Αποτίμηση και αποκατάσταση διατηρητέου κτιρίου φέρουσας τοιχοποιίας μέσω ανελαστικών αναλύσεων

Κυνηγού, Μαρία; Kynigou, Maria

dc.contributor.author	Κυνηγού, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kynigou, Maria	en
dc.date.accessioned	2018-11-15T10:47:54Z
dc.date.available	2018-11-15T10:47:54Z
dc.date.issued	2018-11-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48007
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8727
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Φέρουσα Τοιχοποιία	el
dc.subject	Ανελαστική Ανάλυση	el
dc.subject	Σεισμική Αποτίμηση	el
dc.subject	Ενίσχυση Κτιρίου	el
dc.subject	ΚΑΔΕΤ	el
dc.subject	Masonry	en
dc.subject	Nonlinear analysis	el
dc.subject	Seismic Evaluation	el
dc.subject	Retrofit	el
dc.subject	Concrete Damaged Plasticity	en
dc.title	Αποτίμηση και αποκατάσταση διατηρητέου κτιρίου φέρουσας τοιχοποιίας μέσω ανελαστικών αναλύσεων	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Seismic evaluation and rehabilitation of a listed masonry building through nonlinear analyses	en
heal.classification	ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ	el
heal.classification	SEISMIC	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b2281050858c70f51767d4b4f6e69f4ecae86ebe
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-22
heal.abstract	Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται η σεισμική συμπεριφορά ενός υφιστάμενου διατηρητέου κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιία, το οποίο βρίσκεται στην Κεφαλονιά. Το κτίριο αυτό χτίστηκε στο τέλος του 19ου αι. και μεταγενέστερα έγινε μια προσθήκη σε αυτό. Εκτός από την ιστορική του αξία έχει ιδιαίτερο αρχιτεκτονικό και καλλιτεχνικό ενδιαφέρον, καθώς στο εσωτερικό του έχει οροφογραφίες. Σήμερα το κτίριο βρίσκεται σε κακή κατάσταση και είναι εμφανές ότι δεν επαρκεί στατικά, λόγω σεισμικών καταπονήσεων κυρίως, αλλά και λόγω πλημμελούς κατασκευής του φορέα. Οι βλάβες που έχει υποστεί είναι έντονες με διαμπερείς ρηγματώσεις σε όλες σχεδόν τις όψεις του κτιρίου. Πρώτο μέρος της εργασίας είναι η αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας του υφιστάμενου δομήματος. Για να επιτευχθεί αυτό δημιουργήθηκε το προσομοίωμα του κτιρίου στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS και πραγματοποιήθηκε ελαστική δυναμική φασματική ανάλυση ώστε να ελεγχθεί η υπάρχουσα κατάσταση του φορέα με τον Κανονισμό Αποτίμησης Δομητικών Επεμβάσεων Τοιχοποιίας (ΚΑΔΕΤ). Εκτός της ελαστικής ανάλυσης εκπονήθηκε και μη γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας, στην οποία επιλέχθηκε για το υλικό της φέρουσας τοιχοποιίας το καταστατικό προσομοίωμα πλαστικότητας υλικού με βλάβες και επιβλήθηκε στη βάση ο σεισμός που έλαβε χώρα τον Ιανουάριο του 2014 στην Κεφαλονιά. Η μη γραμμική ανάλυση πραγματοποιήθηκε ώστε να δημιουργηθεί ένα αξιόπιστο προσομοίωμα του φορέα που θα προσεγγίζει την πραγματική απόκριση του κτιρίου κατά τη σεισμική καταπόνηση και αυτός ήταν και ο βασικός στόχος της παρούσας εργασίας. Μέσω του προσομοιώματος αυτού είναι δυνατό να προσδιορίζονται οι πιθανές περιοχές που αναμένεται να εμφανίσουν βλάβες, άρα να ρηγματωθούν. Διερευνήθηκε επίσης στο υφιστάμενο κτίριο η επιρροή του αρμού μεταξύ της τοιχοποιίας της προσθήκης και της τοιχοποιίας του κυρίως κτιρίου στην απόκριση του φορέα. Δεύτερο μέρος της εργασίας είναι η ενίσχυση του υφιστάμενου φορέα, ώστε να βελτιωθεί η φέρουσα ικανότητά του και να μπορεί να φέρει τα σεισμικά φορτία. Για την επιλογή του τελικού ενισχυμένου φορέα πραγματοποιήθηκαν ελαστικές και μη γραμμικές επιλύσεις για εναλλακτικές προτάσεις ενίσχυσης που διαφοροποιούνταν λόγω της λήψης διαφραγματικής λειτουργίας στη στάθμη του δαπέδου Α’ ορόφου και στη στάθμη της στέγης. Οι τελικές ενισχύσεις που επιλέγονται είναι η εφαρμογή ενεμάτων, η κατασκευή διαζώματος οπλισμένου σκυροδέματος στη στέψη των λιθοδομών και η δημιουργία διαφράγματος στη στάθμη του δαπέδου του Α’ ορόφου και της στέγης. Μέσω της διενέργειας της μη γραμμικής ανάλυσης συμπεραίνεται ότι ο σεισμός της Κεφαλονιάς του 2014 ήταν ιδιαίτερα καταστροφικός για το συγκεκριμένο κτίριο και σίγουρα έπαιξε καθοριστικό, αν όχι πρωταρχικό, ρόλο στις βλάβες που εμφανίζει σήμερα. Τέλος, σημαντικό συμπέρασμα της παρούσας εργασίας είναι ότι η μη γραμμική ανάλυση αναπαράγει σε μεγάλο βαθμό την πραγματική απόκριση του κτιρίου κατά τη διάρκεια του σεισμού και μέσω αυτής είναι δυνατό να εντοπιστούν αξιόπιστα οι περιοχές που κινδυνεύουν σε αστοχία.	el
