ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Παραδόσεις Θεωρίας. Μορφολογία φέροντος οργανισμού κτιρίων. ιδάσκων: Κίρτας Εμμανουήλ. Σέρρες, Σεπτέμβριος 2008

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΣΤΑΤΙΚΗΣ Παραδόσεις Θεωρίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ιδάσκων: Κίρτας Εμμανουήλ Σέρρες, Σεπτέμβριος 2008 σελ. 2.3 Στάδια ομοστατικής Μελέτης σελ. 2.4 Σημαντικός ο ρόλος του Μηχανικού Στατικό πακέτο Πρόγραμμα CAD H/Y (Coputer Aided Design) Πρόγραμμα CAA H/Y (Coputer Aided Analysis) Πρόγραμμα H/Y Αρχιτεκτονική σύλληψη της κατασκευής Μόρφωση φέροντα οργανισμού Υπολογιστικό προσομοίωμα Αποτελέσματα ανάλυσης (M, V, N, παραμορφώσεις) Εμπειρία Μηχανικού Γνώση Κανονισμών Κρίση Προσομοίωση φορέα, εδάφους, φορτίων (εξιδανικεύσεις, απλοποιήσεις, παραδοχές) Ανάλυση Έλεγχος επάρκειας υπολογιστικού μοντέλου και φορέα ιαστασιολόγηση Φέρων οργανισμός της κατασκευής ομικά στοιχεία: Πλάκες οκοί Υποστυλώματα Τοιχώματα Στοιχεία θεμελίωσης Πλάκα Υποστύλωμα οκός Τοίχωμα Θεμέλιο Αποτελέσματα διαστασιολόγησης (οπλισμοί) Έλεγχος όπλισης φορέα Πρόγραμμα CAD H/Y Τεύχος υπολογισμών (Coputer Aided Design) Σχέδια εφαρμογής Τεύχος σχεδίων

2 σελ. 2.5 Φέρων οργανισμός της κατασκευής Παραλαβή φορτίων: Η μεταφορά των φορτίων στο έδαφος γίνεται σε μικρό βαθμό από μεμονωμένα δομικά στοιχεία σελ. 2.6 Φέρων οργανισμός της κατασκευής Υποφορείς: Αμιγή πλαίσια με ή χωρίς τοιχοπληρώσεις Η παραλαβή γίνεται κυρίως από σύνολα δομικών στοιχείων που συνεργάζονται μεταξύ τους Τα σύνολα αυτά δομικών στοιχείων ονομάζονται υποφορείς του φέροντος οργανισμού Οι υποφορείς φροντίζουν για την ασφαλή μεταφορά κατακόρυφων και οριζόντιων φορτίων στο έδαφος 1α 1β ίχως τοιχοπληρώσεις Με τοιχοπληρώσεις σελ. 2.7 Φέρων οργανισμός της κατασκευής Υποφορείς: Επίπεδα τοιχώματα καμπτικού ή διατμητικού τύπου σελ. 2.8 Φέρων οργανισμός της κατασκευής Υποφορείς: Μικτά πλαίσια 2α t 3α 3β H H /L>4 καμπ πτικού τύπο ου 2ββ H/L<2 διατμητικού τύπου t H L L Σύζευξη αμιγών πλαισίων με τοιχώματα Σύζευξη τοιχωμάτων μεταξύ τους

3 σελ. 2.9 Φέρων οργανισμός της κατασκευής Υποφορείς: σελ Φέρων οργανισμός της κατασκευής Εύκαμπτα και δύσκαμπτα συστήματα Σύνθετα τοιχώματα - πυρήνες 4α 4β Αμιγώς πλαισιακά συστήματα Μικτά συστήματα (Μεγάλη τιμή ιδιοπεριόδου Τ) (Μικρή τιμή ιδιοπεριόδου Τ) σελ σελ Σεισμός Επιταχυνσιογράφημα σεισμού γμα Ρήγμ Acc (/s s²) t (sec) Ένας σεισμός επηρεάζει διαφορετικά την κάθε κατασκευή φορτίζοντάς την με διαφορετικό επίπεδο φορτίου και προκαλώντας διαφορετική απόκριση ιάδοση σεισμικής ενέργειας με τη μορφή σεισμικών κυμάτων από την πηγή (ρήγμα) έως την επιφάνεια του εδάφους και την υπό μελέτη κατασκευή

