Θεσσαλονίκη: 33 χρόνια μετά το σεισμό Α. Ι. Κάππος

Transcript

1 Θεσσαλονίκη: 33 χρόνια μετά το σεισμό Α. Ι. Κάππος Καθηγητής Τμήμ. Πολιτ. Μηχανικών ΑΠΘ Πρόεδρος ΙΤΣΑΚ

2 Τι επιπτώσεις θα είχε σήμερα στη Θεσσαλονίκη ένας ισχυρός σεισμός, εξίσου ισχυρός ή και ισχυρότερος εκείνου του 1978; Μπορούμε να εκτιμήσουμε με επαρκή αξιοπιστία τις βλάβες που προκαλεί ο σεισμός στο δομημένο περιβάλλον και με ποιόν τρόπο; Είναι δυνατό οι προτεραιότητες για αντισεισμική ενίσχυση να βασίζονται σε ποσοτικά κριτήρια; Απόπειρα να δοθούν απαντήσεις, παρουσιάζοντας: μεθόδους αποτίμησης σεισμικής διακινδύνευσης και εφαρμογή τους στο δομικό απόθεμα της Θεσσαλονίκης μεθοδολογία ανάλυσης κόστους-ωφέλειας ωφέλειας+εφαρμογήεφαρμογή

3 Κατηγορίες μεθόδων αποτίμησης Εμπειρικές σεισμικής τρωτότητας Μέθοδοι ταξινόμησης Μέθοδοι αξιολόγησης (μέθοδοι ερωτηματολογίου) Αναλυτικές, π.χ. Με βάση τις δυνάμεις Με βάση τις μετακινήσεις Πειραματικές Εργαστηριακές δοκιμές Επιτόπου δοκιμές

4 Η επιλογή μεθόδου εξαρτάται από το σκοπό της αποτίμησης και τα διαθέσιμα μέσα Για αποτίμηση σεισμικών απωλειών («σενάρια») σε πολεοδομικά συγκροτήματα: Εμπειρικές (ταξινόμησης: μητρώα βλάβης, καμπύλες τρωτότητας) Για καθορισμό προτεραιοτήτων ενίσχυσης: Εμπειρικές (ερωτηματολογίου, κόστους-ωφέλειας ωφέλειας) Για μελέτες ενίσχυσης μεμονωμένων κτιρίων: Αναλυτικές (+επιτόπου δοκιμές)

5 Φάσεις ενός σεναρίου διακινδύνευσης ανάλυση επικινδυνότητας ανάλυση δομημάτων ανάλυση βλαβών ανάλυση απωλειών στοιχεία υπό διακινδύνευση λήψη αποφάσεων

6 Διαδικασία HAZUS για την κατάστρωση ενός σεισμικού σεναρίου

7 Δραστηριότητα Ερευν. Ομάδας ΑΠΘ σε θέματα τρωτότητας διακινδύνευσης Ευρωπαϊκά προγράμματα: European Network on Seismic Risk, Vulnerability, and Earthquake Scenarios (ENSeRVES), Χρηματοδότηση: Commission of the European Communities / Inco-Copernicus Programme, (διάρκεια: 3 έτη, έναρξη: Ιούν. 1997) Συντονιστής: M. Dolce (Italy) Επιστημον. υπεύθ. (Imperial College/ΑΠΘ): A. Kappos Προϋπολογισμός (συνολικός): 230,000 ECU Προϋπολογισμός Imperial College (μεταφέρθηκε στο ΑΠΘ από Ιούν. 1999): 21,500 ECU

8 Ευρωπαϊκά προγράμματα (συνέχ.) An advanced approach to earthquake risk scenarios with applications to different European towns (Risk- UE), Χρηματοδότηση: Commission of the European Communities/Environment Programme, (διάρκεια: 3 έτη, έναρξη: ), Συντονιστής: P. Mouroux (BRGM, France) Επιστ. υπεύθυνος AΠΘ: Κ. Πιτιλάκης Επιστ. υπεύθυνος (Τμήμ. Τρωτότητας): Α. Κάππος Προϋπολογισμός (συνολικός): 2,500,000 Προϋπολογισμός ΑΠΘ: 184,100 (Τμήμ. Τρωτότητας: 47,300)

9 Ευρωπαϊκά προγράμματα (συνέχ.) Development and proposition for implementation of an efficient methodology and appropriate local instruments for the management, prevention and reduction of seismic risk in Düzce-Turkey, Grevena-Greece and Catania-Italy (SRM-DGC), Χρηματοδότηση: Commission of the European Communities/ ARCHIMED Programme, (Oκτ Μάρ. 2008) Επιστ. υπεύθυνος (συντονιστής): Κ. Πιτιλάκης Επιστ. υπεύθυνος (Τμήμ. Τρωτότητας): Α. Κάππος Προϋπολογισμός (συνολικός): 2,500,000 Προϋπολογισμός ΑΠΘ: 184,100 (Τμήμ. Τρωτότητας: 47,300)

