Παραδείγματα - Εφαρμογές κατά EN & ΚΑΝΕΠΕ

Transcript

1 Παραδείγματα - Εφαρμογές κατά EN & ΚΑΝΕΠΕ Τηλέμαχος Β. Παναγιωτάκος Δρ Πολιτικός Μηχανικός ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ & ΑΝΑΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΚΑΝΕΠΕ Χίος, Μαρτίου 2013

2 Διάρθρωση Παρουσίασης Μέρος Α: Ιδεατό Δομικό Σύστημα (ΙΔΣ) Μελέτη ΟΑΣΠ Περιγραφή κτιρίου Εισαγωγή δεδομένων Έλεγχοι ασφαλείας Μη Γραμμική Στατική ανάλυση (push-over) Μη Γραμμική Δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας (time-history) Μέρος B: Εφαρμογή σε πραγματική κατασκευή (Mηχανογραφικό Κέντρο Τράπεζας της Ελλάδος κτίρια γραφείων & υπολογ. κεντρο) Ανελαστική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας (time-history) Ενίσχυση με σύνθετα υλικά

3 Διάρθρωση Παρουσίασης Μέρος Γ: Εφαρμογή σε πραγματική κατασκευή (Ξενοδοχείο Stella Maris στον Γαλατά πόρου ) Περιγραφή κτιρίου Συλλογή στοιχείων & δεδομένων Έλεγχοι ασφαλείας Μη Γραμμική Δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας (time-history) Ενίσχυση με συνδυασμό συμβατικών και σύνθετων υλικών

4 ΜΕΡΟΣ Α

5 ΜΕΡΟΣ Β

6 Κτίριο: ΙΔΣ α1 (πενταόροφο με υπόγειο) Κάτοψη τυπικού ορόφου Προσομοίωμα φορέα στο χώρο

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

8 Εισαγωγή δεδομένων Συνδεσμολογία δομικών στοιχείων και στηρίξεων ραβδωτού προσομοιώματος Πρόσθετες Γενικές Παράμετροι Προσδιορισμός Σ.Α.Δ. σύμφωνα με 3.6

9 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Πρόσθετα δεδομένα για την περιγραφή των διατομών δομικών στοιχείων Ιδιότητες υλικών (μέσες τιμές). Αν δέν υπάρχουν στοιχεία από δοκιμές: Σκύρόδεμα: f cm = f ck +8 MPa (ΕΚΩΣ 2000 Σ2.1) Χάλυβας: f ym = f yk * 1.15 (EC8-2 Annex E) Χαρακτηρισμός του στοιχείου ως πρωτεύοντος ή δευτερεύοντος ως προς την ανάληψη σεισμικών δράσεων.

10 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Πρόσθετα δεδομένα για την περιγραφή των διατομών δομικών στοιχείων Διαστάσεις διατομής και πραγματικά συνεργαζόμενα πλάτη πλακοδοκού ( 7.2.1) Διαμήκεις οπλισμοί στις πραγματικές τους θέσεις. Περιλαμβάνονται οπλισμοί διπλανών στοιχείων με επαρκή αγκύρωση πέρα από την ακραία διατομή.

11 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Πρόσθετα δεδομένα για την περιγραφή των διατομών δομικών στοιχείων Εγκάρσιοι οπλισμοί (συνδετήρες) στα άκρα στοιχείου (περιοχές πλαστικών αρθρώσεων). Οι οπλισμοί πλακών παράλληλα σε άξονα του στοιχείου εντός του συνεργαζόμενου πλάτους συμβάλλουν στη δυσκαμψία και λαμβάνονται υπόψη.

