Foundation uplift is the partial separation of a shallow foundation from soil due to excessive load eccentricity. Foundation uplift can significantly change the seismic response of slender structures, and frames as well. In literature, different support models for foundations are employed in order to simulate foundation uplift in seismic analysis of structures. One of the most widely used models is the Winkler model which assumes distributed tensionless springs beneath a shallow foundation. In this study, two simple algorithms are developed in order to compute static and dynamic response of foundations on tensionless supports. Any formula given in literature for calculation of foundation impedance coefficients can be easily introduced in these algorithms. Hence, the use of Winkler model is critically evaluated through comparisons with the response of a foundation on elastic halfspace. For that purpose, available impedance formulas given for a shallow rectangular foundation on elastic halfspace are used. It is concluded that, the coupling between vertical displacement and rocking of foundation is very significant during uplift. Therefore, the accuracy of Winkler model in uplift v simulation is limited, since the model cannot simulate vertical and rocking response of a shallow foundation concurrently with a single spring coefficient.

Seismic response of a structure is influenced by the inertial interaction between structure and deformable medium, on which the structure rests, due to flexibility and energy dissipation capability of the surrounding soil. The inertial interaction analyses can be performed by utilizing simplified soil-structure interaction (SSI) analyses methods. In literature, it is noted that varying soil conditions and foundation types can be modeled by using these SSI approaches with springdashpot couples having certain stiffness and damping. In this study, the seismic response of superstructure obtained by using simplified SSI methods is compared with those of the fixed base systems. For this purpose, single and multi degree of freedom structural systems are modeled with both spring&ndash / dashpot couple and fixed base models. Each system is analyzed for varying structural and soil stiffness conditions under the excitation of three different seismic records. Next, the total base shear acting on the structural system and internal forces of load bearing members are investigated to observe the inertial interaction and foundation uplift effects on the superstructure. It is also aimed to examine the compatibility of the simplified SSI approaches utilized in the analyses. It is concluded that the structural and soil stiffness parameters are the most influential parameters that affect seismic structural response. Structures becomemore sensitive to varying soil properties as the structural stiffness increases. On the other hand, decreasing soil stiffness also increases the sensitivity of the structure to the seismic excitation. Calculated values of total base shear and internal member forces revealed that the inertial interaction might be detrimental for the superstructure. Contrary to general belief, the fixed base approach does not always yield to the results, which are on the safe side. Considering the analysis results, it is concluded that SSI analysis is very useful for more precise and economical design for the seismic behavior.

Η παρούσα διατριβή έχει ως θέμα την σεισμική αποτίμηση υφισταμένου τριώροφου δομήματος οπλισμένου σκυροδέματος. Συγκεκριμένα γίνεται έλεγχος των μέτρων επέμβασης για το κτήριο αιθουσών διδασκαλίας του ΤΕΛ Ναυπάκτου. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται μη-γραμμικές αναλύσεις (στατικές και δυναμικές) με βάση τις αρχές των κανονιστικών κειμένων ΚΑΝ.ΕΠΕ και EC8 για την αποτίμηση και τον ανασχεδιασμό κατασκευών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται τεκμηρίωση του υφιστάμενου δομήματος. Δίνονται στοιχεία για την θέση, την γεωμετρία, τις κατασκευαστικές μεθόδους που εφαρμόστηκαν. Δίνονται τα αποτελέσματα των οπτικών και των ενόργανων ελέγχων και προσδιορίζεται η γεωμετρία του φορέα. Στο δεύτερο κεφάλαιο δίνονται οι παραδοχές και οι αρχές με βάση τις οποίες έγινε η εξιδανίκευση του φορέα για την πραγματοποίηση των μη γραμμικών στατικών αναλύσεων. Για τις αναλύσεις χρησιμοποιείται το πακέτο λογισμικού ANSRuop που έχει αναπτυχθεί στο Εργαστήριο Κατασκευών του Τμήματος. Το μοντέλο μονότονης και ανακυκλιζόμενης φόρτισης