Γιώργος Βαδαλούκας, Πολιτικός Μηχανικός

Transcript

1 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 Αρχές σχεδιασμού σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8 Γιώργος Βαδαλούκας, Πολιτικός Μηχανικός

2 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 o o o o 1897 Τρίπολη Μ= Τρίπολη Μ=7.0 Οδοί Καλαβρύτων-Ανακτόρων Αισθητός από ΙθάκηΜ= Μ=6.6 o 1926 Σπάρτη 7.2 o o 1965Μ= Μεγαλόπολη Αρκαδία Μ=6.0

3 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 To EN 1998 εφαρμόζεται στην μελέτη και κατασκευή κτιρίων και έργων πολιτικού μηχανικού σε σεισμικές περιοχές. Στόχος του είναι να διασφαλίσει ότι σε περίπτωση σεισμού: 1.2 ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ Απαίτηση αποφυγής καταρρεύσεως Απαίτηση περιορισμού βλαβών Απαίτηση ελάχιστης στάθμης λειτουργιών θα παρέχεται προστασία της ανθρώπινης ζωής, οι βλάβες θα είναι περιορισμένες, και έργα που είναι σημαντικά για την αστική προστασία θα παραμένουν σε λειτουργία.

4 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Ειδικά έργα, όπως πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας, θαλάσσια έργα και μεγάλα φράγματα δεν περιλαμβάνονται στο πεδίο εφαρμογής του EN Ο Κανονισμός, ως έχει, δεν καλύπτει τα έργα για τα οποία προβλέπεται μερική ή πλήρης αντισεισμική μόνωση. Πρόσθετες διατάξεις σχετιζόμενες με επιμέρους υλικά περιλαμβάνονται στους αντίστοιχους Κανονισμούς. Έργα υψηλού κινδύνου για τον πληθυσμό, όπως πυρηνικοί αντιδραστήρες και φράγματα, δεν καλύπτονται από τον Κανονισμό.

5 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Απαίτηση αποφυγής καταρρεύσεως. Ο φορέας θα σχεδιάζεται και θα κατασκευάζεται ώστε να αναλαμβάνει την σεισμική δράση σχεδιασμού χωρίς τοπική ή γενική κατάρρευση, Η σεισμική δράση σχεδιασμού εκφράζεται με: α) την τιμή αναφοράς της σεισμικής δράσης που αντιστοιχεί στην τιμή αναφοράς της πιθανότητας υπέρβασης, P NCR, σε 50 έτη ή σε εκείνη της NCR περιόδου επαναφοράς, T, και NCR β) τον συντελεστή σπουδαιότητας γ ώστε να ληφθεί υπόψη διαφοροποίηση. Απαίτηση αποφυγής καταρρεύσεως [1] Η πιθανότητα καταρρεύσεως του δομήματος (ή τμημάτων του) πρέπει να είναι επαρκώς μικρή και να συνδυάζεται με διατήρηση της ακεραιότητας και επαρκούς εναπομένουσας αντοχής μετά τη λήξη της σεισμικής ακολουθίας

6 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Απαίτηση περιορισμού βλαβών. Ο φορέας θα σχεδιάζεται για να αναλαμβάνει σεισμική δράση με μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης από τη σεισμική δράση σχεδιασμού, χωρίς την εμφάνιση βλαβών και. Η σεισμική δράση που λαμβάνεται υπόψη για την "απαίτηση περιορισμού βλαβών" έχει πιθανότητα περίοδο υπέρβασης, P, σε 10 έτη και DLR επαναφοράς, T. DLR Απαίτηση περιορισμού ού βλαβών Οι βλάβες σε στοιχεία του φέροντα οργανισμού υπό το σεισμό σχεδιασμού πρέπει να είναι περιορισμένες και επιδιορθώσιμες ες ενώ οι βλάβες για σεισμούς μικρότερης έντασης και με Οι συνιστώμενες τιμές είναι P DLR T = 95 έτη. DLR =10% και μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης πρέπει να ελαχιστοποιούνται.

7 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Απαίτηση ελάχιστης στάθμης λειτουργιών [1] Πρέπει να διασφαλίζεται μία ελάχιστη στάθμη λειτουργιών του δομήματος, ανάλογα με την χρήση και τη σημασία του, όταν το δόμημα υποστεί σεισμό με τα χαρακτηριστικά του σεισμού σχεδιασμού. Για κοινές κατοικίες, στο πλαίσιο αυτής της απαιτήσεως, δεν προβλέπεται η εξασφάλιση συγκεκριµένων τέτοιων ελάχιστων λειτουργιών µετά τον σεισµό σχεδιασµού, θεωρείται δε ότι η απαίτηση αυτή καλύπτεται πρακτικώς µε την ικανοποίηση των απαιτήσεων των παρ και Αντίθετα, σε ειδικότερες περιπτώσεις (π.χ. κτίρια νοσοκοµείων, τηλεπικοινωνιών, πυροσβεστικών σταθµών, κλπ.), είναι δυνατό να διατυπώνονται ρητώς από τον ιδιοκτήτη του δοµήµατος οι απαιτούµενες αυτές πρόσθετες ελάχιστες λειτουργίες, απαραιτήτως όµως µαζί µε συγκεκριµένα κριτήρια, µέσω των οποίων θα θεωρείται ότι οι ειδικές αυτές απαιτήσεις ικανοποιούνται

8 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι θεμελιώδεις απαιτήσεις, θα ελέγχονται οι ακόλουθες οριακές καταστάσεις : οριακές καταστάσεις αστοχίας, καταστάσεις περιορισμού βλαβών. Οριακές καταστάσεις αστοχίας είναι εκείνες που συνδέονται με κατάρρευση ή άλλες μορφές δομικής αστοχίας που ενδέχεται να είναι επικίνδυνες για την ανθρώπινη ασφάλεια. Καταστάσεις περιορισμού βλαβών είναι εκείνες που συνδέονται με βλάβες πέραν των οποίων δεν ικανοποιούνται πλέον οι προδιαγεγραμμένες απαιτήσεις λειτουργίας

9 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 Οριακή κατάσταση αστοχίας Ο φορέας θα ελέγχεται ώστε να εξασφαλισθεί ότι έχει την αντοχή και την πλαστιµότητα που καθορίζονται στα σχετικά Μέρη του ΕΝ 1998

10 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 Η αντοχή και η πλαστιμότητα που θα καθοριστούν για τον φορέα εξαρτώνται από τον βαθμό εκμετάλλευσης της μη γραμμικής απόκρισής του. Σε ποσοτικούς όρους, χαρακτηρίζεται από τις τιμές του συντελεστή συμπεριφοράς q και την κατηγορία πλαστιμότητας. Στην οριακή περίπτωση μελέτης φορέων που κατατάσσονται στην κατηγορία χωρίς απαιτήσεις πλαστιμότητας, ο συντελεστής συμπεριφοράς δεν επιτρέπεται να ληφθεί μεγαλύτερος από την τιμή 1.5, η οποία θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει υπεραντοχές.

11 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Συντελεστής συμπεριφοράς q Ο συντελεστής αυτός εισάγει την μείωση των σεισμικών επιταχύνσεων της πραγματικής κατασκευής λόγω μετελαστικής συμπεριφοράς, σε σχέση με τις επιταχύνσεις που προκύπτουν υπολογιστικά σε απεριόριστα ελαστικό σύστημα. Μέγιστες τιμές του q δίδονται στον Πίνακα 2.6. Σε περίπτωση επιθυμητής λαμβάνεται q = 1. ελαστικής συμπεριφοράς

12 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Θα ελέγχεται ότι τόσον το έδαφος θεμελίωσης όσον και τα μέλη της θεμελίωσης είναι ικανά να αναλάβουν τα εντατικά μεγέθη που προκύπτουν από την απόκριση της ανωδομής χωρίς σημαντικές μόνιμες παραμορφώσεις. Στον Εξασφαλίζεται με αξιοπιστία η μεταφορά στο έδαφος των δράσεων κάθε εδραζόμενου στοιχείου της ανωδομής, χωρίς να προκαλούνται μεγάλες παραμένουσες παραμορφώσεις. καθορισμό των αντιδράσεων θα δίνεται η δέουσα προσοχή στην πραγματική αντοχή που ενδέχεται να αναπτυχθεί από τα φέροντα στοιχεία που μεταφέρουν τις δράσεις.

13

14 Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα με βάση τους Ευρωκώδικες 2 και 8 EAK2000 Η ενδεχόμενη επιρροή αποτελεσμάτων δευτέρας τάξεως στις τιμές των αποτελεσμάτων δράσεως θα λαμβάνεται υπόψη στην ανάλυση. Εξασφαλίζεται η απαιτούμενη αντοχή σε όλα τα φέροντα στοιχεία του δομήματος, λαμβανομένων υπόψη και των επιρροών 2ας τάξεως, όπου χρειάζεται.

