Naslov Proračun zgrada od armiranobetonskih okvira sa zidanim ispunom sukladno očekivanom potresnom odzivu
Naslov (engleski) Performance based seismic design of masonry infilled frames
Autor Tanja Kalman Šipoš
Mentor Vladimir Sigmund (mentor)
Član povjerenstva Ivica Guljaš (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Ivica Kožar (član povjerenstva)
Član povjerenstva Vladimir Sigmund (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Građevinski i arhitektonski fakultet Osijek Osijek
Datum i država obrane 2013-08-30, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana TEHNIČKE ZNANOSTI Građevinarstvo Nosive konstrukcije
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 624/625 - Građevinarstvo. Građevinsko inženjerstvo i tehnika. Građevinska tehnika kopnenog prometa (ceste, željeznice)
Sažetak Armiranobetonski okviri sa zidanim ispunom predstavljaju kompozitne konstrukcije, dominante u području niskih i srednje visokih građevina, koje svoju konstruktivnu funkciju postižu ugradnjom zidanog ispuna nakon očvršćivanja betona okvira. Zbog nehomogenosti komponenata i kompozitnog djelovanja sustava ponašanje takvih konstrukcija tijekom djelovanja potresa je teško numerički iskazati, što najčešće vodi ka zanemarivanju utjecaja ispuna pri projektiranju u inženjerskoj praksi mada je njegovo pozitivno djelovanje uočeno tijekom proteklih potresa. Iskustva iz dosadašnjih potresa su pokazala oprečne spoznaje o utjecaju ispuna. Pri kontinuiranoj i jednolikoj raspodjeli ispun će povećati krutost i čvrstoću i reducirati moguća oštećenja okvirne konstrukcije. Nasuprot tomu nepovoljni utjecaji nejednolike raspodjele ispuna u ravninskoj ili prostornoj konstrukciji mogu izazvati lokalne, ali i globalne plastične deformacije okvira koje mogu rezultirati rušenjem konstrukcije. Neki suvremeni propisi navode da je potrebno uključiti utjecaj ispuna pri proračunu bez uporabljive preporuke o modelu, dok s druge strane pojedini propisi u potpunosti zanemaruju zidani ispun kao nekonstruktivni dio sustava. Smjernice koje daje Eurokod 8 najčešće prihvaćaju doprinos samo nepovoljnog, zanemarujući pozitivni doprinos utjecaja ispuna. Iako je u svijetu proveden veliki broj eksperimentalnih ispitivanja armiranobetonskih okvira sa zidanim ispunom s generalnim zaključkom povećanja krutosti, čvrstoće i disipacije energije u odnosu na prazni okvir, nije izvršena karakterizacija parametara utjecaja na fenomen ponašanja koja bi u realnim aspektima omogućila pravilnu kalibraciju matematičkih modela uz potvrdu njihove korelacije i sukladnosti. S obzirom na neophodnost sistematizacije podataka i povezivanje seizmičkog ponašanja sa materijalnim i geometrijskim karakteristikama komponenata okvira s ispunom, oformljena je EDIF eksperimentalna baza podatka koja obuhvaća jednokatne jednorasponske armiranobetonske okvire s nearmiranim zidanim ispunom. Obrada podataka skaliranih na mjerila prototipnih konstrukcija eksperimenata izvršena je primjenom neuralnih mreža. Provedena je evaluacija različitih numeričkih modela i uz kalibraciju na osnovu rezultata iz EDIF eksperimentalne baze odabran je najbolji numerički model za jednokatnu jednorasponsku konstrukciju. Provjera na realnim modelima konstrukcija, na osnovu eksperimentalnih rezultata iz nekoliko europskih projekata, dokazala je prikladnost i uporabljivost numeričkog modela koji je osnova za parametarsku analizu sukladno prihvatljivom potresnom odzivu zgrada koje se sastoje od okvira s ispunom. Definirane modelne zgrade obuhvaćaju setove s obzirom na katnost, varijabilne materijalne i geometrijske karakteristike okvira i zidanog ispuna, omjer površine sustava i kata i potresno opterećenje. Za parametarsku studiju modelnih zgrada sukladno očekivanom potresnom odzivu primjenjena je inkrementalna dinamička analiza s ciljem dobivanja krivulja oštetljivosti i diskretne vjerojatnosti za svako promatrano područje ponašanja i korelacije između očekivanog nivoa potresne pobude i odgovora konstrukcije sa projektnim parametrima za promatrani tip konstrukcije. Realizacija rada rezultirala je metodologijama primjenjivim u inženjerskoj praksi u postupku proračuna i analize seizmičkog odgovora za optimalno projektiranje novih zgrada i procjenu ponašanja postojećih zgrada od armiranobetonskih okvira s zidanim ispunima u potresnim područjima.
