Αντικείμενο της παρούσας εργασίας, αποτελεί η αποτίμηση και ο ανασχεδιασμός υφιστάμενου κτιρίου με φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα με τη χρήση γραμμικών-ελαστικών και ανελαστικών μεθόδων ανάλυσης, σύμφωνα με τον Ελληνικό Κανονισμό Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ.).
Το υπό μελέτη κτίριο βρίσκεται στη Θεσσαλονίκη επί της οδού Χειμάρρας 28 στη συμβολή της με την οδό Μ. Μπότσαρη και κατασκευάστηκε εν έτει 1971. Αποτελείται από ημιυπόγειο, ισόγειο και τέσσερις ορόφους με τον τελευταίο να διαμορφώνεται σε εσοχή. Χαρακτηριστικό του κτιρίου είναι η απουσία πολλών τοιχωμάτων στην περίμετρό του (διαθέτει λίγα επικεντρωμένα στον πυρήνα), η ύπαρξη πολλών έμμεσων δοκών επί δοκών και τα μεγάλα ανοίγματα.
Στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται ο στόχος της εργασίας και αναλύονται τα χαρακτηριστικότερα τρωτά σημεία κατασκευών, οι οποίες μελετήθηκαν και κατασκευάστηκαν με παλαιούς Κανονισμούς προ του 1984, (Κανονισμός Σκυροδέματος του ΄54, Αντισεισμικός του ΄59).
Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η τεχνική περιγραφή του κτιρίου, όπου παρουσιάζονται τα σχέδια, η μελέτη και δίνονται τα χαρακτηριστικά των μελών του (διαστάσεις πλακών, δοκών, στύλων κλπ).
Στο τρίτο κεφάλαιο δίνονται οι διατάξεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. για την αποτίμηση και τον ανασχεδιασμό των υφιστάμενων κατασκευών, προκειμένου να αποτελέσουν και το θεωρητικό υπόβαθρο στο οποίο θα στηριχτεί η εργασία.
Σε συνέχεια των παραπάνω, στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μέθοδοι ανάλυσης προ και μετά των επεμβάσεων βάσει ΚΑΝ.ΕΠΕ., και στο επόμενο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος προσομοίωσης του κτιρίου στο λογισμικό ανάλυσης FESPA R ® της εταιρείας LH ΛΟΓΙΣΜΙΚΗ, το οποίο χρησιμοποιείται στις αναλύσεις ελαστικές και ανελαστικές.
Στο έκτο κεφάλαιο επιχειρείται η αποτίμηση της κατασκευής με ελαστική δυναμική ανάλυση και ο υπολογισμός των δεικτών ανεπάρκειας των κατακόρυφων δομικών στοιχείων, ως αντιπροσωπευτικών της συμπεριφοράς του κτιρίου στο σεισμό σχεδιασμού.
Για τον έλεγχο επάρκειας των διατομών των κατακόρυφων στοιχείων, χρησιμοποιήθηκε και το λογισμικό Any Section (Papanikolaou 2014).
Από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, προκύπτει ότι το κτίριο εμφανίζει σημαντικές ανεπάρκειες σε κάμψη και διάτμηση (λ>4) σε αρκετά κατακόρυφα στοιχεία, με συνέπεια να απαιτείται ανασχεδιασμός μέσω ενίσχυσης και οποιαδήποτε περαιτέρω ανάλυση να καθίσταται περιττή.
Στο έβδομο κεφάλαιο καταδεικνύονται οι κυρίοτερες μέθοδοι ανασχεδιασμού και ενίσχυσης, σύμφωνα με τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. και παρουσιάζονται οι τρόποι διαστασιολόγησης αναλυτικά για κάθε δομικό στοιχείο (δοκοί, υποστυλώματα, τοιχώματα).
Τέλος στο όγδοο κεφάλαιο καταστρώνονται δύο σενάρια ενίσχυσης, που βασίζονται στην προσθήκη νέων τοιχωμάτων σε κατάλληλα επιλεγμένες θέσεις του κτιρίου, υποδεικνυόμενες από διάφορους αρχιτεκτονικούς περιορισμούς (ανοίγματα, εξώστες, όμορα κτίσματα κλπ). Με την προσθήκη των νέων τοιχωμάτων επιδιώκεται το αρχικώς εύστρεπτο σύστημα να μετατραπεί σε δύστρεπτο και να αυξηθεί συγχρόνως η δυσκαμψία της κατασκευής.
