1 |
Επιρροή δομικών χαρακτηριστικών κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία στο βαθμό της σεισμικής τους επάρκειας σύμφωνα με τον EC8 και την προσεγγιστική μέθοδο του ΟΑΣΠΠαπαλυμπέρη, Αργυρή 15 April 2015 (has links)
Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι ο προσδιορισμός του βαθμού επάρκειας κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία παρουσία σεισμικής έντασης. Στόχος της εργασίας είναι να διερευνηθεί πως επηρεάζεται ο βαθμός σεισμικής επάρκειας μίας κατασκευής από την ύπαρξη διαφράγματος, το πλήθος των ορόφων, το πάχος των τοίχων, το υλικό της τοιχοποιίας, το μέγεθος των ανοιγμάτων και την ασυμμετρία της κάτοψης.
Στο Πρώτο Κεφάλαιο, αρχικά, παρουσιάζονται κάποια γενικά στοιχεία για τη φέρουσα τοιχοποιία. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά στον προσδιορισμό των μηχανικών χαρακτηριστικών της τοιχοποιίας. Ακόμα, περιγράφεται η μεθοδολογία για τον έλεγχο των ανεπαρκειών με βάση τον EC8. Τέλος, παρουσιάζεται η μέθοδος του δευτεροβάθμιου προσεισμικού ελέγχου για την εύρεση της ανεπάρκειας ενός κτιρίου.
Στο Δεύτερο Κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη αναφορά στη παθολογία κατασκευών από φέρουσα τοιχοποιία. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα αίτια που προκαλούν βλάβες στις κατασκευές, καθώς επίσης και οι βασικοί τύποι ρωγμών που απαντώνται πιο συχνά στα κτίρια από τοιχοποιία.
Στο Τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται όλα τα στοιχεία που εισήχθησαν στο πρόγραμμα ETABS για τη δημιουργία κατάλληλου προσομοιώματος. Αρχικά, γίνεται πλήρης αναφορά των γεωμετρικών στοιχείων όλων των υπό εξέταση κτιρίων. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται τρεις περιπτώσεις κτιρίων: ιδεατά συμμετρικά, ιδεατά ασύμμετρα και πραγματικά κτίρια. Στη συνέχεια, γίνεται αναλυτικός υπολογισμός των μηχανικών χαρακτηριστικών της τοιχοποιίας σύμφωνα με κατάλληλη βιβλιογραφία και παρουσιάζονται οι επιφάνειες επιρροής με τις οποίες προσδιορίστηκαν τα φορτία των κατασκευών. Επιπλέον, γίνεται περιγραφή του τρόπου προσομοίωσης και αναφέρονται λεπτομερώς οι παραδοχές που έγιναν κατά την ανάλυση.
Στο Τέταρτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων των ιδεατών συμμετρικών κτιρίων. Συγκεκριμένα, παρατίθενται οι ανεπάρκειες που προέκυψαν για την εντός επιπέδου ένταση με βάση τα μέγιστα αποδεκτά όρια του EC8 σε όρους γωνιακών παραμορφώσεων για στάθμη επιτελεστικότητας SD. Στη συνέχεια, διερευνάται η επιρροή της διαφραγματικής λειτουργίας, του πλήθους των ορόφων, του πάχους των τοίχων, του υλικού της τοιχοποιίας και του μεγέθους των ανοιγμάτων στις ανεπάρκειες τους.
Στο Πέμπτο & Έκτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων για τα ιδεατά ασύμμετρα και τα πραγματικά κτίρια αντίστοιχα. Ομοίως, παρατίθενται οι ανεπάρκειες που προέκυψαν για την εντός επιπέδου ένταση με βάση τα μέγιστα αποδεκτά όρια του EC8 για στάθμη επιτελεστικότητας SD. Στη συνέχεια, διερευνάται η επιρροή της διαφραγματικής λειτουργίας, του πλήθους των ορόφων, του πάχους των τοίχων και του υλικού της τοιχοποιίας στις ανεπάρκειες τους.
Στο Έβδομο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των ανεπαρκειών όλων των κτιρίων που προέκυψαν για την εκτός επιπέδου ένταση σύμφωνα με τα όρια των γωνιακών παραμορφώσεων που προτείνει η FEMA 356 για στάθμη επιτελεστικότητας LS. Ομοίως και σε αυτό το κεφάλαιο διερευνάται η επιρροή της διαφραγματικής λειτουργίας, του πλήθους των ορόφων, του πάχους των τοίχων και του υλικού της τοιχοποιίας στις ανεπάρκειες τους. Για τα ιδεατά συμμετρικά κτίρια εξετάζεται επιπλέον και η επιρροή του μεγέθους των ανοιγμάτων στις ανεπάρκειες τους.
Στο Όγδοο Κεφάλαιο υπολογίζονται οι δείκτες ανεπάρκειας Η/R όλων των κτιρίων σύμφωνα με τη προσεγγιστική μέθοδο του ΟΑΣΠ. Επίσης, διερευνάται η αξιοπιστία του δείκτη ανεπάρκειας που προκύπτει από το δευτεροβάθμιο προσεισμικό έλεγχο μέσω της σύγκρισής του με τις ανεπάρκειες που προκύπτουν από τον EC8.
Στο Ένατο Κεφάλαιο συνοψίζονται τα πιο σημαντικά συμπεράσματα που προέκυψαν από το σύνολο των διερευνήσεων που πραγματοποιήθηκαν στα πλαίσια στης παρούσας εργασίας.
Ακολουθεί η βιβλιογραφία και στο τέλος παρατίθενται τα παραρτήματα. / The purpose of this study is to determine the level of competence of masonry buildings subjected to seismic actions. The aim of this project is to investigate how the degree of seismic resistance of a structure is affected by existing diaphragms, the number of floors, the thickness of the walls, the material of the walls, the size of the openings and the symmetry in plan.
Some general data for masonry is initially presented in chapter one. Subsequently, reference is made to the determination of the mechanical characteristics of the masonry. Furthermore, the assessment method based on EC8 is described. Finally, the second level pre-earthquake assessment method for masonry buildings is presented.
In the second chapter, there is a brief description of the structural characteristics of masonry in relation to expected damaged. In particular, the causes of construction defects are presented as well as the basic types of cracks that can be found more frequently in masonry buildings.
The third chapter lists all the data entered into the ETABS computer program to create appropriate simulations. Initially, the geometric data of all investigated buildings is given. More specifically, the following three cases of buildings are examined: idealised symmetric, idealised asymmetric and real buildings. Then, detailed calculations of the mechanical characteristics of masonry based on appropriate literature are performed and include using influence surfaces to determined the loads of the buildings. Moreover, a description of the simulation method and details of the assumptions made in the analysis are given.
The fourth chapter presents the results of analyses of the idealised symmetrical buildings. Specifically, the inadequacies are listed that resulted from the specified maximum acceptable limits of EC8 in terms of displacements for the Significant Damage performance level. Then, the influence of diaphragm action, the number of floors, the thickness of the walls, the material of the walls and the size of openings and their deficiencies are investigated.
In the fifth and sixth chapters, the results of analyses for idealised asymmetric and actual buildings are presented respectively. Similarly, the inadequacies are listed that resulted from the specified maximum acceptable limits of EC8 for the Significant Damage performance level. Then, the influence of diaphragm action, the number of floors, the thickness of the walls and the masonry type and the size of openings and their deficiencies are examined.
The seventh chapter presents the results for all buildings based on the limits of deformations proposed by FEMA 356 for the Life Safety performance level. Similarly, the influence of diaphragm action, the number of floors, the thickness of the walls, building material and their weaknesses are examined. For idealised symmetrical buildings, the influence the size of the openings and their deficiencies are examined further.