15 EAK2000 Οριακή κατάσταση περιορισμού βλαβών Θα εξασφαλίζεται ικανοποιητικός βαθμός αξιοπιστίας έναντι ανεπιθύμητων βλαβών, μέσω της ικανοποίησης ορίων παραμόρφωσης. Σε φορείς σημαντικούς για την αστική προστασία το φέρον σύστημα θα ελέγχεται για να εξασφαλιστεί ότι έχει ικανοποιητική αντοχή και δυσκαμψία ώστε να διατηρήσει τη λειτουργία υπηρεσιών ζωτικής σημασίας των εγκαταστάσεων υπό σεισμικά γεγονότα που αντιστοιχούν σε κατάλληλη περίοδο επαναφοράς. Γενικά κριτήρια περιορισμού ού βλαβών Οι σχετικές μετακινήσεις των ορόφων υπό την επίδραση ενός σεισμού μικρότερης έντασης και μεγαλύτερης συχνότητας εμφάνισης από τον σεισμό σχεδιασμού πρέπει να είναι μικρότερες από ορισμένες τιμές, που θεωρούνται ότι αντιστοιχούν σε ανεκτό βαθμό βλάβης των μη φερόντων στοιχείων και ειδικότερα του οργανισμού πληρώσεως.

16 Σχεδιασμός Κανονικότητα ιαδικασίαικανοτικούσχεδιασµού ιαµόρφωση λεπτοµερειών του φορέα ως συνόλου και των περιοχών ή µελών αυτών Για τον σκοπό αυτόν πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην µελέτη διαµόρφωσης λεπτοµερειών των συνδέσεων µεταξύ των φερόντων στοιχείων και των περιοχών όπου προβλέπεται µη γραµµική συµπεριφορά. οµικό προσοµοίωµα, το οποίο, όταν είναι αναγκαίο, θα λαµβάνει υπόψη την επιρροή της εδαφικής παραµορφωσιµότητας καθώς και αυτήν των µη-φερόντων στοιχείων και άλλων θεµάτων, όπως η παρουσία παρακείµενων φορέων.

17 Θεμελιώσεις Η δυσκαμψία των θεμελιώσεων θα είναι επαρκής για την μεταφορά των δράσεων από την ανωδομή στο έδαφος με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ομοιομορφία. Με εξαίρεση τις γέφυρες, πρέπει, εν γένει, να χρησιμοποιείται ένας μόνον τύπος θεμελίωσης για κάθε φορέα, εκτός αν ο φορέας αποτελείται από ανεξάρτητες μονάδες

18 /EAK2000 Εδαφικές συνθήκες Θα εκτελούνται κατάλληλες έρευνες προκειμένου να προσδιορισθούν οι εδαφικές συνθήκες Η θέση του έργου και η φύση του εδάφους θεμελίωσης πρέπει να είναι απαλλαγμένες από κινδύνους εδαφικής αστοχίας, αστάθειας πρανών και μόνιμων καθιζήσεων που προκαλούνται από ρευστοποίηση ή δυναμική συμπύκνωση σε περίπτωση σεισμού. Οι συνθήκες υπό τις οποίες μπορούν να παραλειφθούν εδαφικές έρευνες πρόσθετες σε αυτές που είναι απαραίτητες για μη-σεισμικές δράσεις και να χρησιμοποιηθεί συγκεκριμένη κατηγορία εδάφους μπορούν να καθορισθούν στο Εθνικό Προσάρτημα.

19 EAK2000

20 /EAK2000 Βασική προσομοίωση της σεισμικής δράσης Η σεισμική κίνηση σε ένα δεδομένο σημείο στην επιφάνεια προσομοιώνονται με ένα ελαστικό φάσμα απόκρισης εδαφικής επιτάχυνσης, "ελαστικό φάσμα απόκρισης". Η μορφή του ελαστικού φάσματος ίδια για τα δύο επίπεδα σεισμικής δράσης για την απαίτηση μη-κατάρρευσης (οριακή κατάσταση αστοχίας σεισμική δράση σχεδιασμού) και για την απαίτηση περιορισμού βλαβών. Η οριζόντια σεισμική δράση περιγράφεται από δύο ορθογώνιες συνιστώσες που θεωρούνται ανεξάρτητες μεταξύ τους και που εκφράζονται από το ίδιο φάσμα απόκρισης

21

22

23 Οι τιμές των περιόδων T B, T C και και T καθώς και αυτή του συντελεστή εδάφους D S, που περιγράφουν την μορφή του ελαστικού φάσματος απόκρισης εξαρτώνται από την κατηγορία του εδάφους. Εάν δεν είναι διαθέσιμη η γεωλογία των βαθύτερων στρωμάτων η συνιστώμενη επιλογή είναι η χρήση δύο τύπων φασμάτων: Τύπος 1 και Τύπος 2. Εάν οι σεισμοί που συμβάλλουν περισσότερο στη σεισμική επικινδυνότητα που καθορίζεται για την περιοχή με σκοπό την πιθανολογική αξιολόγηση της διακινδύνευσης έχουν μέγεθος κύματος επιφανείας, Ms, όχι μεγαλύτερο από 5,5, συνιστάται η υιοθέτηση φάσματος τύπου 2.

