Τι Είναι η Ανάλυση Επιτελεστικότητας Κτιρίων Ο/Σ;

Η σεισμική ασφάλεια ενός υφιστάμενου κτιρίου Ο/Σ δεν μετράται με την προσέγγιση βάσει δυνάμεων του σχεδιασμού νέων κτιρίων, αλλά με το πόσο θα παραμορφωθούν τα στοιχεία υπό σεισμό και αν οι παραμορφώσεις αυτές παραμένουν εντός ασφαλών ορίων. Το TBDY 2018 Κεφ. 15 ορίζει αυτή την αποτίμηση: με βάση τις πληροφορίες που συλλέγονται από το κτίριο καθορίζεται το επίπεδο γνώσης, υπολογίζεται η σεισμική απαίτηση, εντοπίζεται η περιοχή βλάβης κάθε υποστυλώματος, δοκού και τοιχώματος και εκδίδεται απόφαση για τη στάθμη επιτελεστικότητας του κτιρίου: Περιορισμένη Βλάβη, Ελεγχόμενη Βλάβη ή Αποφυγή Κατάρρευσης.

Η γραμμική μέθοδος παρέχει για πολλά κτίρια γρήγορη και επαρκή αποτίμηση, αλλά δεν δείχνει με ποια σειρά και σε ποιον βαθμό διαρρέουν τα στοιχεία. Στην προσέγγιση Αποτίμησης και Σχεδιασμού βάσει Παραμορφώσεων (ŞGDT) η ανελαστική υπερωθητική ανάλυση παρακολουθεί βήμα προς βήμα τη δημιουργία των πλαστικών αρθρώσεων· στη σεισμική απαίτηση η πλαστική στροφή κάθε άρθρωσης συγκρίνεται με τα όρια βλάβης του κανονισμού.

Το StatiCAD εκτελεί αυτόματα ολόκληρη αυτή την αλυσίδα, δηλαδή μοντέλα υλικών, ανάλυση διατομών, καμπύλη ώθησης, σεισμική απαίτηση, πίνακες βλαβών και απόφαση για το κτίριο, στο ίδιο έργο. Το αποτέλεσμα είναι ένα τεύχος υπολογισμού έτοιμο για έλεγχο, που αναγράφει με σαφήνεια την αιτιολόγηση της απόφασης.

Τι Κάνει το StatiCAD στην Ανάλυση Επιτελεστικότητας Ο/Σ;

Όλα τα βήματα της αποτίμησης υφιστάμενων κτιρίων Ο/Σ, από τη γραμμική αποτίμηση έως την πολυιδιομορφική υπερωθητική.

Αποτίμηση με Γραμμική Μέθοδο Υπολογισμού

  • Αντοχές διατομών με τις υφιστάμενες αντοχές υλικών και τον συντελεστή επιπέδου γνώσης (πλήρης 1,0 / περιορισμένη 0,75)
  • Λόγοι επιρροής/αντοχής υποστυλωμάτων, δοκών και τοιχωμάτων υπό μη μειωμένες σεισμικές επιδράσεις
  • Διάκριση όλκιμων και ψαθυρών στοιχείων, έλεγχος διατμητικής αντοχής
  • Στάθμη επιτελεστικότητας κτιρίου και αιτιολόγηση με τα κριτήρια του 15.8 ανά όροφο

Ανελαστική Υπερωθητική (Pushover) Ανάλυση

  • Μοντέλα υλικών TBDY Παράρτημα 5A: περισφιγμένο και μη περισφιγμένο σκυρόδεμα κατά Mander, χάλυβας οπλισμού με κράτυνση
  • Ροπή–καμπυλότητα με μοντέλο ινών (fiber): δύο άξονες στα υποστυλώματα, επίδραση πέλματος στις δοκούς και ξεχωριστή αντοχή για θετική/αρνητική ροπή
  • Συγκεντρωμένη πλαστική άρθρωση· επιλογή ελαστικής–τελείως πλαστικής (EPP) ή άρθρωσης με κράτυνση (διγραμμική)
  • Επιλύτης event-to-event (από γεγονός σε γεγονός): κάθε σχηματισμός άρθρωσης καταγράφεται ακριβώς
  • Συνδυασμοί διευθύνσεων TBDY: ±X ± 0,3Y και ±Y ± 0,3X, οκτώ διευθύνσεις

Σεισμική Απαίτηση και Αποτίμηση Βλαβών

  • Σημείο επιτελεστικότητας με τον ιδιομορφικό μετασχηματισμό του Παραρτήματος 5B και διόρθωση CR για κατασκευές μικρής περιόδου
  • Όρια πλαστικής στροφής και όρια ανηγμένης παραμόρφωσης διατομής (TBDY 5.8.1)
  • Έλεγχος ανηγμένης παραμόρφωσης στις περιοχές άκρων των τοιχωμάτων
  • Περιοχές βλάβης στοιχείων: Περιορισμένη, Σημαντική, Προχωρημένη Βλάβη και Κατάρρευση
  • Απόφαση επιτελεστικότητας κτιρίου ανά όροφο κατά TBDY 15.8 και αιτιολόγησή της

Πολυιδιομορφική Υπερωθητική και IRSA

  • Οι συνθήκες της μονοιδιομορφικής υπερωθητικής (συμμετοχή μάζας ≥ 70%, ηbi ≤ 1,4) ελέγχονται αυτόματα και αναφέρονται στο τεύχος
  • Πολυιδιομορφική υπερωθητική (TBDY 5.6.6): συνδυασμός των ιδιομορφικών ωθήσεων και των πλαστικών στροφών στα άκρα με CQC
  • Η συνθήκη ελαστικής συνέπειας (TBDY 5.6.6.1) εμφανίζεται αριθμητικά σε κάθε ανάλυση
  • Μέθοδος αυξητικού συνδυασμού ιδιομορφών IRSA
  • Μεταβαλλόμενη μονοιδιομορφική υπερωθητική (TBDY 5.6.5) και επιλογές P-Δ (δεύτερης τάξης)

Τρισδιάστατη Παρακολούθηση της Βλάβης

  • Παραμορφωμένη μορφή βήμα προς βήμα κατά μήκος της καμπύλης ώθησης
  • Πλαστικές αρθρώσεις με τα χρώματα των περιοχών βλάβης: Περιορισμένη, Σημαντική, Προχωρημένη Βλάβη και Κατάρρευση
  • Σε κάθε βήμα: τέμνουσα βάσης, μετακίνηση κορυφής, αριθμός αρθρώσεων και στάθμη επιτελεστικότητας κτιρίου
  • Το βήμα της απαίτησης επισημαίνεται ξεχωριστά· η σειρά σχηματισμού των αρθρώσεων παρακολουθείται εύκολα

Επαλήθευση με SAP2000

  • Το ίδιο μοντέλο και οι ίδιες αρθρώσεις μεταφέρονται αυτόματα στο SAP2000 και ωθούνται ανεξάρτητα
  • Καμπύλες ώθησης των δύο προγραμμάτων, καταστάσεις αρθρώσεων στο σημείο απαίτησης και τέμνουσες βάσης δίπλα-δίπλα
  • Αν το επιθυμείτε, ο υπολογισμός συνεχίζεται με τη λύση του SAP2000· η απαίτηση, οι βλάβες και το τεύχος παράγονται και πάλι στο StatiCAD με την αλυσίδα του TBDY
  • Χωρίς τη χρήση του SAP2000, όλες οι αναλύσεις και τα τεύχη λαμβάνονται με τον επιλύτη του StatiCAD

Στιγμιότυπα από το Πρόγραμμα

Παράθυρο ανελαστικής υπερωθητικής ανάλυσης του StatiCAD: συνδυασμοί διευθύνσεων, καμπύλη ώθησης, σημείο επιτελεστικότητας και αρχείο καταγραφής της ανάλυσης

Παράθυρο ανελαστικής υπερωθητικής ανάλυσης: συνδυασμοί διευθύνσεων, καμπύλη ώθησης, σημείο επιτελεστικότητας και επίπεδο επιτελεστικότητας του κτιρίου

Ανελαστική καμπύλη ώθησης: τέμνουσα βάσης – μετακίνηση κορυφής και σημείο επιτελεστικότητας

Καμπύλη ώθησης και σημείο επιτελεστικότητας (τέμνουσα βάσης – μετακίνηση κορυφής)

Βήμα προς βήμα οδηγός: Πώς εκτελείται η ανελαστική υπερωθητική (pushover) ανάλυση; (Βάση Γνώσης)

Πώς Λειτουργεί;

  1. Μοντελοποιήστε το υφιστάμενο κτίριο· εισαγάγετε διατομές, οπλισμούς και τις αντοχές υλικών που προσδιορίστηκαν επί τόπου.
  2. Στις Γενικές Ρυθμίσεις Έργου ενεργοποιήστε την αποτίμηση επιτελεστικότητας Ο/Σ, επιλέξτε το επίπεδο γνώσης και εκτελέστε την ανάλυση. Το τεύχος γραμμικής αποτίμησης είναι έτοιμο σε αυτό το στάδιο.
  3. Στο παράθυρο Ανελαστικής Υπερωθητικής Ανάλυσης ορίστε τους συνδυασμούς διευθύνσεων και τις επιλογές (άρθρωση με κράτυνση, πολυιδιομορφική υπερωθητική, IRSA, P-Δ) και ξεκινήστε την ώθηση.
  4. Για κάθε διεύθυνση εξετάστε την καμπύλη ώθησης, το σημείο επιτελεστικότητας και την τρισδιάστατη κατανομή βλαβών· εκτυπώστε το τεύχος της επιλεγμένης διεύθυνσης.
  5. Αν το κτίριο είναι ανεπαρκές, ορίστε την ενίσχυση στο ίδιο έργο και επαναλάβετε την αποτίμηση στην ενισχυμένη κατάσταση.

Τεύχη

Αναλυτικό τεύχος για κάθε συνδυασμό διεύθυνσης, με προεπισκόπηση και δυνατότητα αποθήκευσης σε PDF:

  • Καμπύλη ώθησης και ιδιομορφικό διάγραμμα ικανότητας–απαίτησης
  • Υπολογισμός σεισμικής απαίτησης και έλεγχοι εφαρμοσιμότητας (ηbi, συμμετοχή μάζας)
  • Πίνακες πλαστικής στροφής και περιοχής βλάβης ανά στοιχείο
  • Μοντέλα υλικών και έλεγχοι ανηγμένης παραμόρφωσης στις περιοχές άκρων των τοιχωμάτων
  • Περιλήψεις πολυιδιομορφικής υπερωθητικής και IRSA, προφίλ οριζόντιας μετακίνησης ορόφων
  • Στάθμη επιτελεστικότητας κτιρίου και αιτιολόγηση της απόφασης

Έγγραφα βοήθειας

Οδηγίες χρήσης βήμα προς βήμα, παραδείγματα επίλυσης, θεωρητικές βάσεις και μελέτες επαλήθευσης στη Βάση Γνώσης.

Επαλήθευση

Ο μηχανισμός υπερωθητικής ανάλυσης του StatiCAD έχει επαληθευτεί με αυτόματες συγκρίσεις μοντέλου–μοντέλου με το SAP2000 V27. Στο σημείο απαίτησης, όπου λαμβάνεται η μηχανική απόφαση, τα δύο προγράμματα δίνουν την ίδια μετακίνηση κορυφής και πίνακες βλαβών που συμπίπτουν· σε επτά από τους οκτώ συνδυασμούς διευθύνσεων η απόφαση για το κτίριο είναι η ίδια. Η μόνη διαφορά αφορά μια οριακή περίπτωση, όπου η απαίτηση συμπίπτει ακριβώς με το όριο διαρροής.

Οι λόγοι τέμνουσας βάσης στην κορυφή της καμπύλης κυμαίνονται στο διάστημα 0,89–0,93 στις μονοκατευθυντικές ωθήσεις και το StatiCAD βρίσκεται σταθερά προς την ασφαλή πλευρά. Οι ίδιες συγκρίσεις μπορούν να αναπαραχθούν σε κάθε έργο με την επιλογή «Επαλήθευση με SAP2000».

