Αποτίμηση Ελαστικής και Ανελαστικής Απόκρισης και Ενίσχυση Υφιστάμενου Πολυόροφου Κτιρίου

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εφαρμογή και η σύγκριση διαφόρων μεθόδων ανάλυσης για ελαστική και ανελαστική συμπεριφορά πολυόροφης κατασκευής από οπλισμένο σκυρόδεμα και η πρόταση τρόπου ενίσχυσης. Μέσα από την εφαρμογή τους επιχειρείται η ανάδειξη των διαφορών, η εκτίμηση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων και η σύγκριση της σεισμικής απόκρισης της κατασκευής πριν και μετά την ενίσχυση. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση της υπό μελέτη κατασκευής, των αναλύσεων που εφαρμόζονται και του προσομοιώματος που χρησιμοποιήθηκε. Καθορίζονται οι ιδιότητες των υλικών, τα χαρακτηριστικά των διατομών και οι φορτίσεις που επιβάλλονται. Στο δεύτερο κεφάλαιο εφαρμόζονται οι δύο μέθοδοι ελαστικής ανάλυσης σύμφωνα με τον ΕΑΚ2000, η Απλοποιημένη Φασματική Μέθοδος και η Δυναμική Φασματική Μέθοδος. Υπολογίζονται και συγκρίνονται τα μέγιστα παραμορφωσιακά και εντατικά μεγέθη με στόχο την εύρεση της πιο αξιόπιστης μεθόδου. Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται Γραμμική Ανάλυση Χρονοϊστορίας. Αξιολογούνται τα μέγιστα παραμορφωσιακά και εντατικά μεγέθη που αναπτύχθηκαν και παρουσιάζεται η χρονική τους εξέλιξη. Ακολούθως εισάγονται συντελεστές κλίμακας για τη σύγκριση της μεθόδου με τη Δυναμική Φασματική Μέθοδο. Στο τέταρτο κεφάλαιο εφαρμόζεται η Μη Γραμμική Μέθοδος Σταδιακής Εξώθησης. Προσδιορίζεται η καμπύλη αντίστασης και το σημείο Επιτελεστικότητας και επισημαίνονται οι βασικές αδυναμίες του αρχικού φορέα με στόχο την ενίσχυσή του. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μέθοδοι ενίσχυσης και μορφώνεται ο νέος φορέας. Προσδιορίζονται οι νέες διατομές και τα νέα στοιχεία πλαστικοποίησης τους. Στο έκτο κεφάλαιο εφαρμόζεται η Δυναμική Φασματική Μέθοδος στον ενισχυμένο φορέα, παρουσιάζονται τα μέγιστα παραμορφωσιακά και εντατικά μεγέθη και συγκρίνονται με τα αντίστοιχα πριν την ενίσχυση. Τέλος εφαρμόζεται η Μη Γραμμική Μέθοδος Σταδιακής Εξώθησης και προσδιορίζονται η νέα καμπύλη αντίστασης και το νέο σημείο επιτελεστικότητας. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των βασικών διαφορών των αναλύσεων που εφαρμόστηκαν και σχολιάζονται τα αποτελέσματα.

The objective of this thesis is the application and the comparison of various methods of elastic and inelastic analysis on a multi-storey reinforced concrete structure and the proposal of a way to be reinforced. This study attempts to illustrate the differences of the analysis, the accuracy of the results as well as the comparison of the seismic response of the structure before and after the reinforcement. In the first chapter, the structure is defined in terms of material and section properties. The program used to design the model is SAP2000. The types and the intensity of loading are presented along with the load combinations, as suggested in the Greek regulations. In the second chapter, the Equivalent Static Analysis and the Spectral Analysis are applied according to EAK (Greek Antiseismic Code). The displacements and forces of these two analysis are presented and compared in order to check the reliability of the two methods. In the third chapter, the Linear Time History Analysis is demonstrated. The displacements and forces developed are evaluated and their time evolution is presented. In addition, scale factors are inserted in order to compare the method with the Spectral Analysis. In the fourth chapter, the main features of the Pushover Analysis are illustrated. The Capacity Curve and the Performance Point are defined according to ATC-40. In the fifth chapter the methods of reinforcement are presented and the new model is defined. New material, section and hinge properties are inserted. In the sixth chapter, the Spectral Analysis is applied in the new model and the displacements and forces are defined and compared to the initial ones. Finally, the Pushover Analysis is applied and the Capacity Curve and Performance Point are also defined. In the final chapter, the main conclusions are presented in order to give an overview of the available methods that reveal the behaviour of this particular structure before and after the reinforcement.