12 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Υπολογισμός διαγραμμάτων Μ-φ (ροπών-καμπυλοτήτων) και στερροτήτων στοιχείων Επιλογή τρόπου υπολογισμού ενεργών στερροτήτων Διάγραμμα Μ-φ διατομής αρχής στοιχείου Η ενεργή δυσκαμψία, EI eff είναι ο μέσος όρος 4 ενεργών δυσκαμψιών, για τις δύο φορές κάμψης (θετική και αρνητική ροπή) στα δύο άκρα του στοιχείου. Αξονική δύναμη: καθοριστική για υποστυλώματα Διάγραμμα Μ-φ διατομής τέλους στοιχείου

13 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Υπολογισμός διαγραμμάτων Μ-φ (ροπών-καμπυλοτήτων) και στερροτήτων στοιχείων (συνέχεια) Ροπή & καμπυλότητα στη διαρροή της διατομής του άκρου Ι του στοιχείου σε κάμψη υπό θετική ροπή Υπολογίζονται οι γωνίες στροφής χορδής στη διαρροή σύμφωνα με σχέσεις Σ.2b, Σ.3b Κεφ.7 Δοκός: ασύμμετρο διάγραμμα Μ-φ Υπολογίζονται οι 4 ενεργές δυσκαμψίες (δύο ανά άκρο, και δύο ανά φορά της κάμψης, σε θετική και αρνητική ροπή) σύμφωνα με τη σχέση (2) Κεφ. 7: ΕΙ eff =M y L s /3θ y Τελική ενεργή δυσκαμψία: Μ.Ο. των 4 ενεργών δυσκαμψιών Ροπή & καμπυλότητα στη διαρροή της διατομής του άκρου Ι του στοιχείου σε κάμψη υπό αρνητική ροπή

14 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Εισαγωγή φορτίων πλακών & τοιχοποιίας. Τα φορτία πλακών κατανέμονται στις περιμετρικές δοκούς. Παραδοχή κατανεμημένης μάζας στους κόμβους (δεν απαιτείται από τον ΚΑΝΕΠΕ).

15 Εισαγωγή δεδομένων (συνέχεια) Εισαγωγή τοιχοπληρώσεων ως θλιβόμενων διαγωνίων (δεν εφαρμόστηκε)

16 Εισαγωγή δεδομένων - Σχόλια Μεγάλη αύξηση του όγκου και του βαθμού λεπτομέρειας των απαιτούμενων δεδομένων Λεπτομερής εισαγωγή διαμήκους οπλισμού και συνδετήρων σε κάθε διατομή Υπολογισμός δυσκαμψίας από διατομές άκρων & υπολογισμό διαγραμμάτων Μ-φ με αξονική δύναμη (για υποστυλώματα), για θετική και αρνητική ροπή (για δοκούς) Πραγματικά συνεργαζόμενα πλάτη πλακοδοκών Απαίτηση εξοικείωσης του μελετητή στην αποτίμηση της μη-γραμμικής συμπεριφοράς φορέων με κριτήριο την ικανότητα παραμορφώσεων Εισαγωγή τοιχοπληρώσεων Με θαμιστική διαδικασία για ελαστικές αναλύσεις Πλάτος θλιβόμενης διαγωνίου ανάλογα με τη στάθμη επιτελεστικότητας

17 ΕΛΕΓΧΟΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

18 Έλεγχοι ασφάλειας για τις στάθμες επιτελεστικότητας Πλάστιμες μορφές αστοχίας: Έλεγχοι παραμορφώσεων: απαίτηση παραμόρφωσης ικανότητα παραμόρφωσης Όπου υπερτιμάται η ικανότητα παραμόρφωσης (αυξημένη ευκαμψία) τα αποτελέσματα είναι συντηρητικά. Μη-πλάστιμες μορφές αστοχίας Έλεγχοι δυνάμεων: ικανοτική απαίτηση έντασης αντοχή

19 Έλεγχοι ασφάλειας για τις στάθμες επιτελεστικότητας Δείκτες βλάβης σε κάμψη Έλεγχος παραμορφώσεων Στοιχεία Σχεδόν πλήρης λειτουργικότητα στο σεισμό Προστασίας ζωής ενοίκων Οιονεί κατάρρευση πλάστιμα πρωτεύοντα Sd (1) y (2) Sd (1) 0.5( y + u ) m-σ (3) Sd (1) u,m-σ (4) πλάστιμα δευτερεύοντα Sd (1) u,m-σ (4) Sd (1) u,m (5) Ψαθυρά, πρωτεύοντα V Sd (6) V Rd,EC8 (7) ή δευτερεύοντα θ y σύμφωνα με Σ.2b, Σ.3b Κεφ.7 θ u σύμφωνα με Σ.8a Κεφ.7

