Eιδικά Θέµατα υναµικής των Kατασκευών και Σεισµικής Mηχανικής

Transcript

1 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 1 Eιδικά Θέµατα υναµικής των Kατασκευών και Σεισµικής Mηχανικής Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

2 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 2

3 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣEIΣMIKH MHXANIKH KAI ANTIΣEIΣMIKEΣ KATAΣKEYEΣ Θεµατική Ενότητα ΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Τόµος B' Eιδικά Θέµατα υναµικής των Kατασκευών και Σεισµικής Mηχανικής ΗΜΗΤΡΙΟΣ MΠΕΣΚΟΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2003

4 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣEIΣMIKH MHXANIKH KAI ANTIΣEIΣMIKEΣ KATAΣKEYEΣ Θεµατική Ενότητα YNAMIKH ANAΛYΣH KATAΣKEYΩN Τόµος B' Eιδικά Θέµατα υναµικής των Kατασκευών και Σεισµικής Mηχανικής Συγγραφή HMHTPIOΣ MΠEΣKOΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ΣTAYPOΣ ANAΓNΩΣTOΠOYΛOΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου EΥΘΥΜΙΟΣ MΑΣΤΡΟΓΙΑΝΝΗΣ Καθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση IONYΣIA KONTONH Eπίκουρη Kαθηγήτρια Tµήµατος Πολιτικών E/Y TEI Πάτρας, ΣEΠ EAΠ Γλωσσική Επιµέλεια ANAΣTAΣIA ΠOΛYXPONOΠOYΛOY Τεχνική Επιµέλεια Kαλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΣMA 50/2 Copyright 2003 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: , Φαξ: Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

5 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 5 ÂÚÈ fiìâó Πρόλογος... 9 Eυχαριστίες K º π 1 AÓÂÏ ÛÙÈÎ AapplefiÎÚÈÛË KÙÈÚ ˆÓ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή στην ανελαστική δυναµική ανάλυση Xρονική ολοκλήρωση ανελαστικών δυναµικών εξισώσεων Πεπλεγµένες µέθοδοι ολοκλήρωσης Προχωρηµένες µέθοδοι ολοκλήρωσης Eιδικές µέθοδοι µη γραµµικής δυναµικής ανάλυσης Στατική ανελαστική ανάλυση Aνελαστική φασµατική µέθοδος Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 2  ÎÙÂ Ï ÛÙÈÌfiÙËÙ Î È BÏ Ë Î È ÓÙÂÏÂÛÙ ÌappleÂÚÈÊÔÚ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή είκτες πλαστιµότητας είκτες βλάβης Συντελεστής συµπεριφοράς Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 3 AÓÙÈÛÂÈÛÌÈÎfi Â È ÛÌfi Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 67

6 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 6 6 Eπ π ª À ªπ ø K Àø π π ªπ M Ã π 3.1 Eισαγωγή και βασικές έννοιες Σχεδιασµός κατά NEAK Aντικείµενο, απαιτήσεις και κριτήρια σχεδιασµού Σεισµικές δράσεις σχεδιασµού Γενικά επί της σεισµικής απόκρισης κατασκευών Iσοδύναµη στατική µέθοδος Iκανοτικός σχεδιασµός κατά NEAK Γενικοί κανόνες Aποφυγή σχηµατισµού µηχανισµού ορόφου Eπιπρόσθετα στοιχεία σχεδιασµού κατά NEAK Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 4 Ó ÌÈÎ AÏÏËÏÂapple Ú ÛË E ÊÔ K Ù ÛÎÂ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή Aνάλυση αλληλεπίδρασης στο απλούστερο δυνατό σύστηµα εδάφους κατασκευής Aλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής κατά ATC Mέθοδοι υπολογισµού γραµµικής αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής Mη γραµµική αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 5 ÂÈÛÌÈÎ AappleÔÌfiÓˆÛË B ÛË K Ù ÛÎÂ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή

7 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 7 EPIEXOMENA Συστήµατα σεισµικής αποµόνωσης Aνάλυση σεισµικά αποµονωµένων κτιρίων Σχεδιασµός σεισµικά αποµονωµένων κτιρίων Στατική ανάλυση υναµική ανάλυση Σύνοψη Bιβλιογραφία Απαντήσεις ασκήσεων αυτοαξιολόγησης Aλφαβητικό ευρετήριο όρων

