Προσεισμική ενίσχυση πολυόροφης οικοδομής: εξέταση δύο εναλλακτικών μεθόδων, σύγκριση αποτελεσμάτων δυναμικής φασματικής και ανελαστικής στατικής μεθόδου
Creators: name: Ιωαννίδου, Ελένη Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Δυναμική φασματική μέθοδος
Στατική ανελαστική μέθοδος (pushover)
Ενίσχυση
Elastic static analysis
Inelastic static analysis (Pushover)
Reinforcement

description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, που εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων», είναι η προσεισμική ενίσχυση του κτιρίου ιδιοκτησίας της Ισραηλιτικής Κοινότητας Λάρισας επί της οδού Ελ. Βενιζέλου 133 στη Λάρισα. Πρόκειται για ένα κτίριο με Υπόγειο, Ισόγειο και πέντε ορόφους στο οποίο οι δύο ανώτεροι όροφοι αποτελούν προσθήκη, η οποία έγινε με νέα οικοδομική άδεια. Η αρχική μελέτη εκπονήθηκε το 1965 με τα τότε ισχύοντα πλαίσια των κανονισμών. Στόχος της ενισχύσεως είναι η ικανοποίηση της βασικής ανίσωσης ασφαλείας του Κανονισμού, η οποία απαιτεί παντού και πάντοτε η αντοχή να υπερισχύει της καταπόνησης. Έτσι επιλέχθηκε η λύση της κατασκευής ενφατνούμενων τοιχωμάτων σε κατάλληλες θέσεις των πλαισίων του κτιρίου. που αποβλέπουν στην παραλαβή μέσω των πρόσθετων στοιχείων μεγάλου τμήματος των σεισμικών δράσεων και στη δραστική μείωση των υπό τον σεισμό σχεδιασμού μετακινήσεων του χωρικού συστήματος. Ως στόχος της ενίσχυσης επιλέχθηκε η «προστασία ζωής» με πιθανότητα υπέρβασης της σεισμικής δράσης 10% σε 50 χρόνια, ο οποίος ουσιαστικά συμπίπτει με το στόχο σχεδιασμού του ΕΑΚ2000. Εξαιτίας του περιορισμού που αφορά το κόστος της επεμβάσεως έγινε κάποια «έκπτωση» ως προς την επιδιωκόμενη επιτελεστικότητα, δεδομένου ότι δεν υπήρξε κανένας έλεγχος ως προς την αντοχή των δοκών και κατά συνέπεια καμία επέμβαση σε αυτές. Για την μελέτη του κτιρίου εφαρμόζονται οι εξής δύο μέθοδοι : • Ελαστική Στατική μέθοδος • Ανελαστική Στατική μέθοδος Η Ελαστική Στατική ανάλυση υλοποιείται με τη βοήθεια του προγράμματος ETABS v9.1.4 και ελέγχεται η επάρκεια του υφιστάμενου φορέα. Στην αρχή προσδιορίζονται τα φόρτια και οι μετακινήσεις που αντιστοιχούν στην οριακή από άποψη ασφαλείας κατάσταση των κρίσιμων κατακόρυφων μελών. Στην συνέχεια με την βοήθεια των διαγραμμάτων συσχέτισης για κάθε διεύθυνση και για κάθε όροφο ελέγχεται αν ο υφιστάμενος φορέας χρειάζεται ενίσχυση. Δηλαδή όσα σημεία είναι πάνω από την διχοτόμο του συστήματος των αξόνων αντιστοιχούν σε στοιχεία τα οποία διαθέτουν περιθώρια ασφαλείας έναντι των σεισμικών δράσεων που αντιστοιχούν στην επιδιωκόμενη επιτελεστικότητα, ενώ τα σημεία που είναι κάτω από την διχοτόμο αντιστοιχούν σε στοιχεία που, θεωρητικώς, έχουν αστοχήσει για την υπόψιν φόρτιση σχεδιασμού. Στην συνέχεια υπολογίζονται οι μετακινήσεις ασφαλείας του υφιστάμενου φορέα και με βάση τις μετακινήσεις αυτές ενισχύεται ο φορέας και έπειτα γίνονται όλοι οι απαραίτητοι έλεγχοι αντοχής στα δομικά στοιχεία. Ακολούθως εφαρμόζεται η Ανελαστική Στατική ανάλυση με τη βοήθεια του προγράμματος ETABS v9.1.4, σε χωρικό προσομοίωμα. Ο προσδιορισμός του νόμου ανελαστικής συμπεριφοράς των στοιχείων γίνεται με βάση τους σχετικούς πίνακες της FEMA-356. Ο έλεγχος της γενικής ανίσωσης ασφαλείας γίνεται με την βοήθεια της καμπύλης αντίστασης κατά την οποία έχουμε αύξηση των πλευρικών μετατοπίσεων μέχρις ότου κάποια μέλη να εξαντλήσουν τη διαθέσιμη πλαστική γωνία στροφής οπότε και αστοχούν. Συγκεκριμένα ελέγχεται αν η απαίτηση για μετακίνηση που θέτει το φάσμα σχεδιασμού (στοχευόμενη μετακίνηση) δεν ξεπερνά τη διαθέσιμη μετακίνηση του κτιρίου από την οποία και θα εξασφαλίζεται η στάθμη επιτελεστικότητας “Προστασίας ζωής ενοίκων”. Κατά την πορεία λοιπόν της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας ως συμπέρασμα θα μπορούσαμε να πούμε ότι και οι δυο μέθοδοι κατέληξαν σε παραπλήσια αποτελέσματα μετακινήσεων τόσο στο υφιστάμενο κτίριο το οποίο κρίθηκε ανασφαλές ως προς την επιτελεστικότητα “Προστασίας ζωής ενοίκων” όσο και στον ενισχυμένο.
