Αποτίμηση εξαώροφου κτιρίου Ω/Σ με βάση την ανελαστική στατική μέθοδο του ΚΑΝ.ΕΠΕ και προτάσεις ενίσχυσης (με έμφαση στη σταδική δόμηση των νέων τοιχωμάτων)

Abstract

Μια προσεισμική επέμβαση ενίσχυσης κτιρίων είναι σχετικά εύκολη και οικονομική, δεδομένου ότι μπορεί να γίνει εξωτερικά χωρίς να διαταράξει τη λειτουργία του κτιρίου και χωρίς να προκαλέσει πρόσθετες επισκευές. Αν και δεν αποτελεί πλήρη θωράκιση, εν τούτοις μειώνει σημαντικά την τρωτότητα του κτιρίου που οφείλεται στο εξαιρετικά ασθενές από πλευράς σεισμικής αντοχής κτίριο. Προκειμένου μια επέμβαση να είναι επιτυχής και αποτελεσματική, απαιτείται καλή γνώση της αναμενόμενης συμπεριφοράς του υφιστάμενου δομήματος ‘ως έχει’ σε κάποιο ισχυρό μελλοντικό σεισμό. Ο μηχανικός καλείται να αποτιμήσει την ικανότητα του κτιρίου να φέρει σεισμικές δράσεις, και να δώσει σαφή, ποσοτική απάντηση στο ερώτημα « Ποια είναι η πραγματική αντοχή αυτού έναντι σεισμικών φορτίων; ». Προς τούτο απαιτείται θεσμοθέτηση κριτηρίων για την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας υφιστάμενων δομημάτων. Στην κατεύθυνση αυτή κινούνται σύγχρονα κανονιστικά κείμενα όπως οι Αμερικάνικες οδηγίες της FEMA, ο Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων, το μέρος 3 του EC κ.λ.π. , υιοθετούν τον σχεδιασμό και την αποτίμηση βάσει δεδομένης στάθμης επιτελεστικότητας. Στόχος της παρούσης εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς πολυώροφου κτιρίου οπλισμένου σκυροδέματος έναντι σεισμικών δράσεων , η εκτίμηση της πραγματικής του αντοχής και η ενίσχυσή του με εξωτερικά περιμετρικά τοιχώματα για στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία Ζωής». Μεγάλη έμφαση κατά την πορεία της ενίσχυσης θα δοθεί στη θεμελίωση των νέων τοιχωμάτων για τον κίνδυνο ανασηκώματος της λόγω του μικρού αξονικού φορτίου τα οποία φέρουν(φαινόμενο σταδιακής δόμησης). Για το σκοπό αυτό, με βάση τον Κανονισμό Επεμβάσεων, θα γίνει χρήση των σύγχρονων ανελαστικών μεθόδων ανάλυσης. Πρόκειται για ένα εξαώροφο κτίριο κατασκευής του 1970, διαστασιολογημένο με τον Κανονισμό Ωπλισμένου Σκυροδέματος του 1954 και Αντισεισμικό Κανονισμό του 1959, με συμμετρική κάτοψη (κανονικό σε κάτοψη) και με μεταβολή δυσκαμψίας ανά όροφο καθώς μεταβάλλονται με μικρή διαβάθμιση οι διατομές των υποστυλωμάτων. Η προσομοίωση της θεμελίωσης λαμβάνει υπόψη την αλληλεπίδραση εδάφους θεμελίωσης χρησιμοποιώντας ελατήρια winkler. Η ανελαστική ανάλυση των κτιρίων έγινε με δύο κατανομές πλευρικών ωθήσεων, η πρώτη θα είναι καθ’ ύψος συμβατή με την κατανομή των τεμνουσών ορόφων από την φασματική ανάλυση του κτιρίου και η δεύτερη θα είναι ομοιόμορφη κατανομή αποτελούμενη από οριζόντια φορτία ανάλογα προς τη μάζα κάθε στάθμης ορόφου. Τα λογισμικά ανάλυσης που χρησιμοποιήθηκαν είναι το ANSRuop (ΚΑΝ.ΕΠΕ) και το SAP2000. Οι έλεγχοι στα μέλη γίνεται σε όρους παραμορφώσεων (γωνία στροφής χορδής ) και σε όρους δυνάμεων (τέμνουσα).

The objective of this thesis, submitted for the requirements of the post graduate studies program in “Analysis & Design of Earthquake Resistant Structures”, is the reinforcement of a building against seismic loads. It is a building consisting of a ground floor and five floors. The initial study was filed in 1970. The objective of the reinforcement is to satisfy the basic safety anisosis of the Greek Code for Structural Interventions, which requires the available strength to be greater than the applied seismic forses. Aiming at "Life Safety" Performance Level for the design earthquake of the Greek Seismic Code, conversions of frames/columns to externally perimetric shear walls type Γ at the corners, FRP wrapping and RC jacketing were designed. Special retrofitting issues were taken into account, such as soil‐foundation interaction and staged construction of the shear walls. The Inelastic Static Analysis is applied using the SAP 2000 computer program. The determination of the elements’ inelastic behavior is carried out based on the Greek Code for Structural Interventions. The verification of the general safety anisosis is carried out with the resistance curve, where a lateral displacement is applied until the first column runs out of their available plastic capacity in terms of chord rotation or shear force. Specifically, it is checked, whether the target displacement by the design spectrum does not exceed the designed building displacement which ensures the Performance Level "Life Safety".