που χρησιμοποιείται είναι το γνωστό προσομοίωμα Τakeda με εννέα κανόνες υστέρησης. Προσδιορίζονται οι παραδοχές για τον υπολογισμό των διαθέσιμων αντιστάσεων σε όρους παραμορφώσεων και δυνάμεων που υιοθετούνται από τον ΚΑΝΕΠΕ και τον EC8 καθώς και τα κριτήρια που αποδέχεται το κάθε κείμενο για την επιθυμητή στάθμη αποτίμησης και ανασχεδιασμού του φορέα. Ακόμα γίνεται αναφορά στο μοντέλο προσομοίωσης του λικνισμού των θεμελίων για θεώρηση διαφόρων εδαφών. Εν συνεχεία στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους στόχους σχεδιασμού που θέτει ο κάθε κανονισμός και στις στάθμες επιτελεστικότητας για τον κάθε κανονισμό. Γίνεται παρουσίαση των τεχνητών σεισμικών καταγραφών που λήφθηκαν υπόψη για την πραγματοποίηση των μη γραμμικών δυναμικών αναλύσεων. Οι καταγραφές είναι κανονικοποιημένες πάνω στο φάσμα του EC8 για τύπο εδάφους C που διαφέρει από το φάσμα σχεδιασμού κατά ΕΑΚ για την στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία ζωής και περιουσίας των ενοίκων » μόνο κατά τον εδαφικό συντελεστή S. Ακόμα δίνεται η μεθοδολογία που υιοθετήθηκε για την εκτίμηση της ικανότητας του κτηρίου έναντι των απαιτήσεων που θέτει ο κανονισμός και προτείνεται εναλλακτικά και από τα δύο κείμενα. Στα κεφάλαια 4 και 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μη-γραμμικών αναλύσεων. Συνολικά πραγματοποιήθηκαν 56 μη-γραμμικές στατικές αναλύσεις και 84 μη-γραμμικές δυναμικές. Για τις μη-γραμμικές στατικές αναλύσεις παρουσιάζονται οι καταγραφές τέμνουσας βάσης μετατόπισης κορυφής ενώ τα αποτελέσματα των μη-γραμμικών δυναμικών αναλύσεων δίνονται με την μορφή των μέσων όρων των δεικτών βλάβης. Τέλος στο 6ο κεφάλαιο γίνεται προσπάθεια ερμηνείας των αποτελεσμάτων για τις αναλύσεις πρίν και μετά την δομητική επέμβαση. / The present project deals with a seismic assessment analysis of an existing reinforced concrete building. A fully performance-based procedure is adopted based on the principals of the draft Greek Retrofitting Code and the draft part 3 of the Eurocode 8 : Assessment and retrofitting of Buildings. The method is subjected on an existing building, which has been constructed, during early 70’ s, prior to the principals of the modern codes for earthquake resistant design. The building is located in the area of Nafpaktos. In the first chapter a summary of the characteristics of the existing building is given. Special data concerning the site, the geometry and the construction methods at the time in which the building was constructed. The results of the damage investigation according to the visual and the instrumental inspection are also given. The basic principals according to which the modelling and the non-linear analysis procedures took place is given in the 2nd chapter. For the analysis procedures the program ANSR University of Patras is used which has been developed in the Structural Laboratory of The Civil Engineering Department of the University of Patras. One-component, point-hinge macromodels are used for the RC members, to relate the end-moment to the chord rotation at member ends within each plane of bending. The M-θ relation in monotonic loading is taken bilinear, with a post-yield hardening ratio p computed assuming antisymmetric bending and using empirical expressions according to the Greek Retrofitting Code and Part-3 of the EC8 (according to the selected limit state). The hysteresis rules supplementing the bilinear monotonic M-θ curve are of the modified-Takeda type. Also the monotonic M-θ relation which is used for the modelling of the foundation uplift is given. In the 3rd chapter the performance objectives of the assessment procedure are given according to the appropriate levels of protection for the selected limit state. The synthetic accellerograms which are used for the Nonlinear dynamic procedure are compatible to the EC8 elastic spectrum for type soil C for the limit state of Significant Damage. Moreover the methodology of the determination of the target displacement according to the Annex B of the EC8-part 1 and the draft Greek Retrofitting Code. Finally in chapters 4 and 5 the results of the nonlinear static and dynamic analysis are presented. For the nonlinear static procedures the results are given in terms of base shear vs roof displacement and in terms of Spectral acceleration vs Spectral displacement for the determination of the target displacement. The results of the NonLinear dynamic procedures are given in terms of mean values of the damage index.