Development and application of a macro-component approach to assess seismic vulnerability of masonry structures:
Creators: name: Στύλας, Χρήστος Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Τοιχοποιία
Τρωτότητα
Υπερωθητική ανάλυση
Masonry
Vulnerability
Pushover analysis

description: Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή μιας συστημικής μεθόδου για την εκτίμηση της τρωτότητας κτηρίων από τοιχοποιία. Η κύρια ιδέα ήταν η ανάπτυξη ενός κώδικα για την προσομοίωση κτηρίων από τοιχοποιία ο οποίος θα παρείχε κυρίως αποτελέσματα που μας ενδιαφέρουν (καμπύλες αντίστασης). Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο σκοπό της διπλωματικής εργασίας. Αρχικά το παρουσιάζεται το πρόβλημα των κτηρίων εν σειρά (masonry aggregates) και περιγράφετε η ανάγκη να μελετηθούν με ένα πιο λεπτομερειακό τρόπο λαμβάνοντας υπόψη την επιρροή της αλληλεπίδρασης μεταξύ των συνδεδεμένων κτηρίων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν για τον σκοπό της διπλωματικής εργασίας. Καθώς η κύρια ιδέα ήταν η προσομοίωση και η παρατήρηση της συμπεριφοράς κατασκευών από τοιχοποιία με ένα απλοποιημένο τρόπο χρησιμοποιώντας εξισώσεις στατικών αναλύσεων, ένα μαθηματικό πρόγραμμα (Matlab) με μεγάλες υπολογιστικές ικανότητες χρησιμοποιήθηκε. Επιπλέον για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε ένα εμπορικό πρόγραμμα για την προσομοίωση και ανάλυση κτηρίων από τοιχοποιία (Tremuri). Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στις αρχές της θεωρητικής μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της ελαστικής και ανελαστικής συμπεριφοράς κατασκευών από τοιχοποιία χρησιμοποιώντας ένα απλοποιημένο μοντέλο στο Simulink. Αρχικά παρουσιάζεται ένα μοντέλο το οποίο είχε αναπτυχθεί στο Simulink για Pushover αναλύσεις σε κτήρια από οπλισμένο σκυρόδεμα καθώς και ορισμένα αποτελέσματα αξιολόγησης αυτού. Επιπλέον γίνεται αναφορά στο βασικό σχεδιασμό του κώδικα που αναπτύσσεται και στις τροποποιήσεις που έγιναν για την σωστή προσομοίωση κατασκευών από τοιχοποιία. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στη διαδικασία αξιολόγησης της προτεινόμενης μεθόδου και του κώδικα που αναπτύχθηκε στο Simulink για την υλοποίηση αυτής. Παρουσιάζονται αναλύσεις αξιολόγησης που πραγματοποιήθηκαν για να εξακριβωθεί η ικανότητα του προγράμματος να προσομοιώνει τη μη-γραμμική συμπεριφορά της κατασκευών από τοιχοποιία. Τα αποτελέσματα αυτά συγκρίνονται με πραγματικά δεδομένα από ένα πείραμα που διεξήχθη στο πανεπιστήμιο της Pavia καθώς επίσης και με αποτελέσματα του προγράμματος για Pushover αναλύσεις κατασκευών από τοιχοποιία Tremuri. Τέλος το πέμπτο κεφάλαιο αναφέρεται στα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα διπλωματική εργασία και τη μέθοδο που παρουσιάστηκε σε αυτήν. Επιπλέον παρουσιάζονται ορισμένες προοπτικές του κώδικα που αναπτύχθηκε.
description: The aim of this diploma thesis is the development and application of a systemic approach to assess seismic vulnerability of masonry structures. The conceptional idea was to develop a code for the simulation of masonry buildings focused on specific results of interest (capacity curves).The first chapter of this paper is an introduction to the aim of the diploma thesis. Firstly the problem of masonry aggregates is introduced and the need of studying them in a more detail way concerning the interaction between connected buildings is described. Also examples of this type of buildings and their pathology during earthquakes are given. In the second chapter the programs that have been used for the purpose of this project are described. As the main idea was to model and observe the response of masonry structures with a simple way using equilibriums of static analysis, a mathematical program (Matlab) with great computational capability was used. Moreover for the substantiation of our results a commercial program for modeling and analyzing masonry structures (Tremuri) was used.The third chapter refers to the theoretical method that is used to represent the linear and non-linear behavior of masonry structures using a simplified model in Simulink. Firstly a model that has been developed in Simulink for performing pushover analysis in concrete structures is introduced while validation results of that are presented. In addition we refer to the conceptual design of the developed code and the modifications that have been made to properly simulate masonry structures.The fourth chapter refers to the validation of the proposed method and the Simulink code used for it. Validation analyses that were made to ensure that the developed program is efficient to model the non-linear behavior of masonry structures are shown. These results are compared with real data from an experiment that was carried out by University of Pavia, and also the Tremuri program for pushover analysis of masonry structures.Finally the fifth chapter refers to the conclusions about the proposed method that this thesis introduced. Moreover some perspectives and thoughts about the developed code are discussed.