Assesment and redesign of a building using elastic and inelastic methods

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




2009 (EN)
Αποτίμηση και ανασχεδιασμός κτιρίου με χρήση ελαστικών κι ανελαστικών μεθόδων
Assesment and redesign of a building using elastic and inelastic methods

Κουτάντου, Ελένη Ηρακλή

The objective of this thesis, submitted in partial fulfillment of the requirements for the MSc degree of the Graduate studies program “Earthquake Resistant Design of Structures” was the assessment and the redesign of a building constructed of reinforced concrete, by applying draft no.3 of the Greek Structural Intervention Code (“KAN.EΠE.”). The building was designed and constructed with columns and beams in 1930, without the use of a seismic code, and is consisting of an underground floor, a ground floor and three stores. For the initial assessment of the building’s bearing capacity the Inelastic Static analysis was applied, whose general principles, conditions and application rules are defined by the “KAN.EΠE.” The results were unfavourable, especially for the columns, since all of them were insufficient at the 2nd floor. As a result, the building needed to be redesigned and the most appropriate solution was the add of walls. For the assessment of the redesigned building’s bearing capacity the following three methods were applied according to the Greek Structural Intervention Code: The Inelastic Static analysis The Elastic Static analysis using q-factor The Elastic Static analysis using m-factors The Inelastic Static analysis was applied, using the ETABS v.9.2.0. computer program and a 3D-model. These analysis of the building were carried out for two load cases (“modal distribution” – “uniform distribution”), while the seismic loads were applied on the two main directions of the building (100% in the one direction and 30% in the other, successively for the two directions). Finally, the most unfavourable load distribution was chosen for the check of the bearing capacity. The definition of the inelastic behaviour law of the elements was based on the analytical equations of KAN.EΠE. The check of the general safety inequality of the building was done in terms of rotations (based on the developing and available plastic rotations of the frame elements), which are used to examine the flexural failure, and in terms of forces (comparing the developing shear forces with the corresponding resistances of the elements), which are used to check the possibility of shear failure. The results were favourable, since the insufficiencies were negligible. The Elastic Static analysis is implemented using the ETABS v.9.2.0. computer program and the computational tool e-tools, which makes easier the conducting of the required checks. The intention of this application is to draw certain conclusions relevant to the bearing capacity of the building as well as to assess the validity of the conditions set by the Code. The results show insufficiencies in an important percentage of the structural elements of the redesigned building. During the elaboration of this thesis certain questions ensued concerning certain provisions of the KAN.EΠE. The most important of these questions are pointed out with the purpose of improving the text of the KAN.EΠE.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας, η οποία εντάσσεται στα πλαίσια των απαιτήσεων του ΠΜΣ «Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων», ήταν η αποτίμηση και ο ανασχεδιασμός ενός υφισταμένου κτιρίου κατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδεμα, με εφαρμογή των διατάξεων του σχεδίου 3 του Ελληνικού Κανονισμού Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ). Το κτίριο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε το 1930, χωρίς δηλαδή χρήση αντισεισμικού κανονισμού, είναι αμιγώς πλαισιακό και αποτελείται από υπόγειο, ισόγειο και τρεις ορόφους. Για την αποτίμηση του αρχικού φορέα εφαρμόστηκε η ανελαστική στατική μέθοδος, οι γενικές αρχές, οι προϋποθέσεις και η εφαρμογή της οποίας, ορίζονται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. Τα αποτελέσματα δεν ήταν ικανοποιητικά, κυρίως για τους στύλους, καθώς αστόχησαν όλοι στον 2ο όροφο (μηχανισμός ορόφου). Επομένως, κρίθηκε σκόπιμος ο ανασχεδιασμός του κτιρίου με καταλληλότερη λύση την προσθήκη τοιχωμάτων.Για την αποτίμηση του ανασχεδιασμένου φορέα, εφαρμόστηκαν οι τρεις ακόλουθες μέθοδοι σύμφωνα με τον ΚΑΝ.ΕΠΕ:Η ανελαστική στατική μέθοδος Η ελαστική στατική μέθοδος με χρήση ενιαίου συντελεστή (q) Η ελαστική στατική μέθοδος με χρήση τοπικών συντελεστών (m)Για την εφαρμογή της ανελαστικής στατικής μέθοδου χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ΕΤΑBS v.9.2.0. και χωρικό μοντέλο. Η ανάλυση έγινε για δύο κατανομές φόρτισης («ιδιομορφική» και «ομοιόμορφη»), ενώ τα σεισμικά φορτία εφαρμόστηκαν στις δύο κύριες διευθύνσεις του κτιρίου (100% στη μια διεύθυνση και 30% στην άλλη, και για τις δύο διευθύνσεις). Τελικά, επιλέχθηκε η δυσμενέστερη κατανομή φόρτισης για τον έλεγχο επάρκειας.Ο προσδιορισμός του ανελαστικού νόμου συμπεριφοράς των στοιχείων βασίστηκε σε αναλυτικές σχέσεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. Ο έλεγχος της γενικής ανίσωσης ασφαλείας του κτιρίου έγινε σε όρους στροφών (βασισμένες στις διαθέσιμες πλαστικές γωνίες στροφής των στοιχείων), για την καμπτική αστοχία και σε όρους τεμνουσών (συγκρίνοντας τις αναπτυσσόμενες τέμνουσες δυνάμεις με τις αντίστοιχες αντιστάσεις των στοιχείων), για τον έλεγχο σε πιθανή διατμητική αστοχία. Τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά, καθώς οι ανεπάρκειες ήταν σχεδόν μηδενικές.Για την εφαρμογή της ελαστικής στατικής ανάλυσης χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ETABS v.9.2.0. και το υπολογιστικό εργαλείο e-tools, που διευκολύνει τους απαιτούμενους ελέγχους. Σκοπός ήταν να διεξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα σε σχέση με τη φέρουσα ικανότητα του κτιρίου όπως επίσης να αξιολογηθεί η εγκυρότητα των μεγεθών που ορίζει ο κανονισμός. Τα αποτελέσματα έδειξαν ανεπάρκειες σε σημαντικό ποσοστό των δομικών στοιχείων του ανασχεδιασμένου φορέα. Τέλος, κατά τη διεξαγωγή της εργασίας, δημιουργήθηκαν ερωτήματα και ζητήματα που αφορούν ορισμένες διατάξεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ. Τονίζονται τα πιο σημαντικά από αυτά τα ζητήματα με σκοπό τη βελτίωση του κειμένου του ΚΑΝ.ΕΠΕ.

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

Ανασχεδιασμός
ΚΑΝ ΕΠΕ
Αντισεισμικότητα
Αποτίμηση
Ανελαστική στατική ανάλυση
Inelastic analysis
Ελαστική στατική ανάλυση
Assesment
Seismic design
Redesign
Elastic analysis

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

2009
2010-01-05T11:33:45Z


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)