In chapter eight the deficiency indicator H/R is calculated for all buildings according to the approximate method of EPPO. The reliability failure index resulting from second level pre-earthquake assessment by comparison with the inadequacies arising from the EC8 is also investigated.
The ninth chapter summarises the most important conclusions of all investigations carried out by the present project.
After the references at the end, annexes are presented.
|
2 |
Επιρροή δομικών χαρακτηριστικών κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία στην απόκρισή τους παρουσία σεισμικής έντασηςΧουτόπουλος, Πέτρος 15 April 2015 (has links)
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί ο προσδιορισμός της απόκρισης (σε όρους μετακινήσεων) κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία παρουσία σεισμικής έντασης. Στόχος της διατριβής είναι να διερευνηθεί πως επηρεάζεται η απόκριση μίας κατασκευής από φέρουσα τοιχοποιία από την ύπαρξη διαφραγματικής λειτουργίας, το πλήθος των ορόφων, το πάχος των τοίχων, το είδος του υλικού, το μέγεθος των ανοιγμάτων και την ασυμμετρία της κάτοψης. Για το σκοπό αυτό μελετώνται τρεις τύποι κτιρίων από άοπλη αργολιθοδομή: α) ιδεατά συμμετρικά κτίρια, β) ιδεατά ασύμμετρα κτίρια και γ) πραγματικά κτίρια. Η ανάλυση των κατασκευών γίνεται με χρήση του προγράμματος ETABS 2013, χρησιμοποιώντας στοιχεία επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων (shell elements). Για όλα τα κτίρια που αναλύονται γίνονται οι ίδιες παραδοχές φόρτισης, τυπικού ύψους ορόφου, ποδιάς και πρεκιού.
Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται κάποια γενικά στοιχεία των κατασκευών από φέρουσα τοιχοποιία και παρατίθενται οι ημιεμπειρικές σχέσεις (Τάσιος, 1986) με τις οποίες γίνεται ο προσδιορισμός των μηχανικών χαρακτηριστικών της τοιχοποιίας (Μέτρο Ελαστικότητας, θλιπτική αντοχή, λόγος Poisson, Μέτρο Διάτμησης). Εν συνεχεία, στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται συνοπτικά η παθολογία (αίτια και είδη βλάβης) των κατασκευών από φέρουσα τοιχοποιία.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η γεωμετρία των κατασκευών μέσω αρχιτεκτονικών σχεδίων, όπου απεικονίζονται οι θέσεις και τα πάχη των εσωτερικών και εξωτερικών φερόντων τοίχων, καθώς επίσης και η θέση και η γεωμετρία των ανοιγμάτων. Επιπλέον, παρατίθενται οι επιφάνειες επιρροής με τις οποίες προσδιορίστηκαν τα φορτία των κατασκευών και υπολογίζονται τα μηχανικά χαρακτηριστικά των φερόντων τοίχων που χρησιμοποιήθηκαν στο πρόγραμμα ETABS. Τέλος, γίνεται περιγραφή του τρόπου προσομοίωσης και αναφέρονται οι παραδοχές που έγιναν κατά την ανάλυση.
Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μέγιστες μετακινήσεις (εκτός και εντός επιπέδου) για τα ιδεατά συμμετρικά κτίρια. Στη συνέχεια διερευνάται η επιρροή των εξής παραμέτρων: 1) διαφραγματική λειτουργία, 2) πλήθος ορόφων, 3) πάχος τοίχων, 4) υλικό τοιχοποιίας και 5) μέγεθος ανοιγμάτων.
