Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/4416
Title: Αποτίμηση σεισμικής ικανότητας κτηρίων από φέρουσα τοιχοποιία τριών στρώσεων πριν και μετά από ενισχυτικές παρεμβάσεις
Authors: Αποστολίδη, Ευτυχία
Issue Date: 2011-06-16T07:11:47Z
Keywords: Τρίστρωτη τοιχοποιία
Σεισμοί
Κέρκυρα
Keywords (translated): Three-leaf masonry
Earthquakes
Corfu
Abstract: Στην παρούσα εργασία γίνεται μια προσπάθεια μελέτης των μηχανικών χαρακτηριστικών, των τυπικών βλαβών και γενικά της σεισμικής συμπεριφοράς κτηρίων από φέρουσα τοιχοποιία. Έμφαση δίνεται στον προσδιορισμό των μηχανικών χαρακτηριστικών διαφόρων τύπων φέρουσας τοιχοποιίας τριών στρώσεων και γίνεται σεισμική αποτίμηση δυο υφισταμένων κτηρίων από χαρακτηριστικούς τύπους τρίστρωτης τοιχοποιίας που βρίσκονται στα Ιόνια Νησιά. Εκτός από τις εξισώσεις που αναφέρονται σε συμβατικές φέρουσες τοιχοποιίες, δίνεται βάση στην περιγραφή εξισώσεων που προσδιορίζουν τα μηχανικά χαρακτηριστικά φέρουσας τοιχοποιίας τριών στρώσεων. Με τη χρήση των εξισώσεων αυτών και ενός προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων, προτείνεται μια διαδικασία προσομοίωσης της τρίστρωτης τοιχοποιίας με μια ισοδύναμη “μονόστρωτη”. Η εξισώσεις αυτές λαμβάνουν υπόψη τα μηχανικά χαρακτηριστικά καθεμιάς από τις τρεις στρώσεις, τον όγκο που καταλαμβάνουν κατά το πάχος της τοιχοποιίας, καθώς και κάποιους διορθωτικούς συντελεστές που ποσοτικοποιούν το βαθμό “συνεργασίας” των στρώσεων. Η διαδικασία αυτή θα εφαρμοστεί στη συνέχεια σε δύο συγκεκριμένους τύπους τρίστρωτης τοιχοποιίας. Πρώτον, για τοιχοποιία με εξωτερικές στρώσεις από αργολιθοδομή και ενδιάμεση στρώση από ασθενές κονίαμα, η οποία αποτελεί συνήθη τύπο τρίστρωτης τοιχοποιίας και απαντάται και σε πλειοψηφία κτηρίων του ιστορικού κέντρου της Κέρκυρας. Δεύτερον, για τοιχοποιία με ασθενείς εξωτερικές στρώσης οπτοπλινθοδομής και πυρήνα οπλισμένου σκυροδέματος, η οποία αποτελεί τρόπο δόμησης μιας τυπολογίας κτηρίων της Ζακύνθου και εισήχθη μετά τον καταστροφικό σεισμό του 1953. Στη συνέχεια, απαριθμούνται τα είδη βλαβών που απαντώνται συχνά σε κτήρια από φέρουσα τοιχοποιία, όπως οι διαγώνιες και δισδιαγώνιες ρωγμές, καθώς και οι κατατακόρυφες ρωγμές που απαντώνται περί το μέσον του τοίχου ή στη θέση συνάντησης δύο τοίχων. Έπειτα, γίνεται εκτενής αναφορά στις μεθόδους και τεχνικές ενίσχυσης κτηρίων από φέρουσα τοιχοποιία. Περιγράφονται μέθοδοι όπως το βαθύ αρμολόγημα, η μέθοδος των οπλισμένων επιχρισμάτων, η τεχνική των ενεμάτων, η τροποποίηση ή κατασκευή οριζοντίων διαζωμάτων, η αντικατάσταση εύκαμπτων πατωμάτων από πλάκες οπλισμένου σκυροδέματος και η κατασκευή μανδύα από οπλισμένο σκυρόδεμα. Ακολουθεί η ανάλυση ενός τυπικού πολυώροφου κτηρίου στο ιστορικό κέντρο της Κέρκυρας. Η ανάλυση αυτή περιλαμβάνει παραμετρική διερεύνηση της συνεισφοράς των οριζόντιων διαφραγμάτων στη σεισμική συμπεριφορά της κατασκευής. Αρχικά, αναλύεται το κτήριο χωρίς καθόλου διαφράγματα, έπειτα προστίθεται στο κτήριο ξύλινη διαδοκίδωση μίας διεύθυνσης και τέλος γίνεται αντικατάσταση της διαδοκίδωσης αυτής από πλάκες οπλισμένου σκυροδέματος. Στη συνέχεια λαμβάνονται αποτελέσματα που αφορούν τις συνολικές μετακινήσεις του κτηρίου, καθώς και τις κύριες εφελκυστικές ή θλιπτικές τάσεις που αναπτύσσονται σε αυτό. Η εισαγωγή της ξύλινης διαδοκίδωσης δεν φαίνεται να συνεισφέρει ουσιαστικά στη βελτίωση της σεισμικής συμπεριφοράς του κτηρίου, καθώς δίνει παρόμοια διαγράμματα τάσεων και μετακινήσεων. Οι μετακινήσεις είναι μέγιστες στην κορυφή του κτηρίου και κυρίως στο μέσον του ανοίγματος τοίχων που δέχονται δράση σεισμού εκτός του επιπέδου τους, ενώ από τα διαγράμματα κυρίων τάσεων, οι κρίσιμες περιοχές του κτηρίου εστιάζονται στους δύο τελευταίους ορόφους στις θέσεις συνάντησης δύο τοίχων. Με την αντικατάσταση της διαδοκίδωσης από πλάκες Ο.