8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

1/98

Fakulteta za gradbenitvo in geodezijoIKPIR - KKPI

UNIVERZA V LJUBLJANI

Peter FAJFARPeter FAJFAR

PROJEKTIRANJE POTRESNO ODPORNIHPROJEKTIRANJE POTRESNO ODPORNIH

KONSTRUKCIJKONSTRUKCIJEEvrokodvrokod 88 -- SploSplonono inin analizaanaliza

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

2/98

AKCELEROGRAMI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

3/98

HISTEREZNO OBNAANJE

JEKLO ARMIRAN BETON

ZID PREDNAPETI BETON

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

4/98

HISTEREZNI MODELI ZA AB BETON

Mo 1994

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

5/98

Pogostost potresa in priakovano stanje objekta

uporaben varen blizu poruitve

obiajniobjek

ti

pomem

bniobjekti

zelopom

embni

objekti

pogostR = 50 let63% v 50 letih

redekR = 475 let10% v 50 letih

najvejipriakovani

STANJE OBJEKTA

POTRES

uporaben varen blizu poruitve

obiajniobjek

ti

pomem

bniobjekti

zelopom

embni

objekti

pogostR = 50 let63% v 50 letih

redekR = 475 let10% v 50 letih

najvejipriakovani

STANJE OBJEKTA

POTRES

uporaben varen blizu poruitve

obiajniobjek

ti

pomem

bniobjekti

zelopom

embni

objekti

pogostR = 50 let63% v 50 letih

redekR = 475 let10% v 50 letih

najvejipriakovani

STANJE OBJEKTA

POTRES

uporaben varen blizu poruitve

obiajniobjek

ti

pomem

bniobjekti

zelopom

embni

objekti

pogostR = 50 let63% v 50 letih

redekR = 475 let10% v 50 letih

najvejipriakovani

STANJE OBJEKTA

POTRES

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

6/98

KOBE 1995DAMAGED BUILDINGS IN DOWNTOWN KOBE

KOBE 1995DAMAGED BUILDINGS IN DOWNTOWN KOBE

0%

20%

40%

60%

80%

100%

< 65 66-70 71-75 76-80 81-85 86-90 91-95

YEAR OF CONSTRUCTION (NUMBER OF BUILDINGS)

DAMAGE

COLLAPSE MODERATE DAMAGE

SLIGHT DAMAGE UNDAMAGED

(25) (10) (13) (10) (12) (9) (4)

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

7/98

SEIZMINA ANALIZA KONSTRUKCIJ

MATEMATINIMODEL

METODAANALIZE

PODATKI OGIBANJU TAL

Natannost rezultatov kontrolirajo vhodni podatki

Vseh raunskih monosti pri analizi ni mogoe izkoristiti

Ustrezni so relativno enostavni modeli, ki upotevajonajpomembneje karakteristike

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

8/98

RAZVOJ METOD ANALIZE

)( ntdisplacemeD

)( shearbaseV? ?

?

?

??

?

Linear elasticbuilding response

Lack of knowledgeon earthquake demandand building capacity

Historical

approach

V

D

designV

Traditional

code basis

Elastic forcesreduced for

design by R

?

Inelasticresponse

??

???

?

V

D

designV

maxV

yieldD maxD

designD

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

9/98

SEDANJE STANJE

Osnovni namen veine obstojeih predpisov je

prepreiti poruitve med monimi potresi

Pokodbe so lahko prevelike Doseeno je bilo soglasje: obstojee predpise je

treba temeljito spremeniti

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

10/98

PERFORMANCE BASED DESIGNPERFORMANCE BASED DESIGN

PROJEKTIRANJE KONTROLIRANEGA OBNAANJA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

11/98

Stanja objekta in posledice

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

12/98

STANJA OBJEKTA

uporaben varen blizuporuitve

OBTEBA

POMIK

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

13/98

RAZVOJ METOD ANALIZE

)( ntdisplacemeD

)( shearbaseV

Demand reduced based

on inelastic capacity

of building

Performance pointNew

trend

aS

dSdesignD

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

14/98

SEIZMINA ANALIZA KONSTRUKCIJ

T

aS

a

kombinirano s spektrom odzivab kombinirano z redukcijskim

faktorjem

Specialnekonstrukcije

Dolgoroni trend

Moderna priporo.in predpisi

Kratkoroni trendObstajajo omejitve

NELINEARNA

Obstojei predpisiObstojei predpisi

Regularne

konstrukcije

LINEARNA b

DINAMINASTATINA a

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

15/98

PRAVILO O ENAKOSTI POMIKOVPRAVILO O ENAKOSTI POMIKOV

Pri doloenem gibanju tal je pomik konstrukcije, ki se

plastificira, enak pomiku konstrukcije z neomejenimelastinim obnaanjem. Veletsos and Newmark, 1960

Pravilo so potrdile tevilne tudije v zadnjih tirih desetletjihVeljajo omejitve (npr. pravilo ne velja za toge konstrukcije)

Enostavna predpostavka, ki je pogosto uporabna

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

16/98

REDUKCIJSKI FAKTOR

F

Dd Dy D D

Fe

Fy

Fd

ey y

F DR = = = F D

y

s d

F

R = F

1 ,u

e

s sd

F

R = = R R R q R F

FAKTOR OBNAANJA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

17/98

EUROCODE 8 - obstojei predstandardi

Del Met. platnice Slov. prevod Sprememba (karta)

1-1 Splono SIST ENV 1998-1-1Sept. 1995 April 2000 Avgust 2001

1-2 Spl. - stavbe SIST ENV 1998-1-2Sept. 1995 April 2000 Avgust 2001

1-3 Materiali SIST ENV 1998-1-3Sept. 1995 April 2000 Avgust 2001

1-4 Ojaevanje SIST ENV 1998-1-4April 2000 Avgust 20012 Mostovi SIST ENV 1998-2

Sept. 1995neuraden1995 Avgust 2001

3 Stolpi OSIST ENV 1998-3

Avg. 20014 Silosi SIST ENV 1998-4Avg.2001

5 Temelji SIST ENV 1998-5Sept. 1995

neuradenAvgust 2001

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

18/98

EUROCODE 8

PROJEKTIRANJE POTRESNOODPORNIHKONSTRUKCIJ

Del 1: Splona pravila, potresna obteba in pravila za stavbeDel 2: Mostovi

Del 3: Utrjevanje in popravila stavbDel 4: Silosi, rezervoarji in cevovodiDel 5: Temelji, oporne konstrukcije in geotehnini vidikiDel 6: Stolpi, jambori in dimniki

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

19/98

EUROCODE 8

Del Stanje januar 2005

1 Splono in sprejetoanaliza stavb

2 Mostovi prevajanje3 Utrjevanje glasovanje4 Silosi osnutek, dec. 20045 Geotehnika sprejeto6 Stolpi prevajanje

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

20/98

NACIONALNI STANDARDI

osnovani na Eurocodih

- Vsebujejo celoten tekst Eurocoda (vkljuno z vsemidodatki).- Imajo lahko nacionalno naslovno stran, nacionalni

predgovor in nacionalni dodatek.

Nacionalni dodatek lahko vsebuje le:

- podatke o nacionalno doloenih parametrih- odloitve o uporabi informativnih dodatkov- podatke o dodatnih informacijah, ki pomagajo pri

uporabi Eurocoda in niso v nasprotju z njim.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

21/98

EUROCODE 8 - Del 1

DEL 1: SPLONA PRAVILA, POTRESNA OBTEBA INPRAVILA ZA STAVBE

Predgovor1. Splono2. Osnovne zahteve in merila za njihovo izpolnitev

3. Znailnosti tal in potresni vpliv4. Projektiranje stavb4.1 Splono4.2 Znailnosti potresnoodpornih stavb

4.3 Analiza4.4 Preverjanje varnosti

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

22/98

EUROCODE 8 - Del 1

DEL 1: SPLONA PRAVILA, POTRESNA OBTEBA INPRAVILA ZA STAVBE

5. Posebna pravila za betonske stavbe6. Posebna pravila za jeklene stavbe7. Posebna pravila za sovprene stavbe

8. Posebna pravila za lesene stavbe9. Posebna pravila za zidane stavbe10. Potresna izolacijaDodatek A. Elastini spekter pomikov

Dodatek B. Doloitev ciljnega pomika za nelinearno statino(pushover) analizo

Dodatek C. Projektiranje ploe v okolici stebra pri okvirih

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

23/98

BISTVENE NOVOSTI V EC8

Zajete vse konstrukcije z izjemo jedrskih elektrarn,dolinskih pregrad in off-shore konstrukcij