10 Ευρωπαϊκά προγράμματα (συνέχ.) ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ Seismic Safety and Vulnerability Mitigation of School Buildings., Συγχρηματοδότηση: Κυπριακή Δημοκρατία και European Regional Development Fund (έναρξη Δεκ. 2010) Συντονιστής: Κ. Χρυσοστόμου (ΤΕΠΑΚ) Επιστ. υπεύθυνος ΑΠΘ: Α. Κάππος Προϋπολογισμός: 160,000 (Προϋπολογισμός ΑΠΘ: 48,000)

11 Διεθνή προγράμματα Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response (PAGER) - Phase IΙΙ of the U.S. Geological Survey (USGS). Χρηματοδότηση: NSF (Nat. Science Foundation) - USGS (US Geological Survey, ΗΠΑ) (Ιαν Σεπ. 2010) Συντονιστής: Susan K. Tubbesing, EERI (Calif.) Επιστ. υπεύθυνος ΑΠΘ: Α. Κάππος Προϋπολογισμός: $70,000 ( 50,000)

12 Δραστηριότητα Ερευν. Ομάδας ΑΠΘ Ελληνικά προγράμματα: Μελέτη τρωτότητας του πολεοδομικού συγκροτήματος Βόλου-Ν. Ιωνίας [Τμήμα της Μικροζωνικής Μελέτης του Βόλου] (διάρκεια: 2 έτη, έναρξη: ). Φορέας Χρηματοδότησης: Νομαρχία Μαγνησίας. Επιστ. υπεύθυνος (συντονιστής): Κ. Πιτιλάκης Επιστ. υπεύθυνος (Τμήμ. Τρωτότητας): Α. Κάππος Προϋπολογισμός (συνολικός): 40,000,000 δρχ. Προϋπολογισμός Τμήμ. Τρωτότητας: 5,000,000 δρχ.

13 Ελληνικά προγράμματα (συνέχ.) ΟσεισμόςτηςΑθήνας της : Εκτίμηση της τρωτότητας στην πλειόσειστη περιοχή και σύγκρισή της με την πραγματική κατανομή των βλαβών των κατασκευών από το σεισμό (διάρκεια: 2 έτη, έναρξη: 5/5/01) Χρηματοδότηση: ΟΑΣΠ Επιστημ. Υπεύθυνοι: Β. Λεκίδης (ΙΤΣΑΚ) - Α. Κάππος (ΑΠΘ) Προϋπολογισμός: 15,000,000 δρχ.

14 Ελληνικά προγράμματα (συνέχ.) Πιλοτικό πρόγραμμα προσεισμικού ελέγχου κτιρίων, σχολείων και νοσοκομείων Περιφέρειας Κεντρ. Μακεδονίας 1ηφάση (διάρκεια: 2 έτη, έναρξη: 1/9/01) Δράση Β: Προσεισμικός Έλεγχος κτιρίων ΑΠΘ (διάρκεια: 18 μήνες, έναρξη: 1/2/04) Χρηματοδότηση: Περιφέρεια Κεντρ. Μακεδονίας Επιστημ. Υπεύθυνοι: Γ. Πενέλης Κ. Στυλιανίδης Α. Κάππος Προϋπολογισμός 1ης φάσης ( ): 100,000,000

15 Ελληνικά προγράμματα (συνέχ.) Αποτίμηση σεισμικής τρωτότητας υφισταμένων κτιρίων και ανάπτυξη προηγμένων υλικών/ τεχνικών ενίσχυσης (ακρωνύμιο: ΑΡΙΣΤΙΩΝ) Χρηματοδότηση: ΓΓΕΤ, διάρκεια: 3 έτη, έναρξη: 1/10/03. Συντονιστής: Αθ. Τριανταφύλλου - Παν. Πατρών (συμμετέχουν 12 φορείς: 7 ιδιωτικοί, 5 κρατικοί) Επιστημ. Υπεύθ. ΑΠΘ: Α. Κάππος Προϋπολογισμός: 1,875,00 (Προϋπολογισμός ΕΣΣ ΑΠΘ: 90,000).

