Αποτίμηση ανελαστικής συμπεριφοράς κτιρίου απο οπλισμένο σκυροδέμα

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η αποτίμηση και αξιολόγηση της συμπεριφοράς ενός υφιστάμενου κτιρίου κατασκευασμένου από οπλισμένο σκυρόδεμα. Για το σκοπό αυτό έγινε χρήση τόσο ελαστικών όσο και σύγχρονων ανελαστικών μεθόδων ανάλυσης όπως είναι η στατική και η δυναμική ανελαστική ανάλυση. Για την εφαρμογή των παραπάνω αναλύσεων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα SAP2000v.14. Πιο αναλυτικά: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία γενική εισαγωγή για τον τρόπο δημιουργίας των σεισμικών γεγονότων και παρουσιάζεται συνοπτικά το θεωρητικό υπόβαθρο πάνω στο οποίο βασίζεται η θεωρία των φασμάτων απόκρισης. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά οι θεμελιώδεις έννοιες του αντισεισμικού σχεδιασμού των κατασκευών. Ειδικότερα, γίνεται αναφορά στη διάκριση μεταξύ πρωτεύονταν και δευτερευόντων μελών, στις στάθμες επιτελεστικότητας για το σχεδιασμό νέων ή την αποτίμηση υφιστάμενων κατασκευών και στη θεωρία του ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος. Επίσης παρουσιάζεται η έννοια της πλαστιμότητας και της σημασίας που έχει για τις κατασκευές και τέλος, γίνεται μια αναφορά στην έννοια των πλαστικών αρθρώσεων ως μέσω απορρόφησης της σεισμικής ενέργειας. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη θεωρία της σεισμικής μόνωσης και στο σκοπό που αυτή εξυπηρετεί, επίσης παρουσιάζονται και οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μόνωσης. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των συνηθέστερα χρησιμοποιούμενων μεθόδων αποτίμησης των κατασκευών. Αρχικά γίνεται αναφορά στις κυριότερες ελαστικές μεθόδους ανάλυσης οι οποίες είναι η δυναμική φασματική, η ισοδύναμη στατική και η ελαστική ανάλυση χρονοϊστορίας. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι δύο κυριότερες ανελαστικές μέθοδοι οι οποίες είναι η στατική ανελαστική και η δυναμική ανελαστική μέθοδος. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος εισαγωγής του μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση και οι παραδοχές που έγιναν ως προς τα υλικά, το έδαφος θεμελίωσης και τοις λοιπές παραμέτρους. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος εφαρμογής των ελαστικών μεθόδων ανάλυσης οι οποίες αναφέρθηκαν προηγουμένως. Επίσης, στο τέλος γίνεται μια συνοπτική σύγκριση των εξαγόμενων από το πρόγραμμα αποτελεσμάτων για τρία χαρακτηριστικά μέλη της κατασκευής, μια δοκό, ένα υποστύλωμα και ένα τοιχίο. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι ανελαστικές αναλύσεις που έγιναν για την κατασκευή. Ειδικότερα, εφαρμόζεται η στατική και η δυναμική ανελαστική ανάλυση και γίνεται μια συνοπτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων. Στο όγδοο κεφάλαιο γίνεται μια συνοπτική διερεύνηση για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων που δίνει το SAP2000, με τη χρήση του προγράμματος myBiAxial. Ειδικότερα, γίνεται σύγκριση των διαγραμμάτων αλληλεπίδρασης για ένα μεμονωμένο υποστύλωμα και των διαγραμμάτων ροπών καμπυλοτήτων για τη συχνότερα εμφανιζόμενη δοκό. Τέλος, στο ένατο κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά κάποια συμπεράσματα κυρίως ως προς την ανελαστική συμπεριφορά του κτιρίου, με βάση τα όσα εξήχθησαν κατά την εφαρμογή της στατικής και της δυναμικής ανελαστικής ανάλυσης.

In this diploma thesis, an attempt was made to evaluate and assess the inelastic behavior of an existing reinforced concrete building. In the analysis of the structure both elastic and inelastic methods were used based on the Greek and the European Standards (Eurocodes). In addition, the capacity curves for the two main directions UX and UY were constructed and the performance point for each directions was evaluated. Furthermore, in order to perform the dynamic nonlinear analysis the Aigio 1995 – Greece, earthquake was used in the analysis. The results of the above analyses were satisfactory and the structure does not exhibit considerable damage. Finally, an attempt was made to assess the accuracy of results by using different software to assess the moment-curvature diagrams. Thus, a comparison between the bending moment – curvature diagrams , for the most common beam in the building, and the interaction curves, for a specific axial load, was performed. These differences did not altered the overall performance considerably. The analysis was based entirely using the software SAP2000v14.