Based on the substantial knowledge that has been acquired so far through numerous field observations after damaging earthquakes it has been concluded that structural pounding is frequently observed when strong earthquakes strike big cities and densely populated urban areas. In these events the interaction between adjacent buildings is a usual cause of damage and there are cases reported in the literature where pounding has been identified as a primary cause for the initiation of collapse.
The scope of this thesis is to evaluate the seismic vulnerability of an 8-story RC frame structure against pounding with an adjacent shorter and stiffer structure, by using probabilistic assessment methods. Two different initial gap distances (dg) between the adjacent structures are considered: dg =0.0 cm and dg=9.0 cm. The seismic performance of the 8-story RC structure without the pounding effect is also included for comparison reasons. This study has been organized in 6 chapters as follows:
Chapter 1 includes the overall analytical studies that have been so far reported in literature regarding structural pounding between adjacent buildings.
In Chapter 2, the provisions of Eurocode 8 (EC8) for sufficient separation gap distance between adjacent buildings are initially presented. Afterwards, the examined pounding cases of the thesis, the assumptions of the design of the examined structure and the model idealization of the structural pounding are presented.
In Chapter 3, the Incremental Dynamic Analysis (IDA) method is initially presented and subsequently implemented to define the seismic demands of the 8-story frame due to the pounding effect. For the needs of this study, both components of seven different seismic excitations (totally 14 records) properly scaled are used and a total number of 526 dynamic nonlinear analyses have been performed. Comparative results between the examined interaction cases and the case without the pounding effect are presented and discussed.
In Chapter 4, Probabilistic Seismic Demand Models (PSDMs) are developed to define the mean structural response of the 8-story frame structure that suffers the pounding effect. The structural response is described through global and local Engineering Demand Parameters (EDPs). Comparative results between the examined interaction cases and the case without the pounding effect are presented and discussed.
In Chapter 5, the seismic vulnerability of the 8-story RC frame structure due to the pounding effect is evaluated through fragility curves that are defined for all the examined cases and for different performance levels.
Finally, in Chapter 6, key observations and conclusions deduced, based on the results of this study are presented.
Στο συνεχές σύστημα δομήσεως που συνήθως εφαρμόζεται στις αστικές περιοχές και ιδιαίτερα στο κέντρο των πόλεων, οι κατασκευές κτίζονται σε επαφή ή με κάποιο μικρό αρμό μεταξύ τους. Σε αυτές τις περιπτώσεις κατά τη διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων είναι προφανές ότι αναμένεται να υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών η οποία εκδηλώνεται υπό μορφή συνεχών κρούσεων μεταξύ τους στις θέσεις των πλακών. Οι κρούσεις αυτές είναι δυνατόν να προκαλέσουν σημαντικές βλάβες ή ακόμη και να αποδειχθούν κρίσιμες για την ασφάλεια των κατασκευών.
Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η χρήση πιθανοτικών μεθοδολογιών ανάλυσης για την εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας ενός 8-όροφου πλαισίου οπλισμένου σκυροδέματος με προβλήματα αλληλεπίδρασης. Η διερεύνηση έγινε λαμβάνοντας υπόψη δύο διαφορετικά μεγέθη σεισμικού αρμού (dg): dg =0.0 cm και dg=9.0 cm, ενώ για λόγους σύγκρισης μελετάται και η σεισμική τρωτότητα του κτηρίου χωρίς προβλήματα αλληλεπίδρασης.
Στο 1ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται η υφιστάμενη γνώση σχετικά με το φαινόμενο της αλληλεπίδρασης μεταξύ παρακείμενων κατασκευών κατά τη διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων καθώς και οι διαφορετικές μεθοδολογίες προσέγγισης του φαινομένου, όπως αυτές καταγράφονται στη Διεθνή βιβλιογραφία.
Στο 2ο Κεφάλαιο, αρχικά παρουσιάζονται οι σύγχρονες διατάξεις του Ευρωκώδικα 8 για την αποφυγή του φαινομένου της αλληλεπίδρασης μεταξύ των κατασκευών κατά την διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων, που αφορούν τον προσδιορισμό του ελάχιστου σεισμικού αρμού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι εξεταζόμενες περιπτώσεις αλληλεπίδρασης παρακείμενων κατασκευών της παρούσας εργασίας, οι παραδοχές που ελήφθησαν υπόψη κατά το σχεδιασμό των κτηρίων καθώς και το αναλυτικό μοντέλο προσομοίωσης που χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια της εν λόγω διερεύνησης.
Στο 3ο Κεφάλαιο, αρχικά παρουσιάζεται και εν συνεχεία εφαρμόζεται για όλες τις εξεταζόμενες περιπτώσεις της παρούσας εργασίας, η μέθοδος της προσαυξητικής δυναμικής ανάλυσης (Incremental Dynamic Analysis - IDA), για την εξαγωγή των δυναμικών καμπύλων απόκρισης. Προς το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 14 σεισμικές διεγέρσεις, οι οποίες βαθμονομήθηκαν κατάλληλα. Παρουσιάζονται, συγκριτικά αποτελέσματα μεταξύ των περιπτώσεων αλληλεπίδρασης των κατασκευών για δυο διαφορετικά μεγέθη σεισμικού αρμού καθώς και της περίπτωσης χωρίς αλληλεπίδραση.
Στο 4ο Κεφάλαιο, αναπτύσσονται τα Πιθανοτικά Μοντέλα Σεισμικής Απαίτησης (Probabilistic Seismic Demand Models, PSDMs) και προσδιορίζεται η μέση σεισμική απαίτηση λαμβάνοντας υπόψη διαφορετικές μηχανικές σεισμικές παραμέτρους (Engineering Demand Parameters - EDPs). Παρουσιάζονται, συγκριτικά αποτελέσματα μεταξύ των περιπτώσεων αλληλεπίδρασης των κατασκευών για δυο διαφορετικά μεγέθη σεισμικού αρμού καθώς και της περίπτωσης χωρίς αλληλεπίδραση.
Στο 5ο Κεφάλαιο, γίνεται εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας της εξεταζόμενης κατασκευής με προβλήματα αλληλεπίδρασης μέσω του προσδιορισμού των καμπύλων τρωτότητας για τις δύο περιπτώσεις μεγέθους σεισμικού αρμού και της περίπτωσης χωρίς αλληλεπίδραση. Η διερεύνηση γίνεται λαμβάνοντας υπόψη διαφορετικές στάθμες επιτελεστικότητας
Στο 6ο Κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα σημαντικότερα συμπεράσματα και οι παρατηρήσεις που προέκυψαν από την παρούσα διερεύνηση.
Τέλος, παρατίθεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή.