Karta potresne nevarnosti Slovenije - projektni pospekiSpektri in vrste talNartovanje nosilnosti (capacity design)

Izbira veje ali manje duktilnostiPrimarni in sekundarni elementi

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

24/98

BISTVENE NOVOSTI V EC8

Kontrola pomikovZa raun togosti se upotevajo razpokani prerezi

Drugaen prispevek koristne obtebe k masamSluajna ekscentrinostDodatna nosilnost upotevana eksplicitno

Vkljuene ibko armirane steneOkviri s polniliSovprene konstrukcijePotresna izolacijaObstojei objektiNelinearna statina (pushover) analizaPoenostavljeno projektiranje enostavnih zidanih stavb

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

25/98

PRINCIPI IN PRAVILA ZA UPORABO

Principi so splone trditve in definicije, za katere ni alternative,

zahteve in analitini modeli, ki jih ni dovoljenospreminjati, e ni posebej doloeno.

Pravila za uporabo so splono priznana pravila, ki sledijoiz principov in upotevajo njihove zahteve.

Dovoljeno je uporabljati tudi druga pravila zaprojektiranje, ki se razlikujejo od pravil za uporabo vEC8, e so le-ta skladna z ustreznimi principi in

zagotavljajo vsaj ekvivalentno varnost in uporabnostkonstrukcij kot EC8.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

26/98

EUROCODE 8

NAMEN

- zaita lovekih ivljenj- omejitev kode- zagotovitev obratovanja pomembnih javnih objektov

Dopolnjuje ostale Eurocode. Vsebuje samo dodatnezahteve za projektiranje na potresnih obmojih

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

27/98

FAKTOR OBNAANJA

Faktor obnaanja (angl. Behaviour factor):

faktor, ki se uporablja pri projektiranju. Z njimreduciramo sile, dobljene z linearno analizo, daupotevamo nelinearen odziv konstrukcij. Faktor je

povezan z materialom, konstrukcijskim sistemom inpostopki projektiranja.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

28/98

METODA NARTOVANJA NOSILNOSTI

Metoda nartovanja nosilnosti (angl. Capacity designmethod):

Metoda projektiranja, pri kateri izbrane elementekonstrukcijskega sistema projektiramo in konstruiramotako, da lahko sipajo energijo med velikimideformacijami. Vsem ostalim elementom zagotovimotako veliko nosilnost, da je izbran nain sipanja energijemogo.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

29/98

NEKONSTRUKCIJSKI ELEMENT

Nekonstrukcijski element (angl. Non-structural

element):Arhitektonski element ali del strojne ali elektrineopreme, ki zaradi premajhne nosilnosti ali zaradi naina

povezave s konstrukcijo ni upotevan v seizmini analizikot nosilni element.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

30/98

PRIMARNI ELEMENT

Primarni seizmini elementi (angl. Primary seismicmembers):Elementi, ki so upotevani kot del konstrukcijskegasistema, ki prenaa potresne vplive. Vkljueni so v modelza seizmino analizo ter projektirani kot potresnoodpornielementi z detajli v skladu s pravili EN 1998.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

31/98

SEKUNDARNI ELEMENT

Sekundarni seizmini elementi (angl. Secondaryseismic members):

Elementi, ki niso upotevani kot del konstrukcijskega

sistema, ki prenaa potresne vplive. Njihova nosilnost intogost pri potresnih vplivih je zanemarjena. Pri tehelementih ni treba upotevati vseh pravil EN 1998.

Projektirani morajo biti tako, da lahko prenaajo sile teepri pomikih, ki jih povzroa projektna potresnaobremenitev.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

32/98

PROJEKTIRANJE KONTROLIRANEGA OBNAANJA

PERFORMANCE BASED DESIGN (PBD)

Projektiranje konstrukcij, ki se bodo kontrolirano

in predvidljivo obnaale pri potresih razlinihpogostosti

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

33/98

Primerjava: PBD - METODA MEJNIH STANJ

PBD je raziritev, posploitev, formalizacija in

kvantifikacija Metode mejnih stanj (MMS)Uporaba MMS v praksi: mejno stanje nosilnosti,

kontrola pomikov pri mejnem stanju uporabnosti, nikvantifikacije pokodb

PBD: kvantifikacija pokodb za elemente konstrukcije,nekonstrukcijske elemente in opremo