20 Έλεγχοι ασφάλειας για τις στάθμες επιτελεστικότητας Δείκτες βλάβης σε διάτμηση (Ικανοτικός) έλεγχος δυνάμεων Στοιχεία Σχεδόν πλήρης λειτουργικότητα στο σεισμό Προστασίας ζωής ενοίκων Οιονεί κατάρρευση πλάστιμα πρωτεύοντα Sd (1) y (2) Sd (1) 0.5( y + u ) m-σ (3) Sd (1) u,m-σ (4) πλάστιμα δευτερεύοντα Sd (1) u,m-σ (4) Sd (1) u,m (5) Ψαθυρά, πρωτεύοντα V Sd (6) V Rd,EC8 (7) ή δευτερεύοντα V Rd,EC8 = V R σύμφωνα με Δ.1 Κεφ.7-Παράρτημα 7Δ

21 Έλεγχοι ασφάλειας - Σχόλια Αποτελέσματα ελέγχων: Μεγάλο πλήθος / πολυπλοκότητα αναλύσεων ελέγχων: καθιστούν ιδιαίτερα δυσχερή την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των ελέγχων και την αξιοποίησή τους στον ανασχεδιασμό. Χρειάζεται καλή εποπτεία των αποτελεσμάτων τόσο από τις επιμέρους αναλύσεις, όσο και των περιβαλλουσών / μεγίστων κατά περίπτωση. Ικανότητα παραμόρφωσης (θ u ): είναι συνάρτηση και των απαιτήσεων σε όρους δυνάμεων (Μ,N,V) Σύγχυση με τους συντελεστές ασφαλείας της ανίσωσης ασφαλείας: γ Sd S(S k γ f )<(1/γ Rd ) R(R k /γ m ) (Σχέσεις [1],[2],[3] Κεφ. 4)

22 ΜΗ-ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (Push-over)

23 Μη-γραμμική στατική ανάλυση Κατανομή επιβαλλόμεων δυνάμεων: Ανεστραμμένη τριγωνική κατανομή καθ ύψος (Πρώτη κατανομή κατά ) (Προϋπόθεση: κύριες ιδιομορφές κατά Χ, Ζ με ενεργή μάζα > 75%) Ομοιόμορφη κατανομή καθ ύψος (Δεύτερη κατανομή κατά )

24 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Διαγράμματα Μ-θ (ροπής-γωνίας στροφής χορδής) απόκρισης στοιχείων Επίπεδο μέλους Αύξηση της περιόδου ως συνάρτηση της μετακίνησης κόμβου ελέγχου Καμπύλη αντίστασης (τέμνουσα βάσης μετακίνηση κορυφής) Επίπεδο φορέα Τ 0 1.5s

25 Μη-γραμμική στατική ανάλυση Παρουσίαση αποτελεσμάτων: Ανεστραμμένη τριγωνική κατανομή οριζόντιων δυνάμεων Ομοιόμορφη κατανομή οριζόντιων δυνάμεων 1 η διατμητική αστοχία υποστυλώματος 1 η καμπτική αστοχία υποστυλώματος Επίτευξη μετακίνησης-στόχου 1 η διατμητική αστοχία υποστυλώματος 1 η καμπτική αστοχία υποστυλώματος Επίτευξη μετακίνησης-στόχου

26 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 1. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα όταν ως ικανότητα λογίζεται η 1 η διατμητική αστοχία υποστυλώματος (για όλες τις στάθμες επιτελεστικότητας) Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) Sa (g) , , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.235m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.247m

27 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 1. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα όταν ως ικανότητα λογίζεται η 1 η καμπτική αστοχία υποστυλώματος: υπέρβαση στάθμης επιτελεστικότητας «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης» Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) Sa (g) , , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.235m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.247m