24

25

26

27

28 /EAK2000

29 Φάσμα σχεδιασμού για ελαστική ανάλυση Η ικανότητα των φορέων να παρουσιάζουν αντοχή σε σεισμικές δράσεις στην μηγραμμική περιοχή, επιτρέπει γενικά τον σχεδιασμό τους για ανάληψη σεισμικών δυνάμεων μικρότερων από εκείνες που αντιστοιχούν σε γραμμική ελαστική απόκριση. Για να αποφευχθεί η εκτέλεση πλήρως ανελαστικής ανάλυσης, η ικανότητα του φορέα για πλαστιμη συμπεριφορά λαμβάνεται υπόψη με εκτέλεση ελαστικής ανάλυσης βασισμένης σε φάσμα μειωμένο σε σχέση με το ελαστικό, ("φάσμα σχεδιασμού' ). Η μείωση αυτή επιτυγχάνεται με την εισαγωγή του συντελεστή συμπεριφοράς q. Η τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q μπορεί να είναι διαφορετική σε διαφορετικές οριζόντιες διευθύνσεις του φορέα, θα είναι αλλά η κατηγορία πλαστιμότητας η ίδια σε όλες τις διευθύνσεις.

30 /ΕΑΚ2000

31 /EAK2000 Για την κατακόρυφη συνιστώσα της σεισμικής δράσης το φάσμα σχεδιασμού δίνεται με την εδαφική επιτάχυνση σχεδιασμού στην κατακόρυφη διεύθυνση, η a vg αντικαθιστά την a g,, ενώ ο S λαμβάνεται ως ίσος με 1.0 Ο συντελεστής συμπεριφοράς qέχει τιμή έως 1,5 για όλα τα υλικά και στατικά συστήματα.

32

33 Συνδυασμοί της σεισμικής δράσης με άλλες δράσεις Υπολογισμός μάζας : όπου ψ E,i είναι ο συντελεστής συνδυασμού για την μεταβλητή δράση i.

34 ΕΑΚ2000 Αρχές μελέτης διαμόρφωσης Οι κατευθυντήριες αρχές που διέπουν την προμελέτη διαμόρφωσης ξυλοτύπου του φορέα είναι: στατική απλότητα ομοιομορφία, συμμετρία και υπερστατικότητα Αντοχή και δυσκαμψίασε 2 άξονες Σαν γενική κατεύθυνση η μόρφωση του συστήματος πρέπει να στοχεύει στο μέγιστο εφικτό βαθμό απλότητας και κανονικότητας αλλά και υπερστατικότητας του συστήματος Πρέπει ακόμη να αποφεύγονται δυσμενείς αλληλεπιδράσεις του φέροντα οργανισμού και του οργανισμού πλήρωσης. στρεπτική αντοχή και δυσκαμψία διαφραγματική δράση στα επίπεδα των ορόφων επαρκής θεμελίωση.

35 Επαρκής θεμελίωση Η μελέτη και η κατασκευή των θεμελίων και της σύνδεσης με την ανωδομή θα εξασφαλίζουν ότι ολόκληρο το κτίριο υπόκειται σε ομοιόμορφη σεισμική διέγερση. Για φορείς που αποτελούνται από έναν συγκεκριμένο αριθμό φερόντων τοιχωμάτων, που πιθανόν να διαφέρουν σε πλάτος και δυσκαμψία, πρέπει γενικά να επιλέγεται δύσκαμπτη θεμελίωση, που να περιλαμβάνει πλάκα θεμελίωσης και πλάκα κάλυψης. Για κτίρια με μεμονωμένα στοιχεία θεμελίωσης συνιστάται χρήση πλάκας θεμελίωσης ή συνδετήριων δοκών.

36 Κύρια και δευτερεύοντα σεισμικά μέλη (1) Ορισμένα μέλη (π.χ. δοκοί ή/και υποστυλώματα) μπορούν να χαρακτηριστούν ως "δευτερεύοντα δευτερεύοντα" μέλη, τα οποία δεν αποτελούν μέρος του συστήματος του κτιρίου που αναλαμβάνει την σεισμική δράση. Η αντοχή και η δυσκαμψία των στοιχείων αυτών στις σεισμικές δράσεις θα αγνοούνται. Εν τούτοις τα μέλη αυτά και οι συνδέσεις τους θα σχεδιάζονται και οι λεπτομέρειές τους θα διαμορφώνονται έτσι ώστε να διατηρούν την ικανότητα ανάληψης των φορτίων βαρύτητας όταν υποβάλλονται σε μετακινήσεις που προκαλούνται από την δυσμενέστερη σεισμική δράση σχεδιασμού. Η μελέτη αυτών των μελών πρέπει να περιλαμβάνει κατάλληλη πρόβλεψη για αποτελέσματα δευτέρας τάξεως (αποτελέσματα Ρ-Δ).

