Seismic force redistribution in asymmetrical reinforced concrete buildings due to soil-structure interaction

Η παρούσα διατριβή διερευνά την ανακατανομή των εσωτερικών δυνάμεων μεταξύ των κατακόρυφων μελών οπλισμένου σκυροδέματος (Ο/Σ) απλών ασύμμετρων χαμηλών κατασκευών υπό σεισμική φόρτιση λαμβάνοντας υπόψη την δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής (ΔΑΕΚ). Μια σειρά μονώροφων επιπέδων πλαισίων Ο/Σ με ένα, δύο και τέσσερα ανοίγματα, εδραζόμενα επί απαραμόρφωτου ή παραμορφώσιμου εδάφους μέσω θεμελίων με συνδετήριες δοκούς αναλύεται δυναμικά. Η σεισμική φόρτιση προσομοιώνεται με συνθετικά επιταχυνσιογραφήματα συμβατά με το φάσμα σχεδιασμού του Ευρωκώδικα 8. Μονώροφα και τριώροφα 3-Δ κτιρίων Ο/Σ ενός ανοίγματος εδραζόμενα επί απαραμόρφωτου ή παραμορφώσιμου εδάφους μέσω θεμελίων με συνδετήριες δοκούς και γενικής κοιτόστρωσης, αναλύονται δυναμικά χρησιμοποιώντας πραγματικά επιταχυνσιογραφήματα.Η ασυμμετρία στα εξεταζόμενα 2-Δ και 3-Δ κτίρια Ο/Σ επιτυγχάνεται αντικαθιστώντας έναν στύλο από ένα τοίχωμα μεταβλητού πλάτους. Η συμπεριφορά των μελών Ο/Σ θεωρείται ελαστική σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς σχεδιασμού, καθώς και ελαστοπλαστική σύμφωνα με ένα ελαστοπλαστικό μηχανικό μοντέλο ινών. Τόσο οι γραμμικές όσο και οι μη γραμμικές ελαστοπλαστικές αναλύσεις πραγματοποιούνται στο χρονικό πεδίο. Οι γραμμικές αναλύσεις γίνονται λαμβάνοντας υπόψη τη μειωμένη δυσκαμψία των μελών λόγω της ρηγμάτωσης του σκυροδέματος. Οι μη γραμμικές ελαστοπλαστικές αναλύσεις γίνονται με ένα μοντέλο συγκεντρωμένης μέσω μείωση της δυσκαμψίας. Οι μη γραμμικές ποσότητες απόκρισης περιλαμβάνουν όχι μόνο τις δυνάμεις ροπής και διάτμησης των μελών, αλλά και τις γωνιακές παραμορφώσεις ορόφων και διάφορους δείκτες βλάβης σε επίπεδα μέλους και κατασκευής για τέσσερα επίπεδα επιτελεστικότητας. Αδιάστατοι λόγοι των εσωτερικών απόλυτων μέγιστων δυνάμεων και ροπών των κατακόρυφων μελών Ο/Σ εκφράζονται ως προς τις ιδιότητες διατομής τους και συγκρίνονται για τις περιπτώσεις ΔΑΕΚ και απαραμόρφωτου εδάφους τόσο για τις ελαστικές όσο και για τις ελαστοπλαστικές αναλύσεις. Έτσι, προσδιορίζεται και συζητείται η επίδραση της ΔΑΕΚ στη σεισμική απόκριση των κατακόρυφων στοιχείων και ολόκληρης της κατασκευής. Όλες οι αναλύσεις αποδεικνύουν ότι η ΔΑΕΚ επηρεάζει έντονα τη σεισμική απόκριση μελών Ο/Σ και απλών κατασκευών Ο/Σ και η επιρροή της μπορεί να είναι ευεργετική ή επιζήμια σε αντίθεση με τους ισχύοντες κανονισμούς οι οποίοι θεωρούν μόνο τα θετικά αποτελέσματά της.