ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΩΡΟΤΑΞΙΑΣ ΚΑΙ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΛΕΤΩΝ ΕΡΓΩΝ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΦΥΡΩΝ ΜΕ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΜΟΝΩΣΗ Ιούνιος 2007M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOCΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. 2.3. 4.5.6.7.Σελ. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΠΕΔΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ………………….…….…………... 1 ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΣΥΜΒΟΛΑ ……………………………………………………….. 2 2.1 Ορισμοί…………………………….....………………………….…………… 2 2.2 Σύμβολα………………………………………………………….…………… 4 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΣΥΜΜΟΡΦΩΣΗΣ………………….. 6 ΣΕΙΜΙΚΗ ΔΡΑΣΗ………………………………………………………….……… 7 4.1 Φάσματα σχεδιασμού…………………….……………...………….…………7 4.2 Σεισμικές χρονοϊστορίες ...............................................……………………8 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ……………......…….………. 9 5.1 Γενικά………………………………………………………….……………….. 9 5.2 Ιδιότητες του συστήματος μόνωσης……………………………….……….. 10 5.2.1 Δυσκαμψία στην κατακόρυφη διεύθυνση…………......…….………...... 10 5.2.2 Ιδιότητες σε οριζόντιες διευθύνσεις......……………….…........…........... 11 5.2.3 Μεταβλητότητα παραμέτρων σχεδιασμού των μονωτήρων ........…..... 16 5.3 Πεδίο εφαρμογής των μεθόδων ανάλυσης………….……...................…. 17 5.4 Μέθοδος ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος .….……………….......... 18 5.5 Μέθοδος φασματικής απόκρισης……………….….………………………. 22 5.6 Ανάλυση χρονοϊστορίας …………………………………………………...... 23 5.7 Επίδραση κατακόρυφης συνιστώσας ……………………………….......... 24 ΕΛΕΓΧΟΙ………………………………………………………………….........…. 24 6.1 Σεισμικός συνδυασμός δράσεων σχεδιασμού…………………………..... 24 6.2 Σύστημα σεισμικής μόνωσης……………….….……………………….…… 24 6.2.1 Γενικά 24 6.2.2 Ελαστομεταλλικά εφέδρανα 25 6.2.3 Εφέδρανα ολίσθησης 28 6.3 Υποδομή και ανωδομή …………………………………......................… 28 ΕΙΔΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΩΣΗΣ ...…..……………..... 30 7.1 Ικανότητα οριζόντιας επαναφοράς……………….….…………………….... 30 7.2 Περιορισμοί οριζόντιας μετακίνησης στην διεπιφάνεια μόνωσης……...... 32 7.3 Επιθεώρηση και συντήρηση……………….….……………………….......... 33ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α………………………………………………………….……………… 34 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΜΟΝΩΤΗΡΩΝ A.1 A.2 A.3 A.4.Αντικείμενο και πεδίο εφαρμογής……………….….……....…….... Δοκιμές Προτύπων………………………………………………..…. Λοιπές Δοκιμές……………….….………………………….............. Μεταβλητότητα των ιδιοτήτων των μονωτήρων………….…..……34 34 38 39M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC1.ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΠΕΔΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ(1) Οι παρούσες οδηγίες αφορούν την μελέτη γεφυρών με ειδικό σύστημα σεισμικής μόνωσης, με το οποίο επιτυγχάνεται μείωση ή βελτίωση της σεισμικής απόκρισης που οφείλεται στις οριζόντιες σεισμικές δράσεις. Οι μονάδες οι οποίες συνθέτουν το σύστημα σεισμικής μόνωσης, διατάσσονται στην διεπιφάνεια σεισμικής μόνωσης της γέφυρας. Κατά κανόνα, η διεπιφάνεια σεισμικής μόνωσης βρίσκεται κάτω από το φορέα και πάνω από τις κεφαλές των ακροβάθρων / μεσοβάθρων της γέφυρας. (2) Η μείωση της απόκρισης επιτυγχάνεται με τους ακόλουθους τρόπους: • με επιμήκυνση της θεμελιώδους ιδιοπεριόδου της κατασκευής (επίδραση της μετάθεσης της περιόδου στο φάσμα σχεδιασμού), με την οποία επιτυγχάνεται μείωση των σεισμικών δυνάμεων, αλλά με αύξηση των μετακινήσεων • με αύξηση της ικανότητας απόσβεσης, με την οποία επιτυγχάνεται μείωση των σεισμικών μετακινήσεων και ενδεχομένως των δυνάμεων • με συνδυασμό (κατά προτίμηση) των επιδράσεων και των δύο παραπάνω παραγόντων Σημείωση: Οι επισημάνσεις που ακολουθούν δίνονται υπό μορφήν γενικών κατευθύνσεων που αφορούν στην σκοπιμότητα επιλογής λύσης σεισμικής μόνωσης για μία γέφυρα: α. Οσον μεγαλύτερη είναι η περίοδος Τ2 του φάσματος απόκρισης (π.