28 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 1. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα κατά την επίτευξη της μετακίνησης-στόχου στην κορυφή του κτιρίου («Απαίτηση») Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) Sa (g) , , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.235m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.247m

29 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 2. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ομοιόμορφη κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα όταν ως ικανότητα λογίζεται η 1 η διατμητική αστοχία υποστυλώματος (για όλες τις στάθμες επιτελεστικότητας) Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Sa (g) Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) 0.353, , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.148m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.258m

30 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 2. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ομοιόμορφη κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα όταν ως ικανότητα λογίζεται η 1 η καμπτική αστοχία υποστυλώματος: υπέρβαση στάθμης επιτελεστικότητας «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης» Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Sa (g) Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) 0.353, , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.148m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.258m

31 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) 2. Σεισμός κατά τη διεύθυνση Ζ+0.3Χ ομοιόμορφη κατανομή φορτίων Εικόνα παραμόρφωσης βλαβών φορέα κατά την επίτευξη της μετακίνησης-στόχου στην κορυφή του κτιρίου («Απαίτηση») Απόκριση ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος Sa (g) Απόκριση Ελαστικό Φάσμα Απαίτηση Ικανότητα (Διατμ.) Ικανότητα (Κάμψη) 0.353, , , Sd (m) Mετακίνηση-στόχος κατά EC8-1 Annex B: δ t = 0.148m, κατά ΚΑΝΕΠΕ: δ t = 0.258m

32 Μη-γραμμική στατική ανάλυση Σύγκριση αποτελεσμάτων μεταξύ: Ανεστραμμένης τριγωνικής κατανομής οριζόντιων δυνάμεων Ομοιόμορφης κατανομής οριζόντιων δυνάμεων Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Προστασία ζωής και περιουσίας Κατοίκων») Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Προστασία ζωής και περιουσίας κατοίκων») Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε διάτμηση

33 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Α. Δείκτες Βλάβης δοκών σε κάμψη (Στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία ζωής και περιουσίας κατοίκων») Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

34 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Β. Δείκτες Βλάβης στύλων σε κάμψη (Στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία ζωής και περιουσίας κατοίκων») Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

35 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Γ. Δείκτες Βλάβης δοκών σε κάμψη (Στάθμη επιτελεστικότητας «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

36 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Δ. Δείκτες Βλάβης στύλων σε κάμψη (Στάθμη επιτελεστικότητας «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

37 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) Ε. Δείκτες Βλάβης δοκών σε διάτμηση Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

38 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική στατική ανάλυση) ΣΤ. Δείκτες Βλάβης στύλων σε διάτμηση Ανεστρ. τριγωνική κατανομή φορτίων Ομοιόμορφη κατανομή φορτίων

39 Μη-γραμμική στατική ανάλυση - Σχόλια Μεγάλος όγκος αποτελεσμάτων λόγω των πολλών περιπτώσεων ανάλυσης (κατανομή φόρτισης, διεύθυνση σεισμού κλπ) H ομοιόμορφη κατανομή των φορτίων οδηγεί σε δυσμενέστερα αποτελέσματα για τους κατώτερους ορόφους, σε ευμενέστερα για τους ανώτερους Η μετακίνηση-στόχος κατά ΚΑΝΕΠΕ δεν διαφοροποιείται ανάλογα με την κατανομή της φόρτισης (κατά EC8 η μετακίνηση-στόχος εμπεριέχει την επιρροή της κατανομής της φόρτισης)

40 ΜΗ-ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΡΟΝΟΪΣΤΟΡΙΑΣ

41 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Επιλογή ή σύνθεση επιταχυνσιογραφημάτων συμβατών με το ελαστικό φάσμα του ΕΑΚ2000 Ανελαστικά προσομοιώματα κατασκευών που λαμβάνουν υπόψη την επιρροή της ανακύκλισης στη συμπεριφορά μελών Ο.Σ. (τροποποιημένο μοντέλο Takeda) Χρήση 7 ζευγών επιταχυνσιογραφημάτων Αποτέλεσμα ανάλυσης: Μέσοι όροι μεγίστων δεικτών βλάβης, σε κάμψη και διάτμηση, από κάθε ανάλυση χρονοϊστορίας

42 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Ημι-τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα για την ανάλυση

43 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Ημι-τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα για την ανάλυση (συνέχεια) Παράθεση των φασμάτων απόκρισης των ημι-τεχνητών επιταχυνσιογραφημάτων με το ελαστικό φάσμα

44 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Βρόχοι Ροπών-γωνιών στροφής χορδής (Μ-θ) κατά την απόκριση Τ eff T eff 1.5s Συμβατότητα της περιόδου με pushover & 1 η ιδιομορφή Μετακινήσεις κόμβων υποστυλώματος σε όλους τους ορόφους κατά την απόκριση

45 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Αποτελέσματα: Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Προστασία ζωής και περιουσίας Κατοίκων») Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας «Προστασία ζωής και περιουσίας κατοίκων») Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη (σταθμη επιτελεστικότητας: «Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης») Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε διάτμηση

46 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Προστασία ζωής & περιουσίας κατοίκων»)

47 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Προστασία ζωής & περιουσίας κατοίκων»)

48 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης»)

49 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Αποφυγή οιονεί κατάρρευσης»)

50 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση

51 Αποτελέσματα εφαρμογής (μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας) Δείκτες βλάβης στύλων σε διάτμηση

52 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Συμπεράσματα: Μέγιστες μετακινήσεις κορυφής κτιρίου μικρότερες από τη μετακίνηση-στόχο για τη μη-γραμμική στατική ανάλυση και κατά συνέπεια Μέγιστες ανελαστικές παραμορφώσεις στοιχείων μικρότερες από αυτές που προκύπτουν από τη μη-γραμμική στατική ανάλυση Παρόμοια επίπεδα έντασης και αναμενόμενες διατμητικές βλάβες

53 ΜΕΡΟΣ Β

54 Μηχανογραφικό Κέντρο Τράπεζας της Ελλάδας στο Χαλάνδρι Αττικής

55 «Μηχανογραφικό Κέντρο» Στοιχεία Έργου: Περιοχή: Χαλάνδρι, Αττικής Εμβαδόν: m 2 (5 συγκροτήματα) Χρήση: Γραφεία Μηχανογραφικό Κέντρο Έτος Μελέτης Υφιστάμενης Κατασκευής: 1973 Κανονισμοί Μελέτης Υφιστάμενης Κατασκευής : Β.Δ. 19/ «Περί Αντισεισμικού Κανονισμού Οικοδομικών Έργων» με σεισμικό συντελεστή ε=0.04 Β.Δ. 18/ «Κανονισμός Οπλισμένου Σκυροδέματος» Β.Δ. 10/ «Ελληνικός Κανονισμός Φορτίσεων Δομικών Έργων» Στόχος Ανασχεδιασμού: Απαιτήσεις ΕΑΚ2000

56 «Μηχανογραφικό Κέντρο» Κτίριο Γραφείων Κάτοψη τυπικού ορόφου

57

58 Εισαγωγή Δεδομένων - Σχόλια Υψηλός βαθμός λεπτομέρειας εισαγόμενων δεδομένων Γεωμετρία φορέα από κατασκευαστικά σχέδια και επί τόπου αποτύπωση Ιδιότητες υλικών από λεπτομερείς επί τόπου και εργαστηριακούς ελέγχους (π.χ. κρουσιμέτρηση, πυρηνοληψία) Λεπτομερής εισαγωγή διαμήκους οπλισμού και συνδετήρων σε κάθε διατομή Υπολογισμός δυσκαμψίας από διατομές άκρων & υπολογισμό διαγραμμάτων Μ-φ με αξονική δύναμη (για υποστυλώματα), για θετική και αρνητική ροπή (για δοκούς) Πραγματικά συνεργαζόμενα πλάτη πλακοδοκών

