Ε ΑΦΙΚΗ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΣΤΙΣ ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ Παραδείγματα, ΕΑΚ &EC8, Μικροζωνικές

Transcript

1 Ε. Μ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ Ε ΑΦΙΚΗ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΣΤΙΣ ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ Παραδείγματα, ΕΑΚ &E8, Μικροζωνικές Γ. Δ. Μπουκοβάλας ΗΡΑΚΛΕΙΟ - Δεκέμβριος 8

2 ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΠΕΡΙΣΤΑΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΜΙΚΡΟΖΩΝΙΚΕΣ Παράδειγμα: Σεισμός an Francisco 957 Μεταβολή της σεισμικής επιτάχυνσης ανάλογα με τις εδαφικές συνθήκες στις θέσεις καταγραφής

3 Παράδειγμα: Σεισμός an Francisco cm/sec Καταγραφή σε αναδυόμενο ΒΡΑΧΟ 7 cm/sec Καταγραφή στην επιφάνεια τεχνητών επιχώσεων επί αργιλικού πυθμένα (ay mud) Εδαφική «ενίσχυση» ή/και «απομείωση»; Ιδιότητα του εδάφους (πάχος, σύσταση, κλπ.) ή και του σεισμού;

4 Παράδειγμα: Σεισμός Kobe 995 Παράδειγμα: Σεισμός Mexico 985 γεωλογία πάχος εδάφους Τυπικές καταγραφές σε Ε ΑΦΟΣ & ΒΡΑΧΟ

5 Παράδειγμα: Σεισμός της Αθήνας 999 N Παράδειγμα: Σεισμός της Αθήνας 999 TIFF OIL AMPLIFIATION at Ano Liosia municipality light or no damage evere damage or collapse Moderate damage

6 ross-section N- (%) of buildings N EPTH (m) Vs (m/sec) orehole HT _ Vs,3 =697 m/sec _ Vs,3 =63 H5 _ Vs,3 =545 Vs,3 =5 Vs,3 =496 onglomerates layey Marl (%) of buildings EPTH (m) analyses for Athens Earthquake N HT Vs (m/sec) orehole HT _ Vs,3 =697 m/sec _ Vs,3 =63 H ag/ab H5 _ Vs,3 =545 Vs,3 =5 Vs,3 = a (g) H-5 HT-.. PERIO (sec) MK FYL PAR

7 Μηχανισμός επίδρασης του Ε ΑΦΟΥΣ Εξίσωση δυναμικής ισορροπίας MY + X + KX = Y = X + U MX + X + KX = MU για αρμονική διέγερση: U = U e U = Ω Ue O και τελικώς: iωt iωt O MX + X + KX = F e με F O = Ω MUO O iωt Υπενθύμιση: [e iωt = cosωt + i sin Ωt]

8 A Y Y Y Y = = = U U U Αξίζει να ελέγξετε το φυσικό νόημα των ανωτέρω διαγραμμάτων για τις χαρακτηριστικές περιπτώσεις όπου Ω/ω<<<., Ω/ω= και Ω/ω>>>. Μηχανισμός επίδρασης του Ε ΑΦΟΥΣ Σύνθεση Fourier Ανάλυση Fourier

9 ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΠΕΡΙΣΤΑΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΜΙΚΡΟΖΩΝΙΚΕΣ Επίδραση εδάφους και ΕΑΚ π.χ. Κατηγορία Β: Εντόνως αποσαθρωμένα βραχώδη ή εδάφη που από μηχανική άποψη μπορούν να εξομοιωθούν με κοκκώδη. Στρώσεις κοκκώδους υλικού μέσης πυκνότητας (και) πάχους μεγαλύτερου των 5μ, ή μεγάλης πυκνότητας (και) πάχους μεγαλύτερου των 7μ.

