Επαυξητική δυναμική ανάλυση πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος με διάφορες κατανομές τοιχοπλήρωσης
Creators: name: Βασιλειάδης, Βασίλειος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Επαυξητική Δυναμική Ανάλυση
Τοιχοπλήρωση
Τρωτότητα
Incremental Dynamic Analysis
Masonry Infills
Seismic Damage

description: Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της επιρροής της τοιχοπλήρωσης των φατνωμάτων στη σεισμική απόκριση κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα, με τη διενέργεια επαυξητικής δυναμικής ανάλυσης. Η μελέτη διερεύνησε τη συμπεριφορά δύο τύπων φορέων οπλισμένου σκυροδέματος, ενός αμιγώς πλαισιακού φορέα και ενός μικτού φορέα. Για καθέναν από τους εξεταζόμενους φορείς κατασκευάστηκαν 8 διαφορετικά επιμέρους μοντέλα με διαφορετικές διατάξεις τοιχοπληρωμένων φατνωμάτων. Οι φορείς σχεδιάστηκαν και οπλίστηκαν σύμφωνα με τις διατάξεις των Ευρωκωδίκων 2 και 8, για ζώνη σεισμικής επικινδυνότητας ΙΙ και κατηγορία εδάφους C. Αρχικά έγινε η προσομοίωση των μοντέλων στο πρόγραμμα σεισμικής ανάλυσης Ruaumoko (Athol Carr, University of Canterbury). Για την προσομοίωση των τοιχοπληρώσεων χρησιμοποιήθηκε η πιο κοινή μέθοδος ανάλυσης των χιαστί διαγώνιων θλιβόμενων ράβδων και το υστερητικό μοντέλο του Crisafulli από τη διεθνή βιβλιογραφία (Seismic behavior of reinforced concrete structures, University of Canterbury, July 1997). Για την περιγραφή της ανελαστικής συμπεριφοράς σε κάμψη των υπόλοιπων δομικών στοιχείων (υποστυλώματα, τοιχώματα, δοκοί) χρησιμοποιήθηκαν σημειακές πλαστικές αρθρώσεις και το υστερητικό μοντέλο του Takeda. Κατόπιν, έγινε η επιλογή ενός ομοιόμορφου, ως προς την επικεντρική απόσταση, δείγματος 60 σεισμικών καταγραφών σε έδαφος C, από τις βάσεις δεδομένων Peer (Berkley) και ESD (European Strong-Motion Database). Οι σεισμικές καταγραφές πρώτα επικλιμακώθηκαν στην κανονιστική μέγιστη εδαφική επιτάχυνση (PGA) και έπειτα κάθε μια από αυτές επικλιμακώθηκε εκ νέου αυτόματα από το πρόγραμμα ανάλυσης για τη διενέργεια της επαυξητικής δυναμικής ανάλυσης (I.D.A.). Η δημιουργία των αρχείων δεδομένων των μοντέλων, η επικλιμάκωση των καταγραφών και η εξαγωγή και επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε αυτόματα με χρήση κώδικα σε υπολογιστικά φύλλα του προγράμματος Excel (VBA). Τα τελικά αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι σε κάθε περίπτωση η ύπαρξη τοιχοπλήρωσης έχει ευεργετική δράση στη σεισμική απόκριση των φορέων, υπό την προϋπόθεση ότι δεν προκαλούν πρόωρη διατμητική αστοχία των υποστυλωμάτων. Η κατανομή της τοιχοπλήρωσης (κανονική ή μη κανονική) καθ’ ύψος μπορεί να αλλάξει πλήρως την κατανομή της βλάβης στο φορέα καθώς και το βαθμό μείωσης της απόκρισης των φορέων
description: The objective of the present postgraduate thesis is the investigation of the effects of masonry infills on the earthquake response of reinforced concrete buildings, by conducting incremental dynamic analysis. Two reinforced concrete planar structures are investigated, the first one with shear walls and the second one without. Eight models with different masonry infill distributions are created for each of the above frame structures. The reinforcement details are calculated according to Eurocodes EC2 and EC8, considering a seismic hazard zone II and ground type C. At first, the models are simulated in seismic analysis software Ruaumoko (Athol Carr, University of Canterbury). The most common analytical modelling technique is used, which employs compressive diagonal struts for modelling of the masonry infill, considering the hysteresis rule of Crisafulli (Seismic behavior of reinforced concrete structures, University of Canterbury, July 1997). The inelastic flexural behavior of beams, columns and walls is modelled using one-component lumped plasticity elements and considering the Takeda hysteresis rule. Moreover, a sample of, uniformly distributed over the fault distance, 60 earthquakes recorded on ground type C, is selected from the Peer (Berkley) and ESD (European Strong-Motion Database) databases. The records are at first scaled to the peak ground acceleration specified by the Eurocode EC8 and each one of them is rescaled in the software in order to perform an incremental dynamic analysis (I.D.A.). The generation of the input files, the scaling of the accelerograms and the post-processing were performed in an automated process with embedded code in Excel sheets (VBA). The final results of the analyses indicate that the infills can have a beneficial effect on the earthquake response of the investigated planar structures, provided that they do not cause shear failures of columns. The distribution of the infills (regular or irregular) completely change the distribution of damage throughout the structure and the reduction of the structural response.