4 ) Acc ( /sec²) PGA a1 2) Μέτρηση τη απόκρισης για κάθε ιδιοπερίοδο δ Τ φορέα T=0 soil a1 Πιο εύκαμπτοι φορείς (μεγαλύτερη τιμή T) a2 σελ Φάσμα απόκρισης σεισμού a2 a3 a4 a5 3) ημιουργία φάσματος από τη μέγιστη τιμή απόκρισης a6 κάθε φορέα περίοδος T (sec) a3 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6.. ug a4 a5 a6 Φορείς 5% απόσβεση PGA (ax επιτάχυνση) 1) Επιταχυνσιογράφημα σεισμού σελ Μεγάλη τιμή ιδιοπεριόδου μειωμένα σεισμικά φορτία F E Φάσματα Σχεδιασμού (q=3.5) F E = ü T 2π ü 1 ü 2 (/s²) Acc ( Acc (/s²) EA t (sec) Τ (sec) Τ 1 Τ 2 σελ σελ Συντονισμός: Σύμπτωση της δεσπόζουσας περιόδου του σεισμού με την ιδιοπερίοδο της 4.0 κατασκευής ü Σεισμός Σεισμός ü 8 Σεισμός t (sec) Σεισμός t (sec) T (sec) /s²) Acc ( Τ Σεισμός 1: δυσμενής για κτίρια μικρής ιδιοπεριόδου (δύσκαμπτα, χαμηλά, με τοιχώματα) Ac cc (/s²) Acc (/s²) Συντονισμός: Σύμπτωση της δεσπόζουσας περιόδου του σεισμού με την ιδιοπερίοδο της 4.0 κατασκευής 3.0 ü ü /s²) Acc ( Σεισμός Σεισμός t (sec) Σεισμός Σεισμός t (sec) T (sec) Τ Σεισμός 1: δυσμενής για κτίρια μικρής ιδιοπεριόδου (δύσκαμπτα, χαμηλά, με τοιχώματα) Σεισμός 2: δυσμενής για κτίρια μεγάλης ιδιοπεριόδου (εύκαμπτα, ψηλά, δίχως πολλά τοιχώματα) Ac cc (/s²) Acc (/s²)

