Seismic response standardization and risk assessment of simple rocking bodies
Authors: Λαχανάς Χρήστος 
Published: July 2022

Ο λικνισμός αποτελεί ένα μηχανισμό σεισμικής απόκρισης, ο οποίος συναντάται σε ένα πλήθος κατασκευών, από αρχαία μνημεία μέχρι ευάλωτα περιεχόμενα κτιρίων. Επιπροσθέτως, ο λικνισμός έχει βρεθεί ότι αποτελεί έναν αποδοτικό μηχανισμό σεισμικής προστασίας, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό «σεισμικά μονωμένων» κατασκευών με σκοπό την αναταξιμότητά τους. Αυτή η ευρεία εφαρμογή του λικνιστικού ταλαντωτή έχει ελκύσει το ερευνητικό ενδιαφέρον οδηγώντας σε πληθώρα σχετικών εργασιών. Η συντριπτική πλειοψηφία αυτών, εξαιτίας της έντονης μη γραμμικότητας του προβλήματος, το αντιμετωπίζει προσδιοριστικά στοχεύοντας στην αναλυτική διερεύνηση της συσχέτισης μεταξύ των χαρακτηριστικών του λικνιζόμενου σώματος και της κυματομορφής της σεισμικής διέγερσης. Από την άλλη, η υφιστάμενη βιβλιογραφία σχετικά με την πιθανοτική αντιμετώπιση του προβλήματος κατά τις αρχές της αντισεισμικής μηχανικής βάσει επιτελεστικότητας (performance-based earthquake engineering, PBEE) είναι εξαιρετικά περιορισμένη. Αναγνωρίζοντας αυτήν την έλλειψη, η παρούσα διατριβή στοχεύει στην προτυποποίηση της λικνιστικής απόκρισης απλών στερεών σωμάτων κάνοντας χρήση εργαλείων τεχνολογίας αιχμής ώστε να παράσχει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την εκτέλεση αναλύσεων τρωτότητας. Ακολουθώντας τις αρχές της PBEE, η προτυποποίηση της διαχείρισης της σεισμικής απόκρισης είναι πολυεπίπεδη. Το πρώτο βήμα είναι η εκτέλεση μη γραμμικών δυναμικών αναλύσεων για τον υπολογισμό της κατανομής της σεισμικής απόκρισης λικνιζόμενων σωμάτων, προσφέροντας συγκεκριμένα εργαλεία για την εφαρμογή της ικανοτικής δυναμικής ανάλυσης (incremental dynamic analysis, IDA) σε λικνιστικούς ταλαντωτές. Εν συνεχεία, παρουσιάζεται μια διεξοδική διερεύνηση σχετικά με τη μείωση της διάστασης του προβλήματος μέσω της ελαχιστοποίησης των παραμέτρων αυτού, η οποία ακολουθείται από τη διερεύνηση της πιθανοτικής κατανομής η οποία βέλτιστα προσαρμόζεται στις λικνιστικές καμπύλες τρωτότητας. Στο επόμενο βήμα διερευνώνται τα βέλτιστα μέτρα έντασης (intensitymeasures, IMs) για τη χρήση τους ως διαμεταβλητές σε μελέτες τρωτότητας λικνιζόμενων σωμάτων. Εναλλακτικά ΙΜs ελέγχονται ως προς την αποδοτικότητα και την επάρκεια τους, αναδεικνύοντας ότι κάποια καθιερωμένα και ευρέως χρησιμοποιούμενα ΙΜs είναι και αποδοτικά και επαρκή για την περίπτωση των λικνιζόμενων σωμάτων. Ένα επιπλέον πεδίο διερεύνησης αφορά την επιρροή της κατακόρυφης συνιστώσας της σεισμικής διέγερσης στη λικνιστική απόκριση εντός ενός πιθανοτικού πλαισίου. Από τη μελέτη προκύπτει ότι με μόνη εξαίρεση την περιοχή απόκρισης κοντά στην έναρξη του λικνισμού για τα λιγότερο ραδινά σώματα (σώματα με σχετικά μικρό λόγο ύψους προς πλάτος), η συμπερίληψη της κατακόρυφης συνιστώσας δε διαφοροποιεί τα στατιστικά της απόκρισης. Το τελικό βήμα προτυποποίησης συνίσταται στην παροχή κλειστών αναλυτικών σχέσεων για τον άμεσο υπολογισμό των καμπυλών τρωτότητας λικνιζόμενων στερεών σωμάτων σε οποιαδήποτε στάθμη επιτελεστικότητας τόσο για εδραζόμενα επί εδάφους σώματα, όσο και για ευρισκόμενα επί ορόφου κτιρίου. Τελικώς, ορισμένα από τα προτεινόμενα εργαλεία εφαρμόζονται σε ένα απλό παράδειγμα εκτίμησης της σεισμικής διακινδύνευσης για μνημεία (στύλους αρχαίων Ναών) ευρισκόμενα στην περιοχή της Αττικής. Εν κατακλείδι, τα προτεινόμενα εργαλεία καλύπτουν ολοκληρωμένα την προτυποποίηση της σεισμικής απόκρισης λικνιζόμενων στερεών σωμάτων και συνιστούν ένα περιεκτικό πλαίσιο για την εκτίμηση της τρωτότητας απλών λικνιζόμενων κατασκευών. Ταυτόχρονα ανοίγεται ο δρόμος για την εφαρμογή τους σε πιο πολύπλοκα συστήματα που έχουν παρόμοια συμπεριφορά με αυτή του λικνιστικού ταλαντωτή.