Σπουδάστρια: Σαββοπούλου Χρυσή Επιβλέπων καθηγητής: Κίρτας Εμαννουήλ

Παρουσίαση με θέμα: "Σπουδάστρια: Σαββοπούλου Χρυσή Επιβλέπων καθηγητής: Κίρτας Εμαννουήλ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Δυναμική φασματική ανάλυση φορέα οπλισμένου σκυροδέματος με έμφαση στις συνθήκες θεμελίωσης
Σπουδάστρια: Σαββοπούλου Χρυσή Επιβλέπων καθηγητής: Κίρτας Εμαννουήλ Σέρρες, Απρίλιος 2016

2 Σκοπός της πτυχιακής εργασίας:
-Η διερεύνηση της μεταβολής των δυναμικών χαρακτηριστικών των φορέων (επίλυση στο SAP2000) σε διαφορετικά εδάφη -Δίνεται έμφαση στις συνθήκες θεμελίωσης και στα εδαφικά χαρακτηριστικά Κs-σεπ, όπου: Κs : δείκτης εδάφους (σχετίζεται με την αντίσταση του εδάφους) σεπ: επιτρεπόμενη τάση -Από την διερεύνηση γίνεται κατανοητή η συμπεριφορά του κάθε φορέα αλλά και γίνεται αντιληπτή η σημαντική μεταβολή των δυναμικών τους χαρακτηριστικών Φορέας α Φορέας β

3 - Τιμές Κs και σεπ που εξετάζονται:
1η Περίπτωση: Κs=30000KN/m3 - σεπ=150KN/m2 2η Περίπτωση: Κs=60000KN/m3 - σεπ=300KN/m2 3η Περίπτωση: Κs=90000KN/m3 - σεπ=450KN/m2 4η Περίπτωση: Κs=120000KN/m3 - σεπ=600KN/m2 5η Περίπτωση: Κs=150000KN/m3 - σεπ=750KN/m2 Ενδόσιμη θεμελίωση - Yπολογισμός ελατηριακών σταθερών Κz Κrx Kry Χρήση μοντέλου Winkler 6 Δυνατότητες παραμόρφωσης του εδάφους 3 Σημαντικές ελευθερίες κίνησης στα θεμέλια Κατακόρυφο ελατήριο Κz Στροφικό ελατήριο Κrx Στροφικό ελατήριο Κry

4 -Υπολογισμός ελατηριακών σταθερών Κz Κrx Kry
-Συντελεστής διαστάσεων θεμελίου: Για αμμώδη εδάφη Για αργιλικά εδάφη Συντελεστής βάθους θεμελίου: Συντελεστής σχήματος θεμελίου: Για όλα τα εδάφη Βπλ =0.305m (1ft) -Η τελική τιμή του Κs : Στρεπτικό ελατήριο γύρω από Υ: Κs,τελ=nδ*nσ*Κ Στρεπτικό ελατήριο γύρω από Χ: Κατακόρυφο ελατήριο:

5 Ανάλυση Φορέα α α1) –Ανάλυση φορέα με πάκτωση
α2) –Ανάλυση με ελατήρια για το συνδυασμό Κs=30000KN/m3 - σεπ=150KN/m2 Ανάλυση φορέα στο SAP2000 για έδαφος αμμώδες λίγο συνεκτικό (1η περίπτωση) Η διαστασιολόγηση των πεδίλων (όπου B=L) γίνεται σύμφωνα με τα αποτελέσματα των αντιδράσεων στους κόμβους σε υπολογιστικό φύλλο του Excel Υπολογισμός ελατηριακών σταθερών Κrx, Kry, Kz α3) –Συνέχεια αναλύσεων έως ότου στις διαστάσεις των θεμελίων Β,L να υπάρχει απόκλιση ±15% με την προηγούμενη ανάλυση Κατά την δεύτερη ανάλυση του φορέα σε όλες τις περιπτώσεις θεωρείται πως το θεμέλιο εκτείνεται 1m εκατέρωθεν όλων των τοιχωμάτων. Ανάλυση φορέα με ελατήρια και για τις υπόλοιπες περιπτώσεις Συνολικά 23 αναλύσεις

6 Διαδικασία αναλύσεων:
Αρχική ανάλυση, εξαγωγή εντατικών μεγεθών σε κάθε θεμέλιο Νέα ανάλυση έως ότου καταλήξουμε σε διαστάσεις θεμελίων όμοιες με τον προηγούμενο κύκλο Υπολογισμός διαστάσεων του κάθε θεμελίου βάσει σεπ Προκύπτει φορέας με διαφορετική δυσκαμψία Υπολογισμός ελατηριακών σταθερών σε κάθε θεμέλιο βάσει νέων BxL

7 Διαστασιολόγηση πεδίλων σε υπολογιστικό φύλλο του Excel :

8 Ενδεικτικό γράφημα για την μεταβολή της διάστασης Β του θεμελίου Κ2
Ενδεικτικό γράφημα για την μεταβολή της διάστασης Β του θεμελίου Κ7

9 Ανάλυση Φορέα β β1) –Ανάλυση φορέα με πάκτωση
Υπολογισμός μάζας ορόφου (m= z + mΠΛ + mΔΟΚ + mΣΤ + mTOIX,2oυ - mεπικ,δοκ-2ου ) Υπολογισμός ροπής αδράνειας μάζας Υπολογισμός θέσης εφαρμογής της μάζας σε κάτοψη Εισαγωγή φορέα στο SAP2000 (τροποποίηση του φορέα α) Δοκός Θέση (m) Τοιχοποιία gΔ-TOIX (kN/m) Ι.Β gΔ-ΙΒ (kN/m) Από πλάκες (g=5.05, q=2.0 kN/m2) Σύνολο Π (άνω) Π (κάτω) gΔ-ΠΛ qΔ-ΠΛ 1ος gΔ 2ος qΔ Δ3 0.00 5.04 2.81 7.85 1.83 3.17 16.01 6.34 39.87 34.83 12.68 2.20 3.80 19.19 7.60 43.05 38.01 13.94 2.70 3.33 6.50 Τροποποιήσεις :σβήνω ορόφους ,το πλέγμα των βοηθητικών γραμμών, διατομές στους βραχίωνες, μόνιμα φορτία μεταφορά στον 2ο όροφο, εισαγωγή μάζας Ανάλυση φορέα στο SAP2000 β2) –Ανάλυση με ελατήρια για την 1η περίπτωση (όπως και προηγουμένως) Ανάλυση φορέα με ελατήρια και για τις υπόλοιπες περιπτώσεις Συνολικά 22 αναλύσεις

10 Ενδεικτικό γράφημα για την μεταβολή της διάστασης Β του θεμελίου Κ2
Ενδεικτικό γράφημα για την μεταβολή της διάστασης Β του θεμελίου Κ7

11 Αποτελέσματα: Τα γραμμικά δομικά στοιχεία που εξετάστηκαν είναι τα τοιχώματα Τ4,Τ5, τα υποστυλώματα Κ2,Κ4, οι δοκοί Δ4,Δ6, και οι μετακινήσεις Ux, Uy για τον κόμβο Κ5 στην κορυφή για το συνδυασμό φόρτισης EARTH-XY

12 Εντατικά μεγέθη για τον φορέα α

13 Σχηματική απεικόνιση:
Ροπές τοιχώματος Τ4 Ροπές τοιχώματος Τ5 Όσο πιο σκληρό είναι το έδαφος (μεγαλύτερο Κs) τόσο λιγότερο επιτρέπεται η στροφή στη βάση άρα προκύπτει μεγαλύτερη ροπή στη βάση των τοιχωμάτων. Στην 1η περίπτωση τοποθετήθηκε πεδιλοδοκός (ομαδική θεμελίωση) σε όλα τα τοιχώματα λόγω των μεγάλων διαστάσεων των θεμέλιων εξαιρετικά δύσκαμπτη θεμελίωση, ομοιόμορφη κατανομή των τάσεων στο έδαφος

14 Σχηματική απεικόνιση:
βάσης Ροπές στύλου Κ2 κορυφής Μεγαλύτερες ροπές στα μαλακά εδάφη διότι εκεί μειώνεται η αποτελεσματικότητα των τοιχωμάτων Απαίτηση μεγαλύτερης συμμετοχής υποστυλωμάτων για την παραλαβή των σεισμικών φορτίων βάσης Ροπές στύλου Κ4 κορυφής

15 Σχηματική απεικόνιση:
Ροπές δοκού Δ4 Ροπές δοκού Δ6 Στις δοκούς εμφανίζονται διακυμάνσεις στις αναπτυσσόμενες ροπές, βάσει των ανακατανομών που προκύπτουν στα γύρω κατακόρυφα στοιχεία.

16 Σχηματική απεικόνιση:
Μετακινήσεις κόμβου Κ5 Ιδιοπερίοδοι - Ιδιομορφές Αύξηση δυσκαμψίας, αύξηση ελατηριακών σταθερών  αύξηση δυσκαμψίας του φορέα  μείωση ιδιοπεριόδου Μαλακότερα εδάφη μεγαλύτερες μετακινήσεις του φορέα Μείωση ιδιοπεριόδου Αναμενόμενο για πιο δύσκαμπτη θεμελίωση, σχετίζεται όμως και με τις διαστάσεις των πεδίλων

17 Εντατικά μεγέθη για τον φορέα β

18 Σχηματική απεικόνιση:
Ροπές τοιχώματος Τ4 Ροπές τοιχώματος Τ5 Όσο πιο σκληρό είναι το έδαφος (μεγαλύτερο Κs) τόσο λιγότερο επιτρέπεται η στροφή στη βάση άρα προκύπτει μεγαλύτερη ροπή στη βάση των τοιχωμάτων. Στην 1η περίπτωση τοποθετήθηκε πεδιλοδοκός (ομαδική θεμελίωση) σε όλα τα τοιχώματα λόγω των μεγάλων διαστάσεων των θεμέλιων εξαιρετικά δύσκαμπτη θεμελίωση, ομοιόμορφη κατανομή των τάσεων στο έδαφος

19 Σχηματική απεικόνιση:
Ιδιοπερίοδοι - Ιδιομορφές Μείωση ιδιοπεριόδου Αναμενόμενο για πιο δύσκαμπτη θεμελίωση, σχετίζεται όμως και με τις διαστάσεις των πεδίλων

20 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ταυτόχρονη αύξηση των Κs και σεπ έχει δύο αντικρουόμενα αποτελέσματα: α) Η αύξηση της δυσκαμψίας του εδάφους οδηγεί σε αύξηση των ελατηριακών σταθερών στήριξης των κατακόρυφων στοιχείων β) Η αύξηση της επιτρεπόμενης τάσης οδηγεί σε μικρότερες διαστάσεις θεμελίων άρα σε μείωση των ελατηριακών σταθερών στήριξης των κατακόρυφων στοιχείων Μείωση της ιδιοπεριόδου του φορέα με αύξηση των Ks και σεπ Αύξηση της ροπής στη βάση των τοιχωμάτων Μείωση της ροπής στη βάση των υποστυλωμάτων (συνέπεια του 2) - Καθώς οι διαφορές ενδέχεται να είναι σημαντικές θεωρείται ιδιαίτερα κρίσιμο να γίνει σωστή προσομοίωση των συνθηκών έδρασης ενός φορέα κατά την μελέτη του