16 Ελληνικά προγράμματα (συνέχ.) Αντισεισμική Προστασία Γεφυρών (ακρωνύμιο: ΑΣΠροΓε) Χρηματοδότηση: ΓΓΕΤ, διάρκεια: 3 έτη, 1/10/03 31/3/07. Συντονιστής: Α. Κάππος (συμμετείχαν 14 φορείς: 8 ιδιωτικοί, 6 κρατικοί) Προϋπολογισμός: 2,000,00 (Προϋπολογισμός ΕΣΣ ΑΠΘ: 104,000) Ενότ. Εργασίας 7: Καμπύλες σεισμικής τρωτότητας ελληνικών γεφυρών

17 Εφαρμογή στο Δήμο Θεσσαλονίκης Σενάριο διακινδύνευσης για συνήθη κτίρια (Risk-UE WP4) Α. Ι. Κάππος (Ε.Υ.), Χ. Παναγιωτόπουλος, Γ. Παναγόπουλος, Γρ. Πενέλης

18 Καταγραφή κτιριακού αποθέματος Ανάλυση του συνολικού κτιριακού αποθέματος του Δήμου Θεσσαλονίκης που συντέθηκε βάσει: Στοιχείων ΕΣΥΕ 1991 Λεπτομερή στοιχεία για 5740 κτίρια που είχαν μελετηθεί από Πενέλη και συν. (1986) μετά το σεισμό του Λεπτομερής ανάλυση (ανά οικοδ. τετράγωνο) για τμήμα της πόλης: Επιτόπου καταγραφή από συνεργείο του ΑΠΘ τμήματος (>10%) του κτιριακού αποθέματος του Δήμου που είχε καλύψει η καταγραφή του 1986 STUDY AREA SURVEY SURVEY 2003 Αναθεώρηση τηςσύνθεσηςτου κτιριακού αποθέματος βάσει της νέας καταγραφής των 50 τετραγώνων Meters

19 Χωρική κατανομή κτιριακών τύπων Γενική σύνθεση του κτιριακού αποθέματος στην περιοχή που εξετάσθηκε: - Κτίρια Ο/Σ δομημένα κατά τους παλιούς (προ του 1985) κανονισμούς Κτίρια Ο/Σ δομημένα κατά τους νέους (μετά το 1985) κανονισμούς High Code (EAK) Low Code ('59) URM Κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία Meters

20 Reinforced concrete structures Height class Number of storeys Height (m) Code Level RC1 Concrete moment frames Low-rise Mid-rise High-rise RD 59, NEAK/EAK RC3 3.1 Concrete frames with unreinforced masonry infill walls Regularly infilled frames Low-rise Mid-rise High-rise RD 59, NEAK/EAK 3.2 Irregularly infilled frames (pilotis) Low-rise Mid-rise High-rise RD 59, NEAK/EAK RC4 4.1 RC Dual systems (RC frames and walls) Bare systems Low-rise Mid-rise High-rise RD 59, NEAK/EAK Τυπολογία κτιρίων Ο/Σ Regularly infilled dual systems Irregularly infilled dual systems (pilotis) Low-rise Mid-rise High-rise Low-rise Mid-rise High-rise RD 59, NEAK/EAK RD 59, NEAK/EAK

21 Χωρική κατανομή κτιριακών τύπων Σύνθεση κτιριακού αποθέματος (τυπολογία RISK-UE) στο Δήμο Θεσσαλονίκης RC4.1ML RC4.1HL RC4.2LL RC4.2ML RC4.2HL RC3.1LL RC3.1ML RC3.1HL RC3.2LL RC4.1LH RC4.1MH RC4.1HH RC4.2LH RC4.2MH RC4.2HH M1L M1M M3L M3M RC4.1LL

22 Άμεσος υπολογισμός των καμπυλών τρωτότητας Θεωρείται λογαριθμοκανονική κατανομή (2 παράμετροι) 1 PGA Pds [ dsi / PGA] =Φ[ ln( )] β PGA, ds Ορίζονται οι στάθμες βλάβης, π.χ. 5+1 (DS0 ως DS5), συναρτήσει του δείκτη βλάβης D (δομικού ή οικονομικού) Υπολογίζεται η σχέση (σεισμικής έντασης) (δείκτη βλάβης), π.χ. D (ή L) a g, με εμπειρικό (στατιστικά στοιχεία), αναλυτικό (π.χ. ανελαστική ανάλυση), ή και υβριδικό (συνδυασμός των προηγούμενων) τρόπο. Από τη σχέση D a g καιτουςορισμούςτωνσταθμώνβλάβης προκύπτουν οι τιμές a g που ορίζουν το κατώφλι κάθε στάθμης Εκτιμάται η συνολική διασπορά β (β D 2 + β C 2 + β ds 2 ) 1/2 και χαράσσονται οι καμπύλες τρωτότητας ds i i

