Συµβατότητα των Σεισµικών ράσεων Σχεδιασµού του -8 µε τη Θεωρία Μετάδοσης Σεισµικών Κυµάτων ompatibility of -8 eismic esign Actions with eismic Wave Propagation Theory ΜΠΟΥΚΟΒΑΛΑΣ, Γ.. ΠΑΠΑ ΗΜΗΤΡΙΟΥ, Α. Γ. ΚΑΡΑΜΗΤΡΟΣ,. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής, Ε.Μ.Π. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Λέκτορας, Π.Θ. Πολιτικός Μηχανικός, Μ..Ε., Υποψ. ιδάκτορας Ε.Μ.Π. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Γίνεται κριτική αξιολόγηση των διατάξεων του -8, σχετικά µε την επίδραση του εδάφους στις σεισµικές δράσεις σχεδιασµού, µε αναφορά σε αποτελέσµατα παραµετρικών αναλύσεων βασισµένων στην θεωρία κυµατικής διάδοσης. Εντοπίζονται και προτείνονται συγκεκριµένες, ποσοτικού κυρίως χαρακτήρα τροποποιήσεις του -8 οι οποίες αφορούν στην κατηγοριοποίηση του εδάφους, στους συντελεστές εδαφικής, καθώς και στα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού. Οι εν λόγω τροποποιήσεις δεν διαφοροποιούν την βασική φιλοσοφία του κανονισµού, αλλά αποκαθιστούν την συµβατότητα του µε τις συνήθεις αριθµητικές αναλύσεις που χρησιµοποιούνται εναλλακτικά στην πράξη. ATRAT : The -8 provisions for soil effects on seismic actions are critically evaluated from the point of view of seismic wave propagation theory. y comparing the code provisions to the theoretical estimates, a number of easy to implement and mostly quantitative potential modifications of -8 are identified that refer to the ground type categorization, the soil amplification factors and the horizontal elastic response spectra specified by the code. These modifications do not alter the basic line of thought of the code, but enhance the compatibility between its provisions and commonly performed numerical analyses of seismic soil response.. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Εν περιλήψει, ο -8 διαχωρίζει τα εδάφη σε επτά (7) κατηγορίες, οι πέντε εκ των οποίων (A,,, και ) έχουν προδιαγεγραµµένες σεισµικές δράσεις ενώ οι υπόλοιπες δύο ( και ) απαιτούν την εκτέλεση ειδικών γεωτεχνικών µελετών. Οι πρώτες πέντε (5) κατηγορίες εδάφους επιλέγονται µε βάση την στρωµατογραφία, το πάχος των πρόσφατων αποθέσεων H και την αντίστοιχη µέση τιµή κρούσεων N PT, την αστράγγιστη διατµητική αντοχή c u και την µέση ταχύτητα διάδοσης σεισµικών κυµάτων V,3 στα πρώτα 3m του εδάφους. Στην πράξη, η επιλογή της εδαφικής κατηγορίας βασίζεται κυρίως στο πάχος H και στην µέση ταχύτητα V,3, παρά το γεγονός ότι η τιµή της δεύτερης παραµέτρου υπολογίζεται ανεξάρτητα από την ύπαρξη ή µη βραχώδους υποβάθρου εντός των επιφανειακών 3m βάθους. Για κάθε κατηγορία εδάφους, προσδιορίζονται ακολούθως ένας «Εδαφικός Συντελεστής» (), ο οποίος τροποποιεί την «Εδαφική Επιτάχυνση Σχεδιασµού» (a g ) σε σχέση µε την τιµή αναφοράς για βραχώδεις θέσεις (κατηγορία Α), και ένα ανηγµένο ελαστικό φάσµα απόκρισης e (T), όπου T υποδηλώνει την ιδιοπερίοδο της κατασκευής. Οι εδαφικοί συντελεστές και τα ανηγµένα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού (αναφερόµενα ως NR ακολούθως) κάθε κατηγορίας εδάφους είναι διαφορετικά για περιοχές υψηλής και χαµηλής σεισµικότητας, και χαρακτηρίζονται ως σεισµικές δράσεις «Type» και «Type» για Μ > 5.5 και Μ < 5.5 αντίστοιχα. Η ανωτέρω αποτίµηση της τοπικής εδαφικής επίδρασης είναι σαφώς προσεγγι- 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος
στική, αλλά αρκετά λογική δεδοµένου ότι λαµβάνει άµεσα ή έµµεσα υπόψη δύο βασικούς παράγοντες οι οποίοι είναι γνωστό ότι ελέγχουν την σεισµική απόκριση του εδάφους: τα γεωτεχνικά χαρακτηριστικά της κάθε θέσης (µέσω των H και V,3 ) και τα χαρακτηριστικά της σεισµικής διέγερσης (µέσω του µεγέθους M). εν υπάρχει αµφιβολία ότι η χρήση της µη-γραµµικής ιδιοπεριόδου της θέσης T s, της δεσπόζουσας περιόδου της διέγερσης T e και της κορυφαίας σεισµικής επιτάχυνσης a max (ή/και ταχύτητας v max ) θα ήταν πλέον ακριβής για τον προσδιορισµό των σεισµικών δράσεων. Οι παράµετροι αυτές όµως, δεν είναι συνήθως διαθέσιµες στον κοινό χρήστη του κανονισµού, και εποµένως η υιοθέτηση τους θα είχε τελικώς αρνητικά αποτελέσµατα. Για τους ανωτέρω λόγους, θεωρήθηκε σκόπιµο να µην τροποποιηθεί επί του παρόντος η βασική φιλοσοφία του -8 αλλά να αναζητηθούν οι ελάχιστες δυνατές ποσοτικές τροποποιήσεις οι οποίες θα βελτιώσουν την συµβατότητα του µε ευρέως αποδεκτές θεωρητικές προσεγγίσεις οι οποίες χρησιµοποιούνται εναλλακτικά στην πράξη. Με αυτό τον στόχο, πραγµατοποιήθηκε ένας σηµαντικός αριθµός παραµετρικών αναλύσεων προκειµένου να διερευνηθεί κατά πόσον: οι κατηγορίες εδάφους του -8 καλύπτουν επαρκώς και µονοσήµαντα όλες τις συνήθεις εδαφικές συνθήκες, και οι συντελεστές εδάφους και τα NR του -8 είναι συµβατά µε τις αντίστοιχες κατηγορίες εδάφους και τα αντίστοιχα επίπεδα σεισµικότητας.. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ Οι παραµετρικές αναλύσεις σεισµικής απόκρισης του εδάφους πραγµατοποιήθηκαν µε την βοήθεια των πολύ-παραµετρικών σχέσεων των ouckovalas & Papadimitriou (3). Οι σχέσεις αυτές βασίζονται στα θεωρητικά πρότυπα της (κατακόρυφης) µετάδοσης σεισµικών κυµάτων σε οµοιόµορφο ιξωδοελαστικό στρώµα εδάφους επί ελαστικού υποβάθρου, και έχουν βαθµονοµηθεί έναντι αποτελεσµάτων αριθµητικών αναλύσεων µε την ισοδύναµη γραµµική µέθοδο (hake 9, Idriss and un 99), µε τυπική απόκλιση ±6%. Η χρήση τους, αντί για τις πραγµατικές µη γραµµικές αναλύσεις, επελέγη εδώ για καθαρά πρακτικούς λόγους, µια και µε αυτό τον τρόπο κατέστη δυνατή η διεξοδική διερεύνηση όλων των βασικών παραµέτρων του προβλήµατος, µε άνω των συνδυασµών εδάφους-υποβάθρου-διέγερσης. Για αντίστοιχους λόγους, οι εν λόγω σχέσεις έχουν ήδη ενσωµατωθεί σε µεθοδολογία αυτοµατοποιηµένης εκπόνησης µικροζωνικών µελετών µε χρήση GI (Papadimitriou et al 8). Προς απάντηση των ερωτήσεων και που ετέθησαν στην εισαγωγή, οι διατάξεις του -8 χρειάσθηκε να επαναπροσδιορισθούν συναρτήσει των παραµέτρων που εισάγονται στις ανωτέρω σχέσεις υπολογισµού. Συγκεκρι- µένα, οι εν λόγω σχέσεις βασίζονται στον ορισµό της ελαστικής ιδιοπεριόδου στήλης εδάφους T s,o και, κατ επέκταση, στην µέση ταχύτητα σεισµικών κυµάτων V,Η έως το βάθος H του βραχώδους υποβάθρου. Έτσι, προέκυψε η ανάγκη συσχέτισης της µέσης