10 Επίδραση εδάφους και Ε-8 escription Parameters M>5,5 M<5,5 M>5,5 T M<5,5 M>5,5 T M<5,5 A A E eep deposits of dense or medium-dense sand, gravel or stiff clay with thickness from several tens to many hundreds of m V s,3 =8-36m/s N PT =5-5 u =7-5KPa e / (*a g ) 3,E A M>5.5 E.5.5 Επίδραση εδάφους και Ε-8 escription Parameters M>5,5 M<5,5 M>5,5 T M<5,5 M>5,5 T M<5,5 A A E eep deposits of dense or medium-dense sand, gravel or stiff clay with thickness from several tens to many hundreds of m V s,3 =8-36m/s N PT =5-5 u =7-5KPa e / (*a g ) 3 M<5.5 A,,,E E.5.5

11 -Δ Αναλύσεις Σεισμικής Απόκρισης του Εδάφους ιέγερση Υποβάθρου a b b max, ab ab, T e e Απόκριση Εδάφους a gr gr max, gr gr a a, T e e Έδαφος, V H Υπόβαθρο, V b -Δ Αναλύσεις Σεισμικής Απόκρισης του Εδάφους Παράμετρος a b max (g) T e (s) n V b (m) V s,3 (m/s) H s (m) M < (step.5)..5 (step.5) 3 6 (step ) 8 & 8 (step ) 8 (step ) M > (step.)..4 (step.) 4 8 (step ) 8 & 8 (step ) 8 (step ) πάνω από 6 αναλύσεις.. Reference: ouckovalas, G.. and Papadimitriou A.G. (3) Multi-variable relations for soil effects on seismic ground motion, Earthquake Engineering and tructural ynamics, 3(), pp

12 Εδαφικοί Συντελεστές Κατηγορίες Εδάφους E 8 Επίδραση V,3 8 7 Vb=8m/s V b =8 m/s 8 7 Vb=m/s V b = m/s 6 6 V s,3 (m/s) Vs,3 (m/sec) 5 4 Vs,3 (m/sec) A E H (m) (M > 5.5) A E A E H (m) E8 V b =8m/s V b =m/s Average Εδαφικοί Συντελεστές Κατηγορίες Εδάφους E 8 Επίδραση V 8 7 Vb=8m/s V b =8 m/s 8 7 Vb=m/s V b = m/s 6 6 Vs,el V (m/sec) (m/s) 5 4 Vs,el (m/sec) A E H (m) (M > 5.5) A E A E H (m) E8 V b =8m/s V b =m/s Average

13 Εδαφικοί Συντελεστές Νέες Κατηγορίες Εδάφους Επίδραση V 8 7 Vb=8m/s V b =8 m/s 8 7 Vb=m/s V b = m/s 6 6 V (m/s) Vs,el (m/sec) 5 4 A A Vs,el (m/sec) 5 4 A A 3 3 A E H (m) A E H (m) (M > 5.5) A A E E8 uggested V b =8m/s V b =m/s Average Συμβατές Εδαφικές Κατηγορίες & Συντελεστές ().5 E-8 G.. et al M> V s (m/s) A A A E H (m).5.5 A A E E-8 G.. et al M<5.5.5 A A E

14 Ανηγμένα Ελαστικά Φάσματα Σχεδιασμού (M > 5.5) A * a = ΑΕΦΣ.... για Κατηγορίες A,,,,E ΑΕΦΣ.... για Κατηγορα ί A.5 A.5 A A sa * omputed Range E A sa * E8 (present) E8 (proposed) Συμβατά (Ανηγμένα) Ελαστικά Φάσματα Σχεδιασμού 3 3 e / (*a g ),E A A,E, M>5.5 3 E M<5.5 e / (*a g ) E-8 A,,,E.5.5 A,,.5.5 E

15 και κάτι ακόμη Στο Εθνικό Προσάρτημα του E-8 για την Ελλάδα, θεωρήθηκε ότι Α ΕΑΚ = (a( g ) E-8 Αυτό όμως σημαίνει ότι, για μια συγκεκριμένη περιοχή, οι σεισμικές δράσεις μπορεί και να αυξηθούν έως και 4% σε σχέση με τις σημερινές.... OIL TYPE A E A E-8 A EAK.A EAK.5A EAK.35A EAK.4A EAK γιατί όχι A E-8.85A EAK.A EAK.A EAK.5A EAK.A EAK Κάποια ακόμη συμπεράσματα Οι διατάξεις του E-8 για την εδαφική επίδραση στις σεισμικές δράσεις είναι αρκετά.. λογική, αλλά ΗυιοθέτησητουV, 3 φαίνεται... ατυχής! Προτείνεται αντικατάσταση με την μέση V του εδάφους (πάνω από το υπόβαθρο). Χρειάζεται τουλάχιστον μία ακόμη κατηγορία εδάφους (μεταξύ των A & του E-8) Μερικοί Εδαφικοί Συντελεστές () και Α.Ε.Φ.Σ. θα πρέπει να διορθωθούν για λόγους συμβατότητας με τις (όλοκαιπιοσυχνάπραγματοποιούμενες) -Δ αναλύσεις σεισμικής απόκρισης Ειδικές έρευνες & μελέτες για πολύ «μαλακά» εδάφη (π.χ. T elastic >..5 s)