23 Μεθοδολογία εκτίμησης σεισμικής βλάβης Οι υβριδικές καμπύλες τρωτότητας για όλους τους συνήθεις κτιριακούς τύπους υπολογίσθηκαν με συνδυασμό ανελαστικών αναλύσεων και στατιστικών στοιχείων βλαβών (Kappos et al. 1998, 2001) Ορίσθηκαν 6(5+μηδενική) στάθμες βλάβης (DS0 ως DS5) Damage State Damage state label Range of loss index- R/C Central index (%) Range of loss index - URM Central index (%) DS0 None DS1 Slight DS2 Moderate DS3 Substantial to heavy DS4 Very heavy DS5 Collapse

24 Μεθοδολογία εκτίμησης σεισμικής βλάβης Τυπικές καμπύλες τρωτότητας για κτίρια Ο/Σ Τυπικές καμπύλες τρωτότητας για κτίρια ΑΦΤ 1.00 Medium frame infilled '59 2nd Level vulnerability curves for 1storey Stone URM Buildings P[ds>=dsi PGA] DS1 DS2 DS3 DS4 DS PGA (g) P(D>DS/I) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% pga Medium frame infilled EAK 2nd Level vulnerability curves for 2storey Brick URM Buildings P[ds>=dsi PGA] DS1 DS2 DS3 DS4 DS PGA (g) P(D>DS/I) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% pga

25 Σενάριο για συνήθη κτίρια Κατανομή βαθμού βλάβης για ομοιόμορφη ένταση στην περιοχή - - IMM=6 IMM=7 0,00-0,01 0,01-0,10 0,10-0,30 0,30-0,60 0,60-1,00 0,00-0,01 0,01-0,10 0,10-0,30 0,30-0,60 0,60-1,00 Σ(MDF V ) V i tot i Meters Meters

26 Σενάριο για συνήθη κτίρια Κατανομή βαθμού βλάβης για ομοιόμορφη ένταση στην περιοχή - - IMM=8 IMM=9 0,00-0,01 0,01-0,10 0,10-0,30 0,30-0,60 0,60-1,00 0,00-0,01 0,01-0,10 0,10-0,30 0,30-0,60 0,60-1,00 Σ(MDF V ) V i tot i Meters Meters

27 Σεισμικό σενάριο (βάσει μικροζωνικής μελέτης) PGA (g) High : 0,59 Low : 0, Meters Χάρτης περιοχής όπου έγινε ανάλυση τρωτότητας + διακινδύνευσης

28 Σενάριο για συνήθη κτίρια Αριθμός κτιρίων με στάθμη βλάβης DS0 ως DS5 σε κάθε οικοδ. τετράγωνο για το δεδομένο σενάριο σεισμού - Damage Distribution Συνολικός αριθμός κτιρίων σε κάθε στάθμη βλάβης Damage State Number of buildings Percentage (%) DS % DS % DS % DS % DS % DS % DS0 DS1 DS2 DS3 DS4 DS Meters

29 Σενάριο για συνήθη κτίρια Κατανομή βλαβών (% κτιρίων) για όλους τους δομικούς τύπους (Δήμος Θεσσαλονίκης) 100% % 60% 40% DS5 DS4 DS3 DS2 DS1 DS0 20% 0% RC4.1LL RC4.1ML RC4.1HL RC4.2LL RC4.2ML RC4.2HL RC3.1LL RC3.1ML RC3.1HL RC3.2LL RC4.1LH RC4.1MH RC4.1HH RC4.2LH RC4.2MH RC4.2HH M1L M1M M3L M3M

30 Σενάριο για συνήθη κτίρια Πρόβλεψη κατάταξης κτιρίων: Πράσινα: DS0 & DS1 Κίτρινα: DS2 & DS3 Κόκκινα: DS4 & DS5 - Συνολικός αριθμός κτιρίων σε κάθε κατάταξη Damage Label Number of buildings Percentage (%) Green % Yellow % Red % GREEN YELLOW RED Meters

31 Σενάριο για συνήθη κτίρια Αναμενόμενη κατανομή βλάβης απότοσεισμότου σεναρίου - Σ(MDF V ) V i tot i 0,00-0,01 0,01-0,10 0,10-0,30 0,30-0,60 0,60-1, Meters

32 Σενάριο για συνήθη κτίρια Κατανομή κόστους επισκευής Θεωρώντας ένα μέσο κόστος κατασκευής 700 /m 2 Κόστος =Σ[(Vi MDFi] 700 σε κάθε οικοδ. τετράγωνο Προκύπτει ένα πολύ υψηλό κόστος 460 εκατ. για την εξεταζόμενη περιοχή (περίπου 4 για το σύνολο του Δήμου Θεσ/νίκης) COST (EUROx1000) Meters

