Αντισεισμικός σχεδιασμός substructure VS. superstructure

[Caan]

Τέσσερις τρόποι προσομοίωσης για την δυναμική ανάλυση:

 

1. Πλήρες μοντέλο με πεπερασμένη δυσκαμψία υπογείου και πάκτωση.
2. Μοντέλο που αγνοεί το υπόγειο
3. Πλήρες μοντέλο με πεπερασμένη δυσκαμψία υπογείου και ελατήριο
4. Πλήρες μοντέλο με άπειρη δυσκαμψία υπογείου και πάκτωση

3333333333.gif

 

Όλα τα μοντέλα είναι καλά και δίνουν ουσιαστικά τα ίδια αποτελέσματα εφόσον εξετάζεται κανονικό κτήριο με πραγματικό (δομικά, κατά ΕΑΚ) υπόγειο.

 

Η διαφορά είναι ότι άλλα δίνουν απευθείας αντιδράσεις για έλεγχο θεμελίωσης και ανατροπής, ενώ στα άλλα πρέπει να προστεθεί η τέμνουσα του υπογείου, ο πρόσθετος μοχλοβραχίωνας και οι εδαφικές ωθήσεις.

 

Για τις τελευταίες, έχω μία αμφιβολία αν υπάρχει έστω και ένα πρόγραμμα που να τις αντιλαμβάνεται σωστά (ποιες είναι παθητικές και ποιές ενεργές, ποιές αποτελούν δράση και ποιές αντίδραση).

 

Αλλά αυτό είναι ένας έλεγχος που γίνεται πανεύκολα και με το χέρι, μια που τα νούμερα είναι υπολογισμένα, και πρέπει να γίνει μόνο ο σωστός συνδυασμός...

  AlexisPap συμφωνώ με τα μοντέλα που παρουσίασες απλά η μάζα, που συμβολίζεται με τα κυκλάκια, στην στάθμη οροφής υπογείου (στις 3 περιπτώσεις) πρέπει να αγνοηθεί γιατί αν δεν γίνει αυτό αφενός συμπεριλαμβάνεται στην συνολική ταλαντούμενη μάζα και αυτή του υπογείου που είναι λάθος (και κατά ΕΑΚ) και αφετέρου γιατί έτσι η εισαγωγή των σεισμικών δυνάμεων εισάγεται στην στάθμη πάκτωσης (στις περιπτώσεις 1 και 3) που πάλι δεν είναι σωστό. 

  Με την 4η επιλογή, που είναι αυτή που αντιστοιχεί στις «τεχνητές» δεσμεύσεις στο υπόγειο, πράγματι συμβαίνει αυτό που λες για την μη λήψη της τέμνουσας του υπογείου ενώ στις άλλες όχι (άλλος ένας λόγος που δεν χρησιμοποιώ αυτή, την 4η, μέθοδο).

 

  Οι ωθήσεις γαιών στην περίπτωση του πλήρως εγκιβωτισμού, που αναφέρονται και τα σχηματάκια, δεν επηρεάζουν την συνολική συμπεριφορά του κτηρίου αλλά απλά επιφορτίζουν πλευρικά τα τοιχώματα του υπογείου και αυτό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη στην διαστασιολόγησή των τελευταίων (δεν μιλάω για μη-απλές περιπτώσεις κατασκευών…). Στην περίπτωση που η μία πλευρά του υπογείου είναι ελεύθερη, τότε επηρεάζεται η συνολική συμπεριφορά του κτηρίου και πρέπει οι (μονόπλευρες) ωθήσεις γαιών να ληφθούν υπόψη ως εξωτ. φόρτιση.

 

  Επίσης, αν θες, κάνε πάλι κανένα σχηματάκι και για την περίπτωση του επικλινούς οικοπέδου που έλεγα αρχικά…

[AlexisPap]

Η μάζα δεν "πρέπει" να αγνοηθεί.

Αν αγνοηθεί, πηγαίνουμε στην περίπτωση "2" που έχει πάκτωση, ή στην αντίστοιχη με ελατήριο.

Στην περίπτωση αυτή, θα πρέπει με κάποιον ξεχωριστό τρόπο να γίνει ο υπολογισμών των δράσεων στην θεμελίωση.

 

Αλλά, συχνά είναι πιο απλό να ξεκινήσεις το μοντέλο από την θεμελίωση...

 

Αυτό που αναφέρεις ισχύει στην ισοδύναμη στατική, όπου η τριγωνική κατανομή ξεκινά από την οροφή οπογείου.

 

Όπως και να έχει, η διαφορά στα υπολογιζόμενα εντατικά μεγέθη δεν είναι ουσιώδης.

 

Σχηματάκι για επικλινές δεν υπάρχει. Είναι τα ίδια σχήματα παντού. Τα σχήματα αυτά αντιπροσωπεύουν το μοντέλο της δυναμικής ανάλυσης. Αυτό που για Ν ορόφους έχει 3Ν βαθμούς ελευθερίας και οδηγεί σε ομογενές σύστημα 3Ν αγνώστων.

