Αποτίμηση και ανασχεδιασμός υφιστάμενου κτιρίου οπλισμένου σκυροδέματος με ελαστική στατική ανάλυση με τοπικούς δείκτες συμπεριφοράς m.:
Creators: name: Σταυρίδου, Ναυσικά Λεωνίδα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Αποτίμηση
Ανασχεδιασμός
Τοπικοί δείκτες συμπεριφοράς
Assessment
Re-design
Discrete behavior factors

description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας που εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων», είναι η αποτίμηση και ο ανασχεδιασμός ενός εκ των κτιρίων (συγκεκριμένα της πτέρυγας VI) του κτιριακού συγκροτήματος του Πειραματικού Σχολείου του Α.Π.Θ. με βάση το τελικό σχέδιο του Κανονισμού Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ.). Πρόκειται για έργο «συνήθους διακινδύνευσης», δηλαδή έργο η ενδεχόμενη βλάβη του οποίου περιορίζεται στο ίδιο το έργο, στο περιεχόμενό του και στην άμεση γειτονία του, επομένως καλύπτεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ.Το κτιριακό συγκρότημα του Πειραματικού Σχολείου του Α.Π.Θ. βρίσκεται στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, στο οικοδομικό τετράγωνο μεταξύ των οδών Αγίας Σοφίας, Ολύμπου, Πλάτωνος και Δελμούζου. Αποτελείται από τέσσερις κύριες πτέρυγες (I,II,III και VI) τοποθετημένες σε κάτοψη σχήματος Π, με κλειστό γυμναστήριο (πτέρυγα IV) και βοηθητικά κτίρια (πτέρυγα V) στην εσωτερική αυλή. Τα επτά κτίρια είναι στατικώς ανεξάρτητα. Η μελέτη, που εκπονήθηκε από τον αρχιτέκτονα Δ. Πικιώνη το 1935, περιλάμβανε το σύνολο του συγκροτήματος με τη σημερινή μορφή του. Η πτέρυγα VI, με την οποία θα ασχοληθούμε, κατασκευάσθηκε μετά το 1961 με βάση την παλιά αρχιτεκτονική μελέτη, αλλά με νέα στατική μελέτη που συντάχθηκε το 1961 από Πολιτικούς Μηχανικούς συνεργάτες του Δ. Πικιώνη. Οι παραπάνω διαπιστώσεις σε σχέση με τις φάσεις κατασκευής του συγκροτήματος βασίστηκαν σε προφορική μαρτυρία του πρώτου διευθυντή του Πειραματικού Σχολείου κ. Ι. Ξυροτύρη καθώς και σε παλιές φωτογραφίες. Σημειώνεται ότι κατά καιρούς διαρρυθμίσεις και παρεμβάσεις στα επιμέρους κτίρια ήταν δευτερεύουσες, με αποτέλεσμα σχεδόν όλοι οι επιμέρους χώροι να διατηρήσουν μέχρι σήμερα τη χρήση τους σύμφωνα με την αρχική μελέτη. Ο φέρων οργανισμός είναι αμιγώς πλαισιακή κατασκευή σκυροδέματος. Για την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου και τον ανασχεδιασμό εφαρμόστηκε ελαστική στατική ανάλυση με τοπικούς δείκτες συμπεριφοράς (m), της οποίας οι γενικές αρχές, οι προϋποθέσεις και οι κανόνες εφαρμογής καθορίζονται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. Ο στόχος της αποτίμησης είναι για «προστασία ζωής» με πιθανότητα υπέρβασης σεισμικής δύναμης 10% στα 50 χρόνια (Β1-όπως ορίζεται στον ΚΑΝ.ΕΠΕ.), που αντιστοιχεί σε στόχο 2000 για τα νέα κτίρια με βάση τον ΕΑΚ2000. Η ελαστική στατική ανάλυση με τοπικούς δείκτες συμπεριφοράς εφαρμόζεται με το υπολογιστικό πρόγραμμα ΕΤΑΒS 9.1.4. και το πρόγραμμα e-tools σαν πρόγραμμα διαστασιολόγησης το οποίο κάνει εξαιρετικά ευκολότερο των έλεγχο σύμφωνα με τις διατάξεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. Παρόλο που οι προϋποθέσεις που δίνονται στον ΚΑΝ.ΕΠΕ. δεν πληρούνται για εφαρμογή της μεθόδου, έγινε η εφαρμογή της με κάποιες παραδοχές. Ο σχοπός της εφαρμογής αυτής είναι να καταλήξουμε σε χρήσιμα συμπεράσματα αναφορικά με τη φέρουσα ικανότητα του κτιρίου και την πιστότητα των παραγράφων του κανονισμού. Τα αποτελέσματα δείχνουν σημαντικές ανεπάρκειες σε κύρια δομικά στοιχεία. Τα βήματα που απαιτούνται και οι αναλύσεις είναι οι εξής: -προκαταρκτική ανάλυση με q=1 προκειμένου να δειχθεί ότι πληρούνται οι προϋποθέσεις εφαρμογής της ελαστικής στατικής μεθόδου, καθώς και να προσδιοριστεί η μειωμένη δυσκαμψία των στοιχείων που λαμβάνεται υπόψη σύμφωνα με τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. -έλεγχος του υφισταμένου κτιρίου με θεώρηση σε κάθε δομικό στοιχείο διαφορετικού δείκτη συμπεριφοράς (m) (σε ακόλουθο κεφάλαιο της εργασίας θα προσδιοριστεί ακριβώς ο τρόπος υπολογισμού των δεικτών αυτών και ο ρόλος τους στη θεωρία της μεθόδου) στα πλαίσια της αποτίμησής του. Η διαδικασία στο σημείο αυτό απαιτεί επαναληπτική διαδικασία όπως θα εξηγηθεί και αργότερα για σύγκλιση των αποτελεσμάτων. -από τον έλεγχο του υφιστάμενου κτιρίου και την επαναληπτική αυτή διαδικασία προκύπτουν οι επάρκειες και ανεπάρκειες των δομικών στοιχείων του κτιρίου καθώς και οι δείκτες ανεπάρκειας που προκύπτουν. -ακολουθείται σενάριο ενίσχυσης του κτιρίου μόνο με τοιχώματα με στόχο την επάρκεια όλων των δομικών στοιχείων του.(αρχικός στόχος είναι η επάρκεια των υποστηλωμάτων χωρίς ενίσχυση με μανδύες και τοποθέτηση ράβδων ή FRP στις δοκούς που συνεχίζουν να έχουν προβλήματα ακόμα και μετά την ενίσχυση) για στόχο προστασίας ζωής. -γίνεται μόρφωση του νέου προσομοιώματος και έλεγχος του ενισχυμένου πλέον κτιρίου με την ίδια μέθοδο των τοπικών δεικτών συμπεριφοράς. -υιοθετείται το τελικό σενάριο ενίσχυσης και για τα υποστηλώματα και για τις δοκούς
