MQN.gr

Το μάθημα πραγματεύεται την ολοκληρωμένη θεώρηση του αντισεισμικού σχεδιασμού νέων κατασκευών από Οπλισμένο Σκυρόδεμα (ΟΣ) σύμφωνα με την φιλοσοφία σχεδιασμού που υιοθετείται στους εν ισχύει Αντισεισμικούς κανονισμούς ΕΚΟΣ, ΕΑΚ και ΚΑΝΕΠΕ, βασίζεται δε και χρησιμοποιεί το θεωρητικό υπόβαθρο της δυναμικής μονοβαθμίων συστημάτων όσο και της οριακής αντοχής πλαισιωτών φορέων σε εγκάρσια φόρτιση.

Αρχικά καθορίζεται η έννοια της πλαστιμότητας στα υλικά και φορείς από ΟΣ, καθώς και οι όροι υπό τους οποίους αυτή είναι εφικτή, ενώ δείχνονται τυπικές αστοχίες λόγω κακού σχεδιασμού, μέσα από παραδείγματα δομικών συστημάτων σε πρόσφατους σεισμούς. Εισάγεται η έννοια του να λαμβάνεται υπόψη και να οριοθετείται η μη γραμμική απόκριση σε δυναμικά φορτία, για τον ασφαλή και οικονομικό σχεδιασμό του δομήματος, είτε πρόκειται για νέες κατασκευές (ΕΑΚ) είτε για υφιστάμενα κτίρια της γενιάς του 1960 - 1995 υπό επανέλεγχο ή ενίσχυση (Σχέδιο ΚΑΝΕΠΕ). Αναπτύσσεται έτσι σταδιακά η διαδικασία του αντισεισμικού (ανα)σχεδιασμού, που περιλαμβάνει αφενός μεν απαιτήσεις για σωστή μόρφωση του συνόλου της κατασκευής, αφετέρου δε πρόσθετες διατάξεις σχεδιασμού σε τοπικό επίπεδο, των επί μέρους δομικών στοιχείων ΟΣ ανάλογα με τη λειτουργία τους, ώστε να αποφεύγονται πρόωρες ή ψαθυρές μορφές αστοχίας.

Μελετώνται οι βασικές λειτουργίες των υλικών ΟΣ - περίσφιγξη, ενεργειακή απορρόφηση και αγκυρώσεις - και τα βασικά στοιχεία του δομήματος ΟΣ - δοκοί, υποστυλώματα, τοιχώματα με ή χωρίς δοκούς σύζευξης, κόμβοι, ενώ διερευνάται και η συνεισφορά της τοιχοπλήρωσης, στην δυσκαμψία και εγκάρσια αντοχή του φορέα. Τέλος, το σύνολο της κατασκευής, προσομοιώνεται με ραβδόμορφα μη γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία σύμφωνα με την τρέχουσα πρακτική και αναλύεται σε εδαφική διέγερση.

Οι εφαρμογές γίνονται με τα λογισμικά DRAIN-2DX, UCFyber και Bispec του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley και Drain _Explore, που αναπτύχθηκε στο Εργ. ΟΣ ΕΜΠ.

Η λογική του αντισεισμικού σχεδιασμού κτιρίων από Οπλισμένο Σκυρόδεμα (ΟΣ). Η εξέλιξη των Κανονισμών στην Ελλάδα και διεθνώς, από τη μέθοδο των επιτρεπομένων τάσεων (1960), στο σχεδιασμό έναντι οριακής αντοχής (1995, 2000) έως το σχεδιασμό έναντι επιτελεστικότητας (ATC-40, FEMΑ 440 και Σχέδιο ΚΑΝΕΠΕ).

Παθολογία και βλάβες σε κατασκευές από ΟΣ σε πρόσφατουσ και παλαιότερους σεισμούς στην Ελλάδα και στο Εξωτερικό. Διδάγματα που αφορούν τον αντισεισμικό σχεδιασμό από παρατηρήσεις της απόκρισης και αστοχίας κατασκευών ΟΣ στους σεισμούς Sylmar (San Fernando) 1971, Imperial Valley 1979, Mexico City 1985, Loma Prieta 1989, Northridge 1992, Kobe 1995 και Izmit 1999 και Ελληνικούς.

Ανελάστική συμπεριφορά. Η έννοια της πλαστιμότητας και του συντελεστή συμπεριφοράς, σαν μειωτικού συντελεστή των φορτίων σχεδιασμού. Ο σχεδιασμός για ελεγχόμενη βλάβη με εφαρμογή ικανοτικών ελέγχων. Υιοθέτηση των παραπάνω από τους Κανονισμούς ΕΑΚ 2000, Ευρωκώδικα 8.

Η δυναμική του μονοβαθμίου συστήματος: ελαστικά φάσματα σχεδιασμού μονοβαθμίων συστημάτων. Η μη γραμμική απόκριση του ταλαντωτή. Υπολογισμός ανελαστικών φασμάτων απόκρισης σε σεισμικές και κρουστικού τύπου δυναμικές διεγέρσεις. Υπολογισμός πλαστιμοτήτων για δεδομένη αντοχή ή σεισμικών συντελεστών σχεδιασμού για δεδομένη πλαστιμότητα. Εφαρμογές.

Υλοποίηση (και προβλήματα λόγω μη υλοποίησης) της πλαστιμότητας στο ΟΣ. Συμπεριφορά των υλικών και των δράσεων μεταφοράς φορτίου (πρόσφυση, αγκύρωση) σε ανακύκλιζόμενη ένταση.

Υπολογισμός πλαστιμότητας σε επίπεδο διατομής και σε επίπεδο κρίσιμης περιοχής. Ολική και τοπική πλαστιμότητα. Περίσφιγξη στο σκυρόδεμα. Μηχανισμοί, υλοποίηση και υπολογισμός.

Σχεδιασμός δοκών και υποστυλωμάτων για πλάστιμη συμπεριφορά. Η επιρροή του αξονικού φορτίου στην πλαστιμότητα. Ψαθυρές μορφές αστοχίας. Εφαρμογές.

Ικανοτικός σχεδιασμός έναντι αστοχίας σε διάτμηση δοκών και υποστυλωμάτων. Ικανοτικός σχεδιασμός κόμβου πλαισίου. Εφαρμογές.

Συμπεριφορά και σχεδιασμός τοιχωμάτων για πλάστιμη συμπεριφορά. Εφαρμογές.

Συμπεριφορά και σχεδιασμός κόμβων πλαισιωτών φορέων. Εφαρμογές.

Μη γραμμικός σχεδιασμός πλαισίων από ΟΣ για προδιαγραμμένη επιτελεστικότητα. Η διαδικασία σχεδιασμού και ανάλυσης και ο έλεγχος του φορέα ΟΣ σε στάδια επιτελεστικότητας. Προσομοίωση πλαισιακών φορέων (γυμνά και τοιχοπληρωμένα) και έλεγχος, σύμφωνα με τους Κανονισμούς ATC-40, FEMΑ 440 και ΚΑΝΕΠΕ (Σχέδιο). Εφαρμογές.