Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Μορφή: | Μεταπτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ.
2017
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/3899 |
| _version_ | 1780278281572974592 |
|---|---|
| abstract | Από τα τέλη του 19ου αιώνα υπάρχουν αναφορές για μελέτες κτιρίων με σεισμική μόνωση και παρότι δεν κατασκευάστηκαν ποτέ στην τελική τους μορφή, έδωσαν την κεντρική κατεύθυνση για το πώς θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε με επιτυχία την δράση ενός μεγάλου σεισμού. Στον 20ο αιώνα μεγάλη ώθηση στην σεισμική μόνωση έδωσε ο καθηγητής james Kelly του πανεπιστημίου Berkeley California, που μελέτησε με επιτυχία τους ελαστομεταλλικους μονωτήρες, και έλυσε σημαντικά προβλήματα που αφορούν την λειτουργία, καθώς επίσης παρουσίασε ολες τις κρίσιμες λεπτομερείς που αφορούν την προσομοίωση τους. Παρουσίασε επίσης και τους ελέγχους αλλά και τις δοκιμές που απαιτούνται ώστε με ασφάλεια ο μελετητής μηχανικός και ο κατασκευαστής, να ελέγξει την συμπεριφορά τους τόσο κατά την λειτουργία τους εντός κατασκευής,όσο και κατά τον έλεγχο τους κατά την παραγωγική διαδικασία. Την σκυτάλη στην εξέλιξη πήραν οι Αμερικανικοί κανονισμοί, και οι οδηγίες της Αμερικάνικης κοινότητας μηχανικών που έδωσαν τα τελικά κείμενα για τους μελετητές μηχανικούς. Αργότερα ακολουθήσαν και οι ευρωπαίοι. Άς μην ξεχνάμε την μεγάλη συμβολή της Νέας Ζηλανδίας στην ανακάλυψη των μονωτήρων με πυρήνα μόλυβδου LRB. Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρούμε να αναβαθμίσουμε αντισεισμικά ένα κτίριο πέντε οροφών κανονικό ως προς την συμπεριφορά του και κατασκευασμένο την δεκαετία του 1970. Είναι το κτίριο το οποίο μελετήθηκε, από διαφορά μελετητικά γραφεία της χωράς μας σύμφωνα με τον Ελληνικό κανονισμό επεμβάσεων ΚΑΝ.ΕΠΕ, και παρουσιάστηκαν χρήσιμα συμπεράσματα.
Η ιδέα είναι να τοποθετήσουμε σε αυτό ελαστομεταλλικούς μονωτήρες HDRB υψηλής απόσβεσης, και να μελετήσουμε την συμπεριφορά του ως αναφορά όλα τα σεισμικά και στατικά φορτία, σε όλα τα δομικά τους στοιχεία εκτός της θεμελίωσης του, και σύμφωνα με τις κανονιστικές διατάξεις του EC-8. Έτσι χωρίζουμε την παρούσα διπλωματική εργασία σε επτά κεφάλαια όπου στο Πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε ιστορικά στοιχεία.
