View
89
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Mehmed Čaušević Usporedba projektnog spektra EC8 i Pravilnika EUROPSKA NORMA EN 1998-1: 2004 ( EUROKOD 8-1) ZA KONSTRUKCIJE U POTRESNIM PODRUČJIMA. Seizmičko zoniranje - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Mehmed ČauševićUsporedba projektnog spektra EC8 i Pravilnika
EUROPSKA NORMA EN 1998-1: 2004 (EUROKOD 8-1)
ZA KONSTRUKCIJE U POTRESNIM PODRUČJIMA
Seizmičko zoniranje
Konstrukcije u potresnim područjima se projektiraju i izvode na način da sa adekvatnim stupnjem pouzdanosti zadovolje
sljedeće uvjete:- uvjet ne urušavanja konstrukcije (No-Collapse
Requirement),- uvjet ograničenja oštećenja (Damage Limitation
Requirement).
19.04.23 2EN 1998-1: 2004
Za zadovoljenje prvog uvjeta NCR konstrukcija treba biti projektirana i izvedena na način da izdrži projektirana potresna djelovanja bez lokalnih i globalnih urušavanja, pri čemu treba da se zadrži cjelovitost konstrukcije, s dostatnim preostalim kapacitetom nosivosti nakon potresa. Projektno seizmičko djelovanje je dano preko: (a) poredbenog (reference) seizmičkog djelovanja koje je povezano s vrijednošću poredbene vjerojatnosti prekoračenja NCRP u periodu od 50 godina ili s vrijednošću poredbenog
povratnog perioda NCRT , i (b) faktora važnosti građevine (the Importance
factor) I . Za projektna seizmička djelovanja koja se uzimaju u slučaju NCR
se preporučuje vjerojatnost prekoračenja %10NCRP za period od 50 godina,
a povratni period 475NCRT godina.
19.04.23 3EN 1998-1: 2004
Drugi uvjet DLR podrazumijeva da se konstrukcija projektira i izvede na način da izdrži takva potresna djelovanja za koja se smatra da imaju veću vjerojatnost da će se desiti u odnosu na projektna djelovanja, a da konstrukcija ne doživi oštećenja i ograničenu uporabu nakon potresa, te da sanacija konstrukcije ne smije premašiti njenu vrijednost koju je imala prije potresa. Vrijednosti seizmičkih djelovanja u slučaju DLR imaju vjerojatnost prekoračenja DLTP za period od 10 godina, i povratni period DLTT .Za seizmička djelovanja koja se uzimaju u slučaju DLR se preporučuje vjerojatnost prekoračenja %10DLTP za period od 10 godina, a povratni
period 95DLTT godina.
19.04.23 4EN 1998-1: 2004
Teritorij države u kojoj će se primjenjivati europska norma EN 1998-1: 2004
treba podijeliti u seizmička područja (seismic zones), ovisno od tektonskih
karakteristika tih područja u odnosu na njihovu lokalnu seizmičku aktivnost u
prošlosti, što se naziva lokalni hazard (local hazard). Ta podjela teritorija svake
države, kao i drugi zadaci koji će se u nastavku navoditi, obvezatne su
aktivnosti odgovarajućih nacionalnih institucija svake države. Tu se ogleda
princip harmonizacije propisa Eurokod 8 među europskim zemljama, a ne
unificiranje propisa. Svaka država mora za određeno područje primjene
Eurokoda 8 propisati svoje specifičnosti posebnim Državnim dokumentom za
primjenu – DDP (National Application Document NAD).
19.04.23 5EN 1998-1: 2004
Po definiciji seizmičkog hazarda on se podrazumijeva kao konstanta u okviru
svakog naprijed navedenog područja. Za primjenu Eurokoda 8 hazard se opisuje
preko jednog jedinog parametra gRa , a to je poredbeno maksimalno ubrzanje
tla razreda A (the reference peak ground acceletarion on type A ground). O
razredima tla govoriti će se u nastavku. Ove vrijednosti gRa odnose se na
odgovarajući poredbeni povratni period (reference return period) seizmičkih
djelovanja na konstrukciju NCRT (ili na vrijednost poredbene vjerojatnosti
prekoračenja NCRP u periodu od 50 godina), za koja je ispunjen uvjet da se
konstrukcija ne smije urušiti (No-Collapse Requirement). Ovom poredbenom
povratnom periodu odgovara jedinična vrijednost faktora važnosti građevine
I .
19.04.23 6EN 1998-1: 2004
Za povratne periode različite od poredbenog, dane su vrijednosti ga
projektnog ubrzanja tla razreda A (the design ground acceleration on type A
ground). One se dobiju iz sljedećeg produkta:
gRIg aa
U okviru svakog seizmičkog područja utvrđuje se u DDP-u konstantna
vrijednost maksimalnog ubrzanja ag u tlu razreda A. Ovakav princip je uveden
da bi se osiguralo unificiranje nivoa seizmičke zaštite istih (ili sličnih)
konstrukcija unutar svake države. Za namjene projektiranja građevinskih
konstrukcija uvedena maksimalna vrijednost ubrzanja ag predstavlja dovoljan
parametar opisa jakosti seizmičkog događaja.
19.04.23 7EN 1998-1: 2004
Kod nas su trenutno za potrese povratnoga razdoblja od 500 godina usvojene
vrijednosti ag projektnih ubrzanja tla 0,1g , 0,2g i 0,3g respektivno za VII.,
VIII. i IX. stupanj seizmičkog intenziteta, a za kartu s povratnim periodom 500
godina je usvojena ona koja je u Republici Hrvatskoj proglašena važećom 1990.
godine (sl. list 52/90). Ovakav pristup je propisao naš Državni dokument za
primjenu Eurokoda 8 (National Aplication Document - NAD) kao prijelazno
riješenje, dok se ne izgradi zemljovid Hrvatske s vrijednostima ag u tlu razreda
A, za povratni period 475NCRT godina, kao što je to učinjeno u zemljama
Europske unije. Primjer takvog zemljovida za Sloveniju je dan na sljedećoj
slici.
19.04.23 8EN 1998-1: 2004
19.04.23 9EN 1998-1: 2004
DEFINIRANJE DEFINIRANJE SEIZMIČKOG SEIZMIČKOG
OPTEREĆENJAOPTEREĆENJA METODA SPEKTARA ODZIVAMETODA SPEKTARA ODZIVA
- Horizontalni elastični spektar - Horizontalni elastični spektar odziva ubrzanja podloge;odziva ubrzanja podloge;
- Vertikalni elastični spektar odziva - Vertikalni elastični spektar odziva ubrzanja podloge.ubrzanja podloge.
19.04.23 10EN 1998-1: 2004
)15,2(1)( : 0
BgeB T
TSaTSTT
5,2)( : SaTSTTT geCB
5,2)( :
TT
SaTSTTT CgeDC
5,2)( : 42
TTT
SaTSsTT DCgeD
Vrijednosti parametara kojima se opisuje horizontalni elastični spektar odziva za Tip 1 potresa Razred tla S TB(s) TC(s) TD (s)
A 1,0 0,15 0,4 2,0 B 1,2 0,15 0,5 2,0 C 1,15 0,20 0,6 2,0 D 1,35 0,20 0,8 2,0 E 1,4 0,15 0,5 2,0
19.04.23 11EN 1998-1: 2004
Spektar Tipa 1 se koristi kada su vrijednosti površinske magnitude potresa
sM veće od 5,5. U Eurokodu 8 su dani i projektni spektri Tipa 2, za slučaj kada
je vrijednost površinske magnitude manja od 5,5. Utjecaj vrste temeljnog tla na vrijednosti seizmičkog opterećenja uzima se u obzir preko pet razreda tla (A, B, C, D, E), koji su definirani opisno (stratigraphic profiles). Kategorizacija temeljnog tla Razred tla Opis tla )/(30, smvs
A Stijena ili druga geološka formacija slična stijeni, uzimajući
u obzir najviše 5 metara slabijeg materijala na površini >800
B Depoziti vrlo zbijenog pijeska, šljunka ili tvrde gline, najmanje dubine nekoliko desetina metara, s postupnim povećanjem mehaničkih karakteristika tih materijala s dubinom
360-800
C Duboki depoziti zbijenog ili srednje zbijenog pijeska, šljunka ili tvrde gline debljine od nekoliko desetina do više stotina metara
180-360
D Depoziti nekoherentnog tla (sa ili bez mekih koherentnih slojeva) ili prevladavajuća meka do tvrda koherentna tla
<180
E Profil tla čine površinske aluvijalne naslage sa vrijednostima
sv kao u slučaju tla C ili D, čije su debljine između 5 i 20
metara, a nalaze se iznad krutog materijala s vrijednostima
smvs /800
19.04.23 12EN 1998-1: 2004
Elastični spektar odziva Se(T) za sve razrede temeljnog tla i ξ = 5%
19.04.23 13EN 1998-1: 2004
Vertikalni elastični spektar Vertikalni elastični spektar odziva ubrzanja podloge odziva ubrzanja podloge
)10,3(1)( : 0
BvgveB T
TaTSTT
0,3)( : vgveCB aTSTTT
0,3)( :
TT
aTSTTT CvgveDC
0,3)( : 42
TTT
aTSsTT DCvgveD
19.04.23 14EN 1998-1: 2004
Projektni spektar za Projektni spektar za elastičnu analizu elastičnu analizu
3
25,2
3
2)( : 0
qT
TSaTSTT