37 Κριτήρια για κανονικότητα. Οι φορείς κτιρίων ταξινομούνται σε κανονικούς μη-κανονικούς Αυτή η διάκριση έχει επιπτώσεις στα ακόλουθα θέματα της σεισμικής μελέτης: στο στατικό προσομοίωμα, το οποίο μπορεί να είναι είτε απλουστευμένο επίπεδο προσομοίωμα ή χωρικό προσομοίωμα στην μέθοδο ανάλυσης, που μπορεί να είναι είτε ισοδύναμη στατική ανάλυση ή υναµική Φασµατική ανάλυση. στην τιμή του συντελεστή q, που θα είναι μειωμένη για μη-κανονικά σεύψος κτίρια.

38

39 (7) Για μη κανονικά κτίριασεύψος οι μειωμένες τιμές του συντελεστή συμπεριφοράς λαμβάνονται από τις τιμές αναφοράς με πολλαπλασιασμό επί 0,8.

40 Κριτήρια για κανονικότητα σε κάτοψη oτο κτίριο να είναι κατά προσέγγιση συμμετρικό σε κάτοψη, σε σχέση με δύο ορθογώνιους άξονες. o Η διαμόρφωση της κάτοψης θα είναι συμπαγής, δηλ., κάθε πλάκα ορόφου θα οριοθετείται από κυρτή πολυγωνική γραμμή. oεάν υπάρχουν εισέχουσες γωνίες, σε κάθε εσοχή, η περιοχή μεταξύ του περιγράμματος της πλάκας και της κυρτής πολυγωνικής γραμμής που περιβάλλει την πλάκα δεν υπερβαίνει 5% της επιφάνειας του ορόφου.

41 oη δυσκαμψία των πλακώννα είναι αρκετά μεγάλη σε σύγκριση με την οριζόντια δυσκαμψία των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων. oλ = Lmax/Lmin <=4 το Lmax και το Lmin είναι αντίστοιχα η μεγαλύτερη και η μικρότερη διάσταση του κτιρίου σε κάτοψη, μετρούμενη σε ορθογώνιες διευθύνσεις.

42 oσε κάθε όροφο και για κάθε διεύθυνση x και y, η στατική εκκεντρότητα eo και η ακτίνα δυστρεψίας r : eo 0,30 r r ls όπου eo είναι η απόσταση μεταξύ του κέντρου δυσκαμψίας και του κέντρου μάζας r ακτίνα δυστρεψίας και ls τετραγωνική ρίζα του λόγου της πολικής ροπής αδρανείας της μάζας της πλάκας του ορόφου σε κάτοψη, ως προς το κέντρο μάζας της πλάκας του ορόφου προς την μάζα της πλάκας του ορόφου.

43 Σε πλαισιωτά συστήματα και σε συστήματα εύκαμπτων τοιχωμάτων στα οποία επικρατεί η παραμόρφωση σε κάμψη των στοιχείων η θέση των κέντρων δυσκαμψίας και η ακτίνα δυστρεψίας όλων των ορόφων μπορούν να υπολογιστούν με βάση τις ροπές αδρανείας των διατομών των κατακόρυφων στοιχείων.

44 Κριτήρια για κανονικότητακαθ ύψος oόλα τα συστήματα ανάληψης οριζοντίων φορτίων, όπως Πυρήνες φέροντα τοιχώματα ή πλαίσια θα είναι συνεχή χωρίς διακοπή από τα θεμέλια έως την άνω επιφάνεια του κτιρίου. oη δυσκαμψία και η μάζα των επιμέρους ορόφων θα παραμένουν σταθερές ή θα μειώνονται βαθμιαία χωρίς απότομες αλλαγές, από τη βάση προς την κορυφή ενός κτιρίου.

45

46 Προσομοίωση Το προσομοίωμα του κτιρίου θα απεικονίζει επαρκώς o την κατανομή της δυσκαμψίας o και της μάζας