Στο Δεύτερο κεφάλαιο αναλυτικά αναπτύσσεται η ιδέα της σεισμικής μόνωσης, και τα αποτελέσματα που επιφέρει στις ιδιόμορφες, μελετώντας ένα μονώροφο δίστηλο πλαίσιο με μονωτήρες και δυο βαθμούς ελευθέριας. Γίνεται επίσης αναφορά στον προσανατολισμό των αντισεισμικών κανονισμών που είναι μόνο η προστασία ζωής, αγνοώντας τις υλικές ζημιές σε εξοπλισμό και υλικά κατασκευής. Στο Τρίτο κεφάλαιο γίνεται μια αναλυτική αναφορά σε όλους τους τύπους των μονωτήρων και των νομών που διέπουν την συμπεριφορά τους, επίσης αναφέρονται οι δοκιμές που επιβάλλουν οι κανονισμοί στο εργαστήριο, τόσο ο Αμερικάνικος κανονισμός FEMA 450 750, ASCE 7-10, όσο και το Ευρωπαϊκό πρότυπο EN 15129 και ο Ευρωκώδικας. Στο Τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια σύγκριση μεταξύ των Αμερικάνικων και Ευρωπαϊκών αντισεισμικών κανονισμών όσον αφορά το κανονιστικό πλαίσιο που διέπει την μελέτη, τόσο των συμβατικών κτιρίων όσο και την μελέτη των σεισμικά μονωμένων κτιρίων και αναφέρονται οι ομοιότητες και διάφορες μεταξύ των δύο κανονισμών. Στο Πέμπτο κεφάλαιο ακολουθεί η αποτίμηση του κτιρίου με τον ελληνικό κανονισμό ΚΑΝ.ΕΠΕ με ελαστική μέθοδο και με την μεθοδολογία του ενιαίου συντελεστή q. Το κτίριο αποτιμάται με το στατικό πρόγραμμα ΡΑΦ του τεχνικού οίκου λογισμικού ΤΟΛ.Γίνεται επίσης επίλυση και με το στατικό πρόγραμμα ETABS, οπού επιβεβαιώνεται η τάση που παρουσιάζουν δοκάρια -υποστυλώματα να πλαστικοποιηθούν και να πάθουν βλάβες. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τις επιλύσεις, καταδεικνύουν ότι το κτίριο εχει πολλές ανεπάρκειες σε δοκάρια και υποστυλώματα, που υποφέρουν από κάμψη και διάτμηση. Αναμενόμενο επίσης είναι ότι δεν υπάρχει επάρκεια στον ικανοτικό έλεγχο των κόμβων δοκών υποστυλωμάτων,ενώ ανησυχητική είναι η πιθανή ψαθυρή αστοχία των υποστυλωμάτων από την ικανοτική τέμνουσα. Όλα αυτά συνηγορούν στο ότι πρέπει να κάνουμε μια γενικευμένη επέμβαση ενίσχυσης σε ολόκληρο το κτίριο,κάτι το οποίο θα σήμαινε την διακοπή λειτουργίας του κτιρίου, για μεγάλο χρονικό διάστημα, την απομάκρυνση του εξοπλισμού του, καθώς και την μετέπειτα εγκατάσταση του.
Στο Εκτο κεφάλαιο προτείνουμε, την λύση της σεισμικής μόνωσης του κτιρίου με μονωτήρες υψηλής απόσβεσης 10 % HDRB για τους οποίους επιτρέπεται να μελετηθούν με γραμμική συμπεριφορά και με την μέση τιμή της ισοδύναμης δυσκαμψίας K_eff.
Εκτελούμε φασματική δυναμική ανάλυση σε τρείς διευθύνσεις με απόσβεση 10 %, και επιλέγουμε, εξ αρχής όλα τα χαρακτηριστικά των μονωτήρων, ώστε να έχουν επάρκεια στους μετέπειτα ελέγχους που επιβάλλονται από το πρότυπο EN 15129. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν, δηλώνουν μια διαφορετική εικόνα της κατασκευής, με πλήρη επάρκεια σε υποστυλώματα, τόσο σε κάμψη, όσο και σε διάτμηση, αλλά και άρση της ανεπαρκείας των δοκών, εκτός από τρία άκρα δοκών ισογείου που αστοχούν από κάμψη, και είναι οι δοκοί Δ9, Δ12,Δ14, στο κάτω μέρος της στήριξη τους με σχετικα με μικρό δείκτη ανεπάρκειας λ. Εκτελούνται επίσης όλοι οι έλεγχοι των μονωτήρων σύμφωνα με το EN 15129 με επιτυχία επάρκειας. Στο Εβδομο κεφάλαιο ακολουθεί η ανάλυση με τους ιδίους μονωτήρες HDRB, προσομοιώνοντας τους με διαγραμμικά μοντέλα ανάλυσης και επιλύοντας το κτίριο με μη γραμμική ανάλυση χρονοιστορίας, η οποία αφορά μόνο τους μονωτήρες, και δεν επεκτείνεται στα φέροντα δομικά στοιχεία της κατασκευής.
Επιλέγεται ισοδύναμη ιδιοπερίοδος του μονοβάθμιου ταλαντωτή κοντά στα 2,85sec, μειώνοντας αντίστοιχα την δυσκαμψία των μονωτήρων, ώστε να προκύψουν μικρότερες σεισμικές δυνάμεις σε σχέση με την δυναμική φασματική ανάλυση. Επιλέγονται τρία επιταχυνσιογραφήματα Αθηνά 1999, Καλαμάτα 1986, Αίγιο 1992 σε τρείς διευθύνσεις, και αφού προσαρμοστούν ως προς το ελαστικό φάσμα του κανονισμού με το πρόγραμμα seismomatch της εταιρείας seismosoft, εφαρμόζονται στην κατασκευή μας, με συνδυασμούς φόρτισης σύμφωνα με τον κανονισμό. Η απόσβεση που χρησιμοποιούμε είναι β=10 %, και γίνεται αρχική διαστασιολόγηση των μονωτήρων, επιβεβαιώνοντας την επάρκεια τους από τους ελέγχους που προβλέπονται στο EN 15129. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την μη γραμμική ανάλυση χρονοιστορίας επιβεβαιώνουν την φασματική δυναμική ανάλυση και είναι βελτιωμένα κατά 10% περίπου, όσον αναφορά τις δοκούς που αστοχήσαν στην προηγουμένη ανάλυση. Παρουσιάζεται επίσης μια μεγάλη μείωση των σχετικών μετακινήσεων των οροφών της τάξεως ακόμα και 85 %. Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται επίσης έλεγχος των μονωτήρων, από τα αποτελέσματα της ανάλυσης, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ 15129. Σαν γενικό συμπέρασμα μπορούμε να πούμε, ότι η σεισμική μόνωση αναβαθμίζει αντισεισμικά ένα κτίριο κατασκευασμένο την δεκαετία του 1970, χωρίς να χρειαστεί να κάνουμε επεμβάσεις στα φέροντα δομικά στοιχεία του κτιρίου.
Εκτός του ισογείου, οπού θα τοποθετηθούν οι μονωτήρες και θα πρέπει να γίνουν εργασίες καθαιρέσεων, οι υπόλοιποι όροφοι θα λειτουργούν κανονικά χωρίς καμμιά μείωση της δραστηριότητας τους. Στην Ελλάδα με την έντονη σεισμική ακολουθία διεγέρσεων η σεισμική μόνωση θα μπορούσε να ήταν ένας πολύ καλός τρόπος αντισεισμικής αναβάθμισης και θωράκισης, πολλών παλαιών κτιρίων. Αλλά και η κατασκευή νέων κτιρίων με σεισμική μόνωση θα έπρεπε να προτείνεται από το ελληνικό παράρτημα του κανονισμού κάτ. ελάχιστον για τα δημόσια κτίρια όπως νοσοκομεία, σχολεία, υπουργεία , σταθμούς,και κτίρια σημαντικά για την δημόσια διοίκηση και λειτουργία του κράτους. |
| abstracttranslated | At the end of the 19th century there are references for studies of buildings with seismic isolation and although never built this gave the main concept on how we could successfully tackle the action of a great earthquake. In the 20th century, Professor James Kelly, of university of Berkeley, who successfully studied the elastomeric isolators and solved major problems gave a great boost to seismic isolation, as well as, presented all the critical details regarding their simulation. He also works on the tests required so that the engineer and the manufacturer can safely check their behavior during their manufacturing process and their placement. In this thesis we are attempting to seismic retrofit a five –storey building, regular in its behavior and built in the 1970s. It is the building that has been studied by different design offices according to the Greek code of intervention KAN.EPE, and useful conclusions have been dirive. The scope of this thesis is to place high-damping HDRB elastomeric isolators, and study its behavior for all seismic and static loads in all its structural elements, and in accordance with EC-8 regulations. So we divide this thesis into seven chapters. Ιn Chapter one reference is made to historical data. The second chapter present the idea of seismic isolation, and the results, it brings to the fundamental period, studying a single story- two columns, frame with isolators. In Chapter three, a detailed reference is made to all types of isοlators and the rules