χ. για κατηγορία εδάφους Δ), τόσον μικρότερη είναι η μείωση της σεισμικής απόκρισης που επιτυγχάνεται από σεισμική μόνωση, μέσω της επιμήκυνσης της θεμελιώδους περιόδου της γέφυρας, και επομένως τόσον λιγότερο αποδοτική είναι μια λύση σεισμικής μόνωσης. β. Ανάλογα μειωμένη είναι η επίδραση του ίδιου παράγοντα, όταν η ιδιοπερίοδος λύσης μη σεισμικά μονωμένης γέφυρας είναι ήδη μεγάλη. δηλαδή βρίσκεται ήδη μακριά από την περιοχή των υψηλών επιταχύνσεων του φάσματος, π.χ. σε γέφυρες με υψηλά ή εύκαμπτα βάθρα. Στην περίπτωση αυτή μείωση της σεισμικής απόκρισης μπορεί να επιτευχθεί με αύξηση της απόσβεσης, μέσω αποσβεστήρων. Η μελέτη ενός τέτοιου συστήματος θα πρέπει να βασίζεται στις αρχές που διέπουν τις παρούσες οδηγίες. γ. Αντίθετα προσφέρεται ιδιαίτερα λύση σεισμικής μόνωσης σε περιπτώσεις γεφυρών σε περιοχές με υψηλή σεισμική δράση, όταν τα βάθρα που αναλαμβάνουν τις σεισμικές δυνάμεις είτε είναι πολύ δύσκαμπτα είτε παρουσιάζουν έντονες διαφορές δυσκαμψίας, με αποτέλεσμα η γέφυρα χωρίς μόνωση να έχει μη-κανονική συμπεριφορά. δ. Η σεισμική μόνωση δεν μπορεί να αντιμετωπίσει αυτοτελώς τις πρωτογενείς συνέπειες ρευστοποίησης του εδάφους θεμελίωσης.M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC2 2.ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΣΥΜΒΟΛΑ2.1ΟρισμοίΣύστημα σεισμικής μόνωσης είναι το σύνολο των στοιχείων που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη της σεισμικής μόνωσης του έργου. Τα στοιχεία αυτά διατάσσονται στην διεπιφάνεια σεισμικής μόνωσης του έργου. Μονωτήρες: είναι τα επιμέρους στοιχεία που συνθέτουν το σύστημα σεισμικής μόνωσης. Κάθε μονωτήρας παρέχει είτε μία είτε συνδυασμό των παρακάτω λειτουργιών: • Ανάληψη κατακόρυφων φορτίων σε συνδυασμό με μειωμένη δυσκαμψία στο οριζόντιο επίπεδο και υψηλή δυσκαμψία στην κατακόρυφη διεύθυνση • Απόδοση ενέργειας (απόσβεση) μορφής ιξώδους, υστερητικής ή τριβής • Επαρκή ικανότητα επαναφοράς της γέφυρας στην πριν τον σεισμό θέση της (επανακέντρωση) • Περιορισμό της οριζόντιας μετακίνησης του δομήματος (επαρκή ελαστική δυσκαμψία) υπό οριζόντιες, μη-σεισμικές δράσεις λειτουργίας Δυσκαμψία μονωτήρα ή άλλου στοιχείου: στο κείμενο αυτό σημαίνει την αντίσταση ανά μονάδα μετακίνησης στην διεύθυνση παραμόρφωσης του μονωτήρα (π.χ. δυστμησία για διατμητική παραμόρφωση ή δυστένεια για αξονική παραμόρφωση). Ανάλογα ισχύουν για τον όρο ευκαμψία. Υποδομή: είναι το τμήμα της γέφυρας που βρίσκεται κάτω από την διεπιφάνεια μόνωσης. Πρόκειται συνήθως για τα μεσόβαθρα και ακρόβαθρα. Η ευκαμψία των υποδομών στο οριζόντιο επίπεδο πρέπει κατά κανόνα να λαμβάνεται υπόψη στον σχεδιασμό. Ανωδομή: είναι το τμήμα της κατασκευής που βρίσκεται πάνω από την διεπιφάνεια μόνωσης. Στις γέφυρες αυτό το τμήμα είναι συνήθως ο φορέας της γέφυρας. Κέντρο δυσκαμψίας: είναι το κέντρο δυσκαμψίας c στο πάνω μέρος της διεπιφάνειας σεισμικής μόνωσης που προσδιορίζεται με την παραδοχή στερεής ανωδομής αλλά λαμβάνοντας υπόψη την πραγματική δυσκαμψία των μονωτήρων και της υποδομής. Μετακίνηση σχεδιασμού (dcd) του συστήματος σεισμικής μόνωσης κατά μια κύρια διεύθυνση είναι η μέγιστη οριζόντια μετακίνηση του κέντρου δυσκαμψίας c υπό την σεισμική δράση σχεδιασμού. Μετακίνηση (dbi) ενός μονωτήρα i είναι η σχετική μετακίνηση της ανωδομής ως προς την υποδομή στην θέση του μονωτήρα. M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC3Μετακίνηση σχεδιασμού (dbi,d) ενός μονωτήρα i είναι η μετακίνηση του μονωτήρα που αντιστοιχεί στην σεισμική μετακίνηση σχεδιασμού (ddc) κατά την εξεταζόμενη διεύθυνση. Αυξημένη μετακίνηