Εκτίμηση Συναρτήσεων Σεισμικών Απωλειών για Τυπικά Μεταλλικά Κτίρια Γραφείων - Παπαδόπουλος, Αθανάσιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών, 2014)
Σήμερα, ο αντισεισμικός σχεδιασμός εστιάζει όλο και περισσότερο στην διατήρηση της λειτουργικότητας και στον καθορισμό ενός αποδεκτού επιπέδου ζημιών, εισάγοντας την έννοια της επιτελεστικότητας. Μεγάλης σημασίας στην προσέγγιση αυτή αποτελεί το ζήτημα της ποσοτικοποίησης της σεισμικής απόδοσης, με τις οικονομικές απώλειες να ξεχωρίζουν ως μέγεθος ιδιαίτερα χρήσιμο για την λήψη αποφάσεων διαχείρισης σεισμικού κινδύνου. Διάφορες μέθοδοι αποτίμησης οικονομικών απωλειών σε επίπεδο κτιρίου αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια, με μεγάλο μειονέκτημα, ωστόσο, την περιπλοκότητα τους και τον μεγάλο όγκο των απαιτούμενων υπολογισμών. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, γίνεται μια προσπάθεια απλοποίησης του υπολογισμού των σεισμικών απωλειών μέσω της ανάπτυξης συναρτήσεων σεισμικών απωλειών λόγω επισκευής για τυπικά μεταλλικά κτίρια γραφείων. Για τον σκοπό αυτό, έγινε συλλογή εμπειρικών και σταστιστικών δεδομένων σχετικά με τα δομικά και μη-δομικά στοιχεία και περιεχόμενα τέτοιων κτιρίων. Συγκεκριμένα, έγινε απογραφή περιεχομένων από τέσσερα κτιρία του Ε.Μ.Π. και συλλέχθηκαν πληροφορίες από έμπειρους ερευνητές για την κατανομή των δομικών στοιχείων σε τυπικά μεταλλικά κτίρια. Δεδομένα για τα μη-δομικά στοιχεία αντλήθηκαν από τα κατασκευαστικά σχέδια των κτιρίων του Ε.Μ.Π., από τεχνικά γραφεία και από τις οδηγίες του FEMA P-58. Η εκτίμηση των συναρτήσεων σεισμικών απωλειών βασίστηκε στο FEMA P-58 που χρησιμοποιεί μια πιθανοτική προσέγγιση για την εκτίμηση βλάβης και τον υπολογισμό των αντίστοιχων απωλειών. Όλα τα στοιχεία των κτιρίων αντιστοιχίστηκαν με αυτά της βάσης δεδομένων του FEMA P-58 και λήφθηκαν οι αντίστοιχες πληροφορίες τρωτότητας και κόστους επισκευής. Συναρτήσεις σεισμικών απωλειών υπολογίστηκαν ακολούθως για κάθε ομάδα στοιχείων, μέσω προσομοιώσεων Monte Carlo. Συγκεκριμένα, διαμορφώθηκαν συναρτήσεις για περιεχόμενα, δομικά και μη-δομικά στοιχεία μεταλλικών κτιρίων γραφείων μικρού/μέσου ύψους και έγινε διαφοροποίηση ανάλογα με το δομικό σύστημα (κεντρικοί σύνδεσμοι Χ ή Λ και πλαίσια ροπών), την επιφάνεια του κτιρίου, το κρίσιμο μέτρο απόκρισης των στοιχείων (μέγιστη επιτάχυνση ορόφου ή ανηγμένη σχετική μετακίνηση ορόφου) και την οικονομική αξία των περιεχομένων (χαμηλή, μέση, υψηλή). Οι συναρτήσεις αυτές κανονικοποιήθηκαν για 100 m2 επιφάνειας και η ανεξάρτητη μεταβλητή τους είναι το κατάλληλο μέτρο απόκρισης του αντίστοιχου ορόφου. Τέλος, έγινε εφαρμογή σε ένα τετραώροφο μεταλλικό κτίριο και υπολογίστηκε το μέσο κόστος επισκευής με τη χρήση των συναρτήσεων απωλειών που εξήχθησαν προηγουμένως. Επιπλέον, το μέσο κόστος υπολογίστηκε και με την μεθοδολογία του FEMA P-58 για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων της απλούστερης μεθόδου.