Sažetak (engleski) Reinforced concrete frames with masonry infills are composite structures, dominant in the low and medium high buildings, which achieve its constructive function with infilling concrete frame with masonry wall. Because of the inhomogeneity of components of this composite systems, behavior during earthquake activity is difficult to predict, which often leads with neglecting infill influence in the design of enginnering practice, although its positive effect was observed during the last earthquakes. Experiences from past earthquakes have shown conflicting findings about the influence of infills on buildings responses. With continuous and uniform distribution, infill will increase the strength and stifnness and reduce possible damage of the frame structure. However, uneven distribution of infills in planar or spatial structure can cause both local and global plastic deformation that can result in colaps of part or colaps of entire structure. Some modern regulations state that it is necessary to include infills in design proces with no usable recommendations on the model, but on the other hand certain national codes completely ignore masonry infills defined them as nonstructural part with no influence on the system. Guidance provided by Eurocode 8 commonly accepted only unfavorable contributions of masonry infill, ignoring the positive ones. Despite a big number of experimental tests of reinforced concrete frame with brick infill, with general conclusion of increasing stiffness, strength and energy dissipation compared to bare frames, there is no characterization of parameters with infuence on the phenomenon of behavior that can in real aspects allow proper calibration of mathematical models with the confirmation correlation and compliance. Given the necessity of systematization of experimental data and achieving the relationship between the seismic behavior and material and geometric properties of components of the infilled frames, was formed EDIF experimental database was conducted. EDIF database includes one story one bay reinforced concrete frames with non reinforced masonry infills. Processing ot the data scaled to prototype scale experimental tests was performed using neural networks. An evaluation and calibration of different numerical models of infilled frames, based on the results from the EDIF experimental base, resulted in the best numerical nonlinear model for one story one bay infilled frame structure. Analysis on real models of structures based on experimental results from a number of European projects has proven the suitability and usability of the numerical model that is the base for parametric study in accordance with the expected earthquake response of buildings consisting of a frame with infill. Defined model building sets include different number of storeys, material and geometrical characteristics of the frame and masonry infill, the ratio of inffiled frames area to floor area and different earthquake loads according to the PGA values.Incremental dynamic analysis in accordance with the expected earthquake response was applied in order to obtain the vulnerability curves and discrete probabilities for each observed level of damage and the correlation between the expected level of seismic excitation and response structures with design parameters for a given type of construction. Realization of disertation in applicative methodology for engineering practice in the process of optimal design and analysis of seismic response of new buildings and evaluation of the behavior of existing buildings of reinforced concrete frames with masonry infills in earthquakeprone areas.
Ključne riječi
armiranobetonski okviri s zidanim ispunom
EDIF eksperimentalna baza
nelinearni numerički model
neuralne mreže
IDA analiza
krivulje oštetljivosti
projektiranje sukladno očekivanom odzivu
Ključne riječi (engleski)
reinforced concrete frames with masonry infill
EDIF experimental database
nonlinear numerical model
neural networks
IDA analysis
vulnerability curves
performance based seismic design
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:133:842345
Studijski program Naziv: Građevinarstvo Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: doktorski studij Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje tehničkih znanosti, polje građevinarstvo
Vrsta resursa Tekst
Opseg XXX, 324 str. : graf. i tabelarni prikazi : ilustr. (u bojama) ; 30 cm
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Repozitorij Repozitorij GrAFOS
Datum i vrijeme pohrane 2016-04-06 16:15:22