Στη συνέχεια το κτίριο αναλύεται με χρήση της Στατικής Ανελαστικής Μεθόδου (PushOver) με σκοπό την χάραξη της καμπύλης αντίστασης του κτιρίου για τις θεωρούμενες Στάθμες Επιτελεστικότητας Β1 και Β2 του ΚΑΝ.ΕΠΕ. και την εκτίμηση της σεισμικής επάρκειάς του.
Για την ικανοποίηση των απαιτήσεων της Στάθμης Επιτελεστικότητας Β1 (σεισμός με περίοδο επαναφοράς 475 έτη και πιθανότητα υπέρβασης 10% στα 50 έτη) προκύπτει η ανάγκη επιπλέον ενισχύσεων σε αρκετά υφιστάμενα στοιχεία κυρίως δοκούς, αλλά και υποστυλώματα. Η χαμηλότερη στάθμη επιτελεστικότητας Β2 (σεισμός με περίοδο επαναφοράς 75 έτη και πιθανότητα υπέρβασης 50% στα 50 έτη) απαιτεί λιγότερες επεμβάσεις εντοπιζόμενες κατά κύριο λόγο στις δοκούς.
Για την ενίσχυση των δοκών επιλέγεται η μέθοδος της χρήσης ινοπλισμένων σύνθετων υλικών (FRP), ενώ για τα κατακόρυφα στοιχεία ο μανδύας από εκτοξευόμενο σκυρόδεμα.
Σε κάθε περίπτωση χαράσσεται η καμπύλη αντίστασης της ενισχυμένης κατασκευής και εκτιμάται το κόστος της επέμβασης, το οποίο αποτελεί κρίσιμο στοιχείο στην επιλογή της αντίστοιχης μορφής ενίσχυσης από τον Κύριο του έργου σε συνεργασία με το μελετητή μηχανικό.
This project refers to the assessment and strengthening of an existing reinforced concrete building, using elastic and Inelastic analysis methods, according to the Greek Code for Structural Interventions (KAN.EPE.).
The building is situated in Thessaloniki in Chimarras 28 Street (at the junction of Chimarras with Botsari Street) and was built in 1971. It consists of four stories, a ground floor and a basement. The top floor has an out-of -plane discontinuity offset relative to the previous stories. Typical of this building are the lack of adequate walls in the perimeter, the large bays and the presence of many intermediate connections between the supporting beams and girders.
In the first chapter the scope of this work is presented, along with many critical features of buildings that were constructed before 1984, according to National Codes that were valid at that time. The second chapter deals with the technical description of the case-study building and presents the building, as well as data regarding plans, materials, dimensions and reinforcement of structural elements.
The third chapter provides the theoretical background of this study, presenting the regulations of the Greek National Code for Structural Interventions (KAN.EPE.) that are necessary for the assessment and retrofitting of existing structures.
The fourth chapter gives the details about the assumptions made during numerical analysis, according to the aforementioned Greek Code. In the fifth chapter the modelling of the building is described and the use of the Fespa R software (LH LOGISMIKI) is further explained in executing both elastic and Inelastic (PushOver) analysis procedures.
The assesment of the aforementioned building is presented in the sixth chapter through Response Spectrum Analysis. The bearing capacity ratios of all the vertical elements are calculated in each story level, leading to the conclusion that the building needs strengthening in order to meet the requirements of the Greek Code for Structural interventions and Eurocode 8-part 3.
In the next chapter there is a thorough presentation of methods and materials used in redesigning and strengthening existing structures.
Finally in the eighth chapter, two scenarios are studied based in the addition of new shear walls in suitable places of the building, bearing in mind some architectural limitations (window openings, balconies, adjacent buildings etc.). The addition of the new shear walls intends to transform the initially torsional flexible system to a rigid one.
In the following, the building is analysed through Pushover analysis in order to derive the capacity curve and calculate the seismic acceleration the building can resist for performane level SD (Severe Damage) B1 and B2 respectively.
To meet the requirements of performance level SD B1 there is the necessity of extra strengthening interventions in beams and colums-walls as well, whereas the SD B2 requires significantly less interventions mainly located at beams.
The strengthening methods that were used are:
1)FRP materials for beams
2)Spayed-concrete jackets for all the vertical elements.
In any case the resistance curve of the building is drawn and the cost of the interventions is estimated. The latter is the decisive factor in choosing the right form of strengthening that both the owners and the engineer should take into consideration when deciding.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Main Files
ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗΣ ΠΟΛΥΟΡΟΦΗΣ ΟΙΚΟΔΟΜΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΚΑΝ.ΕΠΕ. - Identifier: 73827
Internal display of the 73827 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