5 σελ Φέρων οργανισμός της κατασκευής Χαρακτηριστικά αμιγώς πλαισιακών συστημάτων: Εύκαμπτα συστήματα μεγάλες μετακινήσεις πιθανότητα βλαβών σε μη φέροντα στοιχεία απαίτηση επεμβάσεων και σε μικρούς σεισμούς Εύκαμπτα συστήματα μεγάλη τιμή ιδιοπεριόδου μειωμένα σεισμικά φορτία Πλεονεκτούν σε στιφρά εδάφη (μικρή Τ) ) λόγω αποφυγής συντονισμού Μεγάλη δυνατότητα ανελαστικής συμπεριφοράς (πλαστιμότητα) Αξιόπιστη υπολογιστική προσομοίωση σελ Φέρων οργανισμός της κατασκευής Χαρακτηριστικά μικτών πλαισιακών συστημάτων: ύσκαμπτα συστήματα μικρές μετακινήσεις περιορισμός βλαβών σε μη φέροντα στοιχεία λειτουργικότητα μετά από μικρούς σεισμούς ύσκαμπτα συστήματα μικρή τιμή ιδιοπεριόδου αυξημένα σεισμικά φορτία Πλεονεκτούν σε μαλακά εδάφη (μεγάλη γ η Τ) ) λόγω αποφυγής συντονισμού Σημαντική δυνατότητα ανελαστικής συμπεριφοράς (πλαστιμότητα) Απαιτητική υπολογιστική προσομοίωση Αποφυγή ικανοτικού ελέγχου (επάρκεια τοιχωμάτων) σελ Φέρων οργανισμός της κατασκευής Τύποι παραμόρφωσης δομικών συστημάτων σελ Α) Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Β) + = Η μορφολογία του κτιρίου επηρεάζει τον τρόπο απόκρισης της κατασκευής τόσο σε στατικά αλλά κυρίως σε σεισμικά (οριζόντια) φορτία Κτίρια με καλή μορφολογία σε κάτοψη και καθ ύψος έχουν προβλέψιμη ψμη σεισμική συμπεριφορά τοίχωμα - υπερισχύει η καμπτική παραμόρφωση πλαίσιο - υπερισχύει η διατμητική παραμόρφωση μικτό πλαίσιο συνδυασμός τοιχώματος-πλαισίου μικτό πλαίσιο παραμόρφωση και δυνάμεις που αναπτύσσονται Τα παραπάνω κτίρια χαρακτηρίζονται από τον ΕΑΚ 2000 ως κανονικά Τα παραπάνω κτίρια χαρακτηρίζονται από τον ΕΑΚ 2000 ως κανονικά κτίρια (ΕΑΚ 2000, 3.5.1)

6 σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Τα πατώματα λειτουργούν ως απαραμόρφωτα διαφράγματα στο επίπεδο τους Ελαχιστοποίηση των αβεβαιοτήτων στην κατανομή των οριζόντιων φορτίων σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Εξασφαλισμένη διαφραγματική λειτουργία L 1 A L 1 B L 3 L/D<4 D A L 2 L 1 Y L 3 B L 2 L2 φ D L 4 uy φ C L D L 4 X C ux σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία L/D>4 D αδύναμο σημείο κάτοψης L κατεύθυνση σεισμού αδύναμα σημεία κάτοψης κατεύθυνση σεισμού κατεύθυνση σεισμού

7 σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία Κάτοψη αρχικού φορέα Προτεινόμενη βελτίωση Εναλλακτική προσέγγιση Κάτοψη αρχικού φορέα Προτεινόμενη βελτίωση Εναλλακτική προσέγγιση ενισχυμένη ζώνη στη διαστασιολόγηση L/D>>1 D L προτεινόμενα σημεία ενίσχυσης δυσκαμψίας προτεινόμενα σημεία ενίσχυσης δυσκαμψίας σελ σελ Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία Μορφολογία κτιρίου σε κάτοψη Σχήμα κάτοψης κτιρίου (ΕΑΚ [4]α) Αμφίβολη διαφραγματική λειτουργία Κάτοψη αρχικού φορέα Προτεινόμενη βελτίωση Εναλλακτική προσέγγιση Κάτοψη αρχικού φορέα Προτεινόμενη βελτίωση Εναλλακτική προσέγγιση προτεινόμενα σημεία ενίσχυσης δυσκαμψίας ενισχυμένες ζώνες στη διαστασιολόγηση ενισχυμένες ζώνες στη διαστασιολόγηση

