Large-scale seismic risk assessment integrating nonlinear soil behavior and soil–structure interaction effects

2021 ◽  
Author(s):  
Christos Petridis ◽  
Dimitris Pitilakis
Keyword(s):  
Risk Assessment ◽  
Seismic Risk ◽  
Soil Structure ◽  
Large Scale ◽  
Interaction Effects ◽  
Soil Structure Interaction ◽  
Soil Behavior ◽  
Seismic Risk Assessment ◽  
Structure Interaction ◽  
Nonlinear Soil Behavior

scholarly journals Seismic risk assessment of bridges considering soil-structure interaction by means of a frequency - and intensity - dependent order reduction

2018 ◽  
Author(s):  
Νικόλαος Λεσγίδης
Keyword(s):  
Risk Assessment ◽  
Seismic Risk ◽  
Soil Structure ◽  
Order Reduction ◽  
Soil Structure Interaction ◽  
Seismic Risk Assessment ◽  
Structure Interaction

Όπως έχει παρατηρηθεί και στο παρελθόν η αλληλεπίδραση του εδάφους με την ανωδομή μιας κατασκευής γεφυροποιΐας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόκριση της κατά την διάρκεια μιας σεισμικής διέγερσης. Έτσι στην πλειοψηφία των περιπτώσεων κρίνεται απαραίτητη η ορθή και λεπτομερής προσομοίωση του φαινομένου αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής τόσο κατά την διάρκεια του σχεδιασμού οσο και στην διαδικασία αποτίμησης σεισμικής επικινδυνότητας των κατασκευών γεφυροποιΐας. Διάφορες μεθοδολογίες μείωσης τάξης προσομοιώματος έχουν προταθεί με σκοπό την ελαχιστοποίηση του υπολογιστικού κόστους της προσομοίωσης της αλληλεπίδρασης εδάφους - κατασκευής. Ωστόσο οι προαναφερόμενες μεθοδολογίες αδυνατούν να διατηρήσουν το σύνολο των απαραίτητων ιδιοτήτων του ανελαστικού δυναμικού συστήματος με το πέρας της διαδικασίας μείωσης τάξης. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύσσεται μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία μείωσης ανελαστικών δυναμικών συστημάτων αλληλεπίδρασης εδάφους – κατασκευής γεφυροποιΐας η οποία εξαλείφει τους προαναφερόμενους περιορισμούς. Τέλος πραγματοποιείται η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου και ενοποιημένου λογισμικού το οποίο εκτελεί αυτοματοποιημένα την αποτίμηση σεισμικής επικινδυνότητας κατασκευών γεφυροποιΐας με την χρήση της προτεινόμενης μεθοδολογίας μείωσης τάξης προσομοιώματος.

Seismic risk assessment of reinforced concrete buildings including nonlinear soil structure interaction and site amplification effects

2021 ◽  
Author(s):  
Χρήστος Πετρίδης
Keyword(s):  
Risk Assessment ◽  
Reinforced Concrete ◽  
Seismic Risk ◽  
Soil Structure ◽  
Site Amplification ◽  
Soil Structure Interaction ◽  
Reinforced Concrete Buildings ◽  
Seismic Risk Assessment ◽  
Structure Interaction ◽  
Fixed Base

