Επιρροή της διεύθυνσης διέγερσης στην ανελαστική απόκριση μονώροφου ασύμμετρου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα:
Creators: name: Φονταρά, Ιωάννα-Κλεονίκη Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Γωνία πρόσπτωσης της σεισμικής διέγερσης
Ανελαστική απόκριση
Ασύμμετρα κτίρια
Seismic incident angle
Inelastic response
Asymmetric buildings

description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επιρροής της διεύθυνσης διέγερσης στην ανελαστική απόκριση μονώροφου ασύμμετρου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα. Μελετάται ένα μονώροφο ασύμμετρο κτίριο το οποίο διαστασιολογήθηκε με βάση τον ΕΚΩΣ, ενώ ο αντισεισμικός υπολογισμός του κτιρίου έγινε με τη Δυναμική Φασματική Μέθοδο και τη χρήση του ελαστικού φάσματος του ΕΑΚ για ζώνη σεισμικής επικινδυνότητας ΙΙΙ (0.36g). Στη συνέχεια διενεργήθηκαν μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας, με τη μέθοδο Newmark, λόγω ταυτόχρονης δράσης των δύο οριζόντιων συνιστωσών επτά επιλεγμένων πραγματικών σεισμικών διεγέρσεων, οι οποίες αντιπροσωπεύονται από: (i) τα καταγεγραμμένα επιταχυνσιογραφήματα, (ii) τα αντίστοιχα ασυσχέτιστα και (iii) τα πλήρως συσχετισμένα επιταχυνσιογραφήματα. Για να μελετηθεί η επιρροή της γωνίας πρόσπτωσης της σεισμικής διέγερσης σε σχέση με τους άξονες της κατασκευής, τα καταγεγραμμένα, τα ασυσχέτιστα και τα πλήρως συσχετισμένα επιταχυνσιογραφήματα εφαρμόστηκαν για διευθύνσεις της διέγερσης που σχηματίζουν με τους άξονες του κτιρίου γωνία θ=0°, 10°, 20°,…., 350°. Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για την διενέργεια των δυναμικών ανελαστικών αναλύσεων χρονοϊστορίας είναι το RUAUMOKO 3D (University of Canterbury, New Zealand). Η κανονικοποίηση των καταγεγραμμένων, των ασυσχέτιστων καθώς και των πλήρως συσχετισμένων επιταχυνσιογραφημάτων των επτά επιλεγμένων σεισμών έγινε με τις μεθόδους που προτείνουν οι κανονισμοί ΝEHRP και EC8 – Part 1. Για την αξιολόγηση της ανελαστικής συμπεριφοράς του εξεταζόμενου φορέα χρησιμοποιήθηκε ο τροποποιημένος δείκτης βλάβης των Park and Ang. Οι ανελαστικές αναλύσεις διεξήχθησαν για τέσσερα διαφορετικά επίπεδα σεισμικής έντασης (βλάβες λόγω της πραγματικής έντασης του σεισμού, λίγες βλάβες, μέτριες βλάβες και πολλές βλάβες ή ολικός δείκτης βλάβης για τις τρεις τελευταίες κατηγορίες 0.10-0.25, 0.60-0.70 και 0.80-0.90 αντίστοιχα). Για κάθε σεισμική διέγερση χρησιμοποιήθηκαν και τα τρία ζεύγη επιταχυνσιογραφημάτων (καταγεγραμμένα, ασυσχέτιστα και πλήρως συσχετισμένα). Από τη διαδικασία της κανονικοποίησης των καταγεγραμμένων, των ασυσχέτιστων και των πλήρως συσχετισμένων συνιστωσών των διεγέρσεων προέκυψαν ορισμένα συμπεράσματα. Αρχικά όσον αναφορά τις σεισμικές διεγέρσεις παρατηρείται ότι το τετραγωνικό φάσμα (SRSS) των καταγεγραμμένων, των ασυσχέτιστων και των πλήρως συσχετισμένων επιταχυνσιογραφημάτων είναι διαφορετικό. Από τη σύγκριση της κανονικοποίησης των σεισμικών διεγέρσεων σύμφωνα με τον EC8 και τον ΝEHRP προκύπτει ότι ο EC8 είναι πιο συντηρητικός, αφού δίνει συντελεστές κανονικοποίησης μέχρι και 2.2 φορές μεγαλύτερους από τους αντίστοιχους του NEHRP. Ακόμα, ο συντελεστής κανονικοποίησης είναι διαφορετικός για τις καταγεγραμμένες, τις ασυσχέτιστες και τις πλήρως συσχετισμένες συνιστώσες της διέγερσης. Από τα αποτελέσματα των ανελαστικών αναλύσεων για διάφορες γωνίες πρόσπτωσης παρατηρείται ότι δεν διακρίνονται κάποια ζεύγη συνιστωσών ως δυσμενέστερα, αφού τόσο τα καταγεγραμμένα όσο και τα ασυσχέτιστα και τα πλήρως συσχετισμένα ζεύγη συνιστωσών της διέγερσης μπορούν να προκαλέσουν τη δυσμενέστερη απόκριση όχι μόνο για διαφορετικές διεγέρσεις αλλά και για διαφορετικά επίπεδα έντασης της ίδιας διέγερσης. Η διεύθυνση διέγερσης επηρεάζει έντονα την ανελαστική απόκριση. Η ευαισθησία της απόκρισης στη διεύθυνση της σεισμικής διέγερσης γίνεται εντονότερη όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός ανελαστικοποίησης του φορέα. Ακόμα, το επίπεδο της μέγιστης βλάβης που παρατηρείται για πλήρη περιστροφή των επιταχυνσιογραφημάτων σε σχέση με τους άξονες του κτιρίου εξαρτάται από το ζεύγος των επιταχυνσιογραφημάτων, δηλαδή είναι διαφορετικό για τις ασυσχέτιστες, τις πλήρως συσχετισμένες και τις καταγεγραμμένες συνιστώσες της αυτής διέγερσης, όταν έχουν κανονικοποιηθεί σύμφωνα με τον NEHRP. Για το επίπεδο λίγες βλάβες και τα τρία ζεύγη πολλαπλασιασμένα με τον ίδιο συντελεστή κανονικοποίησης προκαλούν τον ίδιο δείκτη βλάβης (βέβαια το κάθε ζεύγος για διαφορετική γωνία πρόσπτωσης). Για μεγάλη σεισμική ένταση τα τρία διαφορετικά ζεύγη επιταχυνσιογραφημάτων για πλήρη περιστροφή τους σε σχέση με τους άξονες του κτιρίου δίνουν γενικά διαφορετικό μέγιστο δείκτη βλάβης που ανήκει στην περιοχή του ίδιου επιπέδου βλάβης.