heal.abstract	At the present master thesis the seismic behavior of an existing listed masonry building is studied. This building is located in Kefalonia and it was built at the end of the 19th century and afterwards an addition to it was realized. Except of its historical value it has tremendous architecture and artistic interest, because its ceilings are painted. Currently, the building is in bad shape and its static inadequacy is obvious, particularly due to the seismic forces it had suffered and its construction defects. The damages of the structure are severe, since cracks and large deformations are observed at all the masonry elevations. First part of this thesis is the assessment of the bearing capacity of the existing building. In order to achieve that, a simulation of the building was created with the use of the finite element program ABAQUS. The final model was analyzed considering an elastic behavior of the materials. A static analysis was performed to determine the limit state corresponding to self-weight and live loads. Also the eigenfrequencies of the model were computed and response spectrum analysis was carried out. In this way the current condition of the building was determined by means of the Seismic Evaluation and Retrofitting of Masonry Buildings Regulation, which is currently a draft in Greece. The exceedance of shear and bending strength of masonry walls was observed at many cases. This verified that the building needed to be retrofitted. Also, nonlinear dynamic analysis was realized. The material of bearing masonry was simulated with the concrete damage – plasticity model, which is provided by the software of ABAQUS. The earthquake that happened in January of 2014 in Kefalonia was imposed at the base of the structure. The nonlinear analysis was carried out in order to create a reliable simulation of the structure, which it could approach the real response of the building during the earthquake. This was actually the main goal of the present thesis. Through that simulation it is able to assess the areas that are susceptible to damage, so the areas that are susceptible to cracks. Also, the effects of the joint of masonry between the main structure and the addition were investigated at the response of the existing building. It was considered that there is friction between the two walls that were not adequately connected. Through the analyses, elastic and inelastic, it was concluded that the joint of masonry does not affect especially the whole structure. Nevertheless, the masonry walls of the addition of the structure were affected by the masonry joint, since the values of tensile stresses and deformations were larger than the case that the joint was not considered in the analysis. Second part of this thesis is the retrofit of the existing structure, so that its strength is improved and it can bear the seismic forces. In order to define the final strengthened model linear and nonlinear analysis were carried out for four alternative retrofitting approaches of the structure. At the different approaches that were considered the tensile stresses, deformations and tensile values of damages were compared. At the first retrofitted model the injection of grout in masonry and the construction of concrete zoning (“chainage”) at the top of the walls are proposed. At the second one, in addition to the aforementioned reinforcements the first floor is considered as a diaphragm. The diaphragm is proposed to be constructed with the use of wooden floor and the connection of floor with masonry walls. At the third one the diaphragm of the wooden floor is replaced with the diaphragm of a concrete slab. The final reinforcements that are proposed are the injection of grout in masonry, the construction of concrete zoning (“chainage”) at the top of the walls and diaphragms constructed by wood at the first floor and the roof also. The seismic evaluation of the final reinforced model was realized again with the use of Seismic Evaluation and Retrofitting of Masonry Buildings Regulation. The response of the strengthened structure was improved significantly. The values of the drifts (deformations between the different levels) and tensile stresses were minor in comparison with the ones of the existing building. Besides, from the results of nonlinear analysis it was obvious that the damages of the structure were limited remarkably. Noteworthy is the fact that the construction of flexible wooden diaphragm at the roof level improved spectacularly the response of the whole structure and lead to the seismic adequacy of the building. Through the nonlinear analysis it is concluded that the earthquake that took place in 2014 in Kefalonia was extremely severe for the specific structure and it is definitely one of the main reasons for the damages that are observed today. Significant conclusion of the current thesis is that the nonlinear analysis recreates reliably the real response of the building during the earthquake and it is possible to locate accurately the areas that are prone to failure.	en
heal.advisorName	Κουμούσης, Βλάσης	el
heal.committeeMemberName	Κουμούσης, Βλάσης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Σπηλιόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	182 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true