8 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 8

9 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 9 ÚfiÏÔÁÔ Το βιβλίο αυτό αποτελεί µία εµπεριστατωµένη εισαγωγή σε ορισµένα ειδικά θέµατα δυναµικής των κατασκευών και αντισεισµικής µηχανικής, τα οποία συνήθως είτε δεν καλύπτονται στα περισσότερο γνωστά στη βιβλιογραφία βιβλία δυναµικής των κατασκευών είτε αποτελούν, ξεχωριστά το καθένα, µοναδικό αντικείµενο εξειδικευµένων βιβλίων. ύο ήσαν οι λόγοι, οι οποίοι οδήγησαν στη συγγραφή του βιβλίου αυτού. Ο πρώτος ήταν να δηµιουργηθεί ένα βοήθηµα για τις διδακτικές ανάγκες του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστηµίου (Ε.Α.Π.) µέσα στα πλαίσια του µεταπτυχιακού προγράµµατός του «Σεισµική Μηχανική και Αντισεισµικές Κατασκευές» και ο δεύτερος να καλυφθεί το υπάρχον κενό στην ελληνική βιβλιογραφία πάνω στα ειδικά θέµατα δυναµικής των κατασκευών και αντισεισµικής µηχανικής µε τα οποία ασχολείται το παρόν βιβλίο. Το παρόν βιβλίο γράφτηκε έχοντας υπόψη δύο βασικούς στόχους. Ο πρώτος ήταν η συµβατότητά του µε τις απαιτήσεις του Ε.Α.Π. για εκπαίδευση από απόσταση. Ο δεύτερος ήταν να ανταποκρίνεται στις ανάγκες ενός µεταπτυχιακού επιπέδου προγράµµατος σπουδών. Γι αυτό στην αρχή κάθε κεφαλαίου υπάρχουν οι εισαγωγικές υποενότητες Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά και Εισαγωγικές παρατηρήσεις. Κάθε ενότητα ακολουθείται από ασκήσεις αυτοαξιολόγησης, των οποίων οι απαντήσεις δίνονται στο τέλος του βιβλίου, ενώ προς το τέλος κάθε κεφαλαίου εκτός από τις προτεινόµενες ραστηριότητες και τη Σύνοψη του κεφαλαίου παρέχεται και εκτενής βιβλιογραφία. Λόγω του µεταπτυχιακού χαρακτήρα του βιβλίου δίνεται έµφαση όχι απλώς στην απόκτηση γνώσεων αλλά και στην ανάπτυξη των γνώσεων µέσω εµβάθυνσης και δηµιουργικότητας. Το βιβλίο αυτό αποτελείται από πέντε κεφάλαια εκ των οποίων το πρώτο ασχολείται µε την ανελαστική δυναµική απόκριση κτιρίων, τα δύο επόµενα µε τον αντισεισµικό σχεδιασµό κατασκευών σύµφωνα µε τους νέους ελληνικούς κανονισµούς, το προτελευταίο κεφάλαιο µε την επιρροή της δυναµικής αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής πάνω στη δυναµική (σεισµική) απόκριση της κατασκευής και

10 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ Eπ π ª À ªπ ø K Àø π π ªπ M Ã π το τελευταίο κεφάλαιο µε τη σεισµική αποµόνωση βάσης της κατασκευής ως αποτελεσµατικό µέσον αντισεισµικού σχεδιασµού των κατασκευών. Ο συγγραφέας του παρόντος βιβλίου ελπίζει ότι το πόνηµα αυτό θα αποτελέσει χρήσιµο βοήθηµα τόσον για τους µεταπτυχιακούς φοιτητές για τους οποίους και γράφτηκε, όσον και για τους συναδέλφους πολιτικούς µηχανικούς της πράξης, οι οποίοι ασχολούνται µε ειδικές µελέτες αντισεισµικών κατασκευών.. Ε. Μπέσκος Πάτρα 2001

11 M E KO. E. (192Û.) 23/5/ :36 ÂÏ 11 ÚÈÛÙ Â Ο συγγραφέας επιθυµεί να εκφράσει τις θερµές ευχαριστίες του προς όλους εκείνους που συνετέλεσαν στην υλοποίηση του βιβλίου αυτού. Κατ αρχάς θα ήθελε να ευχαριστήσει θερµώς τον Κριτικό Αναγνώστη κ. Σ. Α. Αναγνωστόπουλο, Καθηγητή Πανεπιστηµίου Πατρών, για τις εύστοχες υποδείξεις και διορθώσεις του, οι οποίες συνέβαλαν σηµαντικά στη βελτίωση του βιβλίου. Ακολούθως θα ήθελε να ευχαριστήσει τον Ακαδηµαϊκό υπεύθυνο του Προγράµµατος κ. Ε. Μαστρογιάννη, Καθηγητή Πανεπιστηµίου Πατρών, για τις πολύτιµες υποδείξεις του καθώς και τον Πρόεδρο της ιοικούσας Επιτροπής του Ε.Α.Π. κ. Α. Λυκουργιώτη, Καθηγητή Πανεπιστηµίου Πατρών, για τη συµπαράστασή του. Ακόµα θα ήθελε να ευχαριστήσει την Αρχιτέκτονα Μηχανικό κ. Μ. ούλη και τον Πολιτικό Μηχανικό κ. Α. Ασηµακόπουλο, για τη βοήθειά τους σχετικά µε τη δακτυλογράφηση και την εν γένει καλλιτεχνική επι- µέλεια του κειµένου, των πινάκων και των σχηµάτων. Τέλος θα ήθελε να ευχαριστήσει το ιοικητικό Προσωπικό του Ε.Α.Π. και ιδιαίτερα την κ. Μ. Μπούσια για τη βοήθεια και πρόθυµη συνεργασία τους για την έκδοση του παρόντος βιβλίου.