Influence of Modeling on the Seismic Performance Assessment of an Existing Three Storey RC Building.

Abstract

Στο πλαίσιο των ερευνητικών προγραμμάτων για τη αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς μη κανονικών σε κάτοψη κατασκευών, έχουν λάβει χώρα αρκετά πειράματα κτιρίων κατασκευασμένα σε φυσική κλίμακα. Τα κτίρια αυτά δοκιμάστηκαν ψευδο-δυναμικά, με στόχο την κατανόηση της απόκρισής τους κατά τον σεισμό αλλά και τον προσδιορισμό των αδύνατων σημείων τους. Ειδικά σε μια σεισμογενή περιοχή, όπως είναι η Ελλάδα, στη οποία το μεγαλύτερο σε ποσοστό τμήμα των κτιρίων έχουν κατασκευαστεί προ του έτους 1985, εποχή κατά την οποία τέθηκαν σε εφαρμογή πρόσθετες βελτιωτικές διατάξεις στον αντισεισμικό κανονισμό, αποτελεί ένα σοβαρό πρόβλημα. Επιπλέον, εκτός από την έλλειψη αντισεισμικού σχεδιασμού, η δομική μορφολογία της πλειοψηφίας των κατασκευών αυτών, ευνοεί την ανάπτυξη στρεπτικής απόκρισης κατά το σεισμό, γεγονός που καθιστά ακόμα πιο δυσμενή την κατάσταση. Το έτος 2008 στην Ιταλία, σε κοινή δράση Ελληνικών και Ιταλικών πανεπιστημίων, κατασκευάστηκε σε φυσική κλίμακα ένα τριώροφο κτίριο, αντιπροσωπευτικό εκείνης της περιόδου, προκειμένου να δοκιμαστεί ψευδο-δυναμικά στην Pavia. Αντικείμενο της παρούσης μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση μη-γραμμικών μαθηματικών προσομοιωμάτων τύπου force-based beam-column με σκοπό την προσέγγιση μέσω κατάλληλων προγραμμάτων Η/Υ της απόκρισης φορέων εκείνης της εποχής. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων που προκείπτουν από την προσομοίωση συγκρίνονται με τα πειραματικά και αξιολογούνται ώστε να προκύψει η προσομοίωση με τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα λαμβάνοντας υπόψη πάντα το υπολογιστικό κόστος. Ακόμη αναλύσεις ευαισθησίας γίνονται για όλους παράγοντες που επηρρεάζουν την τελική απόκριση του κτιρίου, όπως η τοιχοποιία, οι μη-γραμμικότητες γεωμετρίας και υλικών κ.α.

The paper focuses on the study of typical reinforced concrete structures build between the years 1950 and 1970 in Southern Europe. These structures have been designed only for gravity loads and, apart from the lack of seismic design, the structural morphology of the majority promotes torsional response. Both experimental and analytical results are presented for a three-storey building that was tested on the shake table of TREES laboratory at EUCENTRE in Pavia, Italy. The building was dynamically tested using the Montenegro 1979 ground motion record (Herceg-Novi station), scaled to different levels of PGA to observe its progressive damage mode and overall capacity deterioration. In this paper the experimental data is compared with numerically obtained results using three different kind of non linear, force-based, fiber beam-column elements. Response parameters, such as damage distribution and drift capacity, are analyzed to identify the limitations of numerical modeling, of each specific element, with respect to the investigated engineering demand parameters.