Στην παρούσα διατριβή, διερευνάται η επιρροή της αλληλεπίδρασης εδάφους-ανωδομής (ΔΑΕΘΑ-SSI) και της μη γραμμικής συμπεριφοράς του εδάφους στη σεισμική τρωτότητα των κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα (ΟΣ-RC), που εδράζονται σε επιφανειακή θεμελίωση. Συγκεκριμένα, η διατριβή προτείνει μια μεθοδολογία για να επεξηγήσει, ως προς την επιρροή τους, την ενίσχυση της ισχυρής εδαφικής κίνησης, τη μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους και την αλληλεπίδραση εδάφους-θεμελίωσης-ανωδομής στην εκτίμηση των καμπυλών τρωτότητας κτιρίων. Οι καμπύλες τρωτότητας προκύπτουν χρησιμοποιώντας μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις για συνήθεις τυπολογίες κτιρίων και προφίλ εδάφους. Αποδεικνύεται ότι η μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους και η αλληλεπίδραση της ανωδομής και του εδάφους, κατά τη διάρκεια ισχυρών σεισμικών διεγέρσεων, επηρεάζουν την τρωτότητα του δομικού φορέα. Ειδικότερα, η επίδραση του SSI στις καμπύλες τρωτότητας προκύπτει σημαντική, όπως αναμενόταν, κυρίως για συνθήκες μαλακού εδάφους και ποικίλλει ανάλογα με τη διαμόρφωση και τη γεωμετρία του συστήματος εδάφους-θεμελίωσης-ανωδομής. Η όλη διαδικασία κωδικοποιείται σε αυτόνομο λογισμικό, το οποίο εκτελείται σε γλώσσα Python και TCL, χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα πεπερασμένων στοιχείων OpenSees.Η μετεπεξεργασία των αποτελεσμάτων παράγει ένα σύνολο «τροποποιητικών συντελεστών τρωτότητας» (FM), οι οποίοι επιτρέπουν στους μηχανικούς να λαμβάνουν υπόψη τις επιπτώσεις που σχετίζονται με το έδαφος ή/και το SSI σε εκτιμήσεις διακινδύνευσης, ιδίως σε μεγάλης κλίμακας εφαρμογές (π.χ. σε επίπεδο πόλης). Οι FM παρέχονται σε μορφή πίνακα και εξίσωσης. Επί της ουσίας, χρησιμοποιώντας τους FM, οι μηχανικοί μπορούν να λάβουν υπόψη τη μη γραμμική συμπεριφορά/ενίσχυση του εδάφους ή/και το SSI στην εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας, τροποποιώντας τις υπάρχουσες και διαθέσιμες καμπύλες τρωτότητας της βιβλιογραφίας, οι οποίες έχουν υπολογιστεί για κατασκευές με θεώρηση πακτωμένης βάσης (fixed-base).Στο πλαίσιο της διατριβής αναπτύχθηκε, εξετάστηκε και επαληθεύτηκε η αποτελεσματικότητα ενός ευρέος συνόλου FM που τροποποιεί καταλλήλως τις γενικευμένες καμπύλες τρωτότητας, οι οποίες επί του παρόντος συνήθως αναπτύσσονται για συνθήκες πακτωμένης βάσης κατασκευών, ώστε να συμπεριλάβει τη μη γραμμική συμπεριφορά του εδάφους ή/και του SSI στην εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας κατασκευών με έναν εύχρηστο τρόπο. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόζεται και επαληθεύεται επαρκώς σε ένα αντιπροσωπευτικό οικοδομικό τετράγωνο κτιρίων κατοικιών στη Θεσσαλονίκη. Η περιεκτική εφαρμογή και επικύρωση υπογραμμίζει την αποτελεσματικότητα των FM, ιδίως για την εκτίμηση κινδύνου σε επίπεδο πόλης και σε γενικώς μεγάλης κλίμακας εφαρμογές, που λαμβάνει υπόψη συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες και επιπτώσεις του SSI.

Fragility curve modifiers for reinforced concrete dual buildings, including nonlinear site effects and soil–structure interaction

2020 ◽  
Vol 36 (4) ◽  
pp. 1930-1951 ◽  
Author(s):  
Christos Petridis ◽  
Dimitris Pitilakis
Keyword(s):  
Reinforced Concrete ◽  
Soil Structure ◽  
Soft Soil ◽  
Soil Structure Interaction ◽  
Soil Profiles ◽  
Soil Behavior ◽  
Structure Interaction ◽  
Nonlinear Soil Behavior ◽  
Soil Foundation ◽  
Foundation Structure

We investigate the influence of soil–structure interaction (SSI) and nonlinear soil behavior on the seismic fragility of reinforced concrete (RC) dual (frame + shear wall) buildings resting on shallow foundations. This article includes a holistic methodology to account for nonlinear soil behavior and soil–foundation–structure interaction in a modular way. Using nonlinear dynamic analyses, we derive fragility curves for a wide set of building typologies and soil profiles, showing that soil behavior during strong shaking significantly affects the vulnerability of the soil–foundation–structure system. The influence of SSI is pronounced mostly for soft soil profiles, varying in a building-specific way. Post-processing of our results evolves into a set of fragility modifiers that enable risk analysts to massively account for soil-related and/or SSI effects in large-scale risk assessments.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document