8 σελ Αποφυγή στρεπτικών επιπονήσεων Το κέντρο ελαστικής στροφής (κέντρο δυσκαμψίας) πρέπει να είναι κοντά στο κέντρο βάρους της κάτοψης Το κέντρο βάρους της κάτοψη ταυτίζεται με το γεωμετρικό της κέντρο όταν η κατανομή της μάζας σε κάτοψη είναι ομοιόμορφη μ (α) M M M' ' (β) ' M' σελ Μικρή απόσταση κέντρου βάρους με κέντρο ελαστικής στροφής Επάρκεια τοιχωμάτων και στις δυο διευθύνσεις Αποφυγή ασταθών αθώ διατάξεων τοποθέτησης οθέ τοιχωμάτων ω Γενικός κανόνας: τοποθέτηση τοιχωμάτων στην περίμετρο - Αύξηση δυνατότητας παραλαβής φορτίων - Αύξηση προσφερόμενης δυστρεψίας - Προσοχή στους καταναγκασμούς (θερμοκρασιακές μεταβολές) από τοιχώματα τύπου Γ ή Π σελ σελ M M M M M M M εύστρεπτο τοιχώματα μόνο κατά Υ-Υ M M M M M M M η διάταξη τοιχωμάτων τύπου Γ σε όλες τις γωνίες προκαλεί κάποια ανησυχία αναφορικά με τις συστολοδιαστολές της κάτοψης λόγω θερμοκρασιακών μεταβολών και συστολής ξηράνσεως ασταθείς διατάξεις τοιχωμάτων ερωτηματικό η συμπεριφορά ρ κατά σε θερμοκρασιακές μεταβολές M M M M M M αποδεκτό μόνο για τετραγωνική κάτοψη και ισχυρό πυρήνα αποδεκτό μόνο για ισχυρό πυρήνα και ομοιόμορφη κατανομή της μάζας ερωτηματικό η συμπεριφορά κατά Χ-Χ σε θερμοκρασιακές μεταβολές βελτιωμένη διάταξη εύστρεπτο κτίριο - μειωμένη παραλαβή σεισμικών δυνάμεων βέλτιση διάταξη τοιχωμάτων

9 σελ ΕΑΚ 2000 (( Σ α) 171 (α)-(β)-(γ) κατάλληλες κατόψεις (δ)-(ε)-(ζ) σεισμικώς ανεπαρκείς ακατάλληλες κατόψεις (η)-(θ)-(ι) δύστρεπτες σεισμικά επαρκείς κατόψεις αλλά με ενδεχόμενο καταναγκασμών σελ Βελτίωση της κάτοψης (γ) Μ Κ Κ (α) (δ) (η) Ποια κάτοψη είναι δυσμενέστερη? L 2 >L 1 (β) (ε) (θ) Μ Μ Κ L 1 Κ (γ) (ζ) (ι) σελ σελ Παράδειγμα επιρροής θέσης τοιχωμάτων (Χριστοπούλου, 2005) Ποια θέση τοιχωμάτων φαίνεται ευμενέστερη?? T Π T T Π T T2 T T T1 2 Π T T Π T1 T T2 T T Παράδειγμα επιρροής θέσης τοιχωμάτων (Χριστοπούλου, 2005) Γιατί να προτιμηθεί το Π1 από το Π4?? N* N* Ροπή κάμψης υποστυλώματος Κ3 42,03 39,02 39,24 41,79 Κ10 Κ12 Προσομοίωμα 1(α) - base 123,79 123, ,7 27,13 12 Προσομοίωμα 3(α) - base Κ1 100 N* N* ,29 67,72 35,8 34,31 Προσομοίωμα 2(α) - base 40,68 40,09 40,09 40,68 Προσομοίωμα 4(α) - base