47 Για κτίρια που ικανοποιούν τα κριτήρια για κανονικότητα σε κάτοψη ή α) οι διαχωριστικοί τοίχοι του κτιρίου είναι οµοιόµορφα κατανεµηµένα και σχετικά δύσκαµπτα β) το ύψος του κτιρίου δεν υπερβαίνει τα 10 m γ) η δυσκαµψία των πλακών ορόφων είναι µεγάλη σε σύγκριση µε την δυσκαµψία των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων. δ) τα κέντρα οριζόντιας δυσκαµψίας και µάζας βρίσκονται στηνίδια κατακόρυφη γραµµή και ικανοποιούνται οι ακόλουθες συνθήκες, στις δύο οριζόντιες διευθύνσεις της ανάλυσης: η ανάλυση μπορεί να γίνει με την χρήση δύο επίπεδων προσομοιωμάτων, ένα για κάθε κύρια διεύθυνση. ΕΑΚ2000: Η προσφυγή σε χωρικό προσομοίω οίωμα είναι αναπότρεπτη, ακόμα και για κτίρια με δύο άξονες συμμετρίας, λόγω της στρεπτικής επιπόνησης που εισάγει Τρίπολη πάντοτε 12/12/2009 η τυχηματική εκκεντρότητα.

48 oη δυσκαμψία των φερόντων στοιχείων πρέπει,γενικά, να αποτιμάται λαμβάνοντας υπόψη τις συνέπειες της ρηγμάτωσης. oεκτός αν γίνει ακριβέστερη ανάλυση η δυσκαμψία μπορεί να ληφθεί ίση με το ήμισυ της αντίστοιχης δυσκαμψίας σταδίου Ι. oτοιχοπληρώσεις με σημαντική συμβολή στην οριζόντια δυσκαμψία και αντοχή του κτιρίου πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. oη παραμορφωσιμότητα της θεμελίωσης θα λαμβάνεται υπόψη στο προσομοίωμα, όταν ενδέχεται να έχει γενικά δυσμενή επιρροή στην απόκριση. Η παραμορφωσιμότητα της θεμελίωσης (περιλαμβανομένης και της αλληλεπίδρασης εδάφους-φορέα) μπορεί να λαμβάνεται υπόψη πάντοτε, περιλαμβανομένων και των περιπτώσεων στις οποίες έχει ευμενή επιρροή.

49 Τυχηματική εκκεντρότητα Το κέντρο μάζας σε κάθε όροφο θα θεωρείται ως μετατοπισμένο από την ονομαστική θέση του σε κάθε διεύθυνση κατά e ai = ±0,05 L i

50 Μέθοδοι ανάλυσης Βάση γραμμική-ελαστική συμπεριφορά του φορέα. Η μέθοδος αναφοράς η φασματική ανάλυση με γραμμικό-ελαστικό προσομοίωμα του φορέα. Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του φορέα ένας από τους ακόλουθους δύο τύπους γραμμικής-ελαστικής ανάλυσης: η «Ισοδύναμη στατική ανάλυση" η «Δυναμική Φασματική ανάλυση ", η οποία μπορεί να εφαρμοστεί για όλους τους τύπους κτιρίων. Εφόσον τεκμηριώνεται, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί εναλλακτικά της γραμμικής μεθόδου, μια μη γραμμική μέθοδος, όπως: μη-γραμμική στατική ανάλυση (pushover) μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας (δυναμική).

51 ΕΑΚ2000 Δυναμική Ανάλυση Αριθμός σημαντικών ιδιομορφών ορφών το άθροισμα των δρώσων ιδιομορφικών μαζών είναι τουλάχιστον το άθροισμα μαζών το 90% της συνολικής ταλαντούμενης μάζας Μ. το 90% της συνολικής μάζας όλες οι ιδιομορφές με δρώσες μάζες>= 5% της συνολικής μάζας. Ή k 3 n 0.5 και Αν δεν επιτυγχάνεται η συνεισφορά των υπολοίπων λαμβάνεται προσεγγιστικά, πολλαπλασιάζοντας τις τελικές τιμές των μεγεθών έντασης και μετακίνησης με τον αυξητικό T k 0,20 s όπου παράγοντα Μ/ΣΜ ΣΜi. k ιδιομορφές n υπέργειοι όροφοι,t k περίοδος της k ιδιομορφής. Οι ιδιομορφές με ιδιοπερίοδο T 0.20sec λαμβάνονται πάντοτε υπόψη.

52 Συνδυασμός ιδιομορφικών αποκρίσεων Οι αποκρίσεις ανεξάρτητες εφόσον : Tj 0,9 Ti Όταν όλες ανεξάρτητες, η μέγιστη τιμή E ενός εντατικού σεισμικού E μεγέθους ή μετακίνησης: όπου E E είναι το σεισμικό μέγεθος που εξετάζεται (δύναμη, μετακίνηση, κλπ) E E i είναι η τιμή του ίδιου μεγέθους λόγω ιδιομορφής i. Εάνόχι ανεξάρτητες τότε κανόνας "Πλήρ Πλήρους Τετραγωνικής Επαλληλίας".

