Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8» Η μετάβαση από τον EAK2000 Η μετάβαση από τον EAK2000 στον Ευρωκώδικα 8 Αναστάσιος Σέξτος Επίκουρος Καθηγητής [email protected]Αριστοτέλειο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Αγρίνιο, 2 Απριλίου 2011
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Η μετάβαση από τον EAK2000Η μετάβαση από τον EAK2000 στον Ευρωκώδικα 8
ΕΝ1999: Ευρωκώδικας 9 - Σχεδιασμός των Κατασκευών από Αλουμίνιο
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Διάρθρωση Ευρωκώδικα 8 (EN 1998) σε Mέρη (Parts)ρ ρ η ρ ( 99 ) ρη ( )
EN 1998-1: γενικοί κανόνες, σεισμικές δράσεις και κανόνες για κτίρια EN 1998-2: διατάξεις που αφορούν γέφυρες EN 1998-3: διατάξεις για σεισμική αποτίμηση και εκ των υστέρων ενίσχυσηυφισταμένων κτιρίων EN 8 δ άξ ύ λό δ ξ έ ύ EN 1998-4: διατάξεις που αφορούν σιλό, δεξαμενές και αγωγούς EN 1998-5: διατάξεις που αφορούν θεμελιώσεις, τοίχους αντιστήριξης καιγεωτεχνικά θέματα EN 1998-6: περιέχει ειδικές διατάξεις που αφορούν πύργους ιστούς και EN 1998-6: περιέχει ειδικές διατάξεις που αφορούν πύργους, ιστούς καικαπνοδόχους.
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Διάρθρωση Ευρωκώδικα 8- Μέρους 1 (EN1998-1) σε κεφάλαιαρ ρ η ρ ρ ς ( 99 ) φ
Κεφάλαιο 1: ΓενικάΚ άλ β έ ή ά ήΚεφάλαιο 2: βασικές απαιτήσεις συμπεριφοράς και κριτήριασυμμόρφωσηςΚεφάλαιο 3: γενικοί κανόνες για τις σεισμικές δράσεις και για τον συνδυασμό τους με άλλες δράσεις (συνδυάζεται επίσης με EN 1998-2 γιασυνδυασμό τους με άλλες δράσεις (συνδυάζεται επίσης με EN 1998-2 για γέφυρες έως EN 1998-6 για πύργους, ιστούς κλπ)Κεφάλαιο 4: γενικοί κανόνες μελέτης για κτίρια (ανεξαρτήτων υλικού)
Κεφάλαιο 5: ειδικοί κανόνες για κτίρια από σκυρόδεμα.Κεφάλαιο 6: ειδικοί κανόνες για κτίρια από χάλυβαΚεφάλαιο 7: ειδικοί κανόνες για σύμμικτα κτίρια από χάλυβα και
όδσκυρόδεμαΚεφάλαιο 8: ειδικοί κανόνες για κτίρια από ξύλο.Κεφάλαιο 9: ειδικοί κανόνες για κτίρια από τοιχοποιία.Κεφάλαιο 10: θεμελιώδεις απαιτήσεις σχετικές με τη σεισμική μόνωσηΚεφάλαιο 10: θεμελιώδεις απαιτήσεις σχετικές με τη σεισμική μόνωση φορέων (κυρίως κτιρίων)
Παράρτημα Α: ελαστικό φάσμα απόκρισης μετακίνησηςΠαράρτημα Α: ελαστικό φάσμα απόκρισης μετακίνησηςΠαράρτημα Β: προσδιορισμός μετακίνησης στόχου για μη-γραμμική στατική ανάλυση (pushover)Παράρτημα Γ: μελέτη οπλισμού πλακών σε σύμμικτες δοκούς από χάλυβα
και σκυρόδεμα σε κόμβους δοκών-υποστυλωμάτων πλαισίων
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Εθνικό Προσάρτημα στον Ευρωκώδικα 8-1 (EN1998-1)
Το Εθνικό Προσάρτημα καθορίζει εναλλακτικές διαδικασίες, τιμές και συστάσεις (Εθνικά
ρ ρ ημ ρ ( 99 )
ρ ρ ημ ρ ζ ς ς μ ς ςΠροσδιορίσιμες Παραμέτρους) όπου απαιτείται, ειδικώς για την Ελλάδα, διαφοροποίησηαπό τις γενικώς συνιστώμενες τιμές.
