Στην παρούσα εργασία γίνεται διερεύνηση των φαινομένων δυναμικής αλληλεπίδρασης κατασκευής – εδάφους (Α.Κ.Ε.) σε χωρικές μεταλλικές κατασκευές που υποβάλλονται σε ισχυρές σεισμικές διεγέρσεις. Η συνήθης πρακτική προσομοίωσης της βάσης των κατασκευών ως πακτωμένη στο έδαφος είναι αποδεδειγμένα πολύ κοντά σε συνθήκες θεμελίωσης μιας κατασκευής σε βράχο. Αντίθετα, σε μαλακά εδάφη υπό ισχυρή σεισμική διέγερση, η θεμελίωση αλληλεπιδρά δυναμικά με το έδαφος και οι συνθήκες στήριξης της κατασκευής (βαθμοί ελευθερίας) αποκτούν ελαστικές ιδιότητες που εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του εδάφους και την γεωμετρία της θεμελίωσης. Οι διεθνείς αντισεισμικοί κανονισμοί αναφέρουν πως ο συνυπολογισμός των φαινομένων της Α.Κ.Ε. λειτουργεί συνήθως ευμενώς στην απόκριση των κατασκευών και εφιστούν την προσοχή στην εμφάνιση φαινομένων 2ας τάξεως, κυρίως σε ψηλές κατασκευές θεμελιωμένες σε πολύ μαλακά εδάφη.
Για τις ανάγκες της εργασίας, σχεδιάστηκαν χωρικοί φορείς των 4, 6, 8 και 11 ορόφων, οι οποίοι αναπτύχθηκαν σ’ ένα κάνναβο 6 m στην διεύθυνση Χ, επί 5 m στην διεύθυνση Υ , με τελικές διαστάσεις κάτοψης 18 X 20 m2. Το 15 όροφο χωρικό πλαίσιο αναπτύχθηκε σε ένα κάναβο διαστάσεων 6 m στην διεύθυνση Χ, επί 4 m στην διεύθυνση Υ
Οι φορείς σχεδιάστηκαν με σύστημα πλαισίων παραλαβής καμπτικών ροπών στη μία διεύθυνση και με διαγώνιους συνδέσμους δυσκαμψίας, στην άλλη , εφαρμόζοντας τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 (EC8), για το φάσμα σχεδιασμού σε έδαφος κατηγορίας D,σε περιοχή σεισμικής επικινδυνότητας Ζ2 και με συντελεστή σεισμικής συμπεριφοράς q = 3. Οι θεμελιώσεις των φορέων με ύψος έως και 18 μέτρα σχεδιάστηκαν σε πεδιλοδοκούς, ενώ για τους φορείς με μεγαλύτερο ύψος επιλέχτηκε η λύση της γενικής κοιτόστρωσης , εφαρμόζοντας τις διατάξεις και του Ευρωκώδικα 7 (EC7).
Από την γεωμετρία της θεμελίωσης, τα χαρακτηριστικά του εδάφους θεμελίωσης και εφαρμογή της εργασίας των Mulliken and Karabalis (1998), προσομοιώθηκαν τα στοιχεία ακαμψίας, μάζας και απόσβεσης του συστήματος θεμέλιο -έδαφος.
Στη συνέχεια, εκτελέστηκαν μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις για 10 ισχυρές σεισμικές καταγραφές στους χωρικούς φορείς με θεώρηση της Α.Κ.Ε. και χωρίς θεώρηση αυτής και ελέγχθηκαν οι μεταξύ τους αποκρίσεις, σε επίπεδο παραμορφώσεων, επιταχύνσεων και τέμνουσας βάσης.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα φαινόμενα της Α.Κ.Ε. σε ισχυρές σεισμικές καταγραφές λειτουργούν άλλοτε ευμενώς και άλλοτε δυσμενώς για τα κτίρια με μικρές θεμελιώδεις ιδιοπεριόδους, ενώ αρχίζουν να δίνουν ευμενέστερα αποτελέσματα στα ψηλότερα κτίρια. Παραμένει πάντα ο κίνδυνος να επιβαρύνουν τα ψηλά κτίρια όπως αποδεικνύουν φασματικές καταγραφές σεισμών όπως του Μεξικού 1985 και του Kobe1995
In the present work there is an investigation of the dynamic soil -structure interaction behavior for metal structures subjected to strong earthquake excitations. The usual practice of simulation construction as base anchored to the ground is demonstrably very close to vesting conditions of a construction in rock. By contrast, in soft soil under strong seismic excitation, the foundation interacts dynamically with the soil and the support structure conditions (degrees of freedom) acquire elastic properties depending on the soil characteristics and the geometry of the foundation. The international seismic regulations state that the inclusion of SSI phenomena usually works favorably in the structural response and draw attention to the emergence of 2nd order phenomena, especially in tall structures founded on very soft ground.
Four buildings were developed in a grid of 6 meters in the X direction to 5 meters in Y direction, and a tall building of 15 floors was developed in a grid of 6 meters in the X direction to 4 meters in the direction Y
The structures were designed with moment resisting frame system in one direction and concentrically braced frame , on the other, applying the provisions of EC3 and EC8, for the design spectrum in category D ground, seismic hazard region Z2 and a coefficient seismic q = 3. the foundations of structures with height up to 18 meters were designed to strip footings, for those with greater height,was chosen the solution of the general raft applying the provisions of EC7.
From the geometry of the foundation and the characteristics of the soil,and wth the application of a table from the work of .Mulliken &.Karabalis (1998),a simulation of stiffness , mass and damping of the system foundation-soil was available.
Then an execution was made of non-linear dynamic analyses for 10 strong seismic recordings for the systems with SSI . and without it. The results were the records of the inter-storey drift, the storey accelerations and base shear of the structures.
The results show that the SSI phenomena of strong seismic recordings are unpredictable for the lower structures with small fundamental period, and while the behavior of tall buildings is better with SSI there is always the risk of poor performing in seismic activity with characteristics of amplification of the acceleration in low periods such as Mexico 1985 and Kobe1995
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
