Χαρτογραφική σεισμική αποτίμηση κτιριακού δυναμικού και ανάπτυξη καμπυλών ανθεκτικότητας σε επίπεδο αστικών περιοχών

Digital twin-based seismic assessment of regional building stocks and development of urban-scale resilience curves (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ-ΜΑΡΙΟΣ ΣΤΑΘΗΣ
  3. Διαχείριση Τεχνικών Έργων (ΔΧΤ)
  4. 24 Σεπτεμβρίου 2023
  5. Ελληνικά
  6. 143
  7. ΣΚΑΛΩΜΕΝΟΣ, ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ
  8. ΣΚΑΛΩΜΕΝΟΣ, ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ, | ΑΘΑΝΑΣΟΠΟΥΛΟΥ, ΑΔΑΜΑΝΤΙΑ
  9. YouSimulator, Τρωτότητα, Σεισμική διακινδύνευση, Αστικό περιβάλλον, Ανθεκτικότητα, Κτιριακές βλάβες
  10. ΔΧΤ51
  11. 2
  12. 21
  13. 47
    • Στην εργασία αυτή γίνεται προσπάθεια να εκτιμηθεί η σοβαρότητα και το ποσοστό των σεισμικών βλαβών που μπορεί να επιφέρουν διάφορα σεισμικά σενάρια στα κτίρια μιας ελληνικής πυκνοκατοικημένης αστικής περιοχής μέσω ενός ψηφιοποιημένου δυναμικού μοντέλου «πόλης». Διερευνάται η σεισμική τρωτότητα 1252 κτιρίων οπλισμένου σκυροδέματος στο κέντρο της Θεσσαλονίκης μέσα από την εκτέλεση μη γραμμικών δυναμικών αναλύσεων. Το βασικό εργαλείο που χρησιμοποιείται είναι το λογισμικό YouSimulator, ένα ειδικό λογισμικό ψηφιακής προσομοίωσης κτιριακών βλαβών σε επίπεδο πόλης.
      Με βάση την κλίμακα βλαβών EMS-98 και σε συνδυασμό με τις καταγεγραμμένες βλάβες από επί τόπου αυτοψίες των μηχανικών σε κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος που επλήγησαν από τον σεισμό της Θεσσαλονίκης το 1978, αξιολογείται η αξιοπιστία του προτεινόμενου δυναμικού μοντέλου «πόλης» να εκτιμήσει το δείκτη βλάβης και την συνολική σεισμική ανθεκτικότητα του κτιριακού αποθέματος της πόλης.
      Μετά την επιτυχή βαθμονόμηση του λογισμικού για την περίπτωση του κέντρου της πόλης της Θεσσαλονίκης, πραγματοποιούνται ανελαστικές αναλύσεις χρονοϊστορίας για τρία διαφορετικά σενάρια σεισμικής έντασης σύμφωνα με τα φάσματα σχεδιασμού του EC8, όπως προτείνει ο Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων, ΚΑΝ.ΕΠΕ. Διεξάγονται δυναμικές ανελαστικές αναλύσεις για 20 σεισμικές καταγραφές συμβατές και κατάλληλα κλιμακούμενες σύμφωνα με τα φάσματα των υπό εξέταση σεισμικών γεγονότων. Τα αποτελέσματα οπτικοποιούνται σε χάρτες μέσω τρισδιάστατης απεικόνισης και με ανάλογη χρωματική διαβάθμιση των κτιριακών βλαβών, με τη βοήθεια του λογισμικού ParaView.
      Υπολογίζεται ο απαιτούμενος χρόνος για τον καθαρισμό της πόλης από τα μπάζα των καταρρεύσεων μέχρι και την πλήρη επανάκαμψη της σε ίδια ή και καλύτερα επίπεδα λειτουργικότητας. Αναπτύσσονται καμπύλες σεισμικής ανθεκτικότητας σε επίπεδο πόλης, στις οποίες απεικονίζεται η απώλεια της φέρουσας ικανότητας της λόγω του εκάστοτε σεισμικού γεγονότος. Εκτιμάται το κόστος μιας οριζόντιας προσεισμικής ενίσχυσης των κτιρίων και εξετάζονται τα οφέλη μιας τέτοιας πρωτοβουλίας για όλα τα σεισμικά σενάρια.
      Η σεισμική συμπεριφορά των κτιρίων Ο/Σ κρίνεται ως ικανοποιητική για τον σεισμό σχεδιασμού, ενώ για το σενάριο ενός πιο «σπάνιου» σεισμού η πόλη είναι ιδιαιτέρως τρωτή και αναμένονται πολύ μεγάλες απώλειες που φτάνουν έως το 50% της συνολικής της φέρουσας ικανότητας. Το κόστος αποκατάστασης ακόμα και για ελαφρές βλάβες που προκαλούν πιο «συχνοί» σεισμοί είναι σημαντικό ενώ, σε περίπτωση έκτακτων συνθηκών, μια μεγάλη κινητοποίηση του εργατικού δυναμικού της χώρας μπορεί να μειώσει δραστικά το χρόνο αποκατάστασης του κέντρου της πόλης.

    • This study analyzes the seismic performance of a building stock in Thessaloniki city center, Northern Greece, to provide an understanding of the expected seismic damages at a city level. In the process a seismic city-wide simulation platform named YouSimulator, was developed for application to Greek cities. YouSimulator can provide a digital twin damage model of the target building stock by performing macroscopic nonlinear time-history analysis utilizing simplified multi-spring shear modelling. The building models are based on the tri-linear pushover curve approach determined for each building explicitly based on its built year, structural type/use, height and plan footprint. To validate the digitalized model, 345 buildings simulated damage responses were compared against actual damage inspections done after the 1978 6.5Mw Thessaloniki earthquake according to EMS-98 damage grades. Thereafter, a digital model of 1252 buildings was developed and the damage index of each building was calculated under a set of twenty ground motions repeated three times at the appropriate scale for considering frequent, design-basis and major events. Based on the calculated damage index of each building, a view of the damage distribution across the city was virtually provided using the capabilities of ParaView software. For every seismic scenario the total functionality loss of the city is calculated in terms of strength and cost. Although buildings may perform well under design-basis events, extensive damages (more than 50% instantaneous functionality drop) are expected under rare events. After the time needed by public services to demolish and clean the wastes of the site, the construction recovery time of the city is calculated, based on construction rate and workers productivity. Simple resilience curves of the city are plotted, illustrating its loss of capacity strength and indicating the time needed to reach pre disaster, or better functionality conditions. The cost of a complete strengthening program for the older buildings is estimated, and the benefits of such an initiative are examined. The cost of restoration after an earthquake, even for minor damages, seems to be significant. In the extraordinary circumstances of a severe earthquake, a large mobilization of the country's construction workforce can drastically reduce the recovery time of the city.

  14. Hellenic Open University
  15. Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 4.0 Διεθνές