Σ. η συμπεριφορά του κτηρίου βελτιώνεται ουσιαστικά. Οι μέγιστες μετακινήσεις μειώνονται έως και 85% και εμφανίζονται στην πλευρά του τελευταίου ορόφου που απέχει περισσότερο από το κέντρο δυσκαμψίας του κτηρίου. Οι μέγιστες κύριες τάσεις μεταφέρονται από την κορυφή στη βάση του κτηρίου. Οι παρατηρήσεις αυτές επιβεβαιώνονται από τους σχετικούς δείκτες βλάβης που υπολογίζονται στις κρίσιμες περιοχές. Τέλος, πραγματοποιείται και η ανάλυση ενός τυπικού διώροφου κτηρίου, το οποίο αποτελείται από τον δεύτερο τύπο τρίστρωτης τοιχοποιίας. Η τοιχοποιία που αποτελεί το κτήριο έχει ιδιαίτερα ασθενείς εξωτερικές οπτοπλινθοδομές σε σχέση με την ενδιάμεση στρώση από Ο.Σ., επομένως δεν αποτελεί χαρακτηριστική τρίστρωτη τοιχοποιία. Αρχικά θα γίνει παραδοχή της τοιχοποιίας αυτής ως τρίστρωτης, η οποία προσομοιώνεται μέσω της προαναφερθείσας διαδικασίας με μία ισοδύναμη “μονόστρωτη”, ενώ στη συνέχεια θα αγνοηθούν οι ασθενείς εξωτερικές στρώσεις και θα συνυπολογιστούν μόνο τα τοιχεία από Ο.Σ. Και στις δυο περιπτώσεις η σεισμική συμπεριφορά του κτηρίου είναι ικανοποιητική και αυτό οφείλεται στην επιμελημένη δόμησή του, καθώς και στα διαζώματα και πλάκες από Ο.Σ. που υπάρχουν. Έπειτα πραγματοποιούνται επεμβάσεις στο κτήριο για αλλαγή χρήσης του ισογείου, οι οποίες περιλαμβάνουν την καθαίρεση τμημάτων εσωτερικών αλλά και εξωτερικών φερόντων τοίχων. Μετά την ανάλυση του “νέου” κτηρίου διαπιστώνεται ανάγκη ενίσχυσης των πεσσών μικρού εμβαδού που απέμειναν στο ισόγειο και επιλέγεται η εφαρμογή αμφίπλευρων μανδυών από εκτοξευόμενο σκυρόδεμα. Αναλύεται εκ νέου το κτήριο και επιβεβαιώνεται η αποδοτικότητα της μεθόδου ενίσχυσης, αφού μειώνονται οι τάσεις στις κρίσιμες περιοχές που ενισχύθηκαν.
Abstract (translated): In the present thesis, the mechanical characteristics, the typical damages and the overall seismic behaviour of masonry buildings are examined. Emphasising on the determination of the mechanical characteristics of different three-leaf masonry types, the seismic behaviour of two existing buildings is assessed. These buildings are constructed by different, characteristic types of thee-leaf masonry that are commonly used in the Ionian Islands. Firstly, a multi-storey masonry building located at the historical centre of the city of Corfu is analysed. This building consists of two outer stone walls connected to each other with a low strength mortar. The analysis includes a parametric study of the contribution of the horizontal diaphragms on the seismic behaviour of the structure. In the beginning, the building is analysed with no diaphragms at all, then wooden floors are added to the building and finally the wooden floors are replaced by reinforced concrete slabs. Then, the results from the analysis are evaluated leading to the conclusion that the building with no horizontal diaphragms develops very high top displacements. After adding the wooden floors no significant decrease on the top displacements is observed, but after replacing the wooden floors with RC slabs the decrease of the top displacements is drastic and essential. Finally, another existing two-storey building is examined that consists of two outer plain brick walls connected to each other with reinforced concrete. This type of three-leaf masonry was introduced to the Ionian Islands after the devastating earthquake of 1953. After the analysis of this building, the seismic behaviour of the structure was proved to be very satisfying. Then, some interventions are carried out, including the demolition of some bearing and non-bearing walls. After that the building is analysed again and it is found that some small walls need to be reinforced. This reinforcement is done through bilateral shotcrete jackets, which are proved to bring the overall seismic behaviour of the structure to its prior level.
Appears in Collections:Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nimertis_Apostolidi(pol).pdf27.53 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.