Επιβλέπων Καθηγητής: Βάγιας Ι., Καθηγητής
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2018

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη επάρκειας ενός υφιστάμενου εξαώροφου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα το οποίο σχεδιάστηκε πριν από το 1954, και η ενίσχυσή του με καινοτόμα αντισεισμικά συστήματα δοκών σύζευξης FUSEIS. Τα συστήματα αυτά αποτελούνται από δύο υποστυλώματα που τοποθετούνται σε μικρή απόσταση και συνδέονται μεταξύ τους με πολλαπλούς συνδέσμους. Η απορρόφηση της σεισμικής ενέργειας γίνεται μέσω της πλαστικοποίησης προεπιλεγμένων τμημάτων των συνδέσμων τα οποία είναι εύκολο να αντικατασταθούν, ενώ τα υπόλοιπα τμήματα του συστήματος FUSEIS παραμένουν ελαστικά. Οι σύνδεσμοι στην προκειμένη περίπτωση αποτελούνται από δοκούς μεταλλικής διατομής τύπου ΗΕΑ στις οποίες έχει απομειωθεί  η διατομή στα άκρα μέσω απότμησης τμήματος  των πελμάτων. Η απομείωση της διατομής συντελεί στην ανάπτυξη πλαστικών αρθρώσεων στις θέσεις που έχουν προεπιλεγεί.

Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στην διαδικασία που ακολουθείται για την αποτίμηση της σεισμικής επάρκειας μιας υφιστάμενης κατασκευής, με χρήση μη γραμμικής στατικής ανάλυσης, καθώς και στη φιλοσοφία ανασχεδιασμού μιας κατασκευής με στάθμες επιτελεστικότητας.

Έπειτα εκτελέσθηκαν μερικές ενδεικτικές ελαστικές αναλύσεις, ώστε να αποκτηθεί μια πρώτη εικόνα της συμπεριφοράς του κτιρίου υπό τα κατακόρυφα και τα σεισμικά φορτία.

Στη συνέχεια το κτίριο αναλύθηκε με τη μέθοδο της μη γραμμικής στατικής ανάλυσης ώστε να υπολογιστούν, η καμπύλη ικανότητας του κτιρίου, η στοχευόμενη μετακίνηση και οι στάθμες επιτελεστικότητας της κατασκευής. Όπως ήταν αναμενόμενο διαπιστώθηκε η μη επάρκεια του κτιρίου και η ανάγκη ενίσχυσης του, ιδιαιτέρως στους δύο πρώτους ορόφους όπου έχουμε την εμφάνιση μηχανισμού ορόφου.

Ακολούθησε μια πρώτη φάση ενίσχυσης του κτιρίου με καινοτόμα αντισεισμικά συστήματα FUSEIS, τα οποία τοποθετήθηκαν και στις δύο διευθύνσεις της κατασκευής, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η δυσκαμψία του κτιρίου και να εξαλειφθούν τα φαινόμενα ανάπτυξης μαλακού ορόφου. Για την εκτίμηση της επάρκειας της κατασκευής ακολουθήθηκε η ίδια πορεία με πριν, η οποία έδειξε ότι παρά την βελτίωση της σεισμικής συμπεριφοράς της κατασκευής, δεν επετεύχθη ο στόχος ανασχεδιασμού καθώς η απουσία διατμητικού οπλισμού στα υποστυλώματα, και συνεπώς πλαστιμότητας,  έχει σαν αποτέλεσμα την αστοχία τους ακόμα και για μικρές παραμορφώσεις. Για το λόγο αυτό κρίθηκε αναγκαία περαιτέρω ενίσχυση των υποστυλωμάτων στους δύο πρώτους ορόφους.

 Τέλος πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη φάση ενίσχυσης σε εκείνα τα υποστυλώματα του πρώτου και δεύτερου ορόφου που ξεπέρασαν στην προηγούμενη φάση την επιθυμητή στάθμη επιτελεστικότητας. Η ενίσχυση υλοποιήθηκε μέσω περίσφιγξης των υποστυλωμάτων αυτών με μανδύες υφασμάτων από ινοπλισμένα πολυμερή, ώστε να αυξηθεί η πλαστιμότητα τον συγκεκριμένων δομικών στοιχείων. Πραγματοποιήθηκε εκ νέου έλεγχος  της κατασκευής  και διαπιστώθηκε η επάρκειά της.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