Αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς κτιρίων από ξυλόπηκτη φέρουσα τοιχοποιία
Authors: Κουρής Λεωνίδας-Αλέξανδρος 
Published: January 2014

Η διδακτορική αυτή διατριβή πραγματεύεται την ανελαστική συμπεριφορά υπό σεισμικά φορτία και την σεισμική τρωτότητα των κτιρίων από ξυλόπηκτη φέρουσα τοιχοποιία (ΞΤ). Κατ’ αρχήν γίνεται η ανάπτυξη ενός ανελαστικού μοντέλου για την ΞΤ. Εξετάζεται ΞΤ τα φατνώματα της οποίας έχουν δύο χιαστί διαγώνιες, για την οποία διατίθεται επαρκής πειραματική τεκμηρίωση. Η προσομοίωση που προτείνεται αποτελείται από ένα ελαστοπλαστικό μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων για τα ξύλινα μέλη, που βασίζεται στο ορθότροπο κριτήριο Hill και έχει συσχετισμένο νόμο διαρροής. Η κράτυνση του υλικού θεωρείται ισότροπη. Με στοιχεία επαφής έχει προσομοιωθεί η επαφή των διαγωνίων με το περιβάλλον πλαίσιο. Η επαφή υπακούει στον νόμο Mohr-Coulomb αλλά χωρίς αρχική συνοχή διότι είναι σαφές από τη βιβλιογραφία ότι η σύνδεση των διαγωνίων με το περιβάλλον πλαίσιο είναι αναξιόπιστη. Η παρουσία των τοιχοπληρώσεων είναι έμμεση καθώς στο μεγαλύτερο τμήμα της απόκρισης των τοίχων συμβάλλουν στο βάρος, στην ευστάθεια και στην απόσβεση του συστήματος αλλά όχι στην αντοχή. Το μοντέλο αυτό εξετάσθηκε με δύο σειρές πειραματικών δοκιμίων από τη βιβλιογραφία· η μία σειρά αποτελείται από τρία δοκίμια που ελήφθησαν από πραγματικό κτίριο, ενώ η δεύτερη σειρά από δοκίμια που κατασκευάσθηκαν στο εργαστήριο. Διαπιστώθηκε πολύ καλή σύμπτωση των αναλυτικών με τα πειραματικά αποτελέσματα. Το μοντέλο αυτό είναι έντονα μη-γραμμικό (μη-γραμμικότητα υλικού και γεωμετρίας) και έτσι είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να ληφθούν αποτελέσματα για εκτεταμένα κτίρια. Συνεπώς, προτείνεται ένα απλοποιημένο μοντέλο ισοδύναμης διαγωνίου με μία αξονική πλαστική άρθρωση που υλοποιείται με δύο διαφορετικούς τρόπους. Με τον πρώτο τρόπο για την αξονική πλαστική άρθρωση προτείνονται σχέσεις που καθορίζουν τον ανελαστικό νόμο της. Οι σχέσεις αυτές έχουν προκύψει από μία εκτεταμένη παραμετρική ανάλυση και λαμβάνουν υπ' όψιν τους τις βασικές παραμέτρους από τις οποίες επηρεάζεται η απόκριση των φατνωμάτων. Ο δεύτερος τρόπος είναι κατάλληλος για περιπτώσεις όπου θα κριθεί ότι τα φατνώματα δεν εμπίπτουν στους περιορισμούς ή ακριβώς στην γεωμετρία των προηγουμένων σχέσεων. Τα απλοποιημένα αυτά μοντέλα συγκρινόμενα με τα πειραματικά αποτελέσματα δίνουν διγραμμικές καμπύλες απόκρισης με ικανοποιητική προσέγγιση των βασικών μεγεθών. Εφαρμόζοντας το παραπάνω απλοποιημένο μοντέλο γίνεται η ανάλυση τριών τυπικών κτιρίων της Λευκάδας υποθέτοντας ότι αυτά αποτελούνται από φατνώματα ξυλόπηκτης τοιχοποιίας με δύο χιαστί διαγώνιες. Επιπλέον, γίνεται μία διερεύνηση όσον αφορά στην θεμελίωσή τους. Το σημαντικό χαρακτηριστικό των κτιρίων της Λευκάδας είναι ότι αποτελούνται από δύο φέροντα συστήματα. Το κύριο σύστημα αποτελείται από λιθοδομή στο ισόγειο και ΞΤ στους ορόφους, ενώ το δευτερεύον σύστημα στο ισόγειο έχει ξύλινα υποστυλώματα και συνδέεται με την ΞΤ των ορόφων. Από την ανάλυση προκύπτουν οι καμπύλες αντιστάσεως των κτιρίων, οι οποίες μετατρέπονται σε καμπύλες αντιστάσεως του ισοδυνάμου μονοβαθμίου ταλαντωτή. Στην συνέχεια γίνεται ορισμός των σταθμών βλάβης, οι οποίες είναι τέσσερις πέραν της στάθμης χωρίς βλάβες, ώστε να συνδεθούν με όσο το δυνατόν αντικειμενικά κριτήρια της απόκρισης των κατασκευών. Βάσει αυτών των ορισμών εξάγονται καμπύλες τρωτότητας ως προς την φασματική μετακίνηση και στην συνέχεια μετατρέπονται βάσει του φάσματος του Ευρωκώδικα σε καμπύλες τρωτότητας βάσει της μέγιστης εδαφικής επιταχύνσεως. Με αυτές τις τελευταίες αναπτύσσεται ένα πιλοτικό σενάριο σεισμικής διακινδυνεύσεως των ξυλοπήκτων κτιρίων της Λευκάδας και συγκρίνεται με τα διαθέσιμα στατιστικά δεδομένα βλαβών του σεισμού του 2003.