Η χρήση αποσβεστήρων ως μέσο ενίσχυσης υφιστάμενου κτιρίου

Μπερμπέρης, Ανέστης

The use of dampers for the seismic strengthening of an existing building

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Μπερμπέρης, Ανέστης

Date

2021-09

Advisor

Giarlelis, Christos

The use of Dampers for the seismic strengthening of an existing building.pdf (12.02Mb)

Keywords

Αποσβεστήρες ; Ιξώδης αποσβεστήρας ; Διάγραμμα απορρόφησης ενέργειας ; Dampers ; Fluid damper ; Ενισχύσεις κτιρίων

Abstract

Η ενίσχυσή υφισταμένων κτηρίων από Ω/Σ και η εναρμόνιση τους με τους σύγχρονούς αντισεισμικούς κανονισμούς τα τελευταία χρόνια αποτελεί μια πραγματική πρόκληση για τους πολιτικούς μηχανικούς σε ολόκληρη την Eλλάδα. Υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοί ενίσχυσης ανάλογα με το υλικό ενίσχυσης που θα επιλεγεί καθώς και τις ανάγκες του πελάτη για χρονό-χώρο και λειτουργικότητα. Στο θεωρητικό σκέλος της εργασίας πραγματοποιείται μια ουσιαστική ενημέρωση για τα συστήματα απόσβεσής ενεργείας την κατηγοριοποίηση αυτών συμφώνα με τον τρόπο λειτουργίας και τα υλικά κατασκευής αυτών. Στο πρακτικό κομμάτι της εργασίας έχει επιλεγεί ένα τυπικό πενταόροφο κτήριο από Ω/Σ που έχει κατασκευαστεί με προγενέστερους κανονισμούς, και στο οποίο πραγματοποιήθηκαν δυο διαφορετικές προτάσεις ενίσχυσης. Η πρώτη με μεταλλικές δοκούς και προσθήκη δυσκαμψίας και η δεύτερη πρόταση με υλικά που δεν έχουν εφαρμοστεί ακόμα στην Ελλάδα όπως είναι οι Ιξώδεις Αποσβεστήρες που αποσκοπούν στην απορρόφηση της σεισμικής ενεργείας. Ο σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση της χρήσης των ιξώδων αποσβεστήρων ως αποτελεσματική μέθοδος ενίσχυσης υφιστάμενών κτηρίων στο κέλυφός τους, χωρίς να απαιτείται η ριζική ανακαίνιση που εφαρμόζεται με άλλες μεθόδους. Έπειτα αναλύεται με τη βοήθεια προγράμματος Ηλεκτρονικού υπολογιστή με πεπερασμένα στοιχεία «ETABS» η συμπεριφορά του κτηρίου συμφώνα με τους σημερινούς κανονισμούς, και εντοπίζονται οι μέγιστες μετατοπίσεις. Στη συνεχεία με το πρόγραμμα SCADA πραγματοποιείται ανάλυση και υπολογίζονται οι δείκτες ανεπαρκείας λ σε υποστυλώματα και δοκούς στο ισόγειο οπού είναι και τα πιο καταπονημένα. Ακολουθεί ενίσχυση με μεταλλικούς συνδέσμους δυσκαμψίας και επαναυπολογισμός των δεικτών ανεπάρκειας λ. Στη συνεχεία πραγματοποιείται στο ETABS ενίσχυση με ιξώδεις αποσβεστήρες καθώς και έλεγχος χρονοϊστορίας και αφού εξαχθούν τα δεδομένα επιλέγονται οι κατάλληλοι αποσβεστήρες και εξάγονται και τα διαγράμματα απορρόφησης ενεργείας. Τέλος πραγματοποιείται μελέτη εφαρμογής για την σύνδεση με ελάσματα των ιξωδών αποσβεστήρων στην κατασκευή στο εξωτερικό μέρος των πλαισίων από Ω/Σ.

Abstract

The strengthening of existing buildings by reinforced concrete and their harmonization with contemporary anti-seismic regulations in recent years is a real challenge for civil en-gineers throughout Greece. There are different reinforcement methods depending on the reinforcement material to be chosen as well as the client's needs for time-space and func-tionality. In the theoretical part of the work, a substantial update on energy damping systems is car-ried out, their categorization according to their mode of operation and their construction materials In the practical part of the work, a typical five-story building from reinforced concrete has been chosen, which has been built with previous regulations, and in which two differ-ent support proposals were made. The first with metal beams and added stiffness and the second proposal with materials that have not yet been applied in Greece such as the Vis-cous Dampers that aim to absorb seismic energy. The purpose of the work is to investigate the use of viscous dampers as an effective method of strengthening existing buildings in their shell, without requiring the radical renovation applied with other methods. The behavior of the building is then analyzed with the help of the Finite Element Com-puter program "ETABS" according to the current regulations, and the maximum dis-placements are identified. Then, with the SCADA Program, an analysis is carried out and the deficiency indices λ are calculated in columns and beams on the Ground Floor where they are the most stressed. This is followed by reinforcement with metallic stiffness links and a recalculation of the l deficiency indices. Then, in ETABS, reinforcement with viscous dampers as well as a time history check is carried out and after the data is extracted, the appropriate dampers are selected and the energy absorption diagrams are also extracted. Finally, an application study is being carried out for the connection with plates of the vis-cous dampers in the construction of the outer part of the frames from reinforced concrete.