33 Παρατηρήσεις σε σχέση με την αξιοπιστία της μεθοδολογίας Όλα τα στοιχεία της μελέτης δείχνουν ότι το σενάριο σεισμικής δράσης που θεωρήθηκε αντιστοιχεί σε σεισμό σημαντικά ισχυρότερο από εκείνον του 1978 Αναφορικά με την αποτίμηση της τρωτότητας, επισημαίνεται ότι η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε βασιζόταν σε καμπύλες συναρτήσει της PGA (έχουν υπέρ και κατά ) Πιθανώς μια ανάλυση τρωτότητας αμιγώς Επιπέδου II, δηλ. με καμπύλες συναρτήσει της S d, να οδηγούσε σε πρόβλεψη μικρότερου βαθμού βλάβης, για μερικούς τουλάχιστο τύπους κτιρίων

34 Τρωτότητα μνημειακών κατασκευών Vulnerability assessment of monumental buildings (WP5) A. J. Kappos (coord.), K.C. Stylianidis, Gr. G. Penelis, V.K. Papanikolaou

35 Κατάλογος μνημείων All registered (preserved) buildings have been included in a GIS based database All monumental buildings have been assigned a vulnerability index following the vulnerability assessment methodology for monumental buildings developed within the RISK UE project (WP5)

36 GIS Database

37 GIS Database

38 Vulnerability index The index is calculated based on data from a survey form TYPOLOGY Vi- Vi* Vi+ β Palace/Buildings Monasteries Castles Churches Chapels/Oratories Mosques Theatres Towers Bridges Walls Triumphal Arches Obelisks Statues/Fountains General parameters Vi STATE OF MAINTENANCE worst 0.04 medium 0 good DAMAGE LEVEL severe 0.04 light 0.02 nihil 0 ARCHITECTURAL TRANSFORMATIONS yes 0.02 no 0 RECENT INTERVENTIONS yes no 0.02 MASONRY QUALITY yes 0.05 no 0 SITE MORPHOLOGY ridge 0.04 sloping 0.02 flat ground 0 PLAN REGULARITY it depends CHURCHES General parameters Vi NAVE TYPOLOGY central nave one nave 0 three naves 0.02 SAILING FACADE/RAISED ELEMENTS yes 0.04 no 0 POSITION included additions 0.02 isolated 0 Specific parameters Vi DOMES/VAULTS yes 0.04 no 0 LATERAL WALL HEIGHT <6 m <x<12 m 0 > SECTION REGULARITY POSITION it depends it depends

39 NAME TYPOLO GY The Customs Palaces - Vilas Ioniki and Laiki Bank Vlatadon Monastery Palaces - Vilas Monasteri es AGE 1910 KIND OF USE Offices in the main building and warehouse s in the rest buildings FREQUEN CY CROW D MAINTEN ANCE DAMAGE LEVEL Arch TRAN REC. INTER MAS QUAL Daily yes good severe no yes yes 1929 Bank Daily yes medium nihil no no yes SITE flat ground flat ground PLAN REG. POSITI ON I v yes isolated yes corner occasional yes good medium no yes yes ridge yes isolated The Rotunda Churches Occasional yes good severe yes yes good flat ground central isolated 0.97 The Church of Churches 500 church daily yes good severe no yes good sloping three isolated 0.99 Achiropiitos The Church of flat Churches 1300 church Daily yes good severe no yes good St.Panteleim ground one isolated 0.95 on The Church flat of Ayia Churches 800 church daily yes good light no yes good ground Sophia three isolated 0.99 The Church of Ayios flat Churches 1400 church daily yes medium good Nikolaos ground three isolated 0.95 Orphanos The Church flat of Hosios Churches 600 church daily yes good severe no yes good ground David one isolated 0.89 The Rotunda flat Minaret Occasional yes good severe no yes good Minaret ground circular isolated The White Tower tower 0 Museum daily yes good light no yes good slopping circular isolated Galerios not flat Arch arch 0 0 Daily yes good light yes yes good meaning isolated ground (Kamara) ful examples of vulnerability index estimation

