Ponašanje građevinskih konstrukcija pod dejstvom zemljotresa

UNIVERZITET U BIHAĆU

TEHNIČKI FAKULTET

BIHAĆ

ZAVRŠNI DIPLOMSKI RAD

PONAŠANJE GRAĐEVINSKIH KONSTRUKCIJA POD EJSTVOM

 ZEMLJOTRESA

Čović Armin

Bihać, mart 2015.

1

Popis slika:

Slika 2.1.

Pomjeranje tektonskih ploča-tačke dodira (sudaranja, smicanja, podvlačenja) 

su izvorišta seizmičke energije

Slika 2.2. Srušena zgrada usljed izrazito male krutosti elemenata za poprečno ukrućenje 

(Luzon, Filipini 1990.)

Slika 2.3. Zgrada sa fleksibilnim prizemljem ( Izmit, Turska 1999.)

Slika 2.4. Zgrada s mekanom srednjom etažom ( hotel Slavija, Crna Gora 1979)

Slika 2.5. Prikaz nesimetrične zgrade (Izmit, Turska)

Slika 2.6. Izgled ispalog zida od opeke (Sjeverna Italija, 2012.)

Slika 2.7. Prikaz sudara dvije susjedne zgrade,(Konya, Turska)

Slika 2.8. Prikaz pada  glavnog nosača usljed nedovoljne dužine oslanjanja 

Slika 3.1. Faze stvaranja torzije na jednom objektu sa nesimetričnom konstrukcijom

a) Djelovanje inercijalne sile i suprotstavljanje sile otpora

b) Ne poklapanje(ne podudaranje) ove dvije sile (tačke djelovanja) stvara 

torziju (uvrtanje)

c)Deformisani objekat kao posljedica djelovanja torzije

Slika 3.2. Centar mase se može premjestiti zavisno od raspodjele opterećenja na

spratu

Slika 3.3. Primjer razarajućeg efekta torzije[1]

Slika 3.4. Tlocrt jedne nesimetrične zgrade

Slika 4.1. Dinamički modeli sistema sa jednim stepenom slobode

Slika 4.2. Dinamički modeli sistema sa više stepeni slobode

Slika 4.3: Prikaz veze između potresanog dejstv,nosivosti i duktilnosti konstrukcije

Slika 4.4: Mehanizmi otkazivanja n-tero spratnog okvira

Slika 4.5: Model za proračun ekvivalentnom statičkom metodom

Slika 4.7: Konstrukcija građevine tipa "izvan kategorije"

3

SADRŽAJ 

1.  UVOD .........................................................................................................................5

2. PRINCIPI PROJEKTOVANJA GRAĐEVINSKIH KONSTRUKCIJA 

    IZLOŽENIH POTRESU...............................................................................................6

2.1 Pojam potresa i oštećenja građevina usljed potresa..................................................6

2.2 Osnovni principi projektovanja................................................................................11

2.3. Kriteriji za pravilnost konstrukcije u osnovi zgrade................................................14

3. TORZIONO DEJSTVO ZGRADA OD DEJSTVA POTRESA................................16

3.1. Položaj centra krutosti.............................................................................................20

3.2. Raspodjela poprečne sile.........................................................................................21

4. DINAMIČKA ANALIZA..........................................................................................25

4.1 Osnovno o metodama proračuna i njihova usporedba.............................................33

4.2.

Metoda ekvivalentnog statičkog opterećenja......................................................34

4.3. Ekvivalentna seizmička sila.....................................................................................35

4.4. Proračun osnovnog perioda (frekvencije) oscilovanja............................................36

4.5. Grube procjene........................................................................................................36

4.6. Proračun metodom Rayleigh-a na zamjenjujućem štapu........................................38

4.7. Proračun na zamjenjujućem štapu uz popustljivost tla...........................................39

4.8. Proračun vlastitih perioda oscilovanja tačnijim postupcima..................................39

4.9. Raspodjela ekvivalentne (zamjenjujuće) sile po visini zgrade................................40

4.10. Primjer dinamičke analize konstrukcije.................................................................41

5. ZAKLJUČAK ............................................................................................................48

6. LITERATURA...........................................................................................................49

4

Sažetak:

Ovaj   rad   sažeti   je   prikaz   postupka   seizmičke   izolacije   građevinskih   konstrukcija, 

argumentiran kratkim prikazom provedenih seizmičkih analiza. Osim osnova na kojima 

se zaštita zasniva prikazan je i kratki dio numeričkog postupka provedenog na primjeru 

zgrade. Zaštita građevina od potresa može se zasnivati na unaprijed osiguranoj kontroli 

ponašanja građevine za vrijeme dinamičkog djelovanja kakvo je potres. U aseizmičkom 

projektovanju   međutim   zbog   specifične   prirode   zemljotresnog   inženjerstva   tretman 

konstrukcije i pouzdanost njenog ponašanja pri dejstvu zemljotresa nameće se ne više 

kao rutinska nego kao vodeća komponenta egzistencije projektnog rješenja u načelu, a 

time i projektnog procesa u cjelini.

Ključne riječi

: potres, seizmička analiza.

Abstract

:

 In this paper procedure of the seismic isolation of structures with appropriate seismic 

analyses are presented.

 In addition to the basis on which protection is based was a short 

part of the numerical procedure, the example of the building . Protecting buildings from 

earthquakes   can   be   based   on   pre-   secured   control   behavior   of   the   building   during 

dynamic activity as it is an earthquake . The aseismic design but due to the specific 

nature   of   the   treatment   earthquake   engineering   construction   and   reliability   of   its 

behavior in earthquake imposes no more than routine such as the existence of the 

leading component design solution , in principle , and thus the process of the project as 

a whole.

Key words

: earthquake, seismic analysis, 

6

2. PRINCIPI PROJEKTOVANJA GRAĐEVINSKIH KONSTRUKCIJA 

    IZLOŽENIH POTRESU

2.1 Pojam potresa i oštećenja građevina usljed potresa

Uzrok nastanka potresa se definiše teorijom (hipotezom) takozvanih ‘tektonskih ploča’. 

Osnovna ideja ove pretpostavke, je da je gornji sloj Zemlje-litosfera kompozit većeg 

broja   velikih   tektonskih   ploča,   odnosno   da   je   sastavljena   od   niza   većih   ili   manjih 

djelova litosfere. Smatra se da zemljinu koru čine deset velikih ploča debljine oko 80 

km. One se oslanjaju na drugi sloj, vanjski omotač Zemljinog jezgra, kojeg čine stijene 

u skoro istopljenom stanju. Ovo omogućava pločama da se kreću u pravcu jedne prema 

drugoj oko 50mm godišnje. Pomjeranjem ploča stvara se mehanizam za ‘proizvodnju’ 

većine   zemljotresa   (tektonski   zemljotresi)   u   svijetu.   Tako   se   zemljotresi   obično 

dešavaju na granicama tektonskih ploča pri njihovom pomjeranju jedna prema drugoj 

što je prikazano slikom 2.1. Tačke dodira ovih ploča (engl. - tectonic faults) su izvorišta 

zemljotresa.

Slika 2.1.

Pomjeranje tektonskih ploča-tačke dodira (sudaranja, smicanja, podvlačenja) 

su izvorišta seizmičke energije

Svi zemljotresi se ne mogu objasniti teorijom ‘tektonskih ploča’ jer su registrovani jaki 

zemljotresi i u unutrašnjosti pojedinih ploča (Kina,SAD.) Jedno od objašnjenja je da se 

ti zemljotresi javljaju kao posljedica pritisaka na granicama ploča [1].