Αλληλεπίδραση εδάφους-θεμελίωσης-κατασκευής και ανελαστική συμπεριφορά πολυώροφων κτιρίων Ο/Σ:
Creators: name: Οικονομάκης, Μύρων Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: αλληλεπίδραση εδάφους-θεμελίωσης-κατασκευής
ανελαστική απόκριση
απαιτούμενη πλαστιμότητα
soil-foundation-structure interaction
inelastic response
ductility demand

description: Το φαινόμενο της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους-θεμελίωσης-κατασκευής (Soil Foundation Structure Interaction [SFSI]) έχει αποδειχτεί, από εκτεταμένη επιστημονική έρευνα παγκοσμίως, ότι μεταβάλει σημαντικά τα δυναμικά χαρακτηριστικά και κατ’ επέκταση τη σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών. Υπάρχει μία γενική τάση, η οποία έχει υπεισέρθει και στους σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς, ότι η επιρροή αυτή του φαινομένου της αλληλεπίδρασης έχει ευμενή αποτελέσματα στη σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών σε σχέση με τη θεώρηση ακλόνητης στήριξης (πάκτωση), αλλά το συγκεκριμένο συμπέρασμα είναι μια απλοποιητική και σε κάποιες περιπτώσεις εσφαλμένη γενίκευση. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να διερευνηθεί η επιρροή του φαινομένου της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους – θεμελίωσης – κατασκευής στη δυναμική απόκριση κτιριακών φορέων οπλισμένου σκυροδέματος για τον εντοπισμό των “περιοχών” εκείνων στις οποίες η απλουστευμένη θεώρηση της έδρασης ως πάκτωση οδηγεί σε μη συντηρητικές προβλέψεις σε σχέση με την πραγματική κατάσταση του αλληλεπιδρώντος συστήματος. Για τον σκοπό αυτό, μελετήθηκαν τόσο δύο πραγματικές κτιριακές κατασκευές Ο/Σ όσο και δέκα ισοδύναμοι μονοβάθμιοι ταλαντωτές, οι οποίοι μπορούν να θεωρηθούν αντιπροσωπευτικοί πραγματικών πολυώροφων φορέων. Το παραμετρικό πλαίσιο των αναλύσεων που πραγματοποιήθηκαν περιλαμβάνει τη θεώρηση διαφορετικών τύπων εδάφους αλλά και διεγέρσεων με διαφορετικά χαρακτηριστικά τόσο ως προς το πλάτος όσο και ως προς το συχνοτικό περιεχόμενο. Οι αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν ήταν μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις του ιστορικού της απόκρισης, χρησιμοποιώντας ως διεγέρσεις παλμούς Ricker, λαμβάνοντας υπόψη τη μη γραμμική συμπεριφορά της ανωδομής ενώ το έδαφος θεωρήθηκε ότι συμπεριφέρεται ελαστικά. Με βάση το σύνολο των παραγόμενων αποτελεσμάτων, προκύπτει ότι η επιρροή του φαινομένου της αλληλεπίδρασης εξαρτάται από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του φορέα, την ανελαστικοποίηση που υφίσταται κατά τη διάρκεια της διέγερσης καθώς και από το πλάτος και το συχνοτικό περιεχόμενο της ίδιας της διέγερσης. Υπάρχουν περιπτώσεις όπως παρατηρήθηκε για τις οποίες η θεώρηση πάκτωσης ως στήριξης οδηγεί σε μη συντηρητικές προβλέψεις όσο αναφορά τις σεισμικές απαιτήσεις που αναπτύσσονται στους φορείς και μάλιστα σε κάποιες περιπτώσεις οι αποκλίσεις είναι πολύ μεγάλες μεταξύ του αλληλεπιδρώντος συστήματος και του πακτωμένου συστήματος.
description: It has been already shown through extensive research worldwide that Soil-Foundation-Structure-Interaction (SFSI) affects significantly the dynamic characteristics and consequently the seismic response of structures. There is a general belief, which has been introduced into current seismic provisions (e.g. EC8, FEMA 450) as well, that SFSI is always beneficial for the seismic response of structures and that neglecting SFSI effects would supposedly lead to improved safety margins. However, this particular conclusion is an oversimplification and it could be misleading in some cases. Along these lines, the scope of this study is to investigate the role of soil-foundation-structure-interaction in the dynamic response of reinforced concrete (R/C) buildings in order to identify the cases that the simplified consideration of supports as fixed leads to no conservative estimations compared with the actual state of interacting system. For this purpose, two real R/C buildings and ten equivalent single degree of freedom oscillators, which can be considered representative of actual multi degree of freedom structures, have been examined. The parametric analysis scheme includes different soil types with different mechanical properties and excitations with different characteristics as far the amplitude and the frequency content is concerned. Non-linear response history analyses were conducted, using as input motions Ricker wavelets and taking under consideration the non-linear behavior of the superstructure while the soil considered behaving elastically. Through the conclusions of this thesis, it emerges that soil-foundation-structure interaction depends on the geometric characteristics of the structure, the inelastic response of the structure during the excitation and the amplitude and frequency content of the excitation itself. There are cases, as it has been observed, that neglecting SFSI effects leads to no conservative estimations as far as seismic demands (ductility demand) of the structures are concerned. In fact, in some cases the differences in seismic demand between the interacting and the fixed based systems are very significant for someone to overlook.