Λεπτομέρειες των μελετών επαλήθευσης (Βάση Γνώσης)

Κανονισμοί

TBDY 2018 Κεφ. 15 TBDY 2018 Κεφ. 5 (ŞGDT) Παραρτήματα 5A και 5B TBDY 5.6.5 και 5.6.6 TS 500
Σε ποια έκδοση; Η ενότητα αποτίμησης επιτελεστικότητας και ενίσχυσης Ο/Σ περιλαμβάνεται στις εκδόσεις StatiCAD Ultimate, Profesyonel και Betonarme.

Συχνές Ερωτήσεις

Με ποιον κανονισμό γίνεται η ανάλυση επιτελεστικότητας κτιρίων Ο/Σ;

Τα υφιστάμενα κτίρια Ο/Σ αποτιμώνται κατά TBDY 2018 Κεφ. 15. Στην αποτίμηση βάσει παραμορφώσεων εφαρμόζονται το Κεφ. 5 με το Παράρτημα 5A (μοντέλα υλικών) και το Παράρτημα 5B (σεισμική απαίτηση)· η απόφαση για τη στάθμη επιτελεστικότητας του κτιρίου λαμβάνεται με τους κανόνες του 15.8.

Να χρησιμοποιήσω τη γραμμική μέθοδο ή την υπερωθητική ανάλυση;

Το TBDY 2018 επιτρέπει και τις δύο οδούς· η επιλογή εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του κτιρίου και την κρίση του μηχανικού. Στο StatiCAD μπορείτε να εκτελέσετε πρώτα τη γραμμική αποτίμηση και στη συνέχεια την ανελαστική υπερωθητική ανάλυση στο ίδιο μοντέλο και να συγκρίνετε τα αποτελέσματα.

Τι συμβαίνει αν δεν ικανοποιούνται οι συνθήκες της μονοιδιομορφικής υπερωθητικής;

Αν η συμμετοχή μάζας της κυρίαρχης ιδιομορφής είναι μικρότερη από 70% ή ο συντελεστής ανωμαλίας στρέψης ηbi υπερβαίνει το 1,4, η περίπτωση επισημαίνεται σαφώς στο τεύχος. Για τέτοια κτίρια η αποτίμηση μπορεί να γίνει κατά TBDY 5.6.6 με πολυιδιομορφική υπερωθητική ή με τη μέθοδο IRSA.

Χρειάζεται το SAP2000 για την υπερωθητική ανάλυση;

Όχι. Όλες οι αναλύσεις και τα τεύχη γίνονται με τον ίδιο τον επιλύτη του StatiCAD. Αν στον υπολογιστή σας είναι εγκατεστημένο και αδειοδοτημένο το SAP2000 V27, διατίθενται πρόσθετες επιλογές για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων με έναν ανεξάρτητο επιλύτη ή για τη συνέχιση του υπολογισμού με τη λύση του SAP2000.

Μπορεί να σχεδιαστεί ενίσχυση μετά την ανάλυση επιτελεστικότητας;

Ναι. Η ενίσχυση ορίζεται στα στοιχεία στο ίδιο αρχείο έργου και λαμβάνεται υπόψη με μία μόνο επιλογή· τα αποτελέσματα πριν και μετά την ενίσχυση συγκρίνονται στο τεύχος. Για λεπτομέρειες δείτε τη σελίδα Ενίσχυση Ο/Σ.

Σε ποια έκδοση του StatiCAD περιλαμβάνεται;

Η ενότητα αποτίμησης επιτελεστικότητας και ενίσχυσης Ο/Σ περιλαμβάνεται στις εκδόσεις Ultimate, Profesyonel και Betonarme. Με τη δωρεάν demo έκδοση μπορείτε να δοκιμάσετε τη ροή στο δικό σας έργο.

Σχετικές Σελίδες

Αποτιμήστε το υφιστάμενο κτίριο Ο/Σ με το StatiCAD

Κατεβάστε το demo και δοκιμάστε δωρεάν τη γραμμική αποτίμηση και την υπερωθητική ανάλυση στο δικό σας έργο ή καθορίστε μαζί μας την κατάλληλη έκδοση.