description: The objective of the present dissertation is to study the influence of seismic orientation on inelastic structural response of asymmetric reinforced concrete buildings. For this purpose a single storey asymmetric building is studied. Firstly, the design of the building is performed by using the Greek Code for the Design and Construction of Concrete Works based on response values produced by the seismic load combination. The seismic analysis is conducted by response spectrum method by using the elastic spectrum suggested by the Greek Seismic Code (EAK) for seismic zone III (0.36g) and site class B. Then nonlinear time history analyses (Newmark Constant Average Acceleration Method) due to seven bi-directional ground motions are performed. The ground motions are represented by: a) the correlated recorded accelerograms, b) the corresponding uncorrelated accelerograms and c) the completely correlated accelerograms. In an attempt to examine the influence of seismic incident angle, the two horizontal accelerograms are applied along horizontal orthogonal axes forming with the structural axes an angle of θ=0°, 10°, 20°, …, …, 360°. The aforementioned analyses are performed by the aid of computer program Ruaumoko 3D (University of Canterbury, New Zealand). Each individual pair of accelerograms that is the recorded, the uncorrelated as well as the fully correlated, is scaled using the two different procedures suggested in two current seismic codes, NEHRP and EC8-Part 1. The modified damage index of Park and Ang is used for the evaluation of the inelastic structural behavior. Nonlinear time history analyses are conducted for four different seismic intensity levels: (real seismic intensity as well as seismic intensity that causes minor damage, moderate damage and severe damage level or global damage index for the last three classifications 0.10-0.25, 0.60-0.70 and 0.80-0.90, respectively). All the above mentioned analyses are carried out for the three individual pairs of accelerograms corresponding to the same ground motion. The study of the scaling procedure considering the recorded, the uncorrelated and the completely correlated accelerograms has led to the following conclusions: i) the SRSS spectra of the recorded, uncorrelated and completely correlated accelerograms are different; ii) the scale factors corresponding to the recorded, the uncorrelated and the completely correlated components are different; iii) the EC8 scaling procedure is more conservative providing scale factors up to 2.2 times larger than the corresponding ones computed by NEHRP procedure. Results from nonlinear analyses over all angles of seismic incidence demonstrate that the non linear response is significantly affected by the direction of the seismic input. Any individual pair of accelerograms (recorded, uncorrelated or completely correlated) has the potential to cause the maximum damage index. This is true not only for different excitations but also for different intensity levels of the same excitation. The sensibility of structural response to the direction of seismic input becomes larger as the level of inelastic response is increased. Moreover, the maximum damage index over all seismic incident angles produced by the recorded, the uncorrelated and fully correlated accelerograms is different if the pairs of accelerograms are scaled according to NEHRP. For minor structural damage level the three pairs of excitation, multiplied by the same scale factor cause the same damage index (each pair for different angle of incidence). For severe structural damage level the three pairs of the same excitation, over all seismic incident angles, cause generally different structural damage index.