BgdB
3
25,2
3
2)( : 0
qT
TSaTSTT
BgdB
3
25,2
3
2)( : 0
qT
TSaTSTT
BgdB
3
25,2
3
2)( : 0
qT
TSaTSTT
BgdB
qSaTSTTT gdCB
5,2)( :
g
Cg
dDC
a
T
T
qSa
TSTTT
5,2
)( :
g
DCg
dD
a
T
TT
qSa
TSTT
2
5,2
)( :
19.04.23 15EN 1998-1: 2004
Projektni spektar za Projektni spektar za elastičnu analizuelastičnu analizu
Projektni spektar odziva )(TSd za tlo razreda B; ag = 0,2g; q = 3,5
19.04.23 16EN 1998-1: 2004
Da bi konstrukcija imala kapacitet nošenja sila potresa te da bi se osiguralo njeno nelinearno ponašanje, ona se projektira na djelovanje sila koje su manje od onih kada je odziv konstrukcije linearan. Da bi se izbjegla nelinearna analiza konstrukcije pri projektiranju, kapacitet gubljenja energije u konstrukciji se uzima u obzir radeći linearnu analizu konstrukcije koja je zasnovana na reduciranom elastičnom spektru odziva ubrzanja podloge. Takav reducirani elastični spektar nazvan je projektni spektar (design acceleration response spectrum). Ta redukcija je izvršena uvođenjem posebnog koeficijenta nazvanog faktor ponašanja q (the behaviour factor), čija je vrijednost veća od jedinice, koji se smatra kao jedan od najvažnijih pojmova u Eurokodu 8.
19.04.23 17EN 1998-1: 2004
Seff
T, s
0,20
0T =0,15
T =0,53
EUROKOD 8
PRAVILNIK
G;
W
Fb
0,10
0,05
0,15
0,0430,03
0,065
0,1725
0,7B
C
T =2D1 1,5
Primjer razlike efektivnih potresnih sila za tipičnu konstrukciju prema Pravilniku i Eurokodu 8-1
19.04.23 18EN 1998-1: 2004
PRORAČUN UKUPNE VRIJEDNOSTI PRORAČUN UKUPNE VRIJEDNOSTI POPREČNIH SILA OD POTRESAPOPREČNIH SILA OD POTRESA
Ukupna poprečna sila Fb je u nivou gornjeg ruba temelja (base shear) i za svaki horizontalni pravac djelovanja potresa, dana je sljedećim izrazom :
mTSF db )( 1
gdje su : Sd (T1) vrijednosti projektnog spektra za period konstrukcije 1T ; T1 osnovni period vibracija konstrukcije za translacijska gibanja razmatranog pravca ; je korekcijski faktor, čija je vrijednost jednaka jedinici, osim ako je CTT 21 ,
u kom slučaju je 85,0 . m ukupna masa građevine u trenutku djelovanja potresa, koja se računa u skladu s odredbom da se stalna djelovanja kombiniraju s promjenljivim djelovanjima (sljedeći slide)
19.04.23 19EN 1998-1: 2004
kiEikj QG ""
Ukupna masa m građevine u trenutku djelovanja potresa
iEi 2
19.04.23 20EN 1998-1: 2004
DjelovanjeDjelovanje 00 11 22
Uporabna opterećenja višekatnih zgradaUporabna opterećenja višekatnih zgrada
Kategorija A: stambene zgradeKategorija A: stambene zgrade 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija B: urediKategorija B: uredi 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija C: prostori za veće skupove Kategorija C: prostori za veće skupove ljudiljudi 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija D: trgovineKategorija D: trgovine 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija E: skladištaKategorija E: skladišta 1,01,0 0,90,9 0,80,8
Prometna opterećenja zgradaPrometna opterećenja zgrada
Kategorija F: težine vozila 30 kNKategorija F: težine vozila 30 kN 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija G: težine vozila između 30 kN i Kategorija G: težine vozila između 30 kN i 160 kN160 kN 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija H: krovištaKategorija H: krovišta 00 00 00
19.04.23 21EN 1998-1: 2004
Ukupna potresna djelovanja za uzdužni pravac građevine (x pravac) i poprečni
pravac (y pravac) imaju vrijednosti
i dobivaju respektivno oznaku
AEd
m)T(SF db 1
19.04.23 22EN 1998-1: 2004
VRIJEDNOSTI AEd :Horizontalna komponenta potresnog djelovanja
određena je prema kombinaciji projektnih horizontalnih komponenti učinaka (Effects) potresnog djelovanja za dva smjera, i to:
uzdužni pravac x (AEdx): EEdx ''+'' 0,30EEdy
poprečni pravac y(AEdy): 0,30EEdx ''+'' EEdy
EdA
19.04.23 23EN 1998-1: 2004
Proračunske Proračunske situacijesituacije
Stalna Stalna djelovanja djelovanja GGdd
Nezavisna Nezavisna djelovanjadjelovanja
DominantnaDominantna
promjenjiva promjenjiva QQdd ::
OstalaOstala
Udesna ili Udesna ili seizmička seizmička djelovanja djelovanja AAdd
Trajne i Trajne i prolazneprolazne
GGGGkk ( (PPPPkk) ) Q1Q1QQk1k1 QiQioioiQQkiki
UdesneUdesne GAGAGGkk((PAPAPPkk) ) 1111 Q Qk1k1 2i2i Q Qkiki AAAAkk iliili AAdd
SeizmičkeSeizmičke GGkk 2i2i Q Qkiki II A AEdEd
Proračunske vrijednosti djelovanja za uporabu u kombinacijama djelovanja - KGS
19.04.23 24EN 1998-1: 2004
DjelovanjeDjelovanje 00 11 22
Uporabna opterećenja višekatnih zgradaUporabna opterećenja višekatnih zgrada
Kategorija A: stambene zgradeKategorija A: stambene zgrade 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija B: urediKategorija B: uredi 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija C: prostori za veće skupove Kategorija C: prostori za veće skupove ljudiljudi 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija D: trgovineKategorija D: trgovine 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija E: skladištaKategorija E: skladišta 1,01,0 0,90,9 0,80,8
Prometna opterećenja zgradaPrometna opterećenja zgrada
Kategorija F: težine vozila 30 kNKategorija F: težine vozila 30 kN 0,70,7 0,70,7 0,60,6
Kategorija G: težine vozila između 30 kN i Kategorija G: težine vozila između 30 kN i 160 kN160 kN 0,70,7 0,50,5 0,30,3
Kategorija H: krovištaKategorija H: krovišta 00 00 00
Djelovanje snijegaDjelovanje snijega 0,50,5 0,20,2 00Djelovanje vjetraDjelovanje vjetra 0,60,6 0,20,2 00Termička djelovanjaTermička djelovanja 0,60,6 0,50,5 00
19.04.23 25EN 1998-1: 2004
PRIMJENA EN1998-1:2004 (EUROKOD PRIMJENA EN1998-1:2004 (EUROKOD 8-1) PRI8-1) PRI
PROJEKTIRANJU I GRAĐENJU PROJEKTIRANJU I GRAĐENJU
ČELIČNIH KONSTRUKCIJAČELIČNIH KONSTRUKCIJA Tipovi konstrukcija i faktori Tipovi konstrukcija i faktori
ponašanjaponašanja - - faktori ponašanjafaktori ponašanja qq su dani za su dani za
određene vrste čeličnih konstrukcija određene vrste čeličnih konstrukcija - posebna pravila - posebna pravila kojih se treba kojih se treba
pridržavati pri projektiranju čeličnih pridržavati pri projektiranju čeličnih konstrukcija u seizmičkim područjima konstrukcija u seizmičkim područjima
19.04.23 26EN 1998-1: 2004
Koncepti projektiranja Koncepti projektiranja Potresno otporne čelične konstrukcije projektiraju se Potresno otporne čelične konstrukcije projektiraju se
prema jednom od sljedeća dva koncepta:prema jednom od sljedeća dva koncepta: - Koncept a)- Koncept a) Ponašanje konstrukcije sa slabim Ponašanje konstrukcije sa slabim
gubitkom energije,gubitkom energije, - Koncept b)Ponašanje konstrukcije s gubitkom - Koncept b)Ponašanje konstrukcije s gubitkom
energije.energije. U konceptu a) posljedice djelovanja se mogu izračunati U konceptu a) posljedice djelovanja se mogu izračunati
na temelju elastične analize bez razmatranja značaja na temelju elastične analize bez razmatranja značaja nelinearnog ponašanja materijala. Pri korištenju nelinearnog ponašanja materijala. Pri korištenju projektnog spektraprojektnog spektra, referentna vrijednost faktora , referentna vrijednost faktora ponašanja ponašanja q q kreće se od kreće se od 1,51,5 – 2 (potcrtana je – 2 (potcrtana je preporučena vrijednost). U slučaju da nije ispunjen preporučena vrijednost). U slučaju da nije ispunjen zahtjev regulariteta po visinizahtjev regulariteta po visini faktor ponašanja faktor ponašanja qq treba se korigirati, ali ne smije se uzeti manji od 1,5. treba se korigirati, ali ne smije se uzeti manji od 1,5. Ako je referentna vrijednost Ako je referentna vrijednost qq uzeta veća od 1,5, uzeta veća od 1,5, potresno otporni elementi konstrukcije trebaju biti u potresno otporni elementi konstrukcije trebaju biti u klasama poprečnog presjeka 1, 2 ili 3.klasama poprečnog presjeka 1, 2 ili 3.
