Αξιολόγηση σεισμικής τρωτότητας υφιστάμενων κτιρίων αξιοποιώντας μεθόδους πολυκριτηρίας ανάλυσης

Πατούχα, Αγγελική

Evaluation of seismic vulnerability of existing buildings utilizing multi criteria analysis methods

Διπλωματική εργασία

Author

Πατούχα, Αγγελική

Date

2024-10

Advisor

Vryzidis, Isaak
Repapis, Constantinos

Διπλωματική εργασία (2.560Mb)

Keywords

Πολυκριτηριακή ανάλυση ; PROMETHEE ; Σεισμική τρωτότητα

Abstract

Η σεισμική τρωτότητα των υφιστάμενων κτιρίων αποτελεί κρίσιμο ζήτημα τόσο για την πολιτεία όσο και για τους πολιτικούς μηχανικούς, καθώς συνδέεται άμεσα με την ασφάλεια των πολιτών και τη βιωσιμότητα των κατασκευών σε σεισμογενείς περιοχές. Με δεδομένο ότι πολλές κατασκευές έχουν ανεγερθεί πριν από τη θέσπιση των σύγχρονων αντισεισμικών κανονισμών, η αξιολόγηση της σεισμικής τους συμπεριφοράς είναι απαραίτητη. Ένα από τα βασικά θέματα που προκύπτουν αφορά την ανάγκη ενίσχυσης ή αναβάθμισής των κτιρίων αυτών. Αυτή η ανάγκη γίνεται πιο επιτακτική σε περιοχές με αυξημένη σεισμική δραστηριότητα, όπου η πολιτεία και οι μηχανικοί καλούνται να διασφαλίσουν ότι τα κτίρια είναι ανθεκτικά και ασφαλή σε μελλοντικούς σεισμούς. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία έγινε αρχικά βιβλιογραφική ανασκόπηση των μεθοδολογιών πολυκριτηριακής ανάλυσης και η αξιοποίηση τους σε προβλήματα Πολιτικού Μηχανικού. Το αποτέλεσμα αυτής έδειξε την εφαρμογή πληθώρων μεθόδων σε σημαντικό αριθμό δομοστατικών, γεωτεχνικών, υδραυλικών και συγκοινωνιακών έργων. Στην συνέχεια, αξιολογήθηκε η σεισμική τρωτότητα πέντε υφιστάμενων κτιρίων, με την εφαρμογή πρωτοβάθμιου ελέγχου σύμφωνα με τη μεθοδολογία που προτείνει ο Οργανισμός Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας (ΟΑΣΠ). Ο πρωτοβάθμιος έλεγχος αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο για την ταχεία εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας των κτιρίων, επιτρέποντας τη βαθμολόγησή τους και την ένταξή τους σε κατηγορίες σεισμικού κινδύνου. Αυτή η διαδικασία αποσκοπεί στο να αναδείξει ποια κτίρια χρειάζονται άμεση ενίσχυση ή αναβάθμιση, ώστε να βελτιωθεί η αντισεισμική τους ικανότητα. Επιπρόσθετα στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αξιοποίηση μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης για την αξιολόγηση κτιρίων μεταξύ τους ως προς την σεισμική τρωτότητα. Συγκεκριμένα, έγινε χρήση των μεθόδων WAP (Weighted Aggregated Product) και PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation), οι οποίες συνδυάστηκαν για την αξιολόγηση των πέντε κτιρίων που εξετάστηκαν, ενώ τον ρόλο του αποφασίζοντα έπαιξε ένας ειδικός μηχανικός αντισεισμικού σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα από τις δύο μεθόδους αξιολογήθηκαν και συγκρίθηκαν, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για την αξία της πολυκριτηριακής ανάλυσης στο συγκεκριμένο πρόβλημα.

Abstract

The seismic vulnerability of existing buildings is a critical issue for both the state and civil engineers, as it is directly related to the safety of citizens and the sustainability of structures in earthquake-prone areas. Given that many buildings were constructed before the establishment of modern seismic regulations, evaluating their seismic behavior is essential. One of the main issues that arise is the need to strengthen or upgrade these buildings. This need becomes more urgent in areas with increased seismic activity, where the state and engineers must ensure that buildings are resilient and safe in future earthquakes. In this thesis, a literature review was initially conducted on multi-criteria analysis methodologies and their application to civil engineering problems. The outcome indicated the implementation of various methods in a significant number of structural, geotechnical, hydraulic, and transportation projects. Subsequently, the seismic vulnerability of five existing buildings was assessed using a primary inspection according to the methodology recommended by the Earthquake Planning and Protection Organization. The primary inspection serves as an important tool for the rapid assessment of the seismic vulnerability of buildings, allowing their grading and categorization into seismic risk levels. This process aims to identify which buildings require immediate strengthening or upgrading to improve their seismic performance. Additionally, this study explored the utilization of multi-criteria analysis methods for evaluating buildings against each other in terms of seismic vulnerability. Specifically, the WAP (Weighted Aggregated Product) and PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation) methods were employed and combined to assess the five buildings under examination, with the decision-making role undertaken by an expert in seismic design. The results from both methods were evaluated and compared, providing valuable insights into the significance of multi-criteria analysis for this particular issue.