40 The vulnerability v index is then inserted in the GIS database

41 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία ανάλυσης κόστους - ωφέλειας Αποφάσεις Ενίσχυσης- Οικονομικές Αποφάσεις Σεισμικό Σενάριο (π.χ. Σεισμική Ένταση) Τρωτότητα Συνέπειες MDF (%) Δομικό Απόθεμα Χωρίς Ενίσχυση Ενίσχυση Σενάριο1 Αποδοτικότητα Ενίσχυσης Σενάριο1 Ενίσχυση Σενάριο2 Αποδοτικότητα Ενίσχυσης Σενάριο ΜΜΙ Όχι Ενίσχυση Σενάριο 1 Σενάριο 2 Αναμενόμενος Αριθμός Σεισμών Ν DS DS DS3 Σχέσεις Σεισμικής Επικινδυνότητας 0.50 DS DS Σχέση 1 - (ΙΤΣΑΚ2004) 0.10 Σχέση 2 - (ΙΤΣΑΚ2004) 0.00 Σχέση 3 - (ΝΕΑΚ) PGA (g) Καθόλου (ΙΜΜ VI) P [d s>=dsi PGA] Μακροσεισμική Ένταση Ι ΜΜ Χαμηλή (ΙΜΜ VII) Μέτρια (ΙΜΜ = VIII) Ισχυρή (ΙΜΜ =IX) Υψηλά Κτίρια με Μικτό Σύστημα - Π.Δ.59 ΜDF 10,000 1,000 DS5 Απώλειες που Αποφεύγονται Κτίρια 2InfFr VI VII Οικονομικές Συνέπειες VIII MMI IX IX Απώλειες IX Απ.Ε ν. Ε ξ.μ ετ. Απ.Ε σ. Απ.Περ. Β λ.κ τ.

42 Η δομή μιας μεθοδολογίας λήψης απόφασης σεισμικής ενίσχυσης Σεισμικό Σενάριο (ΙΤΣΑΚ) Τρωτότητα (Ομάδα ΑΠΘ, Kappos et al.) Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη (αναγωγή σε κοινές μονάδες και χρόνο) Αποφάσεις Επέμβασης (FEMA 227) Κάππος-Δημητρακόπουλος- Παπαϊωάννου, 2006 Οικονομικά δεδομένα ( ΕΣΥΕ, «ΑΡΙΣΤΙΩΝ», ηλ.& έντ. τύπος) Μέθοδος Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ Αν ο λόγος Ω/Κ>1 σκόπιμη καταρχήν ηπροσεισμική ενίσχυση Λόγος ωφέλειας /κόστους = (FEMA227) αναμενόμενη παρούσααξίατωνμελλοντικώνωφελειών (που θα προκύπτουν λόγω της ενίσχυσης) κόστος που απαιτείται για την ενίσχυση μιας κατηγορίας κτιρίων

43 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Σεισμικό Σενάριο (Μέγεθος Πιθανότητα, Απόσταση) Τρωτότητα (Στάθμες Βλάβης, Καμπύλες) Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη 1.E+00 Σεισμική Επικινδυνότητα (Θεσσαλονίκη) Αποφάσεις Επέμβασης Οικονομικές αποφάσεις Μοντέλο Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ 1.E-01 1.E-02 ΙΤΣΑΚ(2004)1 ΙΤΣΑΚ(2004)2 ΝΕΑΚ 1.E-03 Σεισμικό Σενάριο: Εφαρμογή στην περιοχή Θεσσαλονίκης Εξετάζονται εντάσεις : I MM = VI-XΙ Ν 1.E-04 1.E-05 1.E-06 1.E Μακροσεισμική Ένταση Ι ΜΜ Χρησιμοποιήθηκαν 3 σχέσεις σεισμικής επικινδυνότητας για τη Θεσσαλονίκη: 1. logn = I MM (ΙΤΣΑΚ,2004-βάσει παρατηρημένων τιμών) 2. logn = I MM (ΙΤΣΑΚ,2004-πιθανολογική ανάλυση) 3. logn = I MM (ΝΕΑΚ)

44 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Σεισμικό Σενάριο (Μέγεθος Πιθανότητα, Απόσταση) Αποφάσεις Επέμβασης Τρωτότητα (Στάθμες Βλάβης, Καμπύλες) Οικονομικές αποφάσεις Στάθμες βλάβης από DS0 = Καθόλου βλάβη έως DS5 = Κατάρρευση Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη Μοντέλο Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ Τρωτότητα (Kappos et al.2004): Ταξινόμηση κτιρίων, Καμπύλες τρωτότητας Γιατουςσυνήθειςτύπουςκτιρίωντης Θεσσαλονίκης (στο σχ. 9Dual και 9PilFr) Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης. Πλεονεκτήματα 1. Ενσωμάτωση στατιστικών στοιχείων και αναλύσεων 2. Προκύπτουν από συνεχείς ΚΤ (λογαριθμοκανονικές). Επίσης: Εκτίμηση των απωλειών με βάση τη πιθανότητα κατάρρευσης του κτιρίου σύμφωνα με Coburn&Spence (2002) P[ds>=dsi PGA] Υψηλά Κτίρια με Μικτό Σύστημα - Π.Δ DS DS DS DS DS PGA (g) P[ds>=dsi PGA] Υψηλά Κτίρια με Μικτό Σύστημα -ΕΑΚ DS DS DS DS DS PGA (g)