59 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Επιλογή ή σύνθεση επιταχυνσιογραφημάτων συμβατών με το ελαστικό φάσμα του ΕΑΚ2000 Ανελαστικά προσομοιώματα κατασκευών που λαμβάνουν υπόψη την επιρροή της ανακύκλισης στη συμπεριφορά μελών Ο.Σ. (τροποποιημένο μοντέλο Takeda) Χρήση 7 ζευγών επιταχυνσιογραφημάτων Αποτέλεσμα ανάλυσης: Μέσοι όροι μεγίστων δεικτών βλάβης, σε κάμψη και διάτμηση, από κάθε ανάλυση χρονοϊστορίας

60 Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας Ημι-τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα για την ανάλυση

61 Μη-γραμμικές δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας - Αποτελέσματα: Οριακή κατάσταση «Προστασία ζωής» Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη Οριακή κατάσταση «Οιονεί κατάρρευσης» Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε κάμψη Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση Δείκτες βλάβης υποστυλωμάτων σε διάτμηση

62 Ενίσχυση με φύλλα ινοπλισμένων πολυμερών Ενίσχυση έναντι διάτμησης: Για κάθε στοιχείο υπολογίζονται τυχόν απαιτήσεις σε ανάληψη επί πλέον τέμνουσας δύναμης = Τέμνουσα από αναλύσεις χρονοϊστορίας Τέμνουσα αντοχής Επιλογή υλικού: φύλλα σύνθετου υλικού με ίνες γυαλιού (GFRP) Διαστασιολόγηση ενίσχυσης σε διάτμηση (αριθμός στρώσεων FRP) λαμβάνοντας υπόψη ελέγχους αποκόλλησης Περίσφιγξη και αύξηση της παραμορφωσιμότητας (ενίσχυση έναντι πλάστιμης μορφής αστοχίας): Επιλογή υλικού: φύλλα σύνθετου υλικού με ίνες γυαλιού (GFRP) Διαστασιολόγηση: για κάθε στοιχείο το οποίο εκτιμάται με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων ότι θα αστοχήσει πλάστιμα εκτιμάται ο αριθμός απαιτούμενων στρώσεων για την αύξηση, μέσω περίσφιγξης, της γωνίας στροφής χορδής στην αστοχία (θ u ) Υπολογισμός της νέας τιμής της γωνίας θ u και έλεγχος επάρκειας αριθμού στρώσεων.

63 Εφαρμογή μεθοδολογίας αποτίμησης/ενίσχυσης στα κτίρια του Μηχανογραφικού κέντρου Τράπεζας της Ελλάδας στο Χαλάνδρι (κτίρια Γραφείων) Κάτοψη τυπικού ορόφου Προσομοίωμα φορέα στο χώρο

64 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Προστασία ζωής») (κτίρια Γραφείων)

65 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Οιονεί κατάρρευση») (κτίρια Γραφείων)

66 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης δοκών μέσω περίσφιγξης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίρια Γραφείων) Δεν προέκυψε απαίτηση ενίσχυσης.

67 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Προστασία ζωής») (κτίρια Γραφείων)

68 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Οιονεί κατάρρευση») (κτίρια Γραφείων)

69 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης στύλων μέσω περίσφιγξης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίρια Γραφείων)

70 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση (κτίρια Γραφείων)

71 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης δοκών έναντι διάτμησης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίρια Γραφείων)

72 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε διάτμηση (κτίρια Γραφείων)

73 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης στύλων έναντι διάτμησης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίρια Γραφείων)

74 Σχέδια ενίσχυσης (κτίρια Γραφείων)

75 Εφαρμογή μεθοδολογίας αποτίμησης/ενίσχυσης στα κτίρια του Μηχανογραφικού κέντρου Τράπεζας της Ελλάδας στο Χαλάνδρι (κτίριο Η/Υ) Κάτοψη ορόφου Προσομοίωμα φορέα στο χώρο

76 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Προστασία ζωής») (κτίριο Η/Υ) rs6 - Λόγοι λ=s/rm Δοκών στη Στάθμη Επιτελεστικότητας 'Προστασία ζωής' κατά ΚΑΝΕΠΕ (Στροφή Χορδής - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας > 0.75

77 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε κάμψη («Οιονεί κατάρρευση») (κτίριο Η/Υ) rs6 - Λόγοι λ=s/rm Δοκών στη Στάθμη Επιτελεστικότητας 'Οιονεί Κατάρρευση' κατά ΚΑΝΕΠΕ (Στροφή Χορδής - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας > 0.75

78 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης δοκών μέσω περίσφιξης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίριο Η/Υ) Δεν προέκυψε απαίτηση ενίσχυσης.