10 σελ σελ Παράδειγμα επιρροής θέσης τοιχωμάτων (Χριστοπούλου, 2005) Εφαρμογή πλήρους δυναμικής φασματικής ανάλυσης του ΕΑΚ 2000 Παράδειγμα επιρροής θέσης τοιχωμάτων (Χριστοπούλου, 2005) Υπάρχουν στρεπτικές επιπονήσεις που πρέπει να ληφθούν υπόψη 1 1 T Για πιο λόγο επιβάλλεται η μετακίνηση της μάζας από το γεωμετρικό κέντρο της κάτοψης?? 14 T Θ Θ2 Θ1 Θ T T1 T2 Θ Θ2 Θ1 Θ T4 T T Μετακίνηση της μάζας σε 4 θέσεις (τυχηματική εκκεντρότητα) Πραγματική κατανομή της μάζας την ώρα του σεισμού ιαφορική εισαγωγή της κίνησης του εδάφους στην κατασκευή κατά τη διάρκεια του σεισμού σελ σελ Παράδειγμα επιρροής Εφαρμογή πλήρους δυναμικής θέσης τοιχωμάτων φασματικής ανάλυσης του ΕΑΚ 2000 (Χριστοπούλου, 2005) N* ,37 46,38 38,16 38, α ,99 57,01 54,72 54,73 1α2 1α3 N* 40 1α4 20 4α1 4α2 4α3 4α4 Σχήμα κτιρίου καθ ύψος Κανονικό ορθογωνικό σχήμα διασφαλίζει την ομαλή ροή των σεισμικών φορτίων από την ανωδομή στο έδαφος Σε περίπτωση απόκλισης η μετάβαση να γίνεται από μεγαλύτερο όγκο στους χαμηλούς ορόφους προς μικρότερο στους ψηλούς ορόφους L 0 Υποστύλωμα Κ12 (base) 0 Υποστύλωμα Κ12 (base) L Προσομοίωμα Π1 Προσομοίωμα Π4 Αυξημένη ένταση κατά 30% H H H>>L H<4L

11 σελ Σχήμα κτιρίου καθ ύψος Κανονικό ορθογωνικό σχήμα διασφαλίζει την ομαλή ροή των σεισμικών φορτίων από την ανωδομή στο έδαφος Σε περίπτωση απόκλισης η μετάβαση να γίνεται από μεγαλύτερο όγκο στους χαμηλούς ορόφους προς μικρότερο στους ψηλούς ορόφους σελ Σχήμα κτιρίου καθ ύψος Κανονικό ορθογωνικό σχήμα διασφαλίζει την ομαλή ροή των σεισμικών φορτίων από την ανωδομή στο έδαφος Σε περίπτωση απόκλισης η μετάβαση να γίνεται από μεγαλύτερο όγκο στους χαμηλούς ορόφους προς μικρότερο στους ψηλούς ορόφους συγκέντρωση τάσεων αντισεισμικός αρμός σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια Η αύξηση της μάζας και της δυσκαμψίας καθ ύψος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 35% της μάζας και δυσκαμψίας του προηγούμενου ορόφου Η μείωση της μάζας ή της δυσκαμψίας καθ ύψος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 50% της μάζας και δυσκαμψίας του προηγούμενου ορόφου σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια Η αύξηση της μάζας και της δυσκαμψίας καθ ύψος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 35% της μάζας και δυσκαμψίας του προηγούμενου ορόφου Η μείωση της μάζας ή της δυσκαμψίας καθ ύψος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 50% της μάζας και δυσκαμψίας του προηγούμενου ορόφου Απότομη μεταβολή μάζας ή δυσκαμψίας προκαλούν συγκεντρωση τάσεων σε κάποια επίπεδα i+1 i i+1 i i+1 i i+1 i Τυχόν ανοίγματα σε τοιχώματα πρέπει να είναι μικρά και ομοιόμορφα τοποθετημένα Πρέπει i i Πρέπει i+1 i+1 i 1.35 i Πρέπει 0.50 i Πρέπει i i i 1 i 1 Τελικά πρέπει: Τελικά πρέπει: i Κοντά υποστυλώματα και σχηματισμός μαλακού ορόφου πρέπει να αποφεύγονται