governing their behavior, as well as, the tests required by the regulations in the laboratory, for the American FEMA 450 750, ASCE 7-10 and the European EN 15129, as well as the Eurocode 8. In Chapter Four, a comparison is made between the American and European anti-seismic regulations, regarding the regulatory framework governing the study of both conventional building, and the study of seismically isolated building, as well as, the similarities and differences between the two regulations. In chapter five the building is assessed using the Greek code of intervention KAN.EPE , the elastic method of analysis and the methodology of the global behavior coefficient q. The building is also assesed using the RAF a greek static analysis software of TOL company, and the ETABS software, which confirms the tendency of beams and column,to create plastic hinge. Conclusions resulting from the study of this building show that the building has many deficiencies in beams and columns, suffering from bending moment, and shear forces failure. All this shows that we need to make a full retrofit to the entire building, which would mean that we have to close the building for a long time. In chapter six we propose the solution of the seismic isolation of the building with HDRB (high damping rubber bearing) isolators for which it is allowed to be studied with linear behavior and with the mean value of the equivalent stiffness Kef. we perform dynamic response spectrum analysis with a 10% damping, and select all the characteristics of the isolators, so that they are adequate in the tests required by EN 15129. The results indicate that there is full adequaty in columns and beams except three beams, at the ground floor. All isolation tests according to EN 15129 are also successfully carried out. Chapter seven follows the analysis with the same HDRB isolators, simulating them with non linear analysis models and analyzing the building with non-linear time history analysis.The fundamental period of the structure is selected to be close to 2.85sec, reducing respectively the stiffness of the isolators, so that smaller seismic forces are obtained.Time histoty analysis is performed using three sets of accelerograms, Athens 1999, Kalamata 1986, Aegio 1995 in three directions, who is being adapted to the elastic spectrum of the code EC-8 using seismomatch program, and they are applied to the structure. The damping we use is β = 10%, and the isolators are initially dimensioned, confirming their adequacy with the checks provided in EN 15129. The results obtained by the nonlinear time-history analysis confirm the dynamic response spectrum analysis and are improved about 10% regarding the beams that failed in the previous analysis. There is also a significant reduction in relative displacement of the floors about 85%. In the same chapter, isolators are checked according EN 15129. As a general conclusion, we can say that the seismic isοlation upgrades a regular building, constructed in the mid of 1970 's, without having to do extensive interventions on structural elements of the building. Apart from the ground floor where the isolators are placed and various dismantlements are needed, the remaining floors can be fully operational. In Greece with intense earthquake, the seismic isolation could be valuable technique for seismic retrofit of old buildings. Also the construction of new buildings, using seismic isolation should be proposed by the Greek Annex of the code, EC-8 at least for public buildings such as hospitals, schools, ministries, stations, and major buildings important for public administration. |