description: The objective of this thesis submitted for the requirements of the post graduate program “Seismic Design of Structures” is the reinforcement of a building against seismic loads, owned by the Jewish Community of Larissa, on 133 El.Venizelou street in Larissa. It is a building consisting of a basement, ground floor and five floors where the last two floors were build using a new building permit. The initial study was conducted under the existing regulations in 1965. The objective of the reinforcement is to satisfy the basic safety anisosis of the regulation, which requires the strength to be always greater than the strain. Therefore the solution of the walls cross sectional reinforcement was selected at appropriate positions of the building frames so that part of the seismic activity to be taken by the reinforcements resulting in the drastic decrease of the earthquake designed movements in the 3D model. The reinforcement goal was the “life safety” with the probability the seismic activity to exceed 10% in a period of 50 years which essentially coincides with the requirements of the design code EAK 2000. Due to cost limitations there were no checks regarding the beams strength and consequently no intervention to them. For the study of the building the following two methods were applied. • The Elastic Static Analysis • The Inelastic Static Analysis The Elastic Static Analysis is implemented using the ETABS v9.1.4 computer program where the adequacy of the existing members (columns) is checked. First the loads and the movements which correspond to the minimum safety limits of critical vertical members are determined. Then it is checked if the existing member needs reinforcement, with the help of correlation diagrams in all directions and for every floor. Thus all points above the bisector of the axis system correspond to elements which have safety margins against the seismic actions, while the points below the bisector correspond to the elements which have theoretically failed for the specific loading design. Finally the safe movements of the existing member are calculated and on the basis of these movements, the member is reinforced and the necessary strength checks on the structural elements are carried out. Then the Inelastic Static Analysis is applied using the ETABS v9.1.4 computer program with a 3D model. The determination of the elements inelastic behavior is carried out based on the related tables of FEMA-356. The checking of the general safety anisosis is carried out with the resistance curve where we experience increase of side movements until some members run out of their available plastic ability in torsion and therefore fail. Specifically is checked if the movement demand defined by the design spectrum (defined movement) does not exceed the designed building movement which ensures the “residents life protection”. Therefore as a conclusion of this thesis we could say that the two methods lead up to similar movements results, both for the existing building which was considered unsafe regarding the “residents life protection” as well as for the reinforced case.