Τρωτότητα δικτύων κοινής ωφελείας έναντι σεισμού

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση γύρω από το θέμα της σεισμικής τρωτότητας των δικτύων κοινής ωφελείας. Για το σκοπό αυτό, αναλύεται η σημασία της τρωτότητας, των καμπύλων τρωτότητας, της σεισμικής μηχανικής των δικτύων κοινής ωφελείας και της σεισμικής διακινδύνευσης. Παρουσιάζονται συνοπτικά οι συνιστώσες κάθε δικτύου και περιγράφεται με αναλυτικές ή προσεγγιστικές λύσεις η απόκριση κάθε συνιστώσας στο σεισμό. Ακόμη, περιγράφονται μέθοδοι αποτίμησης της σεισμικής τρωτότητας των δικτύων που έχουν αναπτυχθεί τόσο διεθνώς, όσο και στην Ελλάδα. Τέλος, αναλύονται τα στοιχεία που απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή κατά τον σχεδιασμό των δικτύων, όπως αυτά προκύπτουν από την εμπειρία από σεισμικές αστοχίες που έχουν συμβεί διεθνώς. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας δόθηκε έμφαση στα δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης και παροχής φυσικού αερίου, καθώς η συμπεριφορά των υπόλοιπων δικτύων κοινής ωφελείας είναι παρεμφερής. Ιδιαίτερη σημασία δίνεται στη συμπεριφορά των υπόγειων αγωγών, που είναι η βασική συνιστώσα των περισσότερων δικτύων, εφόσον η σεισμική τους απόκριση παρουσιάζει ιδιαιτερότητες σε σχέση με τις υπόλοιπες κατασκευές. Όσον αφορά στα μεταφορικά δίκτυα, γίνεται διερεύνηση για το οδικό δίκτυο, αλλά και για το δίκτυο ΜΕΤΡΟ. Οι σήραγγες και οι γέφυρες παρουσιάζουν ιδιαίτερη συμπεριφορά κατά τον σεισμό, η οποία περιγράφεται με προσεγγιστικές μεθόδους. Επίσης, μελετάται και η περίπτωση αστοχίας του οδικού δικτύου λόγω κατάρρευσης παρόδιων κτηρίων. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας, είναι η παρουσίαση του διαθέσιμου υποβάθρου γύρω από τα θέματα τρωτότητας των δικτύων κοινής ωφελείας, έτσι ώστε να υπάρξει εξέλιξη των μεθόδων και να γίνει η κατάλληλη προσαρμογή τους ώστε να ανταποκρίνονται στα ελληνικά δεδομένα.

The present study reviews vulnerability issues of lifelines against earthquake. First, we define the notion of vulnerability and the major concepts of lifeline seismic engineering. Description of the main components of lifelines follows and analytical or approximate solutions are presented. Then, we give a presentation of the methods of assessment of seismic vulnerability that are developed not only internationally, but also in Greece. In the end, the elements that need special caution during the antiseismic design of lifelines, as shown by international experience, are highlighted. Within the study, the emphasis was given to the water, waste water and gas utility system, since the behavior of the other lifelines is similar. Particular attention was given to the response of the underground pipelines to earthquake, since underground pipelines are the most important components of lifelines, and their response to earthquake presents specificities. In terms of transport lines, this study refers to the road network and the underground network. Tunnels and bridges present specific behavior in earthquake, which is described with approximate methods in this study. Failure of roads because of building collapses is also investigated. The aim of this study is the presentation of the background that exists in the estimation of seismic vulnerability of lifelines, so that further progress is made and so that existing methods are adjusted to the Greek conditions.