53 Στρεπτικές επιδράσεις Όταν χρησιμοποιείται χωρικό προσομοίωμα, οι τυχηματικές επιδράσεις : περιβάλλουσα των εντατικών μεγεθών στατικών φορτίσεων, από ομάδα στρεπτικών ροπών Mai περί τον κατακόρυφο άξονα κάθε ορόφου i: M ai = e ai F i

54 Συνδυασμός των αποτελεσμάτων των συνιστωσών της σεισμικής δράσης Οριζόντιες συνιστώσες της σεισμικής δράσης Σύγχρονη δράση των οριζόντιων συνιστωσών. Ο συνδυασμός των οριζόντιων συνιστωσών: Η απόκριση προς κάθε συνιστώσα θα αποτιμάται ξεχωριστά H μέγιστη τιμή κάθε μεγέθους = τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων των τιμών του μεγέθους. Για την εκτίμηση των πιθανών συγχρόνων τιμών περισσότερων του ενός εντατικών μεγεθών ή μετακινήσεων λόγω των δύο οριζόντιων συνιστωσών της σεισμικής δράσης επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν ακριβέστερα προσομοιώματα.

55 ΕΑΚ2000 Εναλλακτικά: a) E "+" 0,30E Edx Edy b) 0,30E "+" E Edx Edy E είναι τα μεγέθη σεισμικής δράσης κατά την Edx διεύθυνση του άξονα x E είναι τα μεγέθη σεισμικής δράσης κατά την Edy διεύθυνση του άξονα y. Εάν το στατικό σύστημα ή η κατηγορία κανονικότητας του κτιρίου σε ύψος είναι διαφορετική η τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q μπορεί επίσης να είναι διαφορετική. Για την διαστασιολόγηση στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα αρκεί η διαδοχική θεώρηση της ακραίας τιμής κάθε μεγέθους και των πιθανών ταυτόχρονων (προς την ακραία αυτή τιμή) τιμών των άλλων μεγεθών. Εναλλακτικά, αντί της προηγούμενης μεθοδολογίας, επιτρέπεται η διαστασιολόγηση με τον δυσμενέστερο από τους επόμενους συνδυασμούς εντατικών μεγεθών:εχ+0.3εy

56 Κατακόρυφη συνιστώσα Εάν a vg >0,25g λαμβάνεται υπόψη : για οριζόντια ή σχεδόν οριζόντια στατικά μέλη με άνοιγμα 20m ή περισσότερο για οριζόντιους ή σχεδόν οριζόντιους προβόλους με άνοιγμα μεγαλύτερο από 5m; για οριζόντια ή σχεδόν οριζόντια προεντεταμένα μέλη για δοκούς που φέρουν φυτευτά υποστυλώματα σε φορείς με σεισμική μόνωση.

57 Για εντατικά ή μετακινήσεις: E Edx ''+" 0,30 E Edy "+" 0,30 E Edz 0,30 E Edx "+" E Edy "+" 0,30 E Edz 0,30 E Edx "+" 0,30 E Edy "+" E Edz

58 Υπολογισμός μετακινήσεων Για γραμμική ανάλυση, οι μετακινήσεις από τη σεισμική δράση : όπου d s = q d e d Η μετακίνηση σημείου από τη σεισμική δράση s qο συντελεστής συμπεριφοράς d e Η μετακίνηση του ίδιου σημείου από την γραμμική ανάλυση βασισμένη στο φάσμα απόκρισης σχεδιασμού

59 Πρόσθετα μέτρα για τοιχοπληρώσεις Για τοιχοπληρώσεις που κατασκευάζονται μετάτον σκελετό και βρίσκονται σε επαφή με το πλαίσιο, αλλά χωρίς στατική σύνδεση µε αυτό και θεωρούνται καταρχήν ως μη-φέροντα στοιχεία.

60 μη- που Θα λαμβάνονται υπόψη οι συνέπειες κανονικότητας σε κάτοψη και καθύψος προκαλείται από τοιχοπληρώσεις. Θα λαμβάνονται υπόψη οι ενδεχομένως δυσμενείς τοπικές επιδράσεις λόγω αλληλεπίδρασης πλαισίου και τοιχοπληρώσεως

61 Φατνώματα τοιχοπληρώσεων με περισσότερα του ενός σημαντικά ανοίγματα αγνοούνται στα προσομοιώματα. Αν τοιχοπληρώσεις δεν είναι ομαλά κατανεμημένες αλλά ούτε παρουσιάζουν μεγάλη απόκλιση από την κανονικότητα σε κάτοψη, η μη-κανονικότητα αυτή μπορεί να ληφθεί υπόψη αυξάνοντας τα αποτελέσματα της τυχηματικής εκκεντρότητας επί 2,0.

62 Μη-κανονικότητ κανονικότητα σεύψος Εάν υπάρχει μη-κανονικότητα σεύψος τα εντατικά μεγέθη λόγω σεισμικής δράσης στα κατακόρυφα στοιχεία αυξημένα με συντελεστή μεγέθυνσης η : η = (1+ ΔV / ΣV ) q και (αν <1.1 τότε η =1) Rw Ed όπου ΔV Rw είναι η συνολική μείωση της διατμητικής αντοχής των τοιχοπληρώσεων και ΣV Ed είναι το άθροισμα των τεμνουσών σε όλα τα κατακόρυφα στοιχεία του συγκεκριμένου ορόφου.

63 Οριακή κατάσταση αστοχίας oαντοχή oπλαστιμότητα oισορροπία oευστάθεια θεμελίωσης oαρμοί.

64 o Αντοχή Ed Rd EdΕντατικό μεγέθος λόγω της σεισμικήςδράσης Rd είναι η αντίστοιχη αντοχή σχεδιασμού του στοιχείου

65 op- δεν χρειάζεται εάν σε όλους τους ορόφους: P tot το φορτίο βαρύτητας στην σεισμικήδράση d r η σχετική μετακίνηση ορόφου V tot η συνολική τέμνουσα ορόφου, και h είναι το ύψος του ορόφου.

66 /ΕΑΚ2000 oπλαστιμοτητα Μηχανισµός αποφυγής σχηµατισµού ορόφου µέσω ικανοτικού σε όλους τους κόμβους: ΣM 1,3ΣM Rc Rb όπου ΣM είναι το άθροισμα ροπών αντοχής των υποστυλωμάτων Rc που συμβάλλουν στον κόμβο και ΣM Rb είναι το άθροισμα ροπών αντοχής των δοκών που συμβάλλουν στον κόμβο.

67 oαντοχή θεμελιώσεων Τα εντατικά μεγέθη θεμελίων βάσει ικανοτικού σχεδιασμού <= (q = 1,0). Για μεμονωμένα στοιχεία: E = E +γ ΩE Fd F,G Rd F,E όπου γ είναι συντελεστής υπεραντοχής, (= 1,0 για q 3) (1,2 q>3) Rd E μεγέθη μη-σεισμικών δράσεων F,G E μεγέθη σεισμικής δράσης F,E

68 ΕΑΚ2000 E = E + γ Ω E Fd F,G Rd F,E κοινές θεμελιώσεις (πεδιλοδοκοί θεμελίωσης, γενικές κοιτοστρώσεις, κλπ...) η τιμή Ω από το S = S + α S Fd v CD E πεδιλοδοκοί, πλάκες κοιτοστρώσεως κλπ, επιτρέπεται να εφαρµόζεται η σχέση υπολογιζόµενη από το στοιχείο της ανωδοµής που έχει την µέγιστη πλάστιµη σεισµική δράση ή α 1.35 CD= κατακόρυφο στοιχείο με τη μεγαλύτερη τέμνουσα ή Ω = 1 γ Rd= 1,4

69 / EAK2000 oαρμ ρμός Σε Κτίρια σε διαφορετικά οικόπεδα: μέγιστη οριζόντια μετακίνηση Σε κτίριο τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων (SRSS) των μέγιστων οριζόντιων μετακινήσεων των δύο κτιρίων. Για ισοϋψείς στάθμεςαρµός χ 0.7.

70 Περιορισμός βλαβών Η «απαίτηση περιορισμού βλαβών» θεωρείται ότι ικανοποιείται, εάν υπό σεισμική δράση με μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης από την σεισμική δράση σχεδιασμού που αντιστοιχεί στη «απαίτησηαποφυγή κατάρρευσης» οι σχετικές παραμορφώσεις των ορόφων περιορίζονται

71 / EAK2000 Περιορισμός σχετικής παραμόρφωσης ορόφου oμε μη-φέροντα στοιχεία από ψαθυρό υλικό συνδεδεμένα με τον φορέα: d ν 0,005h r oγια κτίρια με πλάστιμα μη-φέροντα στοιχεία: d ν 0,0075h r oγενικά: d ν 0,010 h r Όπου d είναι η τιμή σχεδιασμού της σχετικής παραμόρφωσης ορόφου r h είναι το ύψος του ορόφου ν είναι συντελεστής μείωσηςλόγω μικρότερης περιόδου επαναφοράς Οι συνιστώμενες τιμές του ν είναι 0.4 για τις κατηγορίες σπουδαιότητας ΙΙΙ και IV και ν = 0.5 για τις κατηγορίες σπουδαιότητας Ι και ΙΙ.

72 Αρχές σχεδιασμού σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8 Γιώργος Βαδαλούκας, Πολιτικός Μηχανικός