Διερεύνηση βέλτιστων μεθόδων ανάλυσης και επίλυσης με βάση τον ΚΑΝ.ΕΠΕ και EC8 για την αποτίμηση υφσταμένου κτηρίου

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση βέλτιστων μεθόδων ανάλυσης και επίλυσης, με βάση τον KAN.EΠΕ και ΕC8-1, για την αποτίμηση και ανασχεδιασμό υφισταμένου τετραώροφου κτηρίου επί πιλοτής με Φ.Ο από οπλισμένο σκυρόδεμα, με την χρήση του λογισμικού FESPA της εταιρείας LH-Λογισμικής. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία επιχειρεί να αποδείξει την βέλτιστη μέθοδο ανάλυσης, ελαστική η ανελαστική, για κτήρια που κατασκευάστηκαν προ της εφαρμογής των νέων αντισεισμικών κανονισμών, προ 1985, λαμβάνοντας την επιρροή, δυσμενή η ευμενής, των υφισταμένων τοιχοπληρώσεων. Θα επιχειρηθεί διερεύνηση της παθογένειας και της τρωτότητας του υφιστάμενου κτηρίου. Βέλτιστη μέθοδος ανάλυσης - επίλυσης θεωρούμε την μέθοδο που επιφέρει υψηλό επίπεδο ασφάλειας με βάση την επιλεχθείσα στάθμη επιτελεστικότητας με το ελάχιστο κόστος επέμβασης ως οικονομικό στόχο. Ασφάλεια και οικονομία επέμβασης αποτελούν δυο παράγοντες που πολλές φορές αντικρούονται μεταξύ τους η μια σε βάρος της άλλης. Ωστόσο υπάρχει η χρυσή τομή διερευνώντας την ισορροπία μεταξύ των με το μέγιστο βαθμό ασφάλειας, σε σχέση με την οικονομική επέμβαση. Πρόκειται για ένα υφιστάμενο τετραώροφο κτήριο επί πιλοτής κατασκευασμένο το έτος 1978 στο Δήμο Χαϊδαρίου με χρήση κατοικίας και φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα κατηγορίας Β225 και χάλυβα, για τον κύριο οπλισμό STIII, για τους συνδετήρες STI. Το υφιστάμενο κτήριο μελετήθηκε και σχεδιάστηκε σύμφωνα με τον παλαιό αντισεισμικό κανονισμό του 1959, με κανονισμό σκυροδέματος 1954 και κανονισμό φορτίσεων του 1945. Κατά τον σεισμό του 1999 στο νομό Αττικής είχε υποστεί βλάβες στο Φ.Ο, επισκευάσιμες κυρίως στην πιλοτή και ορισμένες βλάβες στον οργανισμό πλήρωσης (τοιχοποιίες) στην πιλοτή και στον Α όροφο. Για τις ανάγκες της εργασίας για αποτίμηση λαμβάνονται υπόψη δυο προσομοιώματα (μοντέλα). Ένα προσομοίωμα χωρίς τοιχοπληρώσεις (Π.ΧΤΠ) και ένα προσομοίωμα με τοιχοπληρώσεις (Π.ΜΤΧΠ). Η αποτίμηση γίνεται με βάση τον ΚΑΝ.ΕΠΕ σε συνδυασμό με τις διατάξεις του ΕC8-3. Γίνεται δυναμική φασματική ελαστική ανάλυση και στατική ανελαστική η υπερωθητική (Pushover) με ή χωρίς τοιχοπληρώσεις. Στην δυναμική ελαστική ανάλυση λαμβάνεται υπόψη δείκτης σεισμικής συμπεριφοράς q=1.30 λόγω της δυσμενούς επιρροής των τοιχοιπληρώσεων (Πίνακας 4 ΚΑΝ.ΕΠΕ). Οι παραδοχές φορτίσεων για τα κινητά και μόνιμα φορτία είναι με βάση την χρήση ως κατοικία. Για τα σεισμολογικά δεδομένα λαμβάνεται υπόψη σεισμικός συντελεστής α=0.16g, κατηγορίας εδάφους Β και στάθμη επιτελεστικότητας Β1. Οι αστοχίες που πρόεκυψαν μεταξύ των δυο προμοιωμάτων χωρίς τοιχοπληρώσεις (Χ.ΤΧΠ) και με τοιχοπληρώσεις (Μ.ΤΧΠ) είναι λιγότερες στο δεύτερο προσομοίωμα και με τις δυο μεθόδους. 2 Για κτίρια πάνω από τρεις ορόφους προ του 1985, τα οποία έχουν κατασκευαστεί χωρίς απαιτήσεις πλαστιμότητας, με μικρότερους σεισμικούς συντελεστές και με όλες τις παθογένειες που προκύπτουν από την ελλιπή εφαρμογή κατασκευαστικών διατάξεων και διατάξεων περί κανονικότητας του δομήματος, οι αστοχίες από ελαστικές δυναμικές αναλύσεις είναι αρκετά σοβαρές. Αντίθετα, στις στατικές ανελαστικές αναλύσεις προκύπτουν αρκετά μικρότερες αστοχίες. Επίσης λιγότερες αστοχίες προκύπτουν αν ληφθούν υπόψη οι τοιχοπληρώσεις. Στο τέλος γίνεται μια σύγκριση κόστους αν η επέμβαση-ενίσχυση γινόταν με βάση τα αποτελέσματα της ελαστικής ανάλυσης ή της ανελαστικής. Ποια είναι τελικά η βέλτιστη μέθοδος αποτίμησης, για επέμβαση-ενίσχυση (ανασχεδιασμό) κτηρίων, που έχουν κατασκευαστεί με κανονισμούς προ 1985 για στάθμη επιτελεστικότητας Β1, προκύπτει αναλυτικά από την παρακάτω μελέτη και τα συμπεράσματα.