Αποτίμηση συμβατικών μέτρων έντασης στον επιτελεστικό σχεδιασμό κατασκευών

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη ορισμένων μη συμβατικών μέτρων έντασης (Intensity Measures, IMs) για την εκτίμηση της απόδοσης μιας κατασκευής στα πλαίσια του επιτελεστικού σχεδιασμού με κριτήρια τρωτότητας. Ορισμένα από τα πλεονεκτήματα ενός καλά επιλεγμένου μέτρου έντασης, είναι η δυνατότητα να έχουμε μια πιο ακριβής εκτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς της κατασκευής με μικρότερο αριθμό σεισμικών καταγραφών και ότι δεν χρειάζεται λεπτομερής επιλογή σεισμικών καταγραφών (επιλογή καταγραφών για συγκεκριμένες τιμές της σεισμικής ροπής Mw, της απόστασης της πηγής του σεισμού από την κατασκευή και του συντελεστή ε της καταγραφής). Όμως, με την χρήση συμβατικών μέτρων έντασης, όπως η μέγιστη εδαφική επιτάχυνση ή η φασματική επιτάχυνση της πρώτης ιδιομορφής, οι παράμετροι βλάβης της κατασκεύης (Engineering Demand Parameters, EDPs) μπορούν να παρουσιάσουν σημαντική μεταβλητότητα από καταγραφή σε καταγραφή με αποτέλεσμα να χρειάζεται μεγαλύτερος αριθμός καταγραφών για να έχουμε αξιόπιστα αποτελέσματα. Στην εργασία αυτή μελετήσαμε και συγκρίναμε τρία μέτρα έντασης, τη φασματική επιτάχυνση της πρώτης ιδιομορφής για ξ=5%, Sa(T1, ξ=5%), το μέγεθος S*=Sa(T1)·[Sa(2T1)/Sa(T1)]0.5, το οποίο αποτελεί ένα συνδυασμό της φασματικής επιτάχυνσης για περίοδο Τ=Τ1 και της φασματικής επιτάχυνσης για περίοδο Τ=2·Τ1 , και τέλος, το μέγιστο interstorey drift, που θα παρουσίαζε η κατασκευή, αν λειτουργούσε μόνο ελαστικά και γραμμικά, maxθel. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση του μοντέλου της κατασκευής. Στη συνέχεια, στο κεφάλαιο 3 αναπτύσσονται οι βασικές αρχές της Δυναμικής Προσαυξητικής Ανάλυσης, και στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η μεθοδολογία για τον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών με βάση την επιτελεστικότητα (performance based seismic design). Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν και γίνεται μια σύγκριση για τα τρία μέτρα έντασης ως προς την αποδοτικότητα, την επάρκεια και τη στιβαρότητα ως προς την κλιμάκωση. Τελειώνοντας, στο κεφάλαιο 6, γίνεται λόγος για τη σεισμική ανάλυση επικινδυνότητας (seismic hazard analysis) και διερευνάται η δυνατότητα να εξάγουμε καμπύλες, που να δείχνουν τη μέση ετήσια συχνότητα υπέρβασης για κάθε τιμή του μέγιστου drift της ελαστικής κατασκευής. Έχοντας τις καμπύλες αυτές, θα μπορέσουμε στη συνέχεια να αξιοποιήσουμε τις πληροφορίες από τις καμπύλες τρωτότητας για το maxθελ και να υπολογίσουμε τον σεισμικό κίνδυνο για την κατασκευή μας. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο αναφέρονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εργασία αυτή.

The purpose of the present work was the study of some advanced scalar intensity measures and their application in Performance Based Earthquake Engineering. These measures were compared to Sa(T1) in terms of efficiency, suffiency, scaling robustness and hazard computability. Out test case was a 12-storey reinforced concrete building and the analyses were performed with the program Opensees (Open System For Earthquake Engineering). A seismic hazard analysis methodology was proposed for the advanced IMs and, lastly their potential use in PBEE was discussed