OS O A

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

34/98

OSNOVNI ZAHTEVI

ZAHTEVA, DA NE PRIDE DO PORUITVE Ne sme priti do poruitve dela ali celote. Ohranjeni

morata biti integriteta in ustrezna nosilnost Potresni vplivi ustrezajo 10% verjetnosti prekoraitve v50 letih - povratna doba 475 let

ZAHTEVA PO OMEJITVI POKODB Pokodbe morajo biti popravljive s primernimi stroki

Potresni vplivi ustrezajo 10% verjetnosti prekoraitve v10 letih - povratna doba 95 let (41% v 50 letih)

KATEGORIJE POMEMBNOSTI

VERJETNOST POTRESA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

35/98

VERJETNOST POTRESA

TR= - TL /ln(1- PR)

PR= 1 - (1 - 1/TR)

TRpovratna doba potresa

PRverjetnost dogodka v obdobju TL

TR= TL : PR= 0.63

TL

VERJETNOST POTRESA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

36/98

VERJETNOST POTRESA

PR(verjetnostprekoraitve)

Povratna doba potresa TR(let)

0.0

0.1

0.2

0.30.4

0.5

0.6

0.70.8

0.9

1.0

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

25405075100

150200

TL[let]

LT

R

R

1P = 1- 1-

T

FAKTOR POMEMBNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

37/98

FAKTOR POMEMBNOSTI

Faktor pomembnosti Povratna doba T (let)

0.8 2301.0 4751.2 7801.3 10001.4 1250

Velja za Slovenijo

FAKTOR POMEMBNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

38/98

FAKTOR POMEMBNOSTI

Povratna doba T (let) Faktor pomembnosti

50 0.48100 0.60200 0.76

475 1.001000 1.30

10000 2.57

Velja za Slovenijo

FAKTORJI POMEMBNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

39/98

FAKTORJI POMEMBNOSTI

Kategorije pomembnosti in (verjetni) faktorji pomembnosti za stavbe

Kategorijapomembnosti

Stavbe Faktorpomembnosti I

IV

stavbe, katerih integriteta med potresi jeivljenskega pomena za civilno zaito,npr. bolninice, gasilske postaje,elektrarne in podobno

[1,4]

III

stavbe, katerih potresna odpornost jepomembna glede na posledice poruitve,npr. ole, dvorane za sreanja, kulturneustanove in podobno

[1,2]

II

obiajne stavbe, ki ne pripadajo ostalimkategorijam

1,0

I stavbe manje pomembnosti za varnostljudi, npr. kmetijski objekti in podobno

[0,8]

MERILA ZA IZPOLNITEV ZAHTEV

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

40/98

MERILA ZA IZPOLNITEV ZAHTEV

MEJNA STANJA NOSILNOSTI

Sipanje energije v neelastinem obmoju in dodatnanosilnost se upotevata z redukcijskim faktorjem q 1.5

Razline kontrole deformacij, sposobnosti sipanjaenergije in nosilnosti Stabilnost Temeljenje Teorija 2.reda Vpliv nekonstruktivnih elementov

MERILA ZA IZPOLNITEV ZAHTEV

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

41/98

MERILA ZA IZPOLNITEV ZAHTEV

MEJNA STANJA UPORABNOSTI

Kontrola pomikov Objekti, pomembni za civilno zaito, morajo biti

uporabni

POSEBNI UKREPI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

42/98

POSEBNI UKREPI

Zahtevani so posebni ukrepi za zmanjanje negotovostiin zagotovitev ustreznega obnaanja konstrukcije pri

potresih monejih od projektnega Enostavnost konstrukcij (diletacije?)

Zagotovitev globalnega duktilnega obnaanja z metodo

nartovanja nosilnosti (ustrezna hiearhija nosilnosti inplastinih mehanizmov)

Ustrezno konstruiranje (detajli)

Ustrezen matematini model (tla, nekonstruktivnielementi)

Ustrezno temeljenje

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

43/98

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

44/98

Temeljna karta potresne nevarnosti Slovenije je

KARTA PROJEKTNEGA POSPEKA TAL

za povratno dobo 475 let

in trdna tla

Izdelana je v skladu z zahtevami evropskega predstandarda EC8

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

45/98

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

46/98

POVRATNA DOBAje povpreen as med

prekoraitvami vrednostiprojektnega pospeka tal________________

POVRATNA DOBA 475 let

ustreza verjetnosti 90 %,da vrednosti na karti

ne bodo preseene v 50 letih

Vrednosti projektnega pospeka tal na karti veljajo za

TRDNA TLA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

47/98

TRDNA TLA__________

Trdna tla po Eurocode 8:

VRSTA TAL Askala ali druga geoloka formacija,

v kateri je hitrost strinega valovanja vsaj 800 m/s inna kateri je najve 5 m slabega povrinskega materiala.