ταχύτητας V,Η µε την µέση ταχύτητα V,3 που χρησιµοποιεί ο -8. Θεωρώντας ότι η ταχύτητα των σεισµικών κυµάτων στο υπόβαθρο είναι V b, ενώ η µεταβολή της V µε το βάθος z(m) εκφράζεται ως V = V,3 (z/3) α, η ζητούµενη σχέση µεταξύ V,Η και V,3 προκύπτει τελικώς ως: V,H 3 = V V,3,3 H ; 3 H Vb a H ; 3 H < 3m H 3m () Στις αναλύσεις, η τιµή του V b µεταβλήθηκε από 8m/s έως m/s µε την λογική ότι η ύπαρξη σεισµικού υποβάθρου από σκληρό βράχο, µε V b >> m/s, αποτελεί ένα µάλλον ακραίο ενδεχόµενο. Πίνακας : Παράµετροι «ισχυρής» (Μ > 5.5) και «ασθενούς» (Μ < 5.5) σεισµικής διέγερσης Table : Quantification of weak (M < 5.5) and strong (M > 5.5) seismic excitation Παράµετρος M < 5.5 M > 5.5 a b max (g)... T e (s)..5..4 n 3 6 4 8 Πέραν τούτου, ελήφθη υπόψη ότι ο -8 διαφοροποιεί τους εδαφικούς συντελεστές και τα ανηγµένα φάσµατα NR ανάλογα µε την ένταση M της σεισµικής διέγερσης (Type : M > 5.5 και Type : M < 5.5). Για τον λόγο αυτό, οι σεισµικές διεγέρσεις που χρησιµο- 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος
ποιήθηκαν στις παραµετρικές αναλύσεις διακρίθηκαν επίσης σε «ισχυρές» και «ασθενείς» µε αναφορά (Πίνακας ): α) στην µέγιστη σεισµική επιτάχυνση της διέγερσης στο αναδυόµενο υπόβαθρο a b max, β) στην αντίστοιχη δεσπόζουσα περίοδο T e και γ) στον αριθµό σηµαντικών κύκλων φόρτισης n. Οι παραµετρικές αναλύσεις επικεντρώθηκαν αρχικά στην µεταβολή του εδαφικού συντελεστή συναρτήσει των H και V,3 ή ισοδύναµα των H και V,Η, τόσο για «ισχυρές» όσο και για «ασθενείς» σεισµικές διεγέρσεις. Ακολούθως, η διερεύνηση επεκτάθηκε στην αντίστοιχη µεταβολή των ανηγµένων φασµάτων NR για τις διάφορες κατηγορίες εδάφους και σεισµικής διέγερσης. Με δεδοµένη την µεταβολή του εδαφικού συντελεστή, το σκέλος αυτό της παραµετρικής διερεύνησης επικεντρώθηκε στον φασµατικό συντελεστή εδαφικής ενίσχυσης A a ο οποίος ορίζεται ως (Εξ. α): A a = NR for Ground TypesA,,,, NR for Ground TypeA κατά -8, και ως (Εξ. β): NR εδαφικής επιφάνειας A = a NR σεισμικής διέγερσης σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα των παραµετρικών αναλύσεων. 8 Vb=8m/s 8 Vb=8m/s 7 7 6 6 Vs,3 (m/sec) 5 4 Vs,3 (m/sec) 5 4 3 3 A 3 4 5 6 7 8 A 3 4 5 6 7 8 Σχήµα Κατηγορίες εδάφους κατά -8 και εδαφικοί συντελεστές από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s: Επίδραση των H και V s,3, α) για Μ > 5.5 (Type ), και β) για Μ < 5.5 (Type ) Figure Ground type categorization on the basis of -8, as a function of H and V s,3, and contours of average soil factor variation from - analyses with V b = 8m/s: a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ).8.7.6.5.4.3...9 A 8 V b =8m/s V b =m/s Average.8.7.6.5.4.3...9 A Σχήµα Σύγκριση των εδαφικών συντελεστών του -8 µε αποτελέσµατα από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s και m/s, α) για Μ > 5.5 (Type ), και β) για Μ < 5.5 (Type ) Figure oil factors per ground type on the basis of -8 versus respective range of variation from all - analyses, with V b = 8m/s and m/s: a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ) 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 3