ά δ ίμερικά παραδείγματα:
χάρτης σεισμικών ζωνών και τιμές αναφοράς των εδαφικών επιταχύνσεων (PGA/ag) παράμετροι S TB TC TD που καθορίζουν την μορφή του οριζόντιου & κατακόρυφου παράμετροι S, TB, TC, TD που καθορίζουν την μορφή του οριζόντιου & κατακόρυφουελαστικού φάσματος απόκρισης τιμές του φ για κτίρια συντελεστής σπουδαιότητας γΙ για κτίρια.ής η ς γΙ γ ρ τιμή συντελεστή υπεραντοχής γd για διαφράγματα. επιμέρους συντελεστές υλικών για κτίρια από χάλυβα ή σύμμικτα κτίρια στη σεισμικήκατάσταση σχεδιασμού συντελεστής υπεραντοχής για τον ικανοτικό σχεδιασμό κτιρίων από χάλυβα συντελεστές q σε κτίρια από τοιχοποιία
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Θεμελιώδεις απαιτήσεις (1/2)μ ς ή ς ( / )
Απαίτηση μη-κατάρρευσης
Ο φορέας να αναλαμβάνει την σεισμική δράση σχεδιασμού που έχει πιθανότηταυπέρβασης (PR) 10% σε 50 χρόνια (TL), ή αλλιώς που αντιστοιχεί στον σεισμό που έχειμέση περίοδο επαναφοράς T 475 χρόνια:μέση περίοδο επαναφοράς TR 475 χρόνια:
-TL / ln(1- PR) = TR => -50/ln(1-0.1) = 475
• χωρίς τοπική ή γενική κατάρρευση• διατηρώντας τη στατική ακεραιότητά του και παραμένουσα φέρουσα ικανότηταμετά τα σεισμικά γεγονότα.μ μ γ γ
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Θεμελιώδεις απαιτήσεις (2/2)μ ς ή ς ( / )
Απαίτηση περιορισμού βλαβών.
Ο φορέας να αναλαμβάνει σεισμική δράση που έχει μεγαλύτερη πιθανότηταεμφάνισης (10% σε 10 χρόνια ή αλλιώς που αντιστοιχεί στον σεισμό με μέση περίδοε αναφοράς 95 έ η) ρίς ην ε φάν ση βλαβών α συνε α όλουθους ερ ορ σ ούςεπαναφοράς 95 έτη), χωρίς την εμφάνιση βλαβών και συνεπακόλουθους περιορισμούςχρήσης.
-TL / ln(1- PR) = TR => -10/ln(1-0.1) = 95
Οι απαιτήσεις αυτές εξαρτώνται και
TL / ln(1 PR) TR > 10/ln(1 0.1) 95
Οι απαιτήσεις αυτές εξαρτώνται και από τον συντελεστή σπουδαιότητας γΙ
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: ΕΑΚ2000μ ή ρ η
κατά το χρονικό διάστημα 2002 - 2003 αναθεωρήθηκε από Επιστημονικές Επιτροπές τουΟΑΣΠ ο Χάρτης Σεισμικής Επικινδυνότητας που συνοδεύει τον Αντισεισμικό κανονισμό τηςώ έ ή β λ ώ έ ύ
TYPE 1 TYPE 2
χώρας, με σημαντικές τροποποιήσεις και βελτιώσεις σε σχέση με τον προηγούμενο:
• κατάργηση της ζώνης χαμηλής σεισμικής επικινδυνότητας,• κατανομή του ελλαδικού χώρου σε 3 ζώνες αντί 4TYPE 1 TYPE 2• κατανομή του ελλαδικού χώρου σε 3 ζώνες αντί 4• ενιαία τιμή σεισμικής επιτάχυνσης g σε κάθε καποδιστριακό δήμο.
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Ελαστικό φάσμα απόκρισης Ευρωκώδικα 8μ ή ρ η φ μ ρ ης ρ
• κοινό και στις δύο οριζόντιες• κοινό και στις δύο οριζόντιες διευθύνσεις• S = Συντελεστής εδαφικής κατηγορίας• α = εδαφική επιτάχυνση σχεδιασμούαg εδαφική επιτάχυνση σχεδιασμού• η = συντελεστής απόσβεσης• TB, TC, TD = χαρακτηριστικές περίοδοι
κατά Ευρωκώδικα 8 υπάρχουν 4 κλάδοι ενώ κατά ΕΑΚ2000 υπάρχουν 3 κλάδοι ο φθίνων κλαδος είναι αντιστρόφως ανάλογος του Τ (στον 3ο κλάδο) και του του Τ2 (στον 4ο κλάδο) ενώΤ (στον 3ο κλάδο) και του του Τ2 (στον 4ο κλάδο) ενώ κατά ΕΑΚ2000 του Τ2/3
η PGA δίνεται στον βράχο και όχι στην επιφάνειαόπως στον ΕΑΚόπως στον ΕΑΚο συντελεστής απόσβεσης η είναι
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Ελαστικό φάσμα απόκρισης Ευρωκώδικα 8μ ή ρ η φ μ ρ ης ρ