79 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Προστασία ζωής») (κτίριο Η/Υ) Λόγοι λ=s/rm Υποστυλωμάτων στη Στάθμη Επιτελεστικότητας 'Προστασία ζωής' κατά ΚΑΝΕΠΕ (Στροφή Χορδής - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας > 0.75

80 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε κάμψη («Οιονεί κατάρρευση») (κτίριο Η/Υ) Computers6 - Λόγοι λ=s/rm Υποστυλωμάτων στη Στάθμη Επιτελεστικότητας 'Οιονεί Κατάρρευση' κατά ΚΑΝΕΠΕ (Στροφή Χορδής - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας > 0.75

81 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης στύλων μέσω περίσφιξης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίριο Η/Υ)

82 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης δοκών σε διάτμηση (κτίριο Η/Υ) Computers6 - Λόγοι λ=s/rm Δοκών (Διάτμηση - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας > 0.75

83 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης δοκών έναντι διάτμησης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίριο Η/Υ)

84 Αποτελέσματα μη-γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας Δείκτες βλάβης στύλων σε διάτμηση (κτίριο Η/Υ) > 0.75 Λόγοι λ=s/rm Υποστυλωμάτων (Διάτμηση - Μέσες τιμές) από Αναλύσεις Χρονοϊστορίας

85 Διαστασιολόγηση ενίσχυσης στύλων έναντι διάτμησης Στρώσεις σύνθετων φύλλων με ίνες γυαλιού (GFRPs) (κτίριο Η/Υ)

86 Σχέδια ενίσχυσης (κτίριο Η/Υ)

87 Έλεγχοι ασφάλειας - Σχόλια Αποτελέσματα ελέγχων: Μεγάλο πλήθος / πολυπλοκότητα αναλύσεων ελέγχων: καθιστούν ιδιαίτερα δυσχερή την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των ελέγχων και την αξιοποίησή τους στον ανασχεδιασμό. Χρειάζεται καλή εποπτεία των αποτελεσμάτων τόσο από τις επιμέρους αναλύσεις, όσο και των περιβαλλουσών / μεγίστων κατά περίπτωση. Ικανότητα παραμόρφωσης (θ u ): είναι συνάρτηση και των απαιτήσεων σε όρους δυνάμεων (Μ,N,V)

88 ΜΕΡΟΣ Γ

89 Ξενοδοχειακό Συγκρότημα «STELLA MARIS» στον Γαλατά Πόρου

90 «STELLA MARIS» Στοιχεία Έργου: Περιοχή: Γαλατάς, Πόρου Εμβαδόν: m 2 (5 συγκροτήματα) Χρήση: Ξενοδοχείο Έτος Μελέτης Υφιστάμενης Κατασκευής: 1973 Κανονισμοί Μελέτης Υφιστάμενης Κατασκευής : Β.Δ. 19/ «Περί Αντισεισμικού Κανονισμού Οικοδομικών Έργων» με σεισμικό συντελεστή ε=0.04 Β.Δ. 18/ «Κανονισμός Οπλισμένου Σκυροδέματος» Β.Δ. 10/ «Ελληνικός Κανονισμός Φορτίσεων Δομικών Έργων» Στόχος Ανασχεδιασμού: Απαιτήσεις ΕΑΚ2000 Απαίτηση: Ελαχιστοποίηση Επεμβάσεων

