Displacement based earthquake design of a concrete MRF building

 
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2008 (EN)
Αντισεισμικός σχεδιασμός πλαισιακού κτιρίου Ο/Σ με βάση τις μετακινήσεις
Displacement based earthquake design of a concrete MRF building

Πάπιστα, Σταυρούλα Ιωάννη

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας που εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων» είναι ο σχεδιασμός ενός τετραώροφου κτιρίου με πλαισιακό φέροντα οργανισμό με βάση τις μετακινήσεις, για τις Ζώνες Σεισμικής Επικινδυνότητας ΙΙ και ΙΙΙ του Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού. Ακολουθήθηκαν δύο διαφορετικές μεθοδολογίες: η μεθοδολογία του SEAOC(Blue Book) και η προτεινόμενη μεθοδολογία από τους Priestley, Calvi, Kowalsky όπως αυτή περιγράφεται στο βιβλίο τους “Displacement Based Seismic Design of Structures”(Πηγή [4]). Το ίδιο κτίριο σχεδιάσθηκε επίσης κατά τον ΕΑΚ 2000. Κατά την εφαρμογή της μεθόδου του SEAOC, έγιναν κάποιες παραδοχές σε σημεία τα οποία δεν καλύπτονταν από τις οδηγίες του Blue Book, τέτοιες ώστε η μέθοδος να μπορεί να είναι συγκρίσιμη με την μεθοδολογία των Priestley et al. Επιπλέον, για την εφαρμογή της μεθοδολογίας των Priestley et al ήταν απαραίτητο σε πολλά σημεία να ακολουθηθεί επαναληπτική διαδικασία με κατά προσωπική κρίση παραδοχές, εφόσον δε δίνονταν λεπτομερείς οδηγίες στην αντίστοιχη βιβλιογραφία. Τέλος, και στις δύο μεθοδολογίες ήταν αναγκαίο να επαναπροσδιοριστούν τα όρια γωνιακών παραμορφώσεων για κάθε επίπεδο επιτελεστικότητας, έτσι ώστε η στοχευόμενη μετακίνηση ανά περίπτωση, που προέκυπτε βάσει του ορίου σχετικής παραμόρφωσης ορόφων, να μην υπερβαίνει την μέγιστη μετακίνηση στο φάσμα απόκρισης μετακινήσεων. Ως φάσμα απόκρισης μετακινήσεων χρησιμοποιήθηκε αυτό του Ευροκώδικα 8 τύπου 1(αναμενόμενο μέγεθος σεισμού Μs>5.5).Επιπλέον, έγινε στο τέλος αποτίμηση του σχεδιασμού, για κάθε μέθοδο, με ανελαστική στατική ανάλυση. Κατά την αποτίμηση γίνονται δύο παραδοχές για τις δυσκαμψίες: προσεγγιστική μείωση των γεωμετρικών τιμών σύμφωνα με τους αντίστοιχους κανονισμούς και ενεργές τιμές δυσκαμψίας( λόγος της ροπής διαρροής Μy προς την αντίστοιχη καμπυλότητα φy, χωρίς να συνεκτιμηθούν οι παραμορφώσεις λόγω διάτμησης και οι τοπικές στροφές λόγω εξόλκευσης των ράβδων). Επιπλέον, διερευνώνται θέματα όπως η επιρροή της αλλαγής του κόμβου ελέγχου από το κέντρο μάζας καθώς και της μεθοδολογίας με την οποία εκτιμάται η στοχευόμενη μετακίνηση. Ως γενικό συμπέρασμα προκύπτει πως η άμεση μέθοδος μετακινήσεων δεν οδηγεί σε οικονομικότερο σχεδιασμό σε σχέση με την κλασική μέθοδο σχεδιασμού με βάση τις δυνάμεις. Οι απαιτήσεις σε χάλυβα οπλισμού μεταξύ των τριών μεθόδων δε διαφέρουν σημαντικά, ενώ οι μεταξύ τους διακυμάνσεις διαφοροποιούνται ανάλογα με τη ζώνη σχεδιασμού. Όσον αφορά την αποτίμηση, παρατηρείται απόκλιση των μετακινήσεων που τίθενται αρχικά και αυτών που προκύπτουν από την ανελαστική ανάλυση, γεγονός που σχετίζεται με τις παραδοχές της μεθόδου και το κατά πόσο μπορεί να εφαρμοσθεί σε ένα τέτοιο κτίριο με έντονη ασυμμετρία και ισχυρή στρέψη.
The objective of this thesis, which was written for the partial fulfillment of the requirements of the postgraduate studies programme «Earthquake Resistant Design of Structures», is the direct displacement based design of a four-storey frame system building, for two cases of ground acceleration:0.24g and 0.36g. Two different methods were followed, the one which is recommended by SEAOC (Blue Book) and the one which is recommended by Priestley, Calvi, Kowalsky at their latest book “Displacement Based Seismic Design of Structures”(Reference [4]). The same building was also designed according to the Greek Antiseismic Code. Various assumptions had to be made for cases which are not covered by the recommendations of Blue Book, in order to be able to compare this method with the one proposed by Priestley et. al. The second one required loop procedure at some steps of which some arbitrary considerations were made. Finally, it was necessary, in both methods, to redefine the drift limits for each performance level so that the target displacement for each case did not exceed the maximum displacement at the design displacement spectra. The design displacement spectra which was used is the one defined at Eurocode 8 for regions where the expected earthquake magnitude is Ms>5.5. In the end, the assessment of the design for each method had to be carried out using pushover analysis. Two different considerations for members’ stiffness were made: approximate reduction of geometric stiffness according to the specific design code which was used and calculation of cracked properties (ratio of yield moment My to corresponding yield curvature φy, without taking into account the effect of shear deformations and bond slip). Besides, the effect of changing: i) the control point from the mass center and ii) the method being used for calculating the target displacement, is investigated. The general conclusion is that the Direct Displacement Based Design does not lead to more economical design than the classical design method. Steel reinforcement requirements do not significantly differ among the three methods. Yet, variations which are noted are related to the zone of seismic hazard which is considered. As far as the conclusions to be dropped are concerned, there is a remarkable deviation between the design displacement and the displacement calculated by using pushover analysis. This fact arise from the principles of the method and the uncertainty about the effective use of this analysis on an asymmetric building with intense torsion effects.

info:eu-repo/semantics/masterThesis
Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Asessment
SEAOC (Blue Book)
Direct displacement based design
Αποτίμηση
Displacement spectra
Σύγκριση με ΕΑΚ
Comparison with EAK
Επιτελεστικότητα
Φάσμα μετακινήσεων
Performance
Αμεση μέθοδος σχεδιασμού βάσει μετακινήσεων

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Greek
English

2008
2009-10-20T06:36:47Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)