• TTύποςύπος 1:1: Για κατασκευές εκτεθειμένες σε σεισμούς
• TTύποςύπος 2:2: Για κατασκευές εκτεθειμένες σε σεισμούς
αναμενόμενου μεγέθους Ms > 5.5μ ς μ ς
αναμενόμενου μεγέθους Ms ≤ 5.5
Σχετικά καλή συμφωνία μεταξύΣχετικά καλή συμφωνία μεταξύ Φασμάτων Τύπου 1 και 2 του EC8, βάση PGA που αντιστοιχεί σε σκληρά εδάφη σε απόσταση 10 km και διάδορα μεγέθη σεισμού όπως
υπολογίζονται από τις εξισώσεις των Ambraseys et al.(1996), και των μέσων φασμάτων που ύ ό ξ ώ έ (B & Pi h 6)
προκύπτουν από τις εξισώσεις αυτές (Bommer & Pinho, 2006)
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Ελαστικό φάσμα απόκρισης Ευρωκώδικα 8μ ή ρ η φ μ ρ ης ρ
• TTύποςύπος 1:1: Για κατασκευές εκτεθειμένες σε σεισμούς
• TTύποςύπος 2:2: Για κατασκευές εκτεθειμένες σε σεισμούς
αναμενόμενου μεγέθους Ms > 5.5μ ς μ ς
αναμενόμενου μεγέθους Ms ≤ 5.5
Πλεονέκτημα διάκρισης Τύπου 1 και 2:Πλεονέκτημα διάκρισης Τύπου 1 και 2: Η δυνατότητα επιλογής. Πράγματι η φασματική ί ξ ά ό έ θενίσχυση εξαρτάται από το μέγεθος
Μειονέκτημα διάκρισης Τύπου 1 και 2 :Μειονέκτημα διάκρισης Τύπου 1 και 2 : Το είδος του εδάφους (όπως αυτό υπεισέρχεται στον όρο S και τελικά στην φασματική επιτάχυνση για T=0), αποτελεί έναν σταθερό πολλαπλαστή σε
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Ελαστικό φάσμα κατακόρυφης απόκρισης Ευρωκώδικα 8μ ή ρ η φ μ ρ φης ρ ης ρ
• η μορφή παραμένει παρόμοια με του φάσματος οριζόντιας απόκρισης 3φ μ ς ρ ζ ς ρ ης
• όπως και πριν γίνεται διάκριση μεταξύ TTύπουύπου 11 (Ms > 5.5) και TTύπουύπου 22 (Ms <= 5.5)
• η μορφή δεν μεταβάλλεται ανάλογα με τον Τύπο ή τις εδαφικές συνθήκες
πότε ενδιαφέρει η κατακόρυφη συνιστώσα?
αν avg>0.25g :
§ 4.3.3.5.2
g για οριζόντια στατικά μέλη με άνοιγμα > 20m για οριζόντιους προβόλους με άνοιγμα > 5m για οριζόντια προεντεταμένα μέλη για δοκούς που φέρουν φυτευτά υποστυλώματα για δοκούς που φέρουν φυτευτά υποστυλώματα σε φορείς με σεισμική μόνωση
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Ελαστικό φάσμα κατακόρυφης απόκρισης Ευρωκώδικα 8μ ή ρ η φ μ ρ φης ρ ης ρ
ό λ βά ά ό ζό ( άη κατακόρυφη PGA λαμβάνεται γενικά μικρότερη της οριζόντιας PGA (τυπικά 90%αυτής σε αντίθεση με τον ΕΑΚ2000 όπου ήταν ίση προς το 70%).
Επίσης διαφοροποιείται το συχνοτικό περιεχόμενο (μέσω των TB, TC, TD) σε αντίθεση με τον ΕΑΚ2000 όπου παρέμενε ίδιο μεταξύ κατακόρυφης & οριζόντιαςαντίθεση με τον ΕΑΚ2000 όπου παρέμενε ίδιο μεταξύ κατακόρυφης & οριζόντιας απόκρισης
Chi Chi (Taiwan), Imperial Valley (U.S.), Kocaeli(Turkey), Northridge (U.S.)
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Φάσμα σχεδιασμούμ ή ρ η μ χ μ
§3.2.2.5“Για την αποφυγή επιτέλεσης ανελαστικής ανάλυσης κατά το σχεδιασμό, η δυνατότητα της κατασκευής να απορροφήσει ενέργεια μέσω πλάστιμης συμπεριφοράςαπορροφήσει ενέργεια μέσω πλάστιμης συμπεριφοράς των στοιχείων του ή άλλων μηχανισμών, λαμβάνεται υπόψη με την πραγματοποίηση ελαστικής ανάλυσηςελαστικής ανάλυσης και τη χρήση φάσματος απόκρισηςφάσματος απόκρισης που είναι μειωμένομειωμένο σε σχέση με το ελαστικό («φάσμα σχεδιασμού»«φάσμα σχεδιασμού»).. Η μείωση αυτή επιτυγχάνεται με την εισαγωγή του δείκτηδείκτημείωση αυτή επιτυγχάνεται με την εισαγωγή του δείκτη δείκτη συμπεριφοράςσυμπεριφοράς qq.