Za druge vrste tal je treba projektni pospeek tal pomnoitis pripadajoo vrednostjo koeficienta tal S(angl. soil coeficient)

Vrednosti S za opredeljene vrste tal so dane v Eurocode 8.

VRSTE TAL

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

48/98

VRSTE TAL

Table 3.1: Ground types

Groundtype

Description of stratigraphic profile Parameters

vs,30(m/s) NSPT(blows/30cm)

cu(kPa)

A Rock or other rock-like geologicalformation, including at most 5 m of

weaker material at the surface.

>800 _ _

B Deposits of very dense sand, gravel, or very stiff clay, at least several tens ofmetres in thickness, characterised by agradual increase of mechanical

properties with depth.

360 800 >50 >250

C Deep deposits of dense or medium-dense sand, gravel or stiff clay with

thickness from several tens to manyhundreds of metres.

180 360 15 - 50 70 - 250

D Deposits of loose-to-mediumcohesionless soil (with or without somesoft cohesive layers), or of

predominantly soft-to-firm cohesivesoil.

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

49/98

ELASTINI SPEKTRI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

50/98

Table 3.2: Values of the parameters describing the recommended Type 1 elastic response spectra

Ground type 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

ELASTINI SPEKTRI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

51/98

SPEKTER POMIKOV

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

52/98

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 1 2 3

T (s)

Sae (g)

1.5/T

Tc= 0.60.15

Sde (cm)

100

50

aede ST

S2

2

4

=

PROJEKTNI POMIK TAL

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

53/98

dg = 0.025 ag S TC TD

Vrsta tal ag= 0.25 g ag= 0.10 g

A 5.0 2.0

B 7.5 3.0

C 8.6 3.5

D 13.5 5.4E 8.8 3.5

SPEKTER POMIKOV

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

54/98

Dodatek A

FORMAT POSPEEK - POMIK (AD)

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

55/98

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 1 2 3T (s)

Sae (g)

1.5/T

Tc= 0.60.15

Sde (cm)

100

50

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 20 40 60 80 100

Sde(c

Sae(g)

T=0.15 T=0.6

T=1

T=2

T=3

OBIAJEN FORMAT AD FORMAT

PROJEKTNI SPEKTRI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

56/98

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Sa[cm

/s2]

T[s]

EC8Type 1, ground type B, PGA = 0.25 g, = 5%

q = 2

Elastic

q = 5

STOPNJE DUKTILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

57/98

F

Dy1 Dy2 D D

Fe

Fy1

Fy2

DCH

DCM

FAKTORJI OBNAANJA ZA AB KONSTRUKCIJE

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

58/98

Tabela 5.1: Osnovne vrednosti faktorja obnaanja, qo,za sisteme, pravilne po viini

TIP KONSTRUKCIJE DCM DCHOkvirni sistem, meani sistem, stenasti sistem spovezanimi stenami

3,0u/1 4,5u/1

Stenasti sistem z nepovezanimi stenami 3,0 4,0u/1

Torzijsko podajen sistem 2,0 3,0

Sistem obrnjenega nihala 1,5 2,0

FAKTORJI OBNAANJA ZA JEKLENE KONSTRUKCIJE

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

59/98

Table 6.2: Upper limit of reference values of behaviour factors for systems regular inelevation

Ductility ClassSTRUCTURAL TYPE

DCM DCHa) Moment resisting frames 4 5u/1b) Frame with concentric bracings

Diagonal bracingsV-bracings

42

42,5

c) Frame with eccentric bracings 4 5u/1d) Inverted pendulum 2 2u/1e) Structures with concrete cores or concrete walls See section 5f) Moment resisting frame with concentric bracing 4 4u/1g) Moment resisting frames with infills

Unconnected concrete or masonry infills, incontact with the frame

2 2

Connected reinforced concrete infills See section 7Infills isolated from moment frame (seemoment frames)

4 5u/1

FAKTORJI DODATNE NOSILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

60/98

Minimalne vrednosti, e se ne raunajo

a) Okvirni sistemi ali meani sistemi, ekvivalentni okvirnim

Enoetane stavbe: u/1=1,1; Veetani okviri z enim poljem: u/1=1,2; Veetani okviri z ve polji ali meani sistemi,

ekvivalentni okvirnim: u/1=1,3.

b) Stenasti sistemi ali meani sistemi, ekvivalentni stenastim Stenasti sistemi s samo dvema nepovezanima stenama

v vsaki vodoravni smeri: u/1=1,0;

Ostali stenasti sistemi z nepovezanimi stenami: u/1=1,1; meani sistemi, ekvivalentni stenastim, ali stenastisistemi s povezanimi stenami: u/1=1,2.

