Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή διερευνάται η επίδραση των τοιχοπληρώσεων στη σεισμική συμπεριφορά κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα (Ο/Σ) και προτείνονται ρεαλιστικοί συντελεστές συμπεριφοράς για τον σχεδιασμό και την αποτίμησή τους. Σε αντίθεση με τον συντελεστή συμπεριφοράς του Ευρωκώδικα 8 (ΕΚ8), ο οποίος αγνοεί την επίδραση των τοιχοπληρώσεων, οι προτεινόμενοι συντελεστές λαμβάνουν υπόψη α) τη διάταξη των τοιχοπληρώσεων, β) τα χαρακτηριστικά των υλικών της τοιχοποιίας και γ) το στοχευόμενο επίπεδο βλάβης (ή επιτελεστικότητας) της κατασκευής.
Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν είκοσι οχτώ (28) κτίρια Ο/Σ με πλαισιακό φέροντα οργανισμό, τα οποία χαρακτηρίζονται από διαφορετικό αριθμό ορόφων (2, 4, 6 και 8), τέσσερεις μορφές διάταξης και δύο ακραίες τιμές (υψηλές και χαμηλές) στις ιδιότητες υλικού τοιχοπλήρωσης. Τα κτίρια αυτά αρχικά σχεδιάστηκαν με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς (Ευρωκώδικα 2 και 8) και ακολούθως υποβλήθηκαν σε παραμετρικές στατικές ανελαστικές αναλύσεις (στατική υπερωθητική ανάλυση, pushover analysis) με σκοπό τον προσδιορισμό των συντελεστών συμπεριφοράς συναρτήσει της διάταξης και της αντοχής της τοιχοποιίας καθώς και δύο επιπέδων στοχευόμενης βλάβης της κατασκευής.
Οι προτεινόμενοι συντελεστές συμπεριφοράς συγκρίνονται με τον αντίστοιχο του ΕΚ8. Προκύπτει ότι οι τοιχοπληρώσεις έχουν σημαντική επίδραση στη σεισμική συμπεριφορά πλαισιακών κτιρίων από Ο/Σ και σε πολλές περιπτώσεις ο συντελεστής συμπεριφοράς του ΕΚ8 μπορεί να οδηγήσει σε μη ασφαλή αντισεισμικό σχεδιασμό.
Η εργασία αυτή αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια όπου:
Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια σύντομη αναφορά στους παράγοντες επιρροής της συμπεριφοράς των τοιχοπληρώσεων και συγκεκριμένα στις διάφορες μορφές διάταξής τους σε κάτοψη και σε τομή. Επίσης, περιγράφονται οι κυριότερες μορφές αστοχίας των τοιχοπληρωμένων πλαισίων και παρουσιάζονται τα μηχανικά χαρακτηριστικά τους.
Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται οι τρόποι προσομοίωσης της τοιχοπλήρωσης κατά τη διεθνή βιβλιογραφία και τους κανονισμούς καθώς και η μεθοδολογία και τα βασικά στοιχεία της μη γραμμικής υπερωθητικής ανάλυσης (Pushover).
Στο κεφάλαιο 3 περιγράφονται οι τέσσερεις κατασκευές Ο/Σ που χρησιμοποιήθηκαν για την παρούσα διερεύνηση. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της διαστασιολόγησής τους βάσει του Ευρωκώδικα 2 και 8 και αναφέρονται οι σημαντικότεροι παράμετροι και μηχανικά χαρακτηριστικά που θεωρήθηκαν για την εφαρμογή της Pushover. Για κάθε κτίριο, όπως προαναφέρθηκε, μελετώνται τέσσερεις διαφορετικές μορφές διάταξης τοιχοπλήρωσης διαφοροποιώντας σε κάθε μια από αυτές τα μηχανικά χαρακτηριστικά τους θεωρώντας δύο περιπτώσεις ακραίων τιμών με τελικό σκοπό τον υπολογισμό του πραγματικού (διαθέσιμου) συντελεστή συμπεριφοράς για όλες τις προαναφερόμενες περιπτώσεις των τεσσάρων φορέων.
Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων συγκεντρωτικά και συγκρίνονται μεταξύ τους οι πραγματικοί συντελεστές συμπεριφοράς όλων των υπό εξέταση φορέων καθώς και με αυτούς που προτείνονται από τον Ευρωκώδικα 8. Τέλος, διατυπώνονται σχόλια και προτάσεις τροποποίησης του συντελεστή συμπεριφοράς με εμπειρικούς συντελεστές συναρτήσει της διάταξης των τοιχοπληρώσεων και των μηχανικών χαρακτηριστικών τους.
The objective of the present M.Sc. Thesis is to investigate the influence of the infill walls on the seismic response of Reinforced-Concrete (R/C) structures and to calculate the corresponding behavior (or strength reduction) factor q (or R) for each case. Moreover, appropriate modification factors for the behavior factor of Eurocode 8 (EC8) are proposed. These factors take into account i) the layout of the infills , ii) the material properties of the infills and iii) the target damage (or performance) level of the structure.
For this purpose, a number of twenty eight (28) R/C moment resisting frame structures were employed and characterized by an assorted number of stories (2, 4, 6, and 8), four infill configurations and two infill material properties (a small and a high value). These structures were first seismically designed based on the Eurocode 2 and Eurocode 8 (EC8) and then, with the aid of non-linear static (or push-over) analysis, the behavior factor is calculated as a function of the infill layouts, infill material properties and two target damage (or performance) levels.
The proposed behavior factors are compared with the corresponding behavior factor of EC8. It is concluded that infill walls have a significant effect on the seismic behavior of R/C moment resisting frame buildings and in many cases the behavior factor of EC8 may lead to non-safe seismic design.
This thesis consists of four chapters where:
Chapter 1 provides a brief reference to the factors influencing the behavior of infill walls and in particular to the various forms of their layout in plan and elevation view. Also, the main failure modes of the masonry infilled frames are described and their mechanical characteristics are presented.
Chapter 2 discusses the simulation of the masonry infill panels based on the international literature and regulations as well as the basis of nonlinear static (pushover) analysis.
Chapter 3 presents the R/C structures used for the analyses, their design process according to EC2 and EC8 as well as the results obtained from the nonlinear static analyses. Also, this chapter discusses the material properties and the most important parameters for performing pushover analysis. For each building (4-8 number of stories), four different infill distributions, two cases of infill mechanical properties and two target damage (or performance) levels are considered. Thus, for each case the corresponding behavior factor q is calculated.
Chapter 4 presents the results of the analyses and compares the calculated behavior factors q with those form the Eurocode 8. Modification factors are finally proposed for the standard behavior factor of Eurocode 8 considering the influence of infill distribution and infill mechanical properties as well as the target damage level of the RC structure.
Περιγραφή: 123894_Chaska_Georgia_ΜΔΕ.pdf (pdf) Book Reader