| advisor | |
| author | Αντωνιάδης, Παναγίωτης |
| author_facet | Αντωνιάδης, Παναγίωτης |
| author_sort | Αντωνιάδης, Παναγίωτης |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| format | Μεταπτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-3899 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Ελαστομεταλλικά εφέδρανα Μονωτήρες Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου Αντισεισμικός Κανονισμός Σεισμική μόνωση Αντισεισμική τεχνολογία Αποτίμηση υφισταμένων κτιρίων ΚΑΝΕΠΕ |
| language | Greek |
| physical | 243 |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-38992018-12-14T10:04:36Z Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων Seismic retrofit of a building using steel laminated rubber bearing Αντωνιάδης, Παναγίωτης Γιαρλέλης, Χρήστος TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές Ελαστομεταλλικά εφέδρανα Μονωτήρες Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου Αντισεισμικός Κανονισμός Σεισμική μόνωση Αντισεισμική τεχνολογία Αποτίμηση υφισταμένων κτιρίων ΚΑΝΕΠΕ Από τα τέλη του 19ου αιώνα υπάρχουν αναφορές για μελέτες κτιρίων με σεισμική μόνωση και παρότι δεν κατασκευάστηκαν ποτέ στην τελική τους μορφή, έδωσαν την κεντρική κατεύθυνση για το πώς θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε με επιτυχία την δράση ενός μεγάλου σεισμού. Στον 20ο αιώνα μεγάλη ώθηση στην σεισμική μόνωση έδωσε ο καθηγητής james Kelly του πανεπιστημίου Berkeley California, που μελέτησε με επιτυχία τους ελαστομεταλλικους μονωτήρες, και έλυσε σημαντικά προβλήματα που αφορούν την λειτουργία, καθώς επίσης παρουσίασε ολες τις κρίσιμες λεπτομερείς που αφορούν την προσομοίωση τους. Παρουσίασε επίσης και τους ελέγχους αλλά και τις δοκιμές που απαιτούνται ώστε με ασφάλεια ο μελετητής μηχανικός και ο κατασκευαστής, να ελέγξει την συμπεριφορά τους τόσο κατά την λειτουργία τους εντός κατασκευής,όσο και κατά τον έλεγχο τους κατά την παραγωγική διαδικασία. Την σκυτάλη στην εξέλιξη πήραν οι Αμερικανικοί κανονισμοί, και οι οδηγίες της Αμερικάνικης κοινότητας μηχανικών που έδωσαν τα τελικά κείμενα για τους μελετητές μηχανικούς. Αργότερα ακολουθήσαν και οι ευρωπαίοι. Άς μην ξεχνάμε την μεγάλη συμβολή της Νέας Ζηλανδίας στην ανακάλυψη των μονωτήρων με πυρήνα μόλυβδου LRB. Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρούμε να αναβαθμίσουμε αντισεισμικά ένα κτίριο πέντε οροφών κανονικό ως προς την συμπεριφορά του και κατασκευασμένο την δεκαετία του 1970. Είναι το κτίριο το οποίο μελετήθηκε, από διαφορά μελετητικά γραφεία της χωράς μας σύμφωνα με τον Ελληνικό κανονισμό επεμβάσεων ΚΑΝ.ΕΠΕ, και παρουσιάστηκαν χρήσιμα συμπεράσματα. Η ιδέα είναι να τοποθετήσουμε σε αυτό ελαστομεταλλικούς μονωτήρες HDRB υψηλής απόσβεσης, και να μελετήσουμε την συμπεριφορά του ως αναφορά όλα τα σεισμικά και στατικά φορτία, σε όλα τα δομικά τους στοιχεία εκτός της θεμελίωσης του, και σύμφωνα με τις κανονιστικές διατάξεις του EC-8. Έτσι χωρίζουμε την παρούσα διπλωματική εργασία σε επτά κεφάλαια όπου στο Πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε ιστορικά στοιχεία. Στο Δεύτερο κεφάλαιο αναλυτικά αναπτύσσεται η ιδέα της σεισμικής μόνωσης, και τα αποτελέσματα που επιφέρει στις ιδιόμορφες, μελετώντας ένα μονώροφο δίστηλο πλαίσιο με μονωτήρες και δυο βαθμούς ελευθέριας. Γίνεται επίσης αναφορά στον προσανατολισμό των αντισεισμικών κανονισμών που είναι μόνο η προστασία ζωής, αγνοώντας τις υλικές ζημιές σε εξοπλισμό και υλικά κατασκευής. Στο Τρίτο κεφάλαιο γίνεται μια αναλυτική αναφορά σε όλους τους τύπους των μονωτήρων και των νομών που διέπουν την συμπεριφορά τους, επίσης αναφέρονται οι δοκιμές που επιβάλλουν οι κανονισμοί στο εργαστήριο, τόσο ο Αμερικάνικος κανονισμός FEMA 450 750, ASCE 7-10, όσο και το Ευρωπαϊκό πρότυπο EN 15129 και ο Ευρωκώδικας. Στο Τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια σύγκριση μεταξύ των Αμερικάνικων και Ευρωπαϊκών αντισεισμικών κανονισμών όσον αφορά το κανονιστικό πλαίσιο που διέπει την μελέτη, τόσο των συμβατικών κτιρίων όσο και την μελέτη των σεισμικά μονωμένων κτιρίων και αναφέρονται οι ομοιότητες και διάφορες μεταξύ των δύο κανονισμών. Στο Πέμπτο κεφάλαιο ακολουθεί η αποτίμηση του κτιρίου με τον ελληνικό κανονισμό ΚΑΝ.ΕΠΕ με ελαστική μέθοδο και με την μεθοδολογία του ενιαίου συντελεστή q. Το κτίριο αποτιμάται με το στατικό πρόγραμμα ΡΑΦ του τεχνικού οίκου λογισμικού ΤΟΛ.Γίνεται επίσης επίλυση και με το στατικό πρόγραμμα ETABS, οπού επιβεβαιώνεται η τάση που παρουσιάζουν δοκάρια -υποστυλώματα να πλαστικοποιηθούν και να πάθουν βλάβες. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τις επιλύσεις, καταδεικνύουν ότι το κτίριο εχει πολλές ανεπάρκειες σε δοκάρια και υποστυλώματα, που υποφέρουν από κάμψη και διάτμηση. Αναμενόμενο επίσης είναι ότι δεν υπάρχει επάρκεια στον ικανοτικό έλεγχο των κόμβων δοκών υποστυλωμάτων,ενώ ανησυχητική είναι η πιθανή ψαθυρή αστοχία των υποστυλωμάτων από την ικανοτική τέμνουσα. Όλα αυτά συνηγορούν στο ότι πρέπει να κάνουμε μια γενικευμένη επέμβαση ενίσχυσης σε ολόκληρο το κτίριο,κάτι το οποίο θα σήμαινε την διακοπή λειτουργίας του κτιρίου, για μεγάλο χρονικό διάστημα, την απομάκρυνση του εξοπλισμού του, καθώς και την μετέπειτα εγκατάσταση του. Στο Εκτο κεφάλαιο προτείνουμε, την λύση της σεισμικής μόνωσης του κτιρίου με μονωτήρες υψηλής απόσβεσης 10 % HDRB για τους οποίους επιτρέπεται να μελετηθούν με γραμμική συμπεριφορά και με την μέση τιμή της ισοδύναμης δυσκαμψίας K_eff. Εκτελούμε φασματική δυναμική ανάλυση σε τρείς διευθύνσεις με απόσβεση 10 %, και επιλέγουμε, εξ αρχής όλα τα χαρακτηριστικά των μονωτήρων, ώστε να έχουν επάρκεια στους μετέπειτα ελέγχους που επιβάλλονται από το πρότυπο EN 15129. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν, δηλώνουν μια διαφορετική εικόνα της κατασκευής, με πλήρη επάρκεια σε υποστυλώματα, τόσο σε κάμψη, όσο και σε διάτμηση, αλλά και άρση της ανεπαρκείας των δοκών, εκτός από τρία άκρα δοκών ισογείου που αστοχούν από κάμψη, και είναι οι δοκοί Δ9, Δ12,Δ14, στο κάτω μέρος της στήριξη τους με σχετικα με μικρό δείκτη ανεπάρκειας λ. Εκτελούνται επίσης όλοι οι έλεγχοι των μονωτήρων σύμφωνα με το EN 15129 με επιτυχία επάρκειας. Στο Εβδομο κεφάλαιο ακολουθεί η ανάλυση με τους ιδίους μονωτήρες HDRB, προσομοιώνοντας τους με διαγραμμικά μοντέλα ανάλυσης και επιλύοντας το κτίριο με μη γραμμική ανάλυση χρονοιστορίας, η οποία αφορά μόνο τους μονωτήρες, και δεν επεκτείνεται στα φέροντα δομικά στοιχεία της κατασκευής. Επιλέγεται ισοδύναμη ιδιοπερίοδος του μονοβάθμιου ταλαντωτή κοντά στα 2,85sec, μειώνοντας αντίστοιχα την δυσκαμψία των μονωτήρων, ώστε να προκύψουν μικρότερες σεισμικές δυνάμεις σε σχέση με την δυναμική φασματική ανάλυση. Επιλέγονται τρία επιταχυνσιογραφήματα Αθηνά 1999, Καλαμάτα 1986, Αίγιο 1992 σε τρείς διευθύνσεις, και αφού προσαρμοστούν ως προς το ελαστικό φάσμα του κανονισμού με το πρόγραμμα seismomatch της εταιρείας seismosoft, εφαρμόζονται στην κατασκευή μας, με συνδυασμούς φόρτισης σύμφωνα με τον κανονισμό. Η απόσβεση που χρησιμοποιούμε είναι β=10 %, και γίνεται αρχική διαστασιολόγηση των μονωτήρων, επιβεβαιώνοντας την επάρκεια τους από τους ελέγχους που προβλέπονται στο EN 15129. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την μη γραμμική ανάλυση χρονοιστορίας επιβεβαιώνουν την φασματική δυναμική ανάλυση και είναι βελτιωμένα κατά 10% περίπου, όσον αναφορά τις δοκούς που αστοχήσαν στην προηγουμένη ανάλυση. Παρουσιάζεται επίσης μια μεγάλη μείωση των σχετικών μετακινήσεων των οροφών της τάξεως ακόμα και 85 %. Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται επίσης έλεγχος των μονωτήρων, από τα αποτελέσματα της ανάλυσης, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ 15129. Σαν γενικό συμπέρασμα μπορούμε να πούμε, ότι η σεισμική μόνωση αναβαθμίζει αντισεισμικά ένα κτίριο κατασκευασμένο την δεκαετία του 1970, χωρίς να χρειαστεί να κάνουμε επεμβάσεις στα φέροντα δομικά στοιχεία του κτιρίου. Εκτός του ισογείου, οπού θα τοποθετηθούν οι μονωτήρες και θα πρέπει να γίνουν εργασίες καθαιρέσεων, οι υπόλοιποι όροφοι θα λειτουργούν κανονικά χωρίς καμμιά μείωση της δραστηριότητας τους. Στην Ελλάδα με την έντονη σεισμική ακολουθία διεγέρσεων η σεισμική μόνωση θα μπορούσε να ήταν ένας πολύ καλός τρόπος αντισεισμικής αναβάθμισης και θωράκισης, πολλών παλαιών κτιρίων. Αλλά και η κατασκευή νέων κτιρίων με σεισμική μόνωση θα έπρεπε να προτείνεται από το ελληνικό παράρτημα του κανονισμού κάτ. ελάχιστον για τα δημόσια κτίρια όπως νοσοκομεία, σχολεία, υπουργεία , σταθμούς,και κτίρια σημαντικά για την δημόσια διοίκηση και λειτουργία του κράτους. At the end of the 19th century there are references for studies of buildings with seismic isolation and although never built this gave the main concept on how we could successfully tackle the action of a great earthquake. In the 20th century, Professor James Kelly, of university of Berkeley, who successfully studied the elastomeric isolators and solved major problems gave a great boost to seismic isolation, as well as, presented all the critical details regarding their simulation. He also works on the tests required so that the engineer and the manufacturer can safely check their behavior during their manufacturing process and their placement. In this thesis we are attempting to seismic retrofit a five –storey building, regular in its behavior and built in the 1970s. It is the building that has been studied by different design offices according to the Greek code of intervention KAN.EPE, and useful conclusions have been dirive. The scope of this thesis is to place high-damping HDRB elastomeric isolators, and study its behavior for all seismic and static loads in all its structural elements, and in accordance with EC-8 regulations. So we divide this thesis into seven chapters. Ιn Chapter one reference is made to historical data. The second chapter present the idea of seismic isolation, and the results, it brings to the fundamental period, studying a single story- two columns, frame with isolators. In Chapter three, a detailed reference is made to all types of isοlators and the rules governing their behavior, as well as, the tests required by the regulations in the laboratory, for the American FEMA 450 750, ASCE 7-10 and the European EN 15129, as well as the Eurocode 8. In Chapter Four, a comparison is made between the American and European anti-seismic regulations, regarding the regulatory framework governing the study of both conventional building, and the study of seismically isolated building, as well as, the similarities and differences between the two regulations. In chapter five the building is assessed using the Greek code of intervention KAN.EPE , the elastic method of analysis and the methodology of the global behavior coefficient q. The building is also assesed using the RAF a greek static analysis software of TOL company, and the ETABS software, which confirms the tendency of beams and column,to create plastic hinge. Conclusions resulting from the study of this building show that the building has many deficiencies in beams and columns, suffering from bending moment, and shear forces failure. All this shows that we need to make a full retrofit to the entire building, which would mean that we have to close the building for a long time. In chapter six we propose the solution of the seismic isolation of the building with HDRB (high damping rubber bearing) isolators for which it is allowed to be studied with linear behavior and with the mean value of the equivalent stiffness Kef. we perform dynamic response spectrum analysis with a 10% damping, and select all the characteristics of the isolators, so that they are adequate in the tests required by EN 15129. The results indicate that there is full adequaty in columns and beams except three beams, at the ground floor. All isolation tests according to EN 15129 are also successfully carried out. Chapter seven follows the analysis with the same HDRB isolators, simulating them with non linear analysis models and analyzing the building with non-linear time history analysis.The fundamental period of the structure is selected to be close to 2.85sec, reducing respectively the stiffness of the isolators, so that smaller seismic forces are obtained.Time histoty analysis is performed using three sets of accelerograms, Athens 1999, Kalamata 1986, Aegio 1995 in three directions, who is being adapted to the elastic spectrum of the code EC-8 using seismomatch program, and they are applied to the structure. The damping we use is β = 10%, and the isolators are initially dimensioned, confirming their adequacy with the checks provided in EN 15129. The results obtained by the nonlinear time-history analysis confirm the dynamic response spectrum analysis and are improved about 10% regarding the beams that failed in the previous analysis. There is also a significant reduction in relative displacement of the floors about 85%. In the same chapter, isolators are checked according EN 15129. As a general conclusion, we can say that the seismic isοlation upgrades a regular building, constructed in the mid of 1970 's, without having to do extensive interventions on structural elements of the building. Apart from the ground floor where the isolators are placed and various dismantlements are needed, the remaining floors can be fully operational. In Greece with intense earthquake, the seismic isolation could be valuable technique for seismic retrofit of old buildings. Also the construction of new buildings, using seismic isolation should be proposed by the Greek Annex of the code, EC-8 at least for public buildings such as hospitals, schools, ministries, stations, and major buildings important for public administration. 2017-11-02 Μεταπτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/3899 el http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. 243 http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/3899/7/retrofit_3.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές Αντωνιάδης, Παναγίωτης Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title | Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_full | Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_fullStr | Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_full_unstemmed | Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_short | Σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_sort | σεισμική αναβάθμιση κτιρίου με χρήση ελαστομεταλλικών εφεδράνων |
| title_translated | Seismic retrofit of a building using steel laminated rubber bearing |
| topic | TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/3899 |