Ο σεισμός της Τουρκίας 6 Φεβρουαρίου 2023 σεισμολογικά δεδομένα βλάβες κτιρίων και φάσματα απόκρισης

Αντελέκε, Ολάμιντε Ολουγουατοάγιομι

The 6 February 2023 Turkey earthquake, seismological data, structural damages and response spectra

Διπλωματική εργασία

Author

Αντελέκε, Ολάμιντε Ολουγουατοάγιομι

Date

2024-04-04

Advisor

Αντωνόπουλος, Θεμιστοκλής

Πτυχιακή εργασία (6.839Mb)

Keywords

Σεισμοί ; Ευρωκώδικας 8 ; Απόσβεση ; Φάσμα σχεδιασμού ; Παθολογία κτιρίων ; Φάσμα απόκρισης επιταχύνσεων ; Επιταχυνσιογραφήματα ; Ισχυρή εδαφική κίνηση ; Επιταχυνσιογράφος

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετώνται οι σεισμοί που συνέβησαν στις 6 Φεβρουαρίου στην Τουρκία-Συρία μεγέθους Mw=7.8 και Mw=7.5 που προκάλεσε την απώλεια δεκάδων χιλιάδων ανθρώπινων ζωών, πολλές κατασκευές υπέστησαν μεγάλες βλάβες και άλλες κατέρρευσαν ολοσχερώς. Το επίκεντρο του πρώτου σεισμικού γεγονότος ήταν 37 km βορειοδυτικά της πόλης Γκαζιαντέπ ενώ το επίκεντρο του δεύτερου σεισμικού γεγονότος που προκλήθηκε 10 ώρες μετά τον πρώτο σεισμό ήταν 95 km βορειοδυτικά από τον πρώτο σεισμικό γεγονός. Η περιοχή της νοτιοανατολικής Τουρκίας είναι ιστορικά μια από τις πιο σεισμογενείς περιοχές στον κόσμο λόγω του σχηματισμού των τεκτονικών πλακών και στόχος της εργασίας είναι να μελετηθούν οι απαιτήσεις που προκάλεσαν οι εν λόγω σεισμοί στις κατασκευές και να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για τον σχεδιασμό νέων κατασκευών αλλά και για τον ανασχεδιασμό των υφιστάμενων κατασκευών. Στη συνέχεια αφού παρουσιαστούν τα σεισμολογικά δεδομένα της περιοχής, θα αναπτυχθούν οι βλάβες του δομικού πλούτου της περιοχής. Τα περισσότερα κτίρια στην περιοχή της νοτιοανατολικής Τουρκίας είναι κτίρια από οπλισμένο σκυρόδεμα και φέρουσα τοιχοποιία οπότε θα δοθεί περισσότερη έμφαση στις βλάβες αυτών των τύπων κατασκευών και αναλυτικότερα θα παρουσιαστεί ο τρόπος με τον οποίο οι κατασκευές αστοχούν ή καταρρέουν και θα καταταχθούν οι ζημιές των κατασκευών ανάλογα με τον τύπο τους. Έπειτα αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας για την καλύτερη κατανόηση του αναγνώστη στους θεωρητικούς όρους που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του σεισμού, των ελαστικών και ανελαστικών φασμάτων απόκρισης αλλά και να τονισθούν οι βασικοί παράγοντες που τα επηρεάζουν. Με τη λήψη στοιχείων από βάση δεδομένων του Υπουργείου Εσωτερικών της Τουρκίας, πιο συγκεκριμένα μέσω του δικτύου επιταχυνσιογράφων επιλέγονται οι καταγραφές που εμφάνισαν τις μεγαλύτερες εδαφικές επιταχύνσεις κατά Βορρά – Νότο και περιγράφονται τα χαρακτηριστικά τους. Στη συνέχεια αναλύονται πλήρως τα ελαστικά φάσματα απόκρισης των συγκεκριμένων καταγραφών, αναλύονται και συγκρίνονται με τα ελαστικά φάσματα που προβλέπει ο Ευρωκώδικας 8 σε συνδυασμό με τον Τούρκικο αντισεισμικό κανονισμό για όλες τις διευθύνσεις κάθε καταγραφής. Από την ανάλυση αυτή εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα σε ότι αφορά στις απαιτήσεις του εν λόγω σεισμού στους διάφορους τύπους κατασκευών. Τέλος, για δυο κατάλληλα επιλεγμένους σταθμούς κατασκευάζονται τα ανελαστικά φάσματα απόκρισης μετακίνησης και μειωτικού συντελεστή για μια ακριβέστερη εκτίμηση των απαιτήσεων του σεισμού στις κατασκευές. Μελετάται η ανελαστική απόκριση δυο κατασκευών, οι οποίες προσομοιώνονται ως μονοβάθμιοι ταλαντωτές, αντιπροσωπευτικοί κατασκευών που έχουν σχεδιασθεί με βάση τους παλαιούς κανονισμούς χωρίς σύγχρονες αντιλήψεις για αντισεισμική συμπεριφορά και πλαστιμότητα. Προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα ως προς τις απαιτήσεις πλαστιμότητας που προέκυψαν στις κατασκευές από το σεισμό αυτό.

Abstract

This diploma thesis studies the earthquakes that occurred on February 6 in Turkey-Syria of magnitude Mw=7.8 and Mw=7.5 which caused the loss of tens of thousands of human lives, also many structures were severely damaged and others completely collapsed. The epicenter of the first seismic event was 37 km northwest of Gaziantep, while the epicenter of the second seismic event that occurred 10 hours after the first earthquake was 95 km northwest of the first seismic event. The region of southeastern Turkey is historically one of the most earthquake-prone regions in the world due to the formation of the tectonic plates. The aim of the thesis is to study the seismic demands on the structures caused by these earthquakes and to extract useful conclusions for the design of new structures but also for the rehabilitation of the existing ones. Then, after presenting the seismological data of the area, will elaborate on the damage on the structural properties of the area. Most buildings in the region of southeastern Turkey are reinforced concrete buildings and masonry buildings, so more emphasis is given on the damage of these types of structures. Subsequently, a more detailed presentation is provided on how structures fail or collapse and the damage upon the structures will be classified according to the type of failure. Then the theoretical background of the thesis is analyzed for the readers’ better understanding of the theoretical terms used for earthquake analysis, elastic and inelastic response spectrum but also to highlight the key factors that shape them. By using the database of the Ministry of Interior of Turkey more specifically through the network of accelerographs, the selected records are those which showed the highest ground accelerations in the direction North-South. The characteristics of those records are described. The elastic response spectrum of the specific records is analyzed and compared with the elastic response spectrum provided by Eurocode 8 in combination with the Turkish Seismic Code in each direction for every record selected. This analysis provides useful results regarding the requirements for various types of structures for these earthquakes. Finally, the inelastic displacement response spectrum and the R-Force reduction factor of two selected stations are designed for a more accurate estimation of earthquake requirements in construction. The inelastic response of two structures, which are modeled as single-degree of freedom systems, is studied. The two structures are representative of structures designed based on old regulations and seismic codes before the establishment of modern concepts such as anti-seismic behavior and ductility. On the basis of all the above, useful conclusions are provided for the behavior and the ductility requirements of new and existing buildings when subjected to strong earthquakes.