Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Ponadnormatywne projektowanie sejsmiczne

29.10.2018

Norma ASCE 41 rozróżnia dwa typy akcji kontrolowane przez odkształcenie oraz kontrolowane przez siłę. Akcja kontrolowana przez odkształcenie jest powiązana z deformacją, która może przekroczyć granicę plastyczności bez krytycznej utraty nośności, akcja zaś kontrolowana przez siłę nie dopuszcza zachowania plastycznego [4]. Przykładem tej pierwszej może być np. obrót w przegubie plastycznym belki nadprożowej, co do którego zakłada się możliwość częściowego uplastycznienia. Akcja kontrolowana przez siłę to np. siła ścinająca w ścianie, która nie może przekraczać wartości nominalnej nośności ściany na ścinanie. Przyporządkowanie zachowań do konkretnych akcji, wraz z dopuszczalnymi wartościami granicznymi, zostało dokonane w normie ASCE 41 i stanowi podstawę oceny zgodności konstrukcji.

 

Rys. 2. Przykładowy wykres przyspieszeń dla trzęsienia Coalinga-01 w kierunku wschód - zachód

 

Kompleks Haeundae Resort - opis projektu

Haeundae Resort to kompleks trzech wież (LCT Landmark Tower o wysokości 412 m oraz dwie identyczne Residential Tower A i B po 339 m każda) przy plaży Haeundae w mieście Busan. Projekt architektury został wykonany przez koreańską firmę Samoo Architects & Engineers we współpracy z Skidmore, Owings & Merrill LLP za konstrukcję odpowiadał Dong Yang Structural Engineers, a generalnym wykonawcą jest POSCO E&C (zakończenie budowy planowane w 2020 r.) [1]. Wszystkie budynki zostały zaprojektowane jako żelbetowe. System konstrukcyjny, poza żelbetowym trzonem, składa się z trzech poziomów ścian obwodowych (belt walls) oraz dwóch poziomów wsporników (outriggers) zwiększających jego odporność na oddziaływania poziome. Dodatkowo w LCT Landmark Tower zastosowano masywne słupy rozmieszczone na obwodzie budynku. Ze względu na znaczną wysokość budynków zasadniczym czynnikiem dla projektowania na obciążenie poziome był wiatr. Dodatkowo Busan leży w strefie aktywnej sejsmicznie i to obciążenie również było uwzględniane w obliczeniach.

 

Rys. 3. Nieliniowy wykres naprężenie - odkształcenie dla betonu C30

 

Analiza sejsmiczna

Do analizy zastosowano metodę Performance Based Design. W zależności od skomplikowania projektu analiza może być statyczna (np. metodą równoważnej siły poziomej) lub dynamiczna (typu time-history), z uwzględnieniem lub bez uwzględnienia nieliniowości materiału.

W opisywanym przypadku, ze względu na bardzo dużą wysokość budynku, zdecydowano się na najbardziej złożoną nieliniową analizę dynamiczną.

Jako wymuszenie sejsmiczne zadano siedem par fal sejsmicznych (w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach) - tab., rys. 2. Fale sejsmiczne pochodziły z zapisów sejsmografów przeprowadzonych podczas historycznych trzęsień ziemi, a następnie zostały skalibrowane (prędkość i długość fali) z uwzględnieniem charakterystyki podłoża w badanej lokalizacji. Wykorzystanie aż siedmiu par pozwala na uśrednienie uzyskanych wyników, które w przypadku analizy nieliniowej są bardzo czułe na niewielkie nawet zmiany w zadanym obciążeniu [7].

Nieliniowość w modelu została uwzględniona zarówno na poziomie materiałów, jak i na poziomie elementów. W przypadku betonu posłużono się nieliniowym modelem Kenta i Parke’a [5] (rys. 3). Parametry modelu nieliniowego dla stali ustalane są na podstawie wartości podanych w normie ASCE 41 (jako mnożniki do wartości wytrzymałości na rozciąganie oraz określone wartości odkształceń).

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube