Διερεύνηση του αντίκτυπου της αλληλεπίδρασης εδάφους - κατασκευής στη φασματική επιτάχυνση σχεδιασμού

Abstract

Αντικείμενο της εργασίας αποτέλεσε η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης του εδάφους – κατασκευής και οι περιπτώσεις στις οποίες πρέπει να ληφθεί υπόψη στις σεισμικές αναλύσεις που εκτελούνται στην πράξη από μηχανικούς. Διερευνήθηκε, δηλαδή μέσω υπολογιστικών ελέγχων το ποιοι παράμετροι επηρεάζουν την φασματική επιτάχυνση ούτως ώστε, ο λόγος της φασματικής επιτάχυνσης με αλληλεπίδραση εδάφους – κατασκευής προς της φασματική επιτάχυνση χωρίς αλληλεπίδραση (πακτωμένη κατασκευή) να είναι μεγαλύτερος της μονάδας. Με τον όρο «φασματική επιτάχυνση με αλληλεπίδραση», εννοούμε την περίπτωση όπου έχουν θεωρηθεί ελατήρια στην βάση της κατασκευής. Το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για σκοπούς μελέτης είναι μια κυκλική θεμελίωση η οποία στηρίζει μονοβάθμιο ταλαντωτή, τα χαρακτηριστικά των οποίων μεταβάλλονταν με σκοπό να προκύψουν οι περιπτώσεις κατά τις οποίες η τιμή του λόγου φασματικών επιταχύνσεων που αναφέρθηκε πιο πάνω να είναι μεγαλύτερος της μονάδας, δηλαδή περιπτώσεις όπου η αλληλεπίδραση εδάφους – κατασκευής έχει δυσμενή αντίδραση στην ασφάλεια της κατασκευής. Δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους – θεμελίωσης – κατασκευής Το φαινόμενο της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους-θεμελίωσης-κατασκευής έχει αποδειχτεί, από εκτεταμένη επιστημονική έρευνα παγκοσμίως, ότι μπορεί να μεταβάλει σημαντικά τα δυναμικά χαρακτηριστικά και κατ’ επέκταση τη σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών. Υπάρχει η γενική αντίληψη, η οποία έχει υπεισέρθει και στους σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς, ότι η επιρροή του φαινομένου της αλληλεπίδρασης έχει γενικά ευμενή αποτελέσματα στη σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών σε σχέση με τη θεώρηση ακλόνητης στήριξης (πάκτωση). Αυτό όμως δεν παύει να είναι μια γενίκευση που πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω ώστε να αποφευχθούν οι περιπτώσεις μη συντηρητικού αντισεισμικού σχεδιασμού. Σκοπός Εργασίας Στις πλείστες περιπτώσεις, οι Μηχανικοί δεν λαμβάνουν υπόψη την αλληλεπίδραση του εδάφους – κατασκευής στις αναλύσεις τους λόγω του ότι, το επιτρέπει γενικά ο Ευρωκώδικας, χωρίς όμως να δώσουν προσοχή στις περιπτώσεις που αναφέρει ότι απαιτείται να ληφθεί υπόψη. Αυτό είναι ένα αρκετά σημαντικό θέμα – πρόβλημα το οποίο ενδέχεται να επηρεάσει σημαντικά την ανάλυση, με το αποτέλεσμα που προκύπτει να μην είναι αντιπροσωπευτικό, αλλά και σε ορισμένες περιπτώσεις μη συντηρητικό. Μέσω αυτής της εργασίας θα δοθεί η δυνατότητα στους Μηχανικούς να ενημερωθούν σε μεγαλύτερο βάθος για τις περιπτώσεις στις οποίες η αλληλεπίδραση του εδάφους με τη κατασκευή είναι δυσμενής, δηλαδή οδηγεί στην αύξηση των εντατικών μεγεθών, με σκοπό να γίνεται ασφαλέστερος αντισεισμικός σχεδιασμός. Το παραμετρικό πλαίσιο των αναλύσεων που πραγματοποιήθηκαν περιλαμβάνει τη θεώρηση διαφορετικών τιμών για τις ιδιότητες του εδάφους και τα χαρακτηριστικά της κατασκευής. Οι υπολογισμοί έγιναν στο πρόγραμμα Excel με κατάλληλο προγραμματισμό για ευκολία των διαφορετικών επαναλήψεων που εκτελέστηκαν. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων παρουσιάζονται υπό τη μορφή διαγραμμάτων και πινάκων.