45 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Σεισμικό Σενάριο (Μέγεθος Πιθανότητα, Απόσταση) Αποφάσεις Επέμβασης Τρωτότητα (Στάθμες Βλάβης, Καμπύλες) Οικονομικές αποφάσεις Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη Εξετάζονται τα παλαιά κτίρια Ο/Στης Θεσσαλονίκης ήτοι τα σχεδιασμένα πριν τις οδηγίες του 1984 (στο σχ. 2PilFr) Σενάρια Ενίσχυσης: 1 ο : Αύξηση μόνο αντοχής - Κόστος ενίσχυσης 10% της αξίας αντικατάστασης 2 ο : Αύξηση αντοχής και πλαστιμότητας - Κόστος ενίσχυσης 12% της αξίας αντικατάστασης Μοντέλο Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ F y F y F Περίοδος σχεδιασμού (ενίσχυσης): έτη F F y 1 ο Σενάριο Σ.Ε. 2 ο Σενάριο Σ.Ε. F y Αντίστοιχα προκύπτει και η αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης (αναμενόμενη). Δ y Δ u Δ μ=δ u /Δ y Δ y Δ y Δ u Δ u Δ

46 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Σεισμικό Σενάριο (Μέγεθος Πιθανότητα, Απόσταση) Αποφάσεις Επέμβασης Γενικά Οικονομικά Δεδομένα Επιτόκιο : 4% (FEMA227: 3-6%) Όταν αυξάνεται το επιτόκιο μειώνεται ο λόγος Ω/Κ. ΣυντελεστήςΠαρούσαςΑξίας: από FEMA 227 Τρωτότητα (Στάθμες Βλάβης, Καμπύλες) Οικονομικές αποφάσεις Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη Μοντέλο Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ Στατιστική Αξία Ανθρώπινης Ζωής: Μεγάλη αβεβαιότητα! Έγιναν παραμετρικές αναλύσεις με τις τιμές: κάτω όριο και άνω όριο. Οικονομικά Δεδομένα Κτιρίων Κόστος Αντικατάστασης: : 750 /m 2 Εισόδημα από ενοικίαση : 4.0 /m 2 0.5% της αξίας αντικατ. Κόστος μετεγκατάστασης : 24.0 /m 2 /μην 3.2% της αξίας αντικατ. Απώλειες Λόγω της Διακοπής Λειτουργίας Αξία Προσωπικής Περιουσίας : (FEMA 227) 30% της αξίας αντικατ. Γενικά Εισοδήματα της ενοικιαζόμενης επιφάνειας από ΕΣΥΕ. Άμεσο Κόστος Ενίσχυσης : Σενάριο(1) :75 /m 2 Σενάριο(2) :90 /m 2 10% της αξίας αντικατ. 12% της αξίας αντικατ. Έμμεσο Κόστος Ενίσχυσης : 20% του άμεσου (αμοιβή μηχανικού)

47 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Σεισμικό Σενάριο Αποφάσεις Επέμβασης Τρωτότητα (Ομάδα ΑΠΘ, Kappos et al.) Οικονομικά δεδομένα Πραγματοποιήθηκαν (με το νέο λογισμικό) αναλύσεις για: 12-κατηγορίες κτιρίων Συνέπειες, Βλάβες / Οφέλη (αναγωγή σε κοινές 3-σχέσεις σεισμικής επικινδυνότητας μονάδες και χρόνο) 2-περιόδους Σχεδιασμού: : 20 και 40 έτη Μέθοδος 2-Στατιστικές Αξίες της Ανθρώπινης Ζωής: Αξιολόγησης Λόγος Ω/Κ και (άνω & κάτω όριο) Αποφάσεις Ενίσχυσης- Οικονομικές Αποφάσεις Σεισμικό Σενάριο (π.χ. Σεισμική Ένταση) Τρωτότητα Συνέπειες Πορεία υπολογισμού (Λόγου Ω/Κ) για κάθε κατηγορία κτιρίου (1 ανάλυση) Δομικό Απόθεμα Όχι Ενίσχυση Σενάριο 1 Σενάριο 2 Αναμενόμενος Αριθμός Σεισμών Ν Καθόλου (ΙΜΜ? VI) Υψηλά Κτίρια με Μικτό Σύστημα - Π.Δ DS DS DS DS DS Σχέσεις Σεισμικής Επικινδυνότητας Σχέση 1 - (ΙΤΣΑΚ2004) 0.00 Σχέση 2 - (ΙΤΣΑΚ2004) PGA (g) Σχέση 3 - (ΝΕΑΚ) Μακροσεισμική Ένταση Ι ΜΜ Χαμηλή (ΙΜΜ? VII) Μέτρια (ΙΜΜ = VIII) Ισχυρή (ΙΜΜ =IX) P[ds>=dsi PGA] ΜDF DS5 10,000 1, VI Οικονομικές Συνέπειες Απώλειες που Αποφεύγονται Κτίρια 2InfFr59 VII VIII MMI IX Απώλειες IX IX Απ.Εν. Εξ.Μετ. Απ.Εσ. Απ.Περ. Βλ.Κτ.