 

Είναι φανερό ότι σε αυτό το σύστημα δεν υπεισέρχεται πουθενά το έδαφος...

Edited Ιούλιος 13 , 2014 by AlexisPap

[Caan]

Θα κάνω μια τελευταία προσπάθεια να σας "πείσω", κατά τα άλλα κάθε άποψη είναι σεβαστή βέβαια και δεν θα επιμείνω άλλο.

 

Αν δεν αγνοηθεί η μάζα αυτή, τότε αγνοείς την πολύ σημαντική παράμετρο του σχολίου Σ.3.4.2(1) του ΕΑΚ (διάλεξε...). Άλλωστε, αυτή ακριβώς είναι η διαφορά του υπογείου από την περίπτωση που απλά ο κατώτερος (ισόγειος) όροφος έχει περιμετρικά τοιχώματα... (εκτός αν θεωρείς κι εσύ ότι ένα Ν-ώροφο κτήριο με υπόγειο συμπεριφέρεται το ίδιο με ένα (Ν+1)ώροφο... που θεωρώ ότι είναι σίγουρα μια λανθασμένη προσέγγιση).

Η εισαγωγή των αδρανειακών φορτίων στην βάση του ισογείου δεν ισχύει μόνο στην ισοδύναμη στατική μέθοδο αλλά στην δυναμική γενικά. Προσπαθείστε να μην δείτε αυτά που προτείνει το κάθε ένα πρόγραμμα (αλλά ούτε καν και το τι λένε οι ίδιοι οι κανονισμοί, για λίγο...) και δείτε το καθαρά από φυσικής- δυναμικής άποψης: Σε ένα κτήριο που έχει υπόγειο, το τμήμα της κατασκευής που ταλαντώνεται λόγω της σεισμικής διέγερσης είναι μόνο αυτό από την οροφή του υπογείου και πάνω, ήτοι η ανωδομή. Το υπόγειο τμήμα του κτηρίου δεν υφίσταται ταλάντωση διότι ακολουθεί την αυτή κίνηση του εδάφους. Μια τεχνική για να γίνει αυτό είναι η αγνόηση της μάζας του υπογείου (όχι του βάρους της βέβαια, αλλά μόνο της μάζας του που συμμετέχει στο μητρώο μάζας της κατασκευής. Κάτι τέτοιο, προφανώς δεν σημαίνει ότι το υπόγειο δεν καταπονείται από την ταλάντωση της ανωδομής, κάθε άλλο, αρκεί να μην δεσμεύσεις το υπόγειο με πακτώσεις, αρθρώσεις ή οτιδήποτε και το οποίο είναι αυτό ακριβώς που διαφοροποιεί την περίπτωση της κατασκευής μας από την 2η περίπτωση στο σχήμα σου).

Η εισαγωγή των αδρανειακών δυνάμεων στην βάση του ισογείου και πάνω γίνεται επειδή η δυναμική φασματική ανάλυση είναι και αυτή ουσιαστικά "στατική", δεν είναι κάτι άλλο (δεν επιλύεται καμία εξίσωση κίνησης που να λαμβάνει τον παράγοντα του χρόνου, απλά με στατιστικής φύσεως προσεγγίσεις, βλ. ίδιομορφική επαλληλία κ.τ.λ, λαμβάνονται ρεαλιστικότερα οι δυναμικές παράμετροι) οπότε πάλι εισάγεις ψευδο-στατικές δυνάμεις, είτε συγκεντρωμένες στο Κ.Μ είτε μεμονωμένα στους κόμβους του κάθε ορόφου. Το μόνο που αλλάζει στην ισοδύναμη στατική ανάλυση είναι ότι λαμβάνει υπόψη μόνο μία ιδιομορφή (την κυρίαρχη και ασύζευκτη), όπως επίσης και την συνολική μάζα του κτηρίου (ανωδομής) και όχι μόνο τις συμμετέχουσες ιδιομορφικές μάζες (>90%), για αυτό λέγεται αλλιώς και μονο-ιδιομορφική ανάλυση (ο όρος αναφέρεται και στον ΕΑΚ).

Δεν λέω ότι είναι η μόνη μέθοδος να αγνοήσεις την μάζα στην οροφή του υπογείου, αλλά αν γίνουν αυτά που έχουν προταθεί εδώ χωρίς αυτήν, τότε δεν πίανεις το φαινόμενο σωστά.

 

Αν συνεχίσω κι άλλο, ίσως γίνω κουραστικός και μονότονος...

Ευχαριστώ για την κουβέντα και καλή συνέχεια σε όλους.

[μεταλλατζης]

Caan δεκτά από μέρους μου αυτά που λες. Δεν είπα ότι την οροφή υπογείου με περιμετρικά τοιχεία πανταχόθεν να συμπεριληφθεί στο μητρώο μάζας.

Προσωπικά μιλούσα για την περίπτωση που είναι επικλινές το έδαφος και το υπόγειο έχει και ανοιχτή πλευρά. Εκεί κρατάω επιφύλαξη και θα έλεγα ότι θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η οροφή του υπογείου σαν ταλαντούμενη μάζα. Τουλάχιστον στη μία διεύθυνση.