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Σεισμική δράση: Φάσμα σχεδιασμούμ ή ρ η μ χ μ
Δείκτης συμπεριφοράς q (ίσως η σημαντικότερη διαφορά σε επίπεδο εκτίμησης σεισμικών δυνάμεων μεταξύ του ΕΑΚ2000 & Ευρωκώδικα 8)
τυπικά, ο δείκτης συμπεριφοράς κατά ΕΑΚ2000 ήταν ίσος προς 3.5 για νεόδμητα κτίρια από Ο/Σ με πλαισιακό ή μικτό στατικό σύστημα
στον Ευρωκώδικα 8 είναι συνάρτηση της Κατηγορίας Πλαστιμότητας και της Κανονικότητας (καθ’ ύψος και σε κάτοψη) του κτιρίου
κυμαίνεται από 3.90 – 5.85 για κανονικά κτίρια Μέσης και Υψηλής Πλαστιμότητας (ΚΠΜ & ΚΠΥ) και 2.75 - 4.15 για μη-κανονικά (καθ’ ύψος και σε κάτοψη) κτίρια Μέσηςγια μη κανονικά (καθ ύψος και σε κάτοψη) κτίρια Μέσης και Υψηλής Πλαστιμότητας
η τιμή του δείκτη συμπεριφοράς q μπορεί να είναι η τιμή του δείκτη συμπεριφοράς q μπορεί να είναι διαφορετική σε διαφορετικές οριζόντιες διευθύνσεις του φορέα, αλλά η Κατηγορία Πλαστιμότητας πρέπει να είναι η
ό λ ό ά ά Ε ώδ 8 θί λ δ ί όπως και στο ελαστικό φάσμα, κατά Ευρωκώδικα 8 ο φθίνων κλαδος είναι αντιστρόφως ανάλογος του Τ ή του Τ2 ενώ κατά ΕΑΚ2000 του Τ2/3
δ έ λ ό ό β ό ΕΑΚ δ όδεν υπεισέρχεται στον υπολογισμό η απόσβεση η όπως στον ΕΑΚ2000 διότι λαμβάνεται υπόψη εμμέσως κατά τον ορισμό του q (όπως θα εξηγηθεί παρακάτω)
δ έ λ ό λ ή θ λί θ ό δεν υπεισέρχεται στον υπολογισμό ο συντελεστής θεμελίωσης θ όπως στον ΕΑΚ2000
λά ό ή ά δ ύ (β ) ί ί η ελάχιστη επιτρεπόμενη φασματική επιτάχυνση σχεδιασμού (βαg) είναι ίση προς 20% ag σε αντίθεση με τον ΕΑΚ2000 όπου ήταν 25% ag
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Εναλλακτικές σεισμικές δράσεις: ανάλυση στο πεδίο του χρόνους μ ς ρ ς η χρ
• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε καταγραφέςκαταγραφές είτε συνθετικά συνθετικά επιταχυνσιογραφήματαεπιταχυνσιογραφήματαεπιταχυνσιογραφήματαεπιταχυνσιογραφήματα
• Απαιτείται η διέγερση και κατά τις τρεις διευθύνσειςτρεις διευθύνσεις• Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ίδιο επιταχυνσιογράφημα και για τις δυο
οριζόντιες διευθύνσεις • Η διάρκειαδιάρκεια πρέπει να είναι συμβατή με το μέγεθος του σεισμούσυμβατή με το μέγεθος του σεισμού (έλάχιστη
διάρκεια 10sec εκτός αν υπάρχει ειδική ανάλυση σεισμικής απόκρισης)διάρκεια 10sec εκτός αν υπάρχει ειδική ανάλυση σεισμικής απόκρισης)• Η ομάδα των χρονοϊστοριών θα πρέπει να πληρεί τα παρακάτω κριτήρια:
(1) Κατ’ ελάχιστον απαιτούνται 3 επιταχυνσιογραφήματα. (2) Η μέση τιμή της φασματικής τιμής για Τ=0Τ=0 δεν θα πρέπει να είναι μικρότερη του
αα *S*S για τη συγκεκριμένη θέσηααgg*S*S για τη συγκεκριμένη θέση(3) Στην περιοχή περιόδων 0.2T1 0.2T1 έωςέως 2T12T1, όπου T1 η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος της