48 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Άποψη του λογισμικού που αναπτύχθηκε - Λειτουργεί σε περιβάλλον Excel και χρησιμοποιεί κώδικα VBA. Δεδομένα (5 ομάδες) ) : 1. Γεωγραφικά και σεισμολογικά 2. Δομικά και μηχανικά 3. Δεδομένα χρήσης κτιρίων 4. Οικονομικά δεδομένα κτιρίων 5. Γενικά οικονομικά δεδομένα Αποτελέσματα Χωρίζονται σε 5 πίνακες : 1. Σενάριο βλαβών και οικονομικών απωλειών 2. Αναμενόμενες βλάβες και οικονομικές απώλειες 3. Βλάβες και απώλειες που αναμένεται να αποφευχθούν 4. Λόγοι Ω/Κ με και χωρίς την ΣΑΑΖ. 5. Αναμενόμενες απώλειες / θάνατοι

49 Πιλοτική Εφαρμογή - Αποτελέσματα Σενάριο 1 ο Ενίσχυση μέχρι στάθμη ασφαλείας κτιρίων Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Περίοδος Σχεδιασμού 20 έτη Δεν λαμβάνεται υπόψη η στατιστική αξία της ανθρώπινης ζωής (κάτω όριο μικρότεροι δυνατοί λόγοι Ω/Κ) Λόγοι Ωφέλειας/Κόστους χωρίς την Στατιστική Αξία της Ανθρώπινης Ζωής Σεισμ.Επικινδ.(1) Σεισμ.Επικινδ.(2) Σεισμ.Επικινδ.(3) λόγος Ω/Κ >1 σκόπιμη ενίσχυση ` 2InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr InfDu59 4InfDu59 Επιφάνειες ανά Κατηγορία Κτιρίου Θεσσαλονίκη 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59 2PilF r59 4PilF r59 9PilF r59 2InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59 2PilFr59 4PilFr59 9PilFr59

50 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή Πιλοτική Εφαρμογή Αποτελέσματα (συνέχεια) Τα 2 Σενάρια Ενίσχυσης Αναμενόμενες Ανθρώ πινες Απώλειες Σεισμική Επικινδυνότητα (1) Αναμενόμενες Ανθρώπινες Απώλειες Σεισμική Επικινδυνότητα (2) Μετά την Ενίσχυση Σενάριο (1) Μετά την Ενίσχυση Σενάριο (2) Πριν την Ενίσχυση InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59 2InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59 Αναμενόμενες Ανθρώπινες Απώλειες πριν και μετά την ενίσχυση Εκτίμηση των απωλειών με βάση την πιθανότητα κατάρρευσης του κτιρίου, σύμφωνα με την μεθοδολογία Coburn&Spence (2002).

51 Σκοπιμότητα προσεισμικής ενίσχυσης κτιρίων: Μεθοδολογία και πιλοτική εφαρμογή 2 Σενάρια Ενίσχυσης Πιλοτική Εφαρμογή Αποτελέσματα (συνέχεια) Περίοδος Σχεδιασμού: 40 έτη Στατιστική αξία της ανθρώπινης ζωής : και (η μεγαλύτερη τιμή που χρησιμοποιήθηκε) (άνω όριο μέγιστοι δυνατοί λόγοι Ω/Κ) λόγος Ω/Κ >1 Τα δύο σενάρια ενίσχυσης δίνουν παρόμοια αποτελέσματα. σκόπιμη ενίσχυση 4.0 Λόγοι Ωφέλειας/Κόστους με την Αξία της Ανθρώπινης Ζωής Στατιστική Αξία Ανθρώ πινης Ζω ής 50,000 Σενάριο (1) 4.0 Λόγοι Ωφέλειας/Κόστους με την Αξία της Ανθρώπινης Ζωής Στατιστική Αξία Ανθρώ πινης Ζωής 500,000 Σενάριο (1) 3.0 Σενάριο (2) 3.0 Σενάριο (2) InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59 2InfDu59 4InfDu59 9InfDu59 2PilDu59 4PilDu59 9PilDu59 2InfFr59 4InfFr59 9InfFr59

52 Ευχαριστώ για την υπομονή σας!