Μεταπλαστική απόκριση και κατάρρευση συστημάτων πλαισίου - θεμελιώσεως, και σεισμική μόνωση μέσω λικνισμού
Authors: Γελαγώτη Φανή 
Published: January 2014

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η πρόταση μιας νέας λογικής στον αντισεισμικό σχεδιασμό θεμελιώσεων με γνώμονα τις μετακινήσεις, τόσο των δομικών στοιχείων της κατασκευής (Δομοστατικός Σχεδιασμός Ανωδομής) όσο και της θεμελίωσης (Γεωτεχνικός Σχεδιασμός Θεμελιώσεως). Η νέα λογική σχεδιασμού προτείνει την (υπό-προϋποθέσεις) εγκατάλειψη της σχετικής κανονιστικής απαγόρευσης, προκρίνοντας την δημιουργία “πλαστικής άρθρωσης” υπό την διεπιφάνεια θεμελιώσεως εδάφους (υλοποιούμενης είτε μέσω αποκόλλησης του πρώτου ή αστοχίας φέρουσας ικανότητας του τελευταίου). Κατ’ αυτόν τον τρόπο περιορίζεται η αδρανειακή φόρτιση που δύναται να μεταδοθεί στην ανωδομή. Μία τέτοια λογική έχει αποτελέσει αντικείμενο μελέτης διεθνώς, η δε διερεύνηση τής εφαρμοσιμότητάς της σε απλές επιφανειακές θεμελιώσεις έχει επιχειρηθεί τόσο αναλυτικά όσο και πειραματικά. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή επιδιώκεται η ολοκληρωμένη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας της ιδέας αυτής σε επίπεδο όχι ενός απλού θεμελίου αλλά μίας πλαισιωτής κατασκευής. Ως εκ τούτου, κύριο αντικείμενο της έρευνας αποτελεί η μελέτη της μή-γραμμικής και ανελαστικής αλληλεπίδρασης συστημάτων θεμελιώσεως-εδάφους-πλαισίου υποβαλλομένων σε ισχυρή εδαφική διέγερση που ενίοτε υπερβαίνει κατά πολύ την συμβατική διέγερση σχεδιασμού. Η εργασία διαρθρώνεται σε 5 βασικές ενότητες: Αντικείμενο της πρώτης ενότητας είναι η βαθμονόμηση και επαλήθευση ενός αξιόπιστου καταστατικού προσομοιώματος ικανού να αναπαράγει με πιστότητα την μή-γραμμική λικνιστική απόκριση συστημάτων θεμελιώσεως επί αργιλικού και αμμώδους εδάφους. Το προσομοίωμα συνδυάζει μή-γραμμική κινηματική κράτυνση με συσχετισμένο νόμο πλαστικής ροής, με το κριτήριο διαρροής Von Mises (καταλλήλως τροποποιημένο ώστε να λαμβάνει υπόψιν την επίδραση της μέσης ορθής τάσης σε άμμους), και έχει ενσωματωθεί στον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS. Η δεύτερη ενότητα αποτελεί τον κυρίως κορμό της διεξαχθείσης έρευνας: μελετά ενδελεχώς την δυναμική απόκριση σε επιβαλλόμενη σεισμική διέγερση ρεαλιστικώς απλών πλαισιωτών κατασκευών επί εδαφικής στρώσης και αξιολογείται η αποτελεσματικότητα μιάς νέας φιλοσοφίας σχεδιασμού ή οποία ευνοεί την μή-γραμμική απόκριση της θεμελίωσης μέσω του μηχανισμού του ανασηκώματος έναντι του ισχύοντα αντισεισμικού κανονισμού που επιδιώκει την ελαστική απόκριση της θεμελίωσης ακόμα και υπό καθεστώς εξαιρετικά ισχυρών σεισμικών δράσεων. Θεωρώντας συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης, καταστρώθηκε κατάλληλο προσομοίωμα πεπερασμένων στοιχείων, ενώ για την προσομοίωση της ανωδομής χρησιμοποιείται κατάλληλο καταστατικό προσομοίωμα που να είναι σε θέση να αναπαράγει την μή γραμμική σχέση ροπής-καμπυλότητας των μελών ωπλισμένου σκυροδέματος [Vintzilaiou et al., 2007]. Αποσκοπώντας στη συγκριτική αξιολόγηση των δύο εναλλακτικών μεθόδων θεμελιώσεως, τα συστήματα υποβλήθηκαν σε 24 χρονοϊστορίες καταγεγραμμένων επιταχύνσεων ποικίλων χαρακτηριστικών. Όταν το συμβατικώς θεμελιωμένο σύστημα υπόκειται σε σεισμικές διεγέρσεις που υπερβαίνουν τον σεισμικό κραδασμό σχεδιασμού, οι βλάβες των υποστυλωμάτων είναι σαφώς μή επισκευάσιμες...