[AlexisPap]

Caan, η EAK §Σ.3.4.2[1] δεν καταστρατηγείται. Η προσθήκη της επιπλέον μάζας οδηγεί όντως σε αύξηση των ιδιομορφών κατά 3, ωστόσο η ιδιοπερίοδός τους είναι τόσο μικρή (εφόσον το υπόγειο είναι υπόγειο) που δεν αλλάζει κάτι στα αποτελέσματα.

 

Χωρίς να είναι "καλή" ή "κακή", έχει το πλεονέκτημα να δίνει κατευθείαν εντατικά μεγέθη θεμελιώσεως, ήδη από την δυναμική ανάλυση.

Και είναι προφανώς πιο κοντά στην πραγματικότητα, με ό,τι αυτό συνεπάγεται για κτήρια μη κανονικά, ή με μη κανονικό υπόγειο.

 

Αλλά, είμαστε εκτός θέματος.

Το που βρίσκεται το πέριξ έδαφος στις τέσσερις πλευρές του υπογείου, δεν επιρεάζει σε τίποτα την  δυναμική ανάλυση.

Τα φορτία εδάφους σε όλα τα προγράμματα θα προστεθούν μετά, και στα προγράμματα που ξέρω δεν θα προστεθούν σωστά...

(Για την ακρίβεια δεν θα υπολογιστούν κάν σωστά)

[Caan]

Μια ακόμα παρέμβαση, απλά και μόνο για να διευκολυνθεί καλύτερα κάποιος του φόρουμ που ενδεχομένως θα διαβάσει αυτά τα μηνύματα και για να βγάλει τα συμπεράσματά του ευκολότερα.

Αν δεν εξαιρεθεί η μάζα στην οροφή του υπογείου (μιλάμε για την «εύκολη» περίπτωση του πλήρως εγκιβωτισμού του υπογείου και όχι για την περίπτωση που είχα θέσει αρχικά…), τότε όχι μόνο προστίθενται ακόμα 3 ιδιομορφές, αυτό όντως μάλλον δεν αλλάζει τίποτα γιατί η μορφή των επικρατουσών ιδιομορφών θα είναι σχεδόν η ίδια με το να κάνουμε την εξαίρεση (αφού το υπόγειο ως πολύ δύσκαμπτο δεν παραμορφώνεται), αλλά αυτό που αλλάζει είναι η συμμετοχή όλων των ιδιομορφών γιατί το ποσοστό συμμετοχής τροποποιείται αφού αλλάζει ο παρανομαστής! (δηλ. η συνολική μάζα του κτηρίου) και ως εκ τούτου αλλάζουν διάφορα άλλα μετά…

Επίσης, «κατευθείαν εντατικά μεγέθη θεμελιώσεως, ήδη από την δυναμική ανάλυση» έχεις έτσι κι αλλιώς και με την εξαίρεση της εν λόγω μάζας, επειδή δεν μίλησα ποτέ για δέσμευση κόμβων στο υπόγειο (παρά μόνο στην βάση του στην στάθμη θεμελίωσης).

Η εισαγωγή των σεισμικών δυνάμεων στην οροφή υπογείου και πάνω πετυχαίνεται με την εξαίρεση αυτή της μάζας (είναι μεν δυσμενέστερο εάν ληφθεί στην βάση παρά στην οροφή του υπογείου, o.k, αλλά δεν είναι και ρεαλιστικό).

Ένα κτήριο με Ν ορόφους+υπόγειο δεν είναι (βέβαια) το ίδιο με ένα κτήριο που έχει Ν+1 ορόφους (χωρίς υπόγειο)..! (αυτό θα ήταν αν ίσχυε αυτό που λέει ο Alexpap ότι το περιβάλλον έδαφος δεν παίζει κανένα ρόλο στην δυναμική ανάλυση). Η διαφορά της 1ης περίπτωσης κτηρίου με την 2η είναι ακριβώς αυτό που περιγράφω, δηλ. ότι γίνεται ταλάντωση μόνο της ανωδομής, που σημαίνει: α) ταλαντούμενη μάζα αυτή που αντιστοιχεί μόνο στην ανωδομή και β) εισαγωγή σεισμικών δυνάμεων στην οροφή του υπογείου στην φασματική ανάλυση, απλοποιημένη ή δυναμική.

Αν οι διαφορές είναι γενικά μικρές ή όχι είναι άλλο θέμα, ο λόγος γίνεται για την ρεαλιστικότητα της προσέγγισης. 

 

Τέλος, για την περίπτωση του επικλινούς οικοπέδου, καταλαβαίνω ότι με την γενικότερη θεώρησή του Alexpap για τα υπόγεια δεν εξαιρείται έτσι κι αλλιώς η εν λόγω μάζα και είναι κάτι που το θεωρώ αποδεκτό για αυτήν την συγκεκριμένη περίπτωση.

Edited Ιούλιος 14 , 2014 by Caan