FAKTORJI DODATNE NOSILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

61/98

DOLOITEV MAS

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

62/98

kiEikj QG + ""

Vrstaspremenljivegavpliva

Etaa

Kategorije A-C* Vrhnja etaa

Etae s povezano zasedboEtae so zasedene neodvisno

1,0

0,80,5

Kategorije D-F*

in arhivi

1,0

* Kategorije so definirane v EN 1991-1-1:2002.

2iEi = 2i = 0 - 0.8 (EN 1990:2002)Koristna obteba za stanovanja in

pisarne: 2 = 0.3

OSNOVNI PRINCIPI PRI ZASNOVI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

63/98

- enostavnost konstrukcije,- uniformiranost in simetrija,- statina nedoloenost (sposobnost za prerazporejanje

obremenitev, angl. "redundancy"),- nosilnost in togost v dveh smereh,- torzijska nosilnost in togost,- sposobnost prenosa obremenitev preko toge ploe

(angl. "diaphragmatic action"),- ustrezno temeljenje.

PRAVILNOST

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

64/98

PRAVILNOST PO TLORISU

-simetrija

-kompakten tloris-ploe toge v svoji ravnini

PRAVILNOST PO VIINI-neprekinjeni nosilni elementi po viini-ni naglih sprememb togosti in mas po etaah-konstantna dodatna nosilnost po viini-omejene spremembe tlorisa po viini

VPLIV (NE)PRAVILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

65/98

Tabela 4.1: Vpliv nepravilnosti na seizmino analizo in projektiranje

PRAVILNOST DOVOLJENA POENOSTAVITEV FAKTOR

OBNAANJA

TLORIS VIINA MODEL LINEARNO-ELASTINA

ANALIZA

(ZA LINEARNOANALIZO)

DA DA ravninski poenostavljenamodalna

osnovni

DA NE ravninski modalna zmanjan

NE DA prostorski poenostavljenamodalna

osnovni

NE NE prostorski modalna zmanjan

PRAVILNOST

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

66/98

RAZPOKANI PRESEKI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

67/98

Pri betonskih, sovprenih in zidanih konstrukcijah se pri

raunu togosti elementov upotevajo razpokani preseki(sekantna togost glede na prietek teenja armature).

Pri betonskih in zidanih konstrukcijah se lahko za togostvzame polovica togosti nerazpokanega preseka.

SLUAJNA EKSCENTRINOST

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

68/98

eai = 0.05 Li

Li je tlorisna dimenzija pravokotno na smer obtebe

METODE ANALIZE

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

69/98

T

aS

a kombinirano s spektrom odziva

b kombinirano z redukcijskimfaktorjem

Raun asovnegaodziva

Pushover analiza sspektrom odzivaNELINEARNA

Modalna analiza sspektrom odziva

Analiza z vodoravnostatino obtebo(poenostavljenamodalna analiza)

LINEARNA b

DINAMINASTATINA a

PSEUDO 3D MODEL

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

70/98

LINEARNA STATINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

71/98

Pravilne konstrukcije z majhnim vplivom vijih nihajnih oblik- T1 4 TC in T1 2.0 s- Pravilnost po viini

Fb = Sd(T1) m Fb celotna prena sila spodaj oziroma celotna potresna obtebaSd(T1) vrednost v projektnem spektru pospekov pri T1m celotna masa konstrukcijeredukcijski faktor pri veetanih konstrukcijah z zmerniminihajnimi asi ( = 0.85)

LINEARNA STATINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

72/98

Pribline formule za nihajni as T1

Razporeditev potresnih sil po viini

jj

iibi mz

mzFF

=

jj

iibi ms

msFF

=

ali

Upotevanje sluajne ekscentrinosti

e6,01 L

x

+=

Lexi

LINEARNA DINAMINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

73/98

MODALNA ANALIZA S SPEKTRI ODZIVA

Upotevati je treba vse nihajne oblike, kipomembno vplivajo na globalni odziv

- Vsota efektivnih mas upotevanih nihajnih oblik znaavsaj 90 % celotne maseali

- Vse oblike z efektivnimi masami nad 5% so upotevane

LINEARNA DINAMINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

74/98

KOMBINACIJA NIHAJNIH OBLIK

EE = EEi2 (SRSS)

e so vse nihajne oblike neodvisne (Tj 0.9 Ti )drugae bolj natanna metoda, npr.