12 σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια i+1 i i+1 i i+1 i = = = i+1 i = δεν ισχύουν τα όρια κανονικότητας - υπάρχει και γενικότερη ανομοιομορφία μαζών των ορόφων ισχύουν τα όρια κανονικότητας και οι μεταβολές των μαζών δεν είναι σημαντικές μεταξύ των ορόφων απότομη μεταβολή της δυσκαμψίας σε μια στάθμη σταδιακή μεταβολή της δυσκαμψίας απότομη μεταβολή μάζας σε μια στάθμη σημαντική συγκέντρωση έντασης πέραν των θεμάτων κανονικότητας ακανόνιστα ανοίγματα στο τοίχωμα μη ομαλή ροή δυνάμεων φυτευτά υποστυλώματα σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια σελ Κατανομή μάζας και δυσκαμψίας κτιρίου καθ ύψος Κανονικά κτίρια μαλακός όροφος κοντά υποστυλώματα Σεισμός obe M=7.2, Japan 17/01/1995

13 σελ σελ Μαλακός όροφος Η ύπαρξη ενός ορόφου με πολύ μειωμένη δυσκαμψία σε σχέση με τους γειτονικούς του ορόφους Συχνότερη η εμφάνιση μαλακού ορόφου στο ισόγειο κτιρίων (πυλωτή ή καταστήματα) λόγω της απουσίας τοιχοποιίας πλήρωσης Οι τοιχοποιίες πλήρωσης δεν αποτελούν δομικό στοιχείο του φέροντος οργανισμού, η παρουσία τους όμως αυξάνει de facto την δυσκαμψία των πλαισίων-υποφορέων Σημαντικότερο το πρόβλημα όταν η έλλειψη τοιχοποιίας πλήρωσης συνοδεύεται από φέροντα οργανισμό δίχως τοιχώματα (αμιγή πλαίσια) Μαλακός όροφος Σημαντικότερο το πρόβλημα όταν η έλλειψη τοιχοποιίας πλήρωσης συνοδεύεται από φέροντα οργανισμό δίχως τοιχώματα (αμιγή πλαίσια) Αμιγή πλαίσια Έστω Κ ορ =Κ Κ Κ Έστω Κ τοιχ =0.3 Κ Έστω Κ ορ =2 Κ υσκαμψία τοιχοποίας 2Κ 2Κ 0.7 Κ 1.7 Κ Μικτά πλαίσια Ισόγειο: Μείωση δυσκαμψίας 30% Ισόγειο: Μείωση δυσκαμψίας 15% Κ ορ ισογ 0.77 Κ Κ 100% 100% 30% 100% 15% Κ Κ 2Κ ορ σελ σελ Μαλακός όροφος ιάφορες περιπτώσεις μαλακού ορόφου Μαλακός όροφος ιάφορες περιπτώσεις μαλακού ορόφου Σε 495 κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος που καταγράφηκαν στην πόλη των Σερρών τα 72 έχουν μαλακό όροφο, δηλαδή ποσοστό 15% (Καραποστόλη, 2006) Σε κτίρια Ο/Σ κατασκευασμένα μετά το 1990, το ποσοστό αυξάνει στο 35%

14 σελ σελ Μαλακός όροφος Σημαντική παραμόρφωση σε σχέση με τους γειτονικούς ορόφους Μεγάλη καταπόνηση των υποστυλωμάτων και αστοχίες καμπτικού τύπου Μαλακός όροφος Μηχανισμός αστοχίας ορόφου και όχι ιεραρχημένη αστοχία δομικών μελών ΕΑΚ 2000 Ικανοτικός σχεδιασμός: αστοχία δοκών και όχι στύλων Σημαντική αύξηση της τέμνουσας πυρήνα στο επίπεδο των μαλακών ορόφων Έλλειψη τοιχοπλήρωσης στους 4 κάτω ορόφους Μηχανισμός ορόφου Αποφυγή μηχανισμού ορόφου Μικρός αριθμός πλαστικών αρθρώσεων Μεγάλος αριθμός πλαστικών αρθρώσεων μικρή απορρόφηση ενέργειας μεγάλη απορρόφηση σεισμικής ενέργειας σελ σελ Αστοχίες μαλακού ορόφου Αστοχίες μαλακού ορόφου Αστοχία καμπτικού τύπου στα άκρα του υποστυλώματος του μαλακού ορόφου Πηγή: NISEE Σεισμός Iperial Valley M=7.0, California 15/10/1979

15 σελ σελ Αστοχίες μαλακού ορόφου Αστοχίες μαλακού ορόφου Απώλεια των δυο χαμηλότερων ορόφων!! Πηγή: NISEE Σεισμός Northridge M=6.7, California 17/01/1994 Πηγή: NISEE Σεισμός ocaeli M=7.4, Turkey 17/08/1999 σελ σελ Αστοχίες μαλακού ορόφου Απώλεια του 2 ου ορόφου Σχηματισμός κοντών υποστυλωμάτων Στάθμες ορόφων σε μικρή απόσταση Τεχνητή μείωση ελεύθερου ύψους υποστυλώματος - Λόγω γειτνίασης με τοιχοποιία - Λόγω διάνοιξης ανοιγμάτων (παράθυρα, φεγγίτες) Κοντό υποστύλωμα όταν Μ α 2.5 V h Πηγή: NISEE Σεισμός ocaeli M=7.4, Turkey 17/08/1999 ΕΚΩΣ 2000 Σ ΕΑΚ 2000 Σ α[4]γ

16 σελ σελ Σχηματισμός κοντών υποστυλωμάτων Σχηματισμός κοντών υποστυλωμάτων Αυξημένη τιμή τέμνουσας F F Συνήθως ο σχηματισμός των κοντών υποστυλωμάτων δεν προβλέπεται κατά τη μελέτη h 1 1 F F 2 2 h/2 h/2 1 F F Πέρα συνεπώς από τη δυσμενή μορφή αστοχίας υπάρχει και έλλειψη σημαντικού οπλισμού διάτμησης που θα μπορούσε να προβλεφθεί κατά το σχεδιασμό Αλλαγή μηχανισμού αστοχίας στύλου (σε διάτμηση ψαθυρή αστοχία) Καμπτική αστοχία (πλάστιμη) Σημαντική απορρόφηση ενέργειας ιατμητική αστοχία (ψαθυρή) Μικρή απορρόφηση ενέργειας Αστοχία εκρηκτικού τύπου Σε 495 κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος που καταγράφηκαν στην πόλη των Σερρών τα 77 εμφανίζουν κοντά υποστυλώματα (ποσοστό 16%) ενώ στα μισά από αυτά η παρουσία τους ήταν εκτεταμένη (Καραποστόλη, 2006) σελ σελ Σχηματισμός κοντών υποστυλωμάτων Σε ποιες θέσεις έχουμε σχηματισμό κοντού υποστυλώματος?? Αστοχίες κοντών υποστυλωμάτων Μη φέρον τοιχείο χαμηλού ύψους στα μπαλκόνια???????? Πηγή: EERI Σεισμός Northridge M=6.7, California 17/01/1994

17 σελ σελ Αστοχίες κοντών υποστυλωμάτων Αστοχίες κοντών υποστυλωμάτων και όχι μόνο ιατμητική αστοχία κοντού υποστυλώματος που σχηματίστηκε λόγω γειτνίασης με μη φέρων τοιχείο Καμπτική αστοχία υποστυλωμάτων εισόδου (μαλακός όροφος) Πηγή: NISEE Σεισμός Gualan M=7.5, Guateala, 04/02/1976 Sextos et al, 2005 Σεισμός Λευκάδας M=6.4, 13/08/2003 σελ σελ Αστοχίες κοντών υποστυλωμάτων και όχι μόνο Αποκατάσταση βλαβών βελτίωση σεισμικής συμπεριφοράς ιατμητική αστοχία εκρηκτικού τύπου κοντών υποστυλωμάτων στην πλαϊνή πλευρά του κτιρίου Sextos et al, 2005 Σεισμός Λευκάδας M=6.4, 13/08/2003 Επεμβάσεις στην πρόσοψη για αποτροπή φαινομένου μαλακού ορόφου

