Απώλειες και τρωτότητα κατασκευών σε περιοχή σεισμικής δράσης με τη χρήση του λογισμικού selena

Καϊμακάμη, Αγάθη; Ιμπραήμ, Ασμαά

Losses and vulnerability of buildings in an area of seismic activity using selena

Διπλωματική εργασία

Author

Καϊμακάμη, Αγάθη

Ιμπραήμ, Ασμαά

Date

2024-07-17

Advisor

Pnevmatikos, Nikos

Διπλωματική εργασία (7.155Mb)

Keywords

Τρωτότητα κατασκευών ; Σεισμοί ; Σεισμική τρωτότητα ; Selena ; Ντετερμινιστική ανάλυση ; Πιθανοκρατική ανάλυση ; Real time

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την εκτίμηση των σεισμικών απωλειών για πιθανούς σεισμούς διαφορετικών μεγεθών, στην περιοχή της Νέας Ιωνίας, με τη βοήθεια του προγράμματος Selena. Αρχικά, θα γίνει διαχωρισμός της περιοχής σε έξι υποπεριοχές, έτσι ώστε να γίνει πιο εύκολα η καταμέτρηση και ταξινόμηση των κτιρίων της περιοχής και του πληθυσμού της. Τα κτίρια θα ταξινομηθούν ανάλογα το υλικό κατασκευής τους, τη χρονολογία ανέγερσης, και το ύψος τους (όροφοι). Έπειτα, αφού συμπληρωθούν τα ανάλογα *.txt αρχεία, που αφορούν τα αρχεία εισαγωγής στο πρόγραμμα, ξεκινάει η διαδικασία ανάλυσης για τρία διαφορετικά μεγέθη σεισμών. Πρώτα για έναν σημαντικά δυνατό σεισμό και στη συνέχεια για έναν σχετικά μικρό, και έναν καταστροφικό, ώστε να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων. Η ανάλυση θα γίνει με τρείς διαφορετικές μεθόδους, Ντετερμινιστική, Πιθανοκρατική και με δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, οι οποίες διαφέρουν στο τρόπο με τον οποίο συλλέγουν δεδομένα για τον εξεταζόμενο σεισμό (καθορισμός σεισμικών κινδύνων, σαν ρήγματα ή με τιμές επιταχύνσεων PGA και SA για την περιοχή). Οι απώλειες, οι οποίες ελέγχονται με το πρόγραμμα Selena, είναι βλάβες στα κτίρια (δομικές), οικονομικές απώλειες και ανθρώπινες. Το Selena δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να επιλέξει τη μορφή των αποτελεσμάτων. Για παράδειγμα, οι δομικές βλάβες μπορούν να παρουσιαστούν είτε σαν αριθμό πληγέντων κτιρίων, είτε σαν δομική επιφάνεια και οι οικονομικές απώλειες σε νόμισμα που επιλέγει ο χρήστης. Οι βλάβες μπορούν να ταξινομηθούν σε καμία, μέτριες, εκτενείς και πλήρεις για τα κτίρια, καθώς επίσης ο τραυματισμός των ανθρώπων, ανάλογα αν υπάρχουν θύματα ή όχι και τον βαθμό τραυματισμού. Θα γίνει επίσης εκτίμηση και για άλλες απώλειες, όπως εκτίμηση των αποβλήτων, που θα προκύψουν από τον κάθε σεισμό, τον αριθμό των ακατοίκητων κτιρίων και των αστέγων. Η μεθοδολογία που ακολουθεί το Selena, είναι η μεθοδολογία του Hazus, καθώς το Selena έχει βασιστεί σε αυτό. Για τον υπολογισμό της τρωτότητας των κατασκευών, το Selena βασίζεται στις καμπύλες τρωτότητας ή αλλιώς καμπύλες θραυστότητας, οι οποίες αποτελούν διαγράμματα πιθανότητας βλάβης και έντασης κινδύνου. Το πρόγραμμα είναι εύχρηστο, καθώς συμπληρώνοντας τα αρχεία εισαγωγής και με την κατάλληλη εντολή για να τρέξει (Selena d: ντετερμινιστική μέθοδος, Selena p: πιθανοκρατική και Selena r: real time ανάλυση) λαμβάνονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης σε ένα φάκελο με το όνομα output. Τέλος, αφού συλλεχθούν όλα τα output αρχεία, με την βοήθεια του excel και κατάλληλων διαγραμμάτων, θα γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Abstract

This thesis concerns the estimation of seismic losses for possible earthquakes of different magnitudes, in Nea Ionia of Athens, with Selena program. The area will be divided into six sub-areas, so that it is easier to count and classify the buildings of the area and its population. The buildings will be classified according to their construction material, the date of construction, and their height (floors). Then, after completing the corresponding *.txt files, concerning the input files to the program, the analysis process for three different earthquake sizes begins. First for a significantly strong earthquake and then for a relatively small and destructive one, so that the results can be compared. The analysis will be done with three different methods, Deterministic, Probabilistic and with real-time data, which differ in the way they collect data for the earthquake under consideration (defining seismic hazards, like faults or with PGA and SA acceleration values for the area). The losses, which are controlled with the Selena program, are damage to buildings (structural), economic and human losses. Selena allows the user to choose the format of the results. For example, structural damage can be presented either as number of buildings affected, or as structural area and economic losses in a currency chosen by the user. Damage can be classified as none, moderate, extensive, and complete to buildings, as well as injury to people, depending on whether or not there are casualties and the degree of injury. An estimate will also be made for other losses, such as an estimate of the waste that will result from each earthquake, the number of uninhabited buildings and the homeless. The methodology Selena follows is the Hazus methodology, as it is based on it. To calculate the vulnerability of structures, Selena relies on vulnerability curves or fragility curves, which are diagrams of probability of damage and intensity of risk. The program is easy to use, as by completing the input files and with the appropriate command to run (Selena d: deterministic method, Selena p: probabilistic and Selena r: real time analysis) the results of the analysis are obtained in a folder named output. Finally, after all the output files have been collected, with the help of excel and appropriate diagrams, a comparison of the results will be made.