CQC

NELINEARNA STATINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

75/98

PUSHOVERNelinearna analiza pri konstantni navpini obtebi in

naraajoi vodoravni obtebi

- Verifikacija ali sprememba faktorja dodatne nosilnosti

- Doloitev priakovanega plastinega mehanizma inrazporeditve pokodb- Doloitev obnaanja obstojeih in popravljenih stavb za

potrebe EN 1998-3- Alternativa projektiranju s pomojo linearne analize

NELINEARNA STATINA ANALIZA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

76/98

- Tlorisno neregularne konstrukcije: Prostorski model- Nizke zidane stavbe s prevladujoim strigom: Dovoljen

raun po etaah

- Dve razporeditvi vodoravne obtebe (upoteva se ovojnica)

- Sile delujejo v teiu, sluajna ekscentrinost je upotevana- Raun do 150% ciljnega pomika- Pri torzijsko podajnih konstrukcijah kombinacija z modalno

analizo

KOMBINACIJA SMERI OBTEBE

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

77/98

SRSS ali EEdx "+" 0,30EEdy

0,30EEdx "+"EEdy

E1x

E2x

Fx

F F

Fx

E1y

E1x

E1x

E2x

VERTIKALNA SMER

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

78/98

Potresni vplivi v vertikalni smeri se

upotevajo samo izjemoma

RAUN POMIKOV

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

79/98

ds = qd de

dspomik zaradi potresnega vplivaqd faktor obnaanja za pomike (qd = q, e ni drugaedoloeno)

depomik izraunan z linearno analizo z reduciranimspektrom odziva

Zgornja meja: vrednost iz elastinega spektra pomikovTorzijski vplivi se upotevajoPri nelinearni analizi je ds doloen z analizo

NEKONSTRUKCIJSKI ELEMENTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

80/98

Nekonstrukcijski elementi, ki lahko v primeru poruitveogrozijo ljudi ali vplivajo na konstrukcijo ali na obratovanje

pomembnih objektov, morajo biti, skupaj z njihovimipodporami, preverjeni za delovanje potresnih vplivov.

Zelo pomembni ali nevarni elementi: Analiza z etanimispektri Ostali elementi: Poenostavljena analiza

NEKONSTRUKCIJSKI ELEMENTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

81/98

POENOSTAVLJENA ANALIZA

( ) aaaaa / qWSF =Sa = S [3(1 +z/H) / (1 + (1 Ta/T1)2)-0,5]

Wa tea elementaa faktor pomembnosti elementa

qa redukcijski faktor elementa

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

82/98

OKVIRI S POLNILI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

83/98

Doloila veljajo za betonske okvire ali meane sistemeekvivalentne okvirom, jeklene in sovprene konstrukcije, vse

z visoko duktilnostjo, z zidanimi polnili, ki sodelujejo skonstrukcijo in ki niso upotevani kot elementi konstrukcije.

Doloila je priporoljivo uporabljati tudi za konstrukcije ssrednjo in majhno duktilnostjo.

OKVIRI S POLNILI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

84/98

Vplivi polnil, ki jih upotevamo

Nepravilnosti v tlorisu Nepravilnosti po viini Velika negotovost v zvezi s polnili (material, pritrditev,

spremembe med uporabo stavbe, razline stopnje pokodbmed potresom) Morebitni lokalni efekti na konstrukcijo (strini lom stebrov)

KONTROLA VARNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

85/98

Stavba ustreza zahtevam, e je celotna prena sila pri obteni kombinaciji s

potresom pri q=1.5 manja od celotne prene silepri drugi obteni kombinaciji, na katero je objekt

projektiran na osnovi linearne analize so upotevani posebni ukrepi (razen zagotavljanjaduktilnosti)