3. ΕΠΙ ΡΑΣΗ Ε ΑΦΟΥΣ ΣΤΗΝ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ 3. Συγκριτική Αξιολόγηση -8 Στο Σχήµα παρουσιάζονται ισοκαµπύλες των τιµών του εδαφικού συντελεστή που προέκυψε από τις αναλύσεις για ισχυρή και ασθενή σεισµική διέγερση, συναρτήσει του πάχους των εδαφικών αποθέσεων H και της µέσης ταχύτητας διατµητικών κυµάτων V,3. Παράλληλα, και για λόγους σύγκρισης, στο ίδιο σχήµα παρατίθενται οι κατηγορίες εδάφους του -8, µε µία αναγκαία παραδοχή: η έκφραση several tens of meters που χρησιµοποιείται στον -8 κατά τον ορισµό των κατηγοριών εδάφους, και εξελήφθη ως βάθος µεγαλύτερο από 3m. Η παρουσίαση των αναλύσεων αφορά στην συνηθέστερη περίπτωση µαλακού βραχώδους υποβάθρου µε V b = 8m/s. Αντίστοιχες αναλύσεις έχουν πραγµατοποιηθεί και για την περίπτωση σκληρού σεισµικού υποβάθρου µε V b = m/s, µε παρόµοια αποτελέσµατα τα οποία δεν παρουσιάζονται εδώ προς εξοικονόµηση χώρου. Επιπλέον, δεν παρουσιάζονται αποτελέσµατα αναλύσεων µε Η > 8m, κρίνοντας ότι θέσεις µε τόσο µεγάλο πάχος εδαφικών αποθέσεων θα πρέπει να αποτελούν αντικείµενων ειδικών γεωτεχνικών ερευνών. Περαιτέρω, στο Σχήµα παρουσιάζεται το εύρος µεταβολής (µέση τιµή ± τυπική απόκλιση) των τιµών του συντελεστή που προέκυψαν από τις αναλύσεις για κάθε κατηγορία εδάφους, για V b = 8m/s και m/s, συγκριτικά προς τις αντίστοιχες τιµές του -8. Εστιάζοντας αρχικά στα Σχήµατα α και α, που αφορούν σε ισχυρές σεισµικές διεγέρσεις µε M > 5.5 (Type ), παρατηρείται ότι: Ο ορισµός των κατηγοριών εδάφους του -8 δεν είναι πλήρης, δεδοµένου ότι θέσεις µε V,3 > 36 m/s και H = 5 3m, καθώς και θέσεις µε V,3 < 36 m/s και H = 3m δεν ανήκουν σε καµία από τις κατηγορίες του κανονισµού. Οι τιµές του εδαφικού συντελεστή που προέκυψαν από τις αναλύσεις για κατηγορία εδάφους A του -8 είναι αισθητά µεγαλύτερες από την τιµή =. του κανονισµού. Εκτός από την κατηγορία εδάφους, οι εδαφικοί συντελεστές του -8 δεν συµφωνούν µε τις αναλυτικές προβλέψεις. Η πλέον αξιοπρόσεκτη διαφορά εντοπίζεται στην κατηγορία εδάφους (βαθιές και µαλακές στρώσεις) όπου προτείνεται =.35, σε σύγκριση µε τις τιµές των αναλύσεων που κυµαίνονται µεταξύ.95 και.. Αντίστοιχες είναι και οι παρατηρήσεις στα Σχήµατα β και β, για ασθενείς διεγέρσεις (M < 5.5, Type ), µόνον που τώρα οι διαφορές στις τιµές του είναι µεγαλύτερες και αφορούν πρακτικά όλες τις κατηγορίες εδάφους. 3. Προτεινόµενες Τροποποιήσεις Ως ο βήµα για την βελτίωση των ανωτέρω συγκρίσεων, η µέση ταχύτητα V,3 στα πρώτα 3m εδάφους (και σεισµικού υποβάθρου) µπορεί να αντικατασταθεί στον -8 µε την µέση ταχύτητα V,Η των εδαφικών αποθέσεων. Οι νέες συγκρίσεις, µετά από αυτή την αλλαγή, παρουσιάζονται στα Σχήµατα 3 και 4. Παρατηρείται ότι οι νέες τιµές του για κατηγορία εδάφους A κυµαίνονται µεταξύ.85 και.3, έχει βελτιωθεί δηλαδή η συµφωνία µε την τιµή =. που προβλέπει ο κανονισµός. Ως ο βήµα, οι κατηγορίες εδάφους του 8 µπορεί να επανα-προσδιορισθούν ως ακολούθως: Η κατηγορία εδάφους να περιλάβει θέσεις µε πάχος Η έως και 3m. Η κατηγορία εδάφους A να κατατµηθεί σε δύο υπό κατηγορίες ως ακολούθως: A: V,Η > 36 