19.04.23 27EN 1998-1: 2004
Ograničeno je s vrijednostima iz sljedeće Tablice DCH (Visoka)
4Ograničeno je s vrijednostima iz
sljedeće Tablice.DCM (Srednja)
Koncept b)
1,5 - 2DCL (Niska)Koncept a)
Područje referentnih vrijednosti faktora ponašanja q
Klasa duktilnosti (DC) konstrukcije
Koncept projektiranja
19.04.23 28EN 1998-1: 2004
5u/14
Za spregnute konstrukcije
22g) Okviri bez dijagonala s ispunom: Betonska ili zidana ispuna koja nije spojena u kontaktu s okvirom; Spojena armirano betonska ispuna; Ispuna izolirana od okvira (vidi okvire bez dijagonala)
4u/14f) Okvir bez dijagonala u kombinaciji s okvirom s centričnim dijagonalama
Za betonske konstrukcije
e) Konstrukcije s betonskim jezgrama i betonskim zidovima
2u/12d) Konstrukcije obrnutog klatna
5u/14c) Okviri s ekscentričnim dijagonalama
42,5
42
b) Okviri s centričnim dijagonalama Centrične dijagonale V - dijagonale
5u/14a) Okviri bez dijagonala
DCHDCM
Klasa duktilnostiTIP KONSTRUKCIJE
19.04.23 29EN 1998-1: 2004
1 predstavlja parametar sa kojim treba pomnožiti horizontalne projektne seizmičke sile (pri čemu sve ostale projektne sile ostaju nepromjenljive), da one dobiju takve vrijednosti za koje jedan najnepovoljnije opterećen poprečni presjek konstrukcije dostigne svoje potpuno plastificiranje;
u predstavlja parametar sa kojim treba pomnožiti horizontalne projektne seizmičke sile da one dobiju takve vrijednosti za koje određen broj poprečnih presjeka dostigne svoje potpuno plastificiranje, pri čemu predmetna konstrukcija postaje kinematički labilan mehanizam. Faktor u se može dobiti iz nelinearne statičke (pushover) globalne analize. Najveća vrijednost 1/u može biti 1,6 i predstavlja faktor viška nosivosti konstrukcije (overstrength factor).
19.04.23 30EN 1998-1: 2004
Okviri bez dijagonala (područja gubljenja seizmičke energije su u gredama i spojevima stupova s temeljima)
19.04.23 31EN 1998-1: 2004
Okviri s centričnim dijagonalama (gubljenje seizmičke energije samo u vlačnim dijagonalama)
19.04.23 32EN 1998-1: 2004
Okviri s ekscentričnim dijagonalama (gubljenje seizmičke energije u sponama opterećenim na savijanje ili posmik)
19.04.23 33EN 1998-1: 2004
Pravila projektiranja Mora biti osigurana dovoljna duktilnost elemenata u kojima se gubi
seizmička energija pri tlaku ili savijanju ograničavanjem kvocijenta širine i debljine poprečnog presjeka b/t (lokalna vitkost) prema klasama poprečnog presjeka navedenim u Eurokodu 3, dio 1-1. Ovisno o klasi duktilnosti i faktoru ponašanja q upotrijebljenim u projektu, u sljedećoj Tablici su navedeni zahtjevi s obzirom na klase poprečnog presjeka čeličnih elemenata u kojima se gubi seizmička energija. Zahtjevi za klasu poprečnog presjeka
Klasa duktilnosti Faktor ponašanja q Klasa poprečnog
presjeka 1,5 < q 2 klasa 1, 2 ili 3
DCM 2 < q 4 klasa 1 ili 2
DCH q > 4 klasa 1
Recommended