Στο πέμπτο κεφάλαιο εξετάζεται η δεύτερη ομάδα κτιρίων που αναφέρεται στα ιδεατά ασύμμετρα κτίρια. Η επιλογή αυτής της ομάδας κτιρίων έγινε προκειμένου να εξεταστεί αν τα συμπεράσματα που προέκυψαν για τα ιδεατά συμμετρικά κτίρια βρίσκουν
εφαρμογή και σε κτίρια με μη συμμετρική διάταξη φερόντων τοίχων και ανοιγμάτων. Και για αυτή την ομάδα κτιρίων παρουσιάζονται οι μέγιστες μετακινήσεις (εκτός και εντός επιπέδου) και διερευνάται η επιρροή των εξής παραμέτρων: 1) διαφραγματική λειτουργία, 2) πλήθος ορόφων, 3) πάχος τοίχων και 4) υλικό τοιχοποιίας.
Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μέγιστων μετακινήσεων (εκτός και εντός επιπέδου) για την τρίτη ομάδα κτιρίων που αφορά τα πραγματικά κτίρια. Η επιλογή αυτής της ομάδας κτιρίων έγινε προκειμένου να μελετηθεί πως επηρεάζεται η απόκριση μιας υφιστάμενης κατασκευής από την ύπαρξη διαφραγματικής λειτουργίας, το πλήθος ορόφων, το πάχος των τοίχων και το υλικό της τοιχοποιίας.
Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διερεύνηση της επιρροής των δομικών χαρακτηριστικών κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία στην απόκρισή τους παρουσία σεισμικής διεγέρσεως.
Τέλος, παρατίθενται η βιβλιογραφία καθώς και τα παραρτήματα της εργασίας. / The purpose of this study is to determine the response (in terms of displacements) of masonry buildings in the presence of seismic actions. The aim of the thesis is to investigate how the response of a masonry structure is affected by diaphragm action, the number of floors, the wall thickness, the type of material, the size of the openings and the symmetry in plan. For this purpose, three types of buildings constructed from unreinforced rubble stonework are studied: a) idealised symmetrical buildings b) idealised asymmetrically buildings and c) real buildings. Structural analysis is performed through the ETABS program 2013 using finite element surface elements (shell elements). All buildings are analysed using the same loading assumptions and typical heights for floor levels, sills and lintels.
The first chapter presents some general aspects of the construction of masonry and lists some semi-empirical relations (Tassios, 1986) which can be used to determine the mechanical characteristics of masonry (modulus of elasticity, compressive strength, Poisson’s ratio, shear modulus). Subsequently, in the second chapter, the causes and types of damage that can be expected with masonry construction are briefly described.
The third chapter describes the geometry of the investigated buildings through architectural drawings, which show the position and thickness of internal and external load-bearing walls as well as the location and geometry of openings. Moreover, influence surfaces are listed with which the construction loads are determined and the mechanical characteristics of the load-bearing walls are calculate for use in the ETABS program. Finally, the simulation method and the assumptions that were made for the analysis are described.
The fourth chapter presents maximum displacements (in plane and out of plane) for idealised symmetrical buildings. Then the influence of the following parameters is investigated: 1) diaphragm action, 2) number of floors, 3) wall thickness, 4) building material and 5) size of openings.
The fifth chapter examines the second group of buildings referred to as idealised asymmetric buildings. The choice of this group of buildings was undertaken in order to determine if the conclusions drawn from the idealised symmetrical buildings can be used for buildings with a non-symmetrical arrangement of load-bearing walls and openings. For this group of buildings, the maximum displacement (in plane and out of plane) is examined and the influence of the following parameters is investigated: 1) diaphragm action, 2) number of floors, 3) wall thickness and 4) building material.
The sixth chapter presents the results of maximum displacements (in plane and out of plane) for the third group of buildings, real buildings. The group of buildings was selected in order to study how the response of an existing structure is affected by diaphragm action, the number of floors, the wall thickness and the material of the wall.
Chapter seven presents the conclusions of the investigation into the influence of the structural characteristics of masonry buildings in response to the presence of seismic actions.
Finally, references are listed and annexes for the work are presented.
|
Page generated in 0.0293 seconds