m/s & H < 5m A: V,Η = 36m/s & H < 5m, ή V,Η > 36 m/s & H = 5 3m Οι νέες συγκρίσεις µεταξύ των αναλύσεων και του (τροποποιηµένου) -8 παρουσιάζονται στα Σχήµατα 5 και 6. Παρατηρείται ότι τώρα η κατηγορία Α αντιστοιχεί πραγµατικά σε συνθήκες βραχώδους υποβάθρου, µε =. ±.5. Πέραν τούτου, οι τιµές του για την νέα κατηγορία A είναι πρακτικά οµοιόµορφες και συγκρίσιµες µε τις τιµές για τις προυπάρχουσες κατηγορίες. Τέλος, ως 3 ο βήµα, οι τιµές του µπορεί να επανα-προσδιορισθούν όπως παρακάτω. Πίνακας : Προτεινόµενοι συντελ. εδάφους Table : Proposed soil factors Κατηγ. Συντελεστές Εδάφους Εδάφους M > 5.5 M < 5.5 Μέση τιµή A... A..3.5.3.3.3.5.5.5.5...35.35.35 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 4
8 Vb=8m/s 8 Vb=8m/s 7 7 6 6 V Vs,el s,h (m/s) (m/sec) 5 4 Vs,el (m/sec) 5 4 3 3 A 3 4 5 6 7 8 A 3 4 5 6 7 8 Σχήµα 3 Κατηγορίες εδάφους κατά -8 και εδαφικοί συντελεστές από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s: Επίδραση των H και V s,h, α) για Μ > 5.5 (Type ), και β) για Μ < 5.5 (Type ) Figure 3 Ground type categorization on the basis of -8, as a function of H and V s,h, and contours of average soil factor variation from - analyses with V b = 8m/s: a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ).8.7.6.5.4.3...9 A 8 V b =8m/s V b =m/s Average.8.7.6.5.4.3...9 A Σχήµα 4 Σύγκριση των εδαφικών συντελεστών του -8 µε αποτελέσµατα από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s και m/s, µετά την αντικατάσταση της V s,3 µε την V,H, α) για Μ > 5.5 (Type ), και β) για Μ < 5.5 (Type ) Figure 4 oil factors per ground type on the basis of -8 versus respective range of variation from all - analyses, with V b = 8m/s and m/s, following the replacement of V s,3 with V,H, a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ) Όπως ήταν αναµενόµενο, οι συντελεστές για ασθενείς διεγέρσεις (M < 5.5, Type ) είναι εν γένει µεγαλύτεροι από τους αντίστοιχους συντελεστές για ισχυρές δονήσεις (M > 5.5, Type ). Οι διαφορές όµως δεν είναι τόσο σηµαντικές όσο στον -8, και εποµένως θα µπορούσε κάλλιστα να υιοθετηθεί µία ενιαία οµάδα µέσων τιµών, ανεξαρτήτως µεγέθους σεισµικής διέγερσης. Κατ αυτό τον τρόπο, απλουστεύονται οι διατάξεις του κανονισµού χωρίς ουσιαστική επιβάρυνση στην ακρίβεια υπολογισµού των σεισµικών δράσεων. 4. ΕΠΙ ΡΑΣΗ Ε ΑΦΟΥΣ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ 4. Συγκριτική Αξιολόγηση -8 Τα Σχήµατα 7α & 7β συνοψίζουν την σύγκριση µεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των διατάξεων του -8 σχετικά µε τα ανηγµένα ελαστικά φάσµατα σχεδιασµού NR, για «ισχυρές» (Μ > 5.5) και για «ασθενείς» (Μ < 5.5) σεισµικές διεγέρσεις αντίστοιχα. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 5