91 45m 36m Κάτοψη Ισογείου Συγκροτήματος IV

92 36m 36m Κάτοψη Ισογείου Συγκροτήματος IV

93 25m 36m Κάτοψη Ισογείου Συγκροτήματος IV

94 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ-ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ Φ.Ο. Στάδιο Συλλογής Διαθέσιμων Στοιχείων: Σχέδια Αρχικής Μελέτης: Διαθέσιμα από το Σχέδιο Πόλεως: Σχέδια Ξυλοτύπων Σχέδια Οπλισμών Τεχνική Έκθεση - Τεύχη Υπολογισμών: Διαθέσιμα από το Σχέδιο Πόλεως: Ιστορικό Κατασκευής: Ενημέρωση από τον κύριο του έργου Ενημέρωση από τον κατοίκους της περιοχής

95 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ-ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ Φ.Ο. Στάδιο Τεκμηρίωσης Φ.Ο.: Καταγραφή Κατάστασης Φ.Ο. και βλαβών Γεωμετρική Αποτύπωση Οπτικός Έλεγχος Εργαστηριακές Δοκιμές Στόχος: Στάθμη Αξιοπιστία Δεδομένων: Ικανοποιητική

96 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ-ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ Φ.Ο. Αποτύπωση Φέροντος Οργανισμού: Εφαρμογή Αρχικής Μελέτης Διερευνητικές Εργασίες: Λήψη κυλινδρικών δοκιμίων σκυροδέματος και δοκιμή θλίψης. Κρουσιμετρήσεις, εξολκεύσεις ήλων και υπέρηχοι στο σκυρόδεμα. Χρήση διαλύματος φαινολοφθαλεϊνης για έλεγχο ενανθράκωσης Έντονη ενανθράκωση σκυροδέματος. Χημικής ανάλυση σε πυρήνες σκυροδέματος Αυξημένα Ποσοστά Χλωριόντων στο σκυρόδεμα. Λήψη τεμαχίων χαλύβδινων οπλισμών και εκτέλεση δοκιμών εφελκυσμού και έλεγχος συγκολλησιμότητάς. Διεξοδική διερεύνηση διάταξης του οπλισμού και μέτρηση επικαλύψεων με χρήση μαγνητικής συσκευής. Διερεύνηση της κατάστασης των οπλισμών με αποκαλύψεις. Σε μερικές περιπτώσεις μείωση διαμέτρου οπλισμού έως και 30% λόγω οξείδωσης

97 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ-ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ Φ.Ο. Οπτικοί Έλεγχοι: Πλημμελής σκυροδέτηση σε κρίσιμες περιοχές Ανοιχτοί συνδετήρες στοιχείων (ανεπαρκής περίσφιξη). Ανεπαρκές μήκος αναμονών κατακόρυφων οπλισμών. Διέλευση δικτύων εντός των στοιχείων του Φ.Ο. Περιορισμένες ρωγμές σε στοιχεία του Φ.Ο.

98 Αποτίμηση Υφισταμένου Κτιρίου Προσομοιώματα:

99 Αποτίμηση-Ανασχεδιασμός Κτιρίου Αποτελέσματα Αναλύσεων - Αποτίμηση: Υπερβάσεις σε πλάστιμα στοιχεία (παραμορφώσεις) Υπερβάσεις σε διατμητική αντοχή Μεγάλες Παραμορφώσεις Ανασχεδιασμός: Μανδύες σκυροδέματος Αύξηση δυσκαμψίας κτιρίων Σύνθετα Υλικά Αντιμετώπιση πλάστιμων μορφών αστοχίας: Κάμψη. Αντιμετώπιση ψαθυρών μορφών αστοχίας: Διάτμηση.

100 Ενίσχυση: Μανδύες Σκυροδέματος Σύνθετα Υλικά Ανασχεδιασμός Μανδύες Σκυροδέματος Σύνθετα Υλικά

101 Εφαρμογή Στάδιο Κατασκευής Μανδύες Σκυροδέματος και Σύνθετα Υλικά

102 Εφαρμογή 1 2 3

103 Εφαρμογή

104 Παραδείγματα - Εφαρμογές κατά EN & ΚΑΝΕΠΕ Τηλέμαχος Β. Παναγιωτάκος Δρ Πολιτικός Μηχανικός Ευχαριστώ!!! ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ & ΑΝΑΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΚΑΝΕΠΕ Χίος, Μαρτίου 2013