MEJNO STANJE NOSILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

86/98

POGOJ NOSILNOSTI

Ed Rd

Ed projektna vrednost uinka vpliva

Rd projektna nosilnost elementa

Vpliv teorije 2.reda ni treba upotevati, e 10,0=

tot

rtot

hV

dP

MEJNO STANJE NOSILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

87/98

POGOJ GLOBALNE IN LOKALNEDUKTILNOSTI

Zadostiti specifinim zahtevam v odvisnosti odmateriala

Prepreeni krhki lomi Prepreeni etani mehanizmi

RbRc 3,1 MM

MEJNO STANJE NOSILNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

88/98

POGOJ RAVNOTEJA

NOSILNOST PLO

NOSILNOST TEMELJEV

POTRESNE RAZDELILNICE (DILETACIJE)

MEJNO STANJE UPORABNOSTI

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

89/98

konstrukcije s krhkimi nekonstrukcijskimi elementi

dr 0.005 h , dr 0.01h

konstrukcije z duktilnimi nekonstrukcijskimi elementidr 0.0075 h

konstrukcije z loenimi nekonstrukcijskimi elementidr 0.010 h dr 0.02h

= 0.4 ali 0.5dr projektni etani pomik

POENOSTAVLJENE NELINEARNE METODEPOENOSTAVLJENE NELINEARNE METODE

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

90/98

Racionalno in praktino orodje za seizmina analizo in

oceno obnaanja

Kombinacija nelinearne statine (pushover) analizerelativno enostavnega modela z ve prostostnimistopnjami s spektralno analizo.

OSNOVNI KORAKI POENOSTAVLJENIHOSNOVNI KORAKI POENOSTAVLJENIHNELINEARNIH METODNELINEARNIH METOD

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

91/98

1. Pushover analiza MDOF modela

2. Doloitev ekvivalentnega SDOF sistema

3. Doloitev pomika konstrukcije(ciljni pomik) iz spektra

Ekvivalentni elastini spekter

Neelastini spekter

4. Doloitev posameznih deformacijskih in statinih

koliin in primerjava s kapacitetami

N2 METODAN2 METODA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

92/98

Npride od Nelinearne analize

2pride od 2 matematina modela (MDOFin ekvivalenten SDOF model)

N2 METHODN2 METHOD -- SIMPLE VERSIONSIMPLE VERSION --

BACKGROUNDBACKGROUND

N2 METODAN2 METODA -- ENOSTAVNA VERZIJAENOSTAVNA VERZIJA --OSNOVAOSNOVA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

93/98

DisplacementSd=Sde

Acceleration

Sae

Sa=Say

Sdy

Elastic spectrum

BACKGROUNDBACKGROUND

Inelastic spectrum

T

d

dy

SS =

ae

ay

SR S= =

Tipi en matemati ni mo e zanelinearno statino analizo

l i i

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

94/98

plastinilenek

plastinilenek

elastien linijskielement

M

M

Nelinearna statina (pushover)analiza

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

95/98

Dt

V

Dt

plastini

mehanizem

V

N2 METODAN2 METODA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

96/98

EKVIVALENTEN SDOF MODEL

m*

D*

F* D*

F*

y

y

D *

F*

=

V

F

= DD

N2 METODAN2 METODA

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

97/98

PREVERJANJE KONSTRUKCIJE

Kapaciteta > ZahtevePreveri:

plastini mehanizem

Dt

pomike etane pomike duktilnosti plastine rotacije napetosti v krhkih elementih pospeke opreme dodatno nosilnost

Kapaciteta AB konstrukcijskihelementov

Pl ti t ij (100 d)

8/10/2019 Projektiranje Potresno Odpornih Konstrukcij (Evrokod 8)

98/98

Plastine rotacije (100 rad)

Primarni elementi SekundundarniElementi

Element Uporabno

VarnoPredporuitvi o

VarnoPredporuitvi o

Greda upog. 0.15 - 1 0.5 - 2 0.5 - 2.5 0.5 - 2 1 - 5

Greda strig 0.15 0.2 0.3 0.5 - 1 1 - 2

Steber 0.2 - 0.5 0.2 1.5 0.2 2 0.5 - 2 0.8 - 3

Stena upog. 0.1 - 0.5 0.1 - 1 0.2 - 1.5 0.2 - 1.5 0.4 - 2

Preka (stene) 0.4 - 0.6 0.8 - 2 1 3 1 - 3 2.5 - 5