Ελεγχος επάρκειας υφιστάμενου κτιρίου και προσθήκη ορόφου
Creators: name: Γκλαβίνας, Ιωάννης Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Ελεγχος επάρκειας
Προσθήκη ορόφου
Ενίσχυση
Αποτίμηση
Φασματική ανάλυση
Ανελαστική ανάλυση
Capacity evalution
Addition of an extra storey
Strengthening
Evaluation
Spectral analysis
Non-linear analysis

description: Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι ο έλεγχος επάρκειας υφιστάμενου κτιρίου και ηπροσθήκη ορόφου. Το υπό μελέτη μονώροφο κτίριο κατοικίας που διαθέτει ένα υπόγειο, έχεικατασκευαστεί το 1962 και βρίσκεται στην Αθήνα στην περιοχή Καλαμάκι. Η μελέτη τουκτιρίου έχει πραγματοποιηθεί σύμφωνα με τον κανονισμό του 1959 ενώ ο φέρων οργανισμόςτου αποτελείται από αμιγώς πλαισιακό σύστημα. Τα υλικά κατασκευής της υφιστάμενηςκατασκευής είναι Β120 για το σκυρόδεμα και StI για το χάλυβα.Αφού προσομοιώθηκε και αναλύθηκε ο φορέας στο πρόγραμμα SAP200 έγινε ο έλεγχοςεπάρκειας σύμφωνα με τις απαιτήσεις των Ε.Α.Κ. 2000 και Ε.Κ.Ω.Σ 2000 για ζώνη σεισμικήςεπικινδυνότητας Ι (Α=0.16g) από τον οποίο προέκυψε ανεπάρκεια για τη συντριπτικήπλειοψηφία των δομικών στοιχείων του φορέα. Έτσι απαιτήθηκε ενίσχυση του κτιρίου.Επειδή όμως εκτός της επιβεβλημένης ενίσχυσης του κτιρίου θα κατασκευαστεί και νέοςόροφος αποφασίστηκε να ενισχυθεί το εσωτερικό πλαίσιο του κτιρίου με ολόσωμους μανδύεςκαι περιμετρικά να διαμορφωθεί νέος σκελετός (στον οποίο τοποθετούνται και αντισεισμικάτοιχώματα) από οπλισμένο σκυρόδεμα. Έτσι ο νέος όροφος εδράζεται στα νέα περιμετρικάκατακόρυφα στοιχεία, τα οποία είναι συνδεμένα με βλήτρα με τα υφιστάμενα, καθώς και σταενισχυμένα εσωτερικά. Με αυτόν τον τρόπο επιδιώκεται να ληφθούν τα σεισμικά φορτία τουσυνολικού φορέα από τα νέα δομικά στοιχεία. Μετά την ανάλυση του ενισχυμένου φορέαπροέκυψε ανεπάρκεια σε μικρό αριθμό δοκών του υφιστάμενου φορέα οπότε απαιτήθηκεπρόσθετη ενίσχυση με τοπικούς μανδύες. Ως υλικά ενίσχυσης αλλά και της κατασκευής τουνέου ορόφου επιλέχθηκαν C20 για το σκυρόδεμα και S500 για το χάλυβα. Μετά την ανάλυσηκαι αφού εξασφαλίστηκε η επάρκεια των υφιστάμενων στοιχείων, διαστασιολογήθηκαν ταστοιχεία που ενισχύθηκαν με μανδύες αλλά και τα νέα δομικά στοιχεία.Στο τελικό στάδιο της εργασίας έγινε αποτίμηση της συμπεριφοράς του ενισχυμένουκτιρίου με ανελαστική στατική ανάλυση για το σεισμό σχεδιασμού και υπολογίστηκε οδιαθέσιμος συντελεστής απομείωσης σεισμικών δυνάμεων. Η ανάλυση έγινε με το πρόγραμμαSAP2000 v.10.0.7 αφού προηγουμένως προσδιορίστηκαν οι ιδιότητες πλαστικών αρθρώσεων(καμπύλες ροπών- στροφών και αλληλεπίδραση αξονικού φορτίου-ροπών) από την ανάλυσηδιατομών με το πρόγραμμα ΧTRACT. Επίσης πραγματοποιήθηκε δυναμική ανελαστικήανάλυση του φορέα στην οποία ως διέγερση της βάσης της κατασκευής εισήχθησαν δύοοριζόντιες χρονοϊστορίες κατά τις διευθύνσεις x και y του κτιρίου. Οι χρονοϊστορίες πουχρησιμοποιήθηκαν είναι οι δύο οριζόντιες και κάθετες μεταξύ τους καταγραφές από το σεισμότης Αθήνας του 1999 (συγκεκριμένα οι καταγραφές στα Σεπόλια).Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων προέκυψε πολύ καλή συμπεριφορά του φορέαυπό το σεισμό σχεδιασμού αλλά και για αρκετά μεγαλύτερη σεισμική διέγερση (χρονοιστορίαΣεπολίων) αφού για το σεισμό σχεδιασμού ο φορέας συμπεριφέρθηκε σχεδόν ελαστικά– λίγες ανελαστικοποιήσεις διατομών χωρίς να έχει προχωρήσει η ανελαστικοποίηση σε κάποιαδομικά στοιχεία- ενώ παρατηρήθηκαν πολλές περιορισμένες και επισκευάσιμες βλάβες(σενάριο διάχυσης σεισμικής ενέργειας) υπό το σεισμό της Αθήνας (Σεπόλια) ενώ ηανελαστικοποίηση είχε προχωρήσει περισσότερο στις δοκούς από ότι στους στύλους (σενάριοαποφυγής κατάρρευσης).