κατασκευής κατά τη διεύθυνση της επιβολής της επιτάχυνσης, δεν θα πρέπει καμοία τιμή του μέσου φάσματος που υπολογίζεται από τις χρονοϊστορίες να είναι μικρότερο του 90%90% της φασματικής τιμής του αντίστοιχου ελαστικού φάσματος ου κανονισμού
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Κριτήρια Κονονικότηταςρ ήρ η ς
το στατικό προσομοίωμα, το οποίο μπορεί να ί ί ί δ ί ό
επηρρεάζουν:
είναι είτε επίπεδο είτε χωρικό
τη μέθοδο ανάλυσης, που μπορεί να είναι είτε απλουστευμένη (διαδικασία οριζόντιαςεπηρρεάζουν: απλουστευμένη (διαδικασία οριζόντιας φόρτισης) είτε δυναμική φασματική
τη τιμή του συντελεστή q, που θα είναι η μή ή q,μειωμένη για μη-κανονικά καθ’ ύψος κτίρια
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Κριτήρια Κονονικότητας σε Κάτοψηρ ήρ η ς ψη
1. Λυγηρότητα (λόγος διαστάσεων στις δύο οριζόντιες διευθύνσεις) λ = lmax/lmin < 4
2. πρέπει eox ≤ 0.30 ⋅ rx
όπου:
eox = η απόσταση μεταξύ του κέντρου δυσκαμψίας και του κέντρου μάζας, πουμετράται κατά την διεύθυνση x, κάθετη στην εξεταζόμενη διεύθυνση της ανάλυσης
rx = η τετραγωνική ρίζα του λόγου της δυστρεψίας προς την μεταφορικήδ ί δ ύθ ( ί δ ί ) l ί ί δ ίδυσκαμψία στην διεύθυνση y («ακτίνα δυστρεψίας»), και ls είναι η ακτίνα αδρανείας της μάζας της πλάκας ορόφου σε κάτοψη (τετραγωνική ρίζα του λόγου (α) της πολικής ροπής αδρανείας της μάζας της πλάκας του ορόφου σε κάτοψη, ως προς το κέντρο μάζας της πλάκας του ορόφου προς (β) την μάζα της πλάκας του ορόφου)κέντρο μάζας της πλάκας του ορόφου προς (β) την μάζα της πλάκας του ορόφου)
πρέπει rx ≥ ls
Για τον ορισμό του κέντρου δυσκαμψίας και του κέντρου δυσκαμψίας σε πολυόροφα κτίρια, ο Ευρωκώδικας αφήνει το θέμα να καθοριστεί στα Εθνικά Προσαρτήματα. Για την Ελλάδα, εξακολουθούν να ισχύουν οι
διατάξεις της παραγράφου 3.3.3 και του Παραρτήματος ΣΤ του ΕΑΚ2000
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Κριτήρια Κονονικότητας καθ’ ύψοςρ ήρ η ς ψ ς
τιμή q x 0.8
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Συντελεστές συνδυασμού για μεταβλητές δράσειςς μ γ μ β η ς ρ ς
οι συντελεστές συνδυασμού ψEI για τον υπολογισμό των αποτελεσμάτων σεισμικών δράσεων αποτελούν συνάρτηση της χρήσης των ορόφων:σεισμικών δράσεων αποτελούν συνάρτηση της χρήσης των ορόφων:
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Ανάλυση και προσομοίωση κτιρίωνη ρ μ η ρ
Θεώρηση ρηγματωμένων διατομών: Ευρωκώδικας 8 §4.3.1 (7) καμπτική δυσκαμψία ίση: με αυτή του
δί λώ ί
ΕΑΚ2000ρ ς §4 3 (7)
«Εκτός αν γίνει ακριβέστερη ανάλυση των ρηγματωμένων στοιχείων, τα ελαστικά καμπτικά και διατμητικά χαρακτηριστικά δυσκαμψίας των
ί ό όδ ί
σταδίου Ι για τα υποστυλώματα, ίση με τα 2/3 αυτής για τα τοιχώματα, και ίση με το ½ αυτής για τα οριζόντια στοιχεία Eπιτρέπεται η θεώρηση τηςστοιχείων από σκυρόδεμα και τοιχοποιία
μπορούν να ληφθούν ίσα με το ½ της αντίστοιχης δυσκαμψίας των μη ρηγματωμένων στοιχείων.»