8 Vb=8m/s 8 Vb=8m/s 7 7 6 6 Vs,el V s,h (m/sec) (m/s) 5 4 A A Vs,el (m/sec) 5 4 A A 3 3 A 3 4 5 6 7 8 A 3 4 5 6 7 8 Σχήµα 5 Προτεινόµενες κατηγορίες εδάφους και εδαφικοί συντελεστές από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s: Επίδραση των H και V s,h, α) για Μ > 5.5 (Type ), και β) για Μ < 5.5 (Type ) Figure 5 Proposed ground type categorization and contours of average soil factor variation from - analyses with V b = 8m/s, as a function of H and V s,h,: a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ).8.7.6.5.4.3...9 A A 8 uggested V b =8m/s V b =m/s Average.8.7.6.5.4.3...9 A A Σχήµα 6 Σύγκριση των εδαφικών συντελεστών του -8 µε αποτελέσµατα από αναλύσεις σεισµικής απόκρισης για V b = 8m/s και m/s, µετά την αντικατάσταση της V s,3 µε την V,H και την αντικατάσταση της κατηγορίας Α µε τις Α και Α, α) για Μ>5.5 (Type ), και β) για Μ<5.5 (Type ) Figure 6 oil factors per ground type on the basis of -8 versus respective range of variation from all - analyses, with V b = 8m/s and m/s, following the replacement of V s,3 with V,H and the division of Ground Type A into Ground Types A and A, a) for M > 5.5 (Type ), and b) for M < 5.5 (Type ) Η σύγκριση εστιάζεται στους φασµατικούς συντελεστές εδαφικής ενίσχυσης A a που ορίσθηκαν προηγουµένως (Εξ. και ), για τις διάφορες κατηγορίες εδάφους. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων παρουσιάζονται ως σκιασµένη ζώνη, που ορίζεται από τις καµπύλες της µέσης τιµής ± τυπική απόκλιση. Αρχικώς, είναι αξιοσηµείωτη η διαφορά στη µορφή των καµπυλών που προκύπτουν αναλυτικά και από τον Ε-8. Η διαφορά αυτή όµως οφείλεται εν πολλοίς στη εξοµάλυνση των φασµάτων σχεδιασµού του κανονισµού και είναι δύσκολο να εξαλειφθεί χωρίς να περιπλέξει άνευ ουσιαστικού λόγου τις σχετικές διατάξεις του. 4. Προτεινόµενες Τροποποιήσεις Κατ επέκταση της ανωτέρω κριτικής, έγινε ακολούθως προσπάθεια καλύτερης προσαρ- 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 6
.5 A - Type (M > 5.5).5 A - Type (M > 5.5).5 A - Type (M < 5.5).5 A - Type (M < 5.5).5.5.5.5.5.5.5.5.5 - Type (M > 5.5) - Type (M > 5.5) omputed Range.5.5.5.5.5 - Type (M < 5.5) - Type (M < 5.5) omputed Range.5.5.5.5-8 (proposed) -8 (present).5.5.5.5 - Type (M > 5.5) - Type (M > 5.5).5.5 - Type (M < 5.5) - Type (M < 5.5).5.5.5.5-8 (present) -8 (proposed).5.5.5.5 Σχήµα 7 Σύγκριση φασµατικών συντελεστών εδαφικής ενίσχυσης A a από τις αναλύσεις σεισµικής απόκρισης και κατά τον -8, α) για Μ > 5.5 (Type ) και β) για Μ < 5.5 (Type ). Figure 7 Normalized spectral amplification ratios A a from - analyses and comparison to the standing and proposed modified -8 for: a) Type (M > 5.5), b) Type (M < 5.5) 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 7
µογής των NR του Ε-8 προς τα αποτελέσ- µατα των αναλύσεων, χωρίς τροποποίηση της βασικής τους µορφής. Για τον σκοπό αυτό, διατηρήθηκε το φάσµα της σεισµικής διέγερσης, για την κατηγορία εδάφους Α, και τροποποιήθηκαν τα φάσµατα των υπολοίπων κατηγοριών µέσω των χαρακτηριστικών τους περιόδων T και T. Οι νέες τιµές των T και T συνοψίζονται στον Πίνακα 3, ενώ οι αντίστοιχες καµπύλες φασµατικής ενίσχυσης έχουν σχεδιασθεί µε έντονη (bold) γραµµή στα Σχήµατα 7α & 7β. Πίνακας 3: Προτεινόµενες τιµές φασµατικών περιόδων T και T Table 3: Proposed spectral periods T and T Κατηγορία Εδάφους M > 5.5 (Type ) M < 5.5 (Type ) T (s) T (s) T (s) T (s) A & A.4.5.3.6.5.4.6.4.3 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα κύρια συµπεράσµατα που προκύπτουν από την προηγούµενη συγκριτική παρουσίαση διατάξεων του -8 και αποτελεσµάτων παρα- µετρικών αναλύσεων, σχετικά µε την επίδραση του εδάφους στις σεισµικές δράσεις σχεδιασ- µού είναι τα ακόλουθα: Η γενική φιλοσοφία των διατάξεων του - 8 (ορισµός ποσοτικών κριτηρίων για τις κατηγορίες εδάφους, εισαγωγή εδαφικού συντελεστή, εξάρτηση των σεισµικών δράσεων από το µέγεθος της σεισµικής διέγερσης) είναι σύµφωνη µε τις βασικές αρχές της µη γραµµικής κυµατικής θεώρησης. Ο ορισµός των κατηγοριών εδάφους δεν είναι πλήρης, δεδοµένου ότι θέσεις µε V,3 > 36 m/s και H = 5 3m, ή θέσεις µε V,3 < 36 m/s και H = 3m δεν συγκαταλέγονται σε κάποια από τις υφιστάµενες κατηγορίες του κανονισµού. Η χρήση της µέσης ταχύτητας V,3 ως δείκτη κατηγοριοποίησης του εδάφους δεν είναι εν γένει συµβατός µε την θεώρηση µετάδοσης σεισµικών κυµάτων. Η εναλλακτική χρήση της µέσης ταχύτητας V,Η για όλο το πάχος Η των εδαφικών αποθέσεων είναι θεωρητικά ενδεδειγµένη και βελτιώνει την ακρίβεια των διατάξεων του -8. Οι εδαφικοί συντελεστές του -8 υπόεκτιµούν τις σεισµικές δράσεις για τις δύστµητες κατηγορίες εδάφους A και. Αντίθετα είναι υπερβολικά συντηρητικές για την εύτµητη κατηγορία εδάφους, καθώς και για τις κατηγορίες και σε περιοχές χαµηλής σεισµικότητας (M < 5.5). Τα ανηγµένα ελαστικά φάσµατα σχεδισµού (NR) του κανονισµού είναι εν γένει συντηρητικά για περιοχές υψηλής σεισµικότητας (M > 5.5) ενώ αντίθετα υπο-εκτιµούν τις σεισµικές δράσεις για περιοχές χαµηλής σεισµικότητας (M < 5.5). Κατ επέκταση των ανωτέρω, προκύπτει σαφώς η ανάγκη επεµβάσεων στον -8, προκειµένου οι διατάξεις του να αποκτήσουν συµβατότητα προς τις µη-γραµµικές αριθµητικές αναλύσεις σεισµικής απόκρισης του εδάφους που εναλλακτικά εφαρµόζονται στην πράξη. Οι τροποποιήσεις που προτείνονται εδώ συµβάλλουν αποτελεσµατικά προς αυτή την κατεύθυνση και µπορεί εύκολα να υιοθετηθούν (π.χ. στο Εθνικό Παράρτηµα) χωρίς να τροποποιηθεί η συνολική φιλοσοφία και δοµή του κανονισµού. Ελλείψει χώρου, λεπτοµερέστερη παρουσίαση όλων των ανωτέρω παρατίθεται από τους ouckovalas et al (6). ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ouckovalas, G.. and Papadimitriou A.G. (3) Multi-variable relations for soil effects on seismic ground motion, arthquake ngineering and tructural ynamics, 3(), pp. 867-896 ouckovalas, G.., Papadimitriou A.G., Karamitros. K. (6) ompatibility of -8 ground types and site effects with seismic wave propagation theory, Proceedings, T- Workshop, Athens, Jan - (πλήρες αντίγραφο στη διεύθυνση: www.georgebouckovalas.com) Idriss, I.M., and un, J.I. (99) hake9: A computer program for conducting equivalent linear seismic response analysis of horizontally layered soil deposits, User s Guide, enter for Geotechnical Modeling, ivil ngineering epartment, U avis Papadimitriou A. G., Antoniou Α. A., ouckovalas G.., Marinos P. G. (8), "Methodology for automated GI-aided seismic microzonation studies", omputers and Geotechnics, 35(4): 55-53. 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, 9/9 /, Βόλος 8