description: The main objective of the current study is the evaluation of the capacity of an existingbuilding and the addition of an extra storey. The single-storey residential building of this study,which also includes a basement, was built in 1962 and it is situated in the area of Kalamaki,Athens. The design of the aforementioned building which is a spatial moment resisting framewas contacted according to the 1959 Greek seismic provisions. The structural materials usedare concrete B120 (fy=;), and steel Stl fy=;).Initially, modelling and analysis of the structure was accomplished by means ofSAP200. The evaluation of the capacity performed according to the requirements imposed byGreek Seismic Codes (Ε.Α.Κ. 2000’ and ‘Ε.Κ.Ω.Σ 2000) regarding areas of seismic zone Ι(Α=0.16g), showed crushing inadequateness in the majority of the structural elements. Hence,the strengthening of the building was required.However, due to the fact that the addition of an extra storey had already been decided,strengthening of the building’s initial frame using perimetric jackets and placing new structuralcomponents at the perimeter of the existing building (with embedded shear walls) wereconsidered necessary. Therefore, the additional storey will be supported by both the newperimetric vertical elements (that are joined by special steel elements (δεν την ξέρω τη λέξη)with the existing ones) and the existing elements that have been strengthened. In this way, allseismic loads will be borne by the new structural elements. Analysis and evaluation of thestrengthened structural system illustrated deficiencies in a small number of beams of theexisting frame. Thus, construction of additional topical jackets was considered mandatory.Concrete of type C20 and steel of type S500 were selected for the construction of both thestrengthening parts and the new elements. When analysis was completed, and sufficiency ofexisting elements was ensured, both new and existing (strengthened with jackets) elementswere designed.During the final stage of this study, behavior of the strengthened building was assessedby means of nonlinear static analysis (pushover analysis) for the design earthquake and theavailable capacity with regard to seismic forces was calculated. Analysis was performed usingSAP2000 version 10.0.7, while ΧTRACT was utilized for defining the hinge properties of theelements. Furthermore, dynamic non-linear analysis was conducted applying two horizontalorthogonal accelerograms along the x and the y axis of the structure. In particular, theaccelerograms used were two horizontal orthogonal components recorded during theearthquake occurred at Sepolia, Athens in the year 1999.Results of this analysis illustrated that the strengthened structure demonstrated a quitesatisfying behavior both in the case of the design earthquake and in the case of an even stronger seismic event. In the first case (design earthquake), the analysis showed that thestructure almost remained in the elastic range of behavior - a small number of sectionsyielded- while in the second case a large number of not-excessive yields appeared (highseismic energy absorption) and also it can be observed that the number of plastic hingesformed at beams was larger than in columns (collapse prevention).