18 σελ Αποκατάσταση βλαβών βελτίωση σεισμικής συμπεριφοράς σελ Παράδειγμα επιρροής μεταβολής καθ ύψος δυσκαμψίας (Αλεξόπουλος 2005) Μελετήθηκε η μεταβολή της δυσκαμψίας λόγω έλλειψης τοιχοπλήρωσης Επεμβάσεις στην πλάγια όψη για αποτροπή κοντών υποστυλωμάτων σελ Παράδειγμα επιρροής μεταβολής της καθ ύψος δυσκαμψίας σελ Παράδειγμα επιρροής μεταβολής της καθ ύψος δυσκαμψίας Αποτελέσματα μετατοπίσεων κτιρίου Σχετικές μετακινήσεις κορυφής κτιρίου Σχετικές μετακινήσεις 1 ου ορόφου Ενδεικτικά σκαριφήματα παραμόρφωσης κτιρίου Όμοια μετακίνηση η ισογείου για γυμνό πλαίσιο και κτίριο με Pilotis Στο γυμνό πλαίσιο όμως δίνεται δυνατότητα στροφής του κόμβου, άρα μειώνεται η καταπόνηση της κεφαλής του στύλου ισογείου Η ύπαρξη τοιχοπλήρωσης προσφέρει σημαντική δυσκαμψία στο κτίριο Το πλεονέκτημα από την ύπαρξη τοιχοποιίας εκμηδενίζεται όταν υπάρχει μαλακός όροφος Στο σύστημα Pilotis η τοιχοπλήρωση των ορόφων αποτρέπει στροφή του κόμβου, επιβαρύνοντας την κάμψη της κεφαλής του στύλου ισογείου

19 Μορφολογία θεμελίωσης σελ Μορφολογία θεμελίωσης σελ Εξασφάλιση ενιαίας ταλάντωσης στη βάση του κτιρίου (μονολιθικότητα θεμελίωσης) Αποφυγή διαφορικών μετακινήσεων-καθιζήσεων στη θεμελίωση Συμμετοχή στην παραλαβή των εντατικών φορτίων της ανωδομής για την καλύτερη κατανομή των τάσεων στο έδαφος θεμελίωσης σκληρό έδαφος μαλακό έδαφος Θετικά στοιχεία στη θεμελίωση Ύπαρξη περιμετρικού τοιχώματος υπογείου αύξηση δυσκαμψίας θεμελίωσης δύσκαμπτο κιβώτιο ενιαία κίνηση βάσης σκληρό έδαφος μαλακό έδαφος Ισχυρές συνδετήριες δοκοί ή πεδιλοδοκοί και κοιτοστρώσεις μαλακό έδαφος σκληρό έδαφος Μορφολογία θεμελίωσης σελ Μορφολογία θεμελίωσης σελ ισχυρές συνδετήριες δοκοί τοιχείο συναρμογής ασύνδετα θεμέλια συνδετήριες δοκοί συνδετήριες δοκοί κοιτόστρωση αντισεισμικός αρμός τοιχεία (δύσκαμπτο υπόγειο) ασύνδετα θεμέλια ισχυρές συνδετήριες δοκοί

20 Μορφολογία θεμελίωσης σελ Mτοιχ >> Mτοιχ >> ασύνδετα θεμέλια ισχυρές συνδετήριες δοκοί ή πεδιλοδοκός κίνδυνος εμβολισμού υποστυλώματος συνδετήρια δοκός στο σώμα του θεμελίου διακοπή αντισεισμικού αρμού στη θεμελίωση συνεχής αντισεισμικός αρμός ( ιχογνωμία απόψεων αναφορικά με την απαίτηση για συνέχιση του σεισμικού αρμού και στη θεμελίωση)