στοιχεία. Eπιτρέπεται η θεώρηση της στρεπτικής δυσκαμψίας ίσης με το 1/10 της τιμής που αντιστοιχεί στο
Ευρωκώδικας 8 §4.3.1 (8)« Η παραμορφωσιμότητα της θεμελίωσης (περιλαμβανομένης και της αλληλεπίδρασης εδάφους-φορέα) μπορεί να λαμβάνεται υπόψη φ φ ρ μ ρ μβ ψηπάντοτε, περιλαμβανομένων και των περιπτώσεων στις οποίες έχει ευεργετικά αποτελέσματα*»
* προφανώς εξαιτίας αύξησης ιδιοπεριόδου και μικρότερης προκύπτουσας φασματικής επιτάχυνσης σχεδιασμού • η θεώρηση αυτή όμως, αν και είναι πράγματι είναι ευμενής από υπολογιστική άποψη φάσματος σχεδιασ ού δεν έχει γενική ισχύ αν εξε ασ εί σε σχέση ε φάσ α α ραγ α ικών σεισ ών ε εγάλες
σχεδιασμού, δεν έχει γενική ισχύ αν εξεταστεί σε σχέση με φάσματα πραγματικών σεισμών με μεγάλες φασματικές ενισχύσεις σε μέσες ή μεγάλες περιόδους (T>0.4s), ειδικά για την περίπτωση κτιρίων με Τ<0.4s
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Μέθοδοι ανάλυσης
P14.3.3.2.2λmTSF 1db
ης
μέθοδος ανάλυσης οριζόντιας φόρτισης
Ευρωκώδικας 8
απλοποιημένη φασματική ανάλυση
ΕΑΚ2000
μ ς ης ρ ζ ς φ ρ ης(για κτίρια κανονικά σε κάτοψη και καθ’ ύψος). Γενικώς διαφορετικά κριτήρια σε σχέση με τον ΕΑΚ, διαφορετική τέμνουσα βά θ λ ώδ δ ί δ
ιδιομορφική ανάλυση φάσματος απόκρισης (για όλους τους τύπους κτιρίων)αριθμός σημαντικών ιδιομορφών: ενεργοποίηση 90% ταλαντούμενης μάζας ή έστω χρήση k
δυναμική φασματική
αριθμός σημαντικών ιδιομορφών: ενεργοποίηση 90% ταλαντούμενης μάζαςμ ης μ ζ ς ή χρή η
ιδιομορφών όπου
΄ και n ο αριθμός των ορόφων
μη-γραμμική στατική ανάλυση (pushover) -
μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας (δυναμική).
μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας (συμπληρωματικά προς τη δυναμική
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Μη-γραμμική στατική μέθοδος (pushover)η γρ μμ ή ή μ ς (p )
ύ θ ό ά σύμφωνα με το Εθνικό Προσάρτημα, η χρήση της επιτρέπεται μόνο σε συνδυασμό με τη γραμμική μέθοδο φασματικής απόκρισης με βάση το φάσμα σχεδιασμούαπόκρισης με βάση το φάσμα σχεδιασμού
τα αποτελέσματα της φασματικής ανάλυσης δεν επιτρέπεται να μειωθούν μεανάλυσης δεν επιτρέπεται να μειωθούν με βάση αυτά της pushover
εξαιρούνται οι περιπτώσεις: κτιρίων με σεισμική μόνωση έμμεσης μείωσης λόγω διόρθωσης του λόγου υπεραντοχής αu/a1 (άρα και του q) ί ί ύ αποτίμησης κτιρίων σύμφωνα με τον EN1998-3
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Μη-γραμμική στατική μέθοδος (pushover):Μη γραμμική στατική μέθοδος (pushover): μια σύνοψη
1. δημιουργείται ένα προσομοίωμα του κτιρίου όπου σε Σχέση ροπών-στροφών μέλους
κάθε δομικό στοιχείο λαμβάνεται υπόψη ανελαστικός νόμους φορτίου – παραμόρφωσης (βάσει ιδιοτήτων υλικού, γεωμετρία και οπλισμό διατομής)
Εμφάνιση πρώτης πλαστικής
2. το προσομοίωμα φορτίζεται μονότονα με σταθερό προφίλ οριζόντιων φορτίων σύμφωνα με τη δεσπόζουσα κατανομή των αδρανειακών δυνάμεων τα οποία μφ η ρ ης ής
άρθρωσης κατανομή των αδρανειακών δυνάμεων τα οποία αυξάνουν σταδιακά.
3. οι διατομές διαρρέουν σταδιακά, δημιουργούνται
Ανάπτυξη μηχανισμού
3 μ ς ρρ , ημ ργπλαστικές αρθρώσεις και οι εσωτερικές δυνάμεις ανακατανέμονται στον φορέα.