16 Ακριβέστερη Ακριβέστερηεκτίμηση εκτίμησητης της σεισμικότητας σεισμικότητας ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΠΕΡΙΣΤΑΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΜΙΚΡΟΖΩΝΙΚΕΣ Ποιος ο λόγος ; Ποιος ο λόγος ;

17 Ποιος ο λόγος ; 8 Vb=8m/s 7 6 Ακριβέστερη Ακριβέστερηεκτίμηση εκτίμησητης της εδαφικής εδαφικήςεπίδρασης επίδρασης V (m/s) Vs,el (m/sec) A A A E H H (m) (M > 5.5) A A E E8 uggeste V b =8m V b =m Average ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ: Μικροζωνική Μελέτη ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ θέσεις γεωτρήσεων (8 εντός και εκτός του Κάστρου) ομάδες εδαφικών παραμέτρων («εύκαμπτο» & «δύσκαμπτο» έδαφος) 3 σεισμικές διεγέρσεις συνολικά παραμετρικές αναλύσεις σεισμικής απόκρισης του εδάφους

18 Τυπικά Αποτελέσματα Κριτήρια διαχωρισμού (μικρό-)ζωνών συμβατών προς τις σεισμικές δράσεις... του ΕΑΚ Κατηγορία Εδάφους [Α /α ] max Περίοδος εδάφους, Τ (s) Βάθος εδάφους H g (m) Σεισμικός Συντελεστής, Α Α.. (). Α Β Γ >.9 >.9 >67.5. του E-8 Κατηγορία Εδάφους [Α /α ] max Περίοδος εδάφους, Τ (s) Βάθος εδάφους H g (m) Σεισμικός Συντελεστής, Α Α.... Α Β >.75 >.8 >58..

19 ΖΩΝΕΣ & ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ κατά ΕΑΚ ΖΩΝΕΣ & ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ κατά ΕΑΚ

20 ΖΩΝΕΣ & ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ κατά Ε-8 ΖΩΝΕΣ & ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΡΑΣΕΙΣ κατά Ε-8

21 Σύγκριση με τις ισχύουσες σεισμικές δράσεις Επικρατεί η άποψη ότι «..κάθε νέα μελέτη σεισμικής επικινδυνότητας αυξάνει τους σεισμικούς συντελεστές». Αυτή η άποψη αποτελεί τροχοπέδη για την εκπόνηση Μ.Μ. και, από ότι βλέπετε.. ΕΝ ΙΣΧΥΕΙ!! εν ολίγοις ΗΜ.Μ. πρέπει να ερμηνεύει και να συμπληρώνει (όχι να αντικαθιστά) τις διατάξεις του ισχύοντα αντισεισμικού κανονισμού (π.χ. ΕΑΚ ή E-8) Με αυτό το πνεύμα και μόνον θα πρέπει να υιοθετηθεί για την αναβάθμιση της αντισεισμικής δόμησης σε μία περιοχή ΗΜ.Μ. είναι από τις λίγες μελέτες-έρευνες που απαιτούν την συνεργασία τόσων πολλών διαφορετικών ειδικοτήτων (γεωλόγων, γεωφυσικών, σεισμολόγων, γεωτεχνικών, δομοστατικών, πολεοδόμων) Ο συντονισμός όμως και η εφαρμογή της παραμένουν ευθύνη Πολιτικού Μηχανικού γιατί ο τελικός στόχος της Μ.Μ. είναι ο αντισεισμικός σχεδιασμός και η κατασκευή τεχνικών έργων Η χρήση συστημάτων G.I.. για την εκπόνηση Μ.Μ. αποτελεί ένα πεδίο πολλά υποσχόμενο, το οποίο δεν έχει ακόμη διερευνηθεί και αναπτυχθεί πλήρως.

22 ΤΕΛΟΣ ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ!