Στατική και δυναμική-ελαστική και ανελαστική ανάλυση κτιρίου σιδηροδρομικού σταθμού Λεονταρίου Αρκαδίας

Ιωαννίδου-Κατή, Άννα; Ioannidou-Kati, Anna

dc.contributor.author	Ιωαννίδου-Κατή, Άννα	el
dc.contributor.author	Ioannidou-Kati, Anna	en
dc.date.accessioned	2015-06-17T10:27:30Z
dc.date.available	2015-06-17T10:27:30Z
dc.date.issued	2015-06-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40854
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8784
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Φέρουσα τοιχοποιία	el
dc.subject	Ενίσχυση	el
dc.subject	Φασματική ανάλυση	el
dc.subject	Μη γραμμική στατική ανάλυση	el
dc.subject	Δυναμική ανάλυση	el
dc.subject	Masonry	en
dc.subject	Strengthening	en
dc.subject	Dynamic analysis	en
dc.subject	Nonlinear static analysis	el
dc.subject	Response-spectrum analysis	en
dc.title	Στατική και δυναμική-ελαστική και ανελαστική ανάλυση κτιρίου σιδηροδρομικού σταθμού Λεονταρίου Αρκαδίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σεισμική ανάλυση κτιρίου από άοπλη φέρουσα τοιχοποιία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-19
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας και την ενίσχυση του φέροντος οργανισμού του σταθμού επιβατών του σιδηροδρομικού σταθμού Λεονταρίου Αρκαδίας. Πρόκειται για πετρόχτιστο κτίριο που χρονολογείται από τα τέλη του 19ου αιώνα, αλλά υπέστη σημαντικές βλάβες αργότερα κυρίως λόγω των πυρκαγιών της Πελοποννήσου το 2007. Με στόχο την ενίσχυση της άοπλης τοιχοποιίας του, αποτιμήθηκε αρχικά η φέρουσα ικανότητά του κατά την υπάρχουσα κατάσταση όπως επίσης και μετά από την εφαρμογή δύο διαφορετικών επεμβάσεων. Ακολούθησε η σύγκριση αυτών των επεμβάσεων ως προς την συμπεριφορά του κτίσματος όταν υποβάλλεται σε σεισμικές δράσεις. Στη συνέχεια συγκρίθηκαν τα αποτελέσματα που προέκυψαν μέσω των διαφορετικών σεισμικών αναλύσεων που προτείνονται από τον Ευρωκώδικα 8 και τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο σιδηροδρομικός σταθμός στο σύνολό του και στη συνέχεια το συγκεκριμένο υπό μελέτη κτίριο τόσο κατά την αρχική όσο και κατά την υπάρχουσα κατάστασή του. Επίσης, καθορίζονται τα μηχανικά χαρακτηριστικά της τοιχοποιίας καθώς και τα φορτία που θα επιβληθούν στο φορέα. Στη συνέχεια παρουσιάζεται με λεπτομέρεια ο τρόπος προσομοίωσης του κτιρίου με βάση το λογισμικό SAP2000 v15. Το δεύτερο κεφάλαιο αρχίζει με επισκόπηση της σεισμικής συμπεριφοράς των κατασκευών από άοπλη φέρουσα τοιχοποιία, με έμφαση στην ύπαρξη ή μη διαφραγματικής λειτουργίας ή διαζώματος. Επίσης, παρουσιάζονται οι διαφορετικές μέθοδοι σεισμικών αναλύσεων και η εφαρμογή τους στη συγκεκριμένη κατασκευή. Αρχικά περιγράφεται η δυναμική φασματική μέθοδος, η οποία εφαρμόζεται σύμφωνα με τις οδηγίες του ΕΚ8. Η δεύτερη μέθοδος ανάλυσης είναι η μη γραμμική στατική διαδικασία, η οποία εφαρμόστηκε σύμφωνα με την θεώρηση των ισοδύναμων επίπεδων πλαισίων. Στη συνέχεια με στόχο την δυναμική ανάλυση της κατασκευής, τίθεται το ζήτημα της επιλογής ενός συνδυασμού πραγματικών σεισμικών διεγέρσεων που θα επιβληθούν στο κτίριο. Πιο συγκεκριμένα, αναφέρονται τα πιο σημαντικά κριτήρια για την επιλογή των κατάλληλων σεισμικών καταγραφών. Με βάση αυτά τα κριτήρια διαμορφώθηκε στη συνέχεια ένα αρχείο πραγματικών επιταχυνσιογραφημάτων, στα οποία πραγματοποιήθηκε αναγωγή σύμφωνα με την μέθοδο της φασματικής συμβατότητας. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι βασικότερες ενότητες του Ευρωκώδικα 6, ο οποίος χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό των κατασκευών από φέρουσα τοιχοποιία αλλά και για την αξιολόγηση της φέρουσας ικανότητας των υφιστάμενων κτιρίων. Εκτός από τον προσδιορισμό της αντοχής των τοίχων του κτιρίου έναντι των διάφορων μηχανισμών αστοχίας, περιγράφεται και ο τρόπος υπολογισμού των δυνάμεων των επίπεδων στοιχείων που ορίστηκαν στο SAP2000. Το τέταρτο κεφάλαιο αποτιμά την υπάρχουσα κατάσταση του κτιρίου με στόχο να προσδιοριστούν τα προβλήματα που χρήζουν αντιμετώπισης, με στόχο να γίνει στη συνέχεια μια εύστοχη επιλογή των κατάλληλων μεθόδων ενίσχυσης. Η αξιολόγηση της συμπεριφοράς του κτιρίου κατά την υπάρχουσα κατάστασή του, πραγματοποιήθηκε μέσω φασματικής και μη γραμμικής στατικής ανάλυσης. Στο πέμπτο κεφάλαιο προτείνεται μια πρώτη επέμβαση στο κτίριο, ειδικότερα περιγράφεται η εφαρμογή ενεμάτων και αρμολογήματος στην εξωτερική τοιχοποιία του. Αναφέρονται τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά αυτής της επέμβασης, όπως επίσης τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της. Στη συνέχεια εκτιμήθηκε η αποτελεσματικότητα της εν λόγω ενίσχυσης μέσω της φασματική ανάλυσης. Κατόπιν, μια ελαστική ανάλυση χρονοϊστορίας διερεύνησε διαφοροποιήσεις των αποτελεσμάτων που προέκυψαν, λαμβάνοντας υπόψη τον χρονικό παράγοντα. Τέλος, εξετάστηκε η εντός επιπέδου παραμόρφωση του φορέα και προσδιορίστηκε η στάθμη επιτελεστικότητας στην οποία θα βρεθεί το κτίριο μέσω της μη γραμμικής στατικής και δυναμικής ανάλυσης. Στο έκτο κεφάλαιο προτείνεται μια δεύτερη επέμβαση για περαιτέρω αύξηση της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου υπό την επιβολή σεισμικής φόρτισης. Ειδικότερα, περιγράφεται η κατασκευή διαφράγματος στη στάθμη του δαπέδου του ορόφου όπως και διαζώματος από οπλισμένο σκυρόδεμα στη στέψη του κτιρίου. Η ενίσχυση αξιολογήθηκε μέσω της φασματικής και της μη γραμμικής στατικής ανάλυσης, με στόχο να σχολιαστεί η αποτελεσματικότητά της. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο, πραγματοποιείται η σύγκριση των επεμβάσεων που εφαρμόστηκαν στο κτίριο. Αρχικά παρουσιάζεται η αύξηση της αντοχής της κατασκευής μετά από την εφαρμογή της 1ης ενίσχυσης και στη συνέχεια συγκρίνονται οι δύο ενισχύσεις μεταξύ τους. Τέλος, γίνεται η σύγκριση των αποτελεσμάτων της φασματικής και της ελαστικής δυναμικής ανάλυσης και σχολιάζονται οι αποκλίσεις τους.	el
heal.abstract	This work concerns the strengthening of the railway station masonry building in Leontarion Peloponnese, built in the 19th century by Italian architects, which today stands significantly damaged. More particularly, the seismic behavior of the building is investigated regarding its present status and two different retrofitting proposals are compared for their effectiveness in enhancing the capacity of the building against earthquake excitation. It also examines how the different earthquake analyses methods, proposed by the Eurocodes and the Greek Seismic Code, compare in predicting the seismic behavior of this masonry building. Both linear and non-linear analyses methods are employed; the former relying upon response spectrum and elastic dynamic analyses and the latter upon the static push-over and inelastic dynamic analyses. The first chapter presents the building’s layout in its original and current condition and focuses on the pathology of the most significant damage. It also determines the material properties of the masonry walls as well as the applied loads. Finally, it presents a simulation of the building through the use of finite elements in SAP2000 v15. The second chapter presents an overview of previous general findings on the seismic behavior of masonry structures and especially with regard to the role of the presence or absence of diaphragms. It also describes the different earthquake analysis methods and their application upon the railway station. The response spectrum method is applied following the provisions of Eurocode 8. Then, the nonlinear static analysis is presented through the use of a lateral load of increasing magnitude and an equivalent frame model of the masonry walls is introduced. Aiming to perform time history analysis the issue of earthquake selection is further investigated. More particularly, the most important criteria for selecting strong ground motion records within the framework of the seismic assessment of structures are described. On the basis of these criteria a set of real accelerograms is formed for the specific structure which is properly scaled to fit spectral demands. The third chapter presents the main features of Eurocode 6, which governs the design of new masonry structures but also the assessment of existing ones. In addition, the building’s resistance against the different ultimate states is computed and the method for calculating the shell’s forces using SAP2000 is explained. The fourth chapter provides an estimate of the seismic behavior of the existing building through the use of response spectrum and static pushover methods, in order to come up with a suitable retrofitting method. In the fifth chapter the main features of the first retrofitting method, concerning the injection of properly synthesized grout into the walls is described, along with its advantages and disadvantages. For a first estimate of its effectiveness the response spectrum method is implemented. Subsequently, a linear time-history analysis is applied in order to detect differences concerning the building’s seismic response between static and dynamic analysis. Finally, the in-plane deformation of the unreinforced masonry walls is analyzed through non-linear static and dynamic analyses and the performance level of the structure is deduced. The sixth chapter describes an additional retrofitting intervention required for strengthening of the building’s resistance against earthquake loading, as enforcement of only the first set of measures does not suffice. The method includes the use of diaphragms, whose contribution to the building’s deformation is discussed. Finally, response spectrum and the non-linear static analysis are applied, in order to ascertain the effectiveness of diaphragms for this particular structure. The seventh chapter presents the final conclusions of the thesis by making comparisons between the two retrofitting methods as well as providing an overview of the differences between the static and dynamic analyses.	en
heal.advisorName	Κουμούσης, Βλάσης	el
heal.committeeMemberName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Λαγαρός, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	208 σ.
heal.fullTextAvailability	true