Αντισεισμικός Σχεδιασμός Επίπεδου Πλαισίου με Εσοχή με Βάση τις Μετακινήσεις

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διαπιστωθεί η εφαρμοσιμότητα της γενικής μεθόδου αντισεισμικού σχεδιασμού βάσει μετακινήσεων για ένα πλαίσιο με εσοχές, χωρίς ρητή συνεκτίμηση της ακανονικότητας στο σχεδιασμό. Αρχικά, γίνεται μια σύντομη ανασκόπηση στις ισχύουσες μεθόδους σχεδιασμού και περιγράφονται οι αδυναμίες τους. Στο 2ο κεφάλαιο, περιγράφεται η προτεινόμενη μέθοδος σχεδιασμού, με αιτιολόγηση των επιλεγόμενων παραμέτρων και αναφορά στη διεθνή βιβλιογραφία. Στη συνέχεια, γίνεται μια συνοπτική ανασκόπηση των τελευταίων εξελίξεων της σεισμολογικής έρευνας πάνω στα φάσματα μετακινήσεων και στις παραμέτρους τους. Στο 4ο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το υπό μελέτη κτήριο και γίνεται ο σχεδιασμός του, με συνεχείς αναφορές στη μεθοδολογία του κεφαλαίου 2. Διαπιστώνεται, επίσης, η ανικανότητα των ισχυόντων κανονιστικών φασμάτων μετακινήσεων να συνοδεύσουν με αξιοπιστία τη μέθοδο και χρησιμοποιείται φάσμα από την τρέχουσα ερευνητική δραστηριότητα, όπως παρουσιάστηκε στο 3ο κεφάλαιο. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο τρόπος προσομοίωσης του πλαισίου ώστε να ληφθεί υπ’ όψιν η μη γραμμική συμπεριφορά, δίνοντας ιδιαίτερη φροντίδα στην ορθή προσομοίωση της διαφραγματικής λειτουργίας και στη μη γραμμική συμπεριφορά των υλικών. Ακολούθως, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μη γραμμικών αναλύσεων. Εκτελέστηκε μια στατική προσαυξητική ανάλυση και τέσσερις δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας. Τα αποτελέσματα της στατικής ανάλυσης παρουσιάζουν μικρές αποκλίσεις σε σχέση με τις σχεδιαστικές προβλέψεις. Αν και τα αποτελέσματα των δυναμικών αναλύσεων είναι περισσότερο διασπαρμένα, ιδιαίτερα στους ανωτέρω ορόφους, όπου η επιρροή των ανώτερων ιδιομορφών είναι σημαντική και παρουσιάζονται υπερβάσεις σε ορισμένες αναλύσεις, η μέση συμπεριφορά είναι σύμφωνη με το σχεδιασμό. Θεωρούνται, συνεπώς, ικανοποιητικές οι τρέχουσες διατάξεις της μεθοδολογίας για την εφαρμογή της σε επίπεδα πλαίσια με εσοχή. Διερευνώνται επίσης διάφορες παραδοχές που υιοθετήθηκαν κατά τη διαδικασία σχεδιασμού και εξετάζεται η επιρροή των φαινομένων 2ης τάξης.

The purpose of this thesis is to determine the applicability of the direct displacement-based seismic design procedure (DDBD) on a plane frame with setbacks. Initially, the weaknesses of the currently applied force-based methods are discussed. In the 2nd chapter, the DDBD method is described, with references to published research papers that justify the chosen parameters. Subsequently, the latest advances in seismological research are presented, on the subject of displacement spectra. In the 4th chapter, the frame is designed according to the procedure described in chapter 2. The inaccuracy of the current codified displacement spectra is also noted and a displacement spectrum is chosen from the findings provided in chapter 3. In the following chapter, the model of the structure that will be utilized in the analyses is described. Attention is paid to the proper definition of the rigid diaphragm and the non-linear behavior of the materials. In the following chapters, the results of a static pushover and four dynamic time-history analyses are provided. The results point out that there is a good agreement between the behavior observed through the analyses and the design predictions. Even though the dynamic analyses produced more scattered results, especially in the upper storeys where the influence of higher modes is significant and the design predictions are sometimes exceeded, the average response is in line with the design. Thus, the DDBD procedure, as it is currently formulated, is regarded sufficient for the design of plane frames with setbacks and no further modification is needed. The influence of several design assumptions is also examined, as well as the influence of P-Δ effects.