description: The purpose of this thesis, submitted in partial fulfillment of the requirements for the MSc degree of the Graduate studies program “Earthquake Resistant Design of Structures” was the assessment and re-design of a part of a standard type school building complex (Wand IV of the Aristotle University pilot school), by applying the final draft no.3 of the Greek Structural Intervention Code (“KAN.EΠE.”). This building is a normal seismic risk construction, which is a construction whose potential damage is restricted in the frame of the building itself and its surroundings, being in effect of the regulations of The Greek Structural Intervention Code. The Aristotle University pilot school building complex is situated in the center of the city of Thessaloniki, at the block among Agias Sofias, Delmouzou, Platnonos and Olympus streets. It consists of 4 wands (I, II, III, IV) positioned in a Greek Π seen on plan view, with an internal gymnasium (wand IV) ,outbuildings (wand V) and an internal schoolyard. The seven buildings are statically independent. The study elaborated by the architect D.Pikionis in 1935, includes the whole building complex to its present form. Wand IV which is the objective of the present thesis, was constructed after 1961 based on an older architectural study, but with a newer statics study composed in 1961 by civil engineers and colleagues of Mr. Pikionis. The overall ascertainments concerning the different construction phases of the building complex were based on oral testimony of the first Pilot School Director Mr.Ksirotiris along with some old pictures of the building complex. It is worth to emphasize that the interventions and arrangements made throughout the years were of minor importance, which concludes that all the parts of the building have conserved their use until today according to the initial study. The building has a frame bearing system and is made of reinforced concrete. For the assessment of the building’s bearing capacity and the re-design study the elastic static analysis with local behavior factors m is applied, whose general principles, conditions and application rules are defined in The Greek Structural Intervention Code. The goal of this assessment was the “life safety” with a 10% probability of exceedance of the seismic action in a period of 50 years” (B1-β1, as it is provided by the “KAN.EΠE.”), which coincides with the goal of the 2000 Greek Seismic code (EAK2000) for new buildings. The Elastic Static analysis with the q-factor method is implemented using the ETABS v.8.4.9. computer program and the computational tool e-tools, which makes easier the conducting of the required checks. Although the conditions provided by the “KAN.EΠE.” for the application of the Elastic Static analysis are not met, an attempt was made to apply it by deviation in this particular case. The intention of this application is to draw certain conclusions relevant to the bearing capacity of the building as well as to assess the validity of the conditions set by the Code. The results show insufficiencies in the majority of structural elements. The steps that have to be followed and the analysis that has to be carried out is, as follows: - pilot analysis with q=1 in order to check whether the criteria of the implementation of the elastic static analysis with local behavior factors m are met, along with the calculation of the reduce of the bearing elements stiffness according to The Greek Structural Intervention Code. - Check of the bearing capacity of the building using the distorted behavior factors m for each element. Later in the project the whole way to calculate these behavior factors is carried out along with their importance for the method implemented for the assessment. The process needs a loop as it is described later for the concluding remarks. - from the check of the entire building we have the adequacies and inadequacies for the constructing elements as long as the inadequacy indicators. - the re-design includes a scenario that consists of piers for the purpose of “Life Safety”. - we form the new model and check the re-designed building with the same method of distorted behavior factors m - finally there is the final re-designed model with interventions on beams and columns.