Η δ δ ί ίζ ό δ θ ί Ανάπτυξη μηχανισμού (κατάρρευση)
4. Η διαδικασία τερματίζεται όταν δημιουργηθεί μηχανισμός ορόφου και ο φορέας καταρρεύσει5. εξάγεται η σχέση τέμνουσας βάσης
καμπύλη αντίστασης
(ή ικανότητας)
τέμνουσας βάσης και μετακίνησης σημείου ελέγχου (τυπικά στην
ρ ρ ήμ ρ ( χ η , μ , ρ ς, μηχπροσαρτήματα και εξοπλισμός, τοίχοι όψεως, διαχωριστικοί τοίχοι, κιγκλιδώματα) τα οποία ενδέχεται, σε περίπτωση αστοχίας, να προκαλέσουν κινδύνους σε ανθρώπους ή να επηρεάσουν τον κύριο φορέα του κτιρίου ή δίκτυα και κρίσιμες
ά θ λέ δ ό ίξ ήεγκαταστάσεις, θα ελέγχονται σε συνδυασμό με τις στηρίξεις τους για αντοχή στην σεισμική δράση σχεδιασμού»
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Κατηγορίες Πλαστιμότηταςηγ ρ ς μ η ς
Στον Ευρωκώδικα 8 προβλέπονται 2 Kατηγορίες Πλαστιμότητας (ΚΠ) για την Ελλάδα ( ύ Εθ ό Π ά ύ λέ λέ ί Χ λή(σύμφωνα με το Εθνικό Προσάρτημα απαγορεύεται η μελέτη μελέτη κτιρίων για Χαμηλή
Σύμφωνα με το Εθνικό Προσάρτημα δεν επιτρέπεται η επιλογή Κατηγορίας Πλαστιμότητας Μ σε κτίρια σπουδαιότητας ΙΙΙ ή ΙV σε σεισμική ζώνη Ζ2 ή Ζ3 με εξαίρεση φορείς από
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Δείκτης (συντελεστής) συμπεριφοράς q (2/5)
Η ανώτατη τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q, για κάθε διεύθυνση σχεδιασμού
ί
ης ( ής) μ ρ φ ρ ς q ( /5)
είναι:
= η τιμή με την οποίαν πρέπει να πολλαπλασιαστεί η οριζόντια σεισμικήη μή μ η ρ η ρ ζ μ ήδράση σχεδιασμού για να αναπτυχθούν πλαστικές αρθρώσεις σε τόσες θέσειςώστε να σχηματιστεί πλήρως πλαστικός μηχανισμός, ενώ όλες οι άλλες δράσειςσχεδιασμού παραμένουν σταθερές.
ή ί έ λλ λ ί ζό ή= η τιμή με την οποίαν πρέπει να πολλαπλασιαστεί η οριζόντια σεισμικήδράση σχεδιασμού ώστε για πρώτη φορά η καμπτική επιπόνηση να γίνει ίση μετην καμπτική αντοχή σε οποιοδήποτε στοιχείο στον φορέα, ενώ όλες οι άλλεςδράσεις σχεδιασμού παραμένουν σταθερέςδράσεις σχεδιασμού παραμένουν σταθερές
είτε μέσω μη-γραμμικής στατικής ανάλυσης είτε προσεγγιστικάής ης
ως συνάρτηση
κατάρρευσηauxVd
δ ό ως συνάρτηση του στατικού συστήματος και του αριθμού των
1η διαρροήa1xVd
Για σχεδιασμό νέου κτιρίου δεν είναι άμεσα του αριθμού των
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Δείκτης (συντελεστής) συμπεριφοράς q (3/5)
Η ανώτατη τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q, για κάθε διεύθυνση σχεδιασμού
ί
ης ( ής) μ ρ φ ρ ς q (3/5)
είναι:
είτε προσεγγιστικά
Πλαισιωτά συστήματα ή ισοδύναμα προς πλαισιωτά διπλά συστήματα. μονώροφα κτίρια: αu/α1=1.1 πολυώροφα δίστυλα πλαισιωτά κτίρια: αu/α1=1.2πολυώροφα δίστυλα πλαισιωτά κτίρια: αu/α1 1.2 πολυώροφα πολύστυλα πλαισιωτά κτίρια ή ισοδύναμα προς αυτά διπλά συστήματα: αu/α1=1.3
Συστήματα τοιχωμάτων ή ισοδύναμα προς αυτά διπλά συστήματα. Συστήματα τοιχωμάτων με μόνον δύο ασύζευκτα τοιχώματα σε κάθε οριζόντιαδιεύθυνση: αu/α1=1.0Άλλ ή ύζ ά / Άλλα συστήματα ασύζευκτων τοιχωμάτων: αu/α1=1.1 Ισοδύναμα προς τοιχώματα διπλά συστήματα ή συστήματα συζευγμένωντοιχωμάτων: αu/α1=1.2
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
Δείκτης (συντελεστής) συμπεριφοράς q (4/5)
Η ανώτατη τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q, για κάθε διεύθυνση σχεδιασμού
ί
ης ( ής) μ ρ φ ρ ς q (4/5)
είναι:
1,00, για πλαισιωτά και ισοδύναμα προς πλαισιωτά συστήματα τοιχωμάτων
(1+α0)/3<1, αλλά όχι μικρότερη από 0,5, για συστήματα τοιχωμάτων α
δύ ώ δ λά ήισοδύναμα προς τοιχώματα διπλά συστήματα και στρεπτικά εύστρεπτα συστήματα
ό ί ύ ή λό ό
εκφράζει την επικρατούσα
μορφή αστοχίαςόπου αo είναι κυριαρχούσα τιμή του λόγου όψεως των τοιχωμάτων του στατικού συστήματος (προσεγγιστικά):
μορφή αστοχίας σε στατικά
συστήματα με τοιχώματα
hwi = το ύψος του τοιχώματος il ή δ ή ώ ilwi = το μήκος της διατομής του τοιχώματος i
εφόσον οι λόγοι όψεως hwi/lWi όλων των τοιχωμάτων i του στατικού συστήματος δεν παρουσιάζουν σημαντικές διαφορέςστατικού συστήματος δεν παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές,
Σε επίπεδο σεισμικών δράσεων δεν υπάρχει γενικό συμπέρασμα αναφορικά με το εαν οι επιβαλλόμενεςδεν υπάρχει γενικό συμπέρασμα αναφορικά με το εαν οι επιβαλλόμενες σεισμικές δυνάμεις είναι δυσμενέστερες κατά Ευρωκώδικα 8 σε σχέση με τον ΕΑΚ2000 καθώς αυτό εξαρτάται από το στατικό σύστημα, την κανονικότητα, το έδαφος, την κατηγορία πλαστιμότητας και την ιδιοπερίδο του κτιρίου.
Σε επίπεδο αντισεισμικού σχεδιασμούτο συνολικό πλαίσιο αντισεισμικού σχεδιασμού κατά Ευρωκώδικα 8 και ΕΑΚ δ ί ύ λ ί ά ί δ δ έ όΕΑΚ2000 δεν είναι εύκολο να καταστεί άμεσα συγκρίσιμο δεδομένου του ότι
(α) οι σεισμικές δράσεις κατά Ευρωκώδικα 8 δεν είναι συστηματικά ευμενέστερες ή δυσμενέστερες αυτών του ΕΑΚ2000ευμενέστερες ή δυσμενέστερες αυτών του ΕΑΚ2000
(β) οι σεισμικές δράσεις παραλαμβάνονται με διαφορετικούς εν γένει κανόνες διαστασιολόγησης και κατασκευαστικής διαμόρφωσης (αν υπάρχουν ενδείξεις γη ης ής μ ρφ ης ( ρχ ξ ςότι ο σχεδιασμός κατά Ευρωκώδικα 8 είναι ελαφρώς ευμενέστερος) και
(γ) η τελική επιτελεστικότητα (ή συνολικά η ασφάλεια) της κατασκευής που ά έ όλ δ άξ δύ ώ δεπιτυγχάνεται μέσω του συνόλου των διατάξεων των δύο κανονισμών δεν
Ημερίδα «Σχεδιασμός Κτηρίων Σκυροδέματος με βάση τους Ευρωκώδικες 2 & 8»
ΒιβλιογραφίαΒιβλιογραφία
Αθανασιάδου, Χ., Κάππος, Α., Καρακώστας, Χ. Λεκίδης, Β. Θεοδουλίδης, Ν. Μάργαρης, Β., Κλήμης,Ν. (2008) «Αξιολόγηση των Φασμάτων Σχεδιασμού του ΕΑΚ και του EC8 με βάση τα ΑποτελέσματαΝ. (2008) Αξιολόγηση των Φασμάτων Σχεδιασμού του ΕΑΚ και του EC8 με βάση τα ΑποτελέσματαΕλληνικών Σεισμών», 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας 5–7Νοεμβρίου, άρθρο 2057.
Elghazouli A. (2009) “Seismic design of buildings to Eurocode 8”, Elghazouli A, ed., Spon Press.
Κόλιας, Β., Παναγιωτάκος, Τ. (2010) «Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός Σχεδιασμός Κατασκευών,Μέρος 1: Γενικοί Κανόνες, Σεισμικές Δράσεις, Κανόνες για Κτίρια. Κύριες Διατάξεις και Διαφορές απόΕΑΚ & ΕΚΩΣ» ΕΣΠΕΡΙΔΑ Ι.Ο.Κ. - Αθήνα 6/12/2010 - ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΕΣ ΒΔΣ, 1, 2 και 8.
Fardis MN (2009) “Seismic Design, Assessment and Retrofit of Concrete Buildings, based onEurocode 8”, Springer.
Panagiotakos, Τ. Β. and M.N. Fardis (2004) “Seismic Performance of RC Frames Designed toEurocode 8 or to the Greek Codes 2000”, Bulletin of Earthquake Engineering, No 2, 221–259, 2004.
Φαρδής Μ. (2006) «Προοπτικές γιά τον Αντισεισµικό Σχεδιασµό Κτιρίων Οπλισµένου υροδέµατος»,5ο Ελληνικό Συνέδριο Σκυροδέματος, Αλεξανδρούπολη.
S t A K t E d M li G ( ) “EC8 b d th k l ti d Sextos, A., Katsanos, E. and Manolis, G. (2010) “EC8-based earthquake selection procedureevaluation: validation study based on observed damage of an irregular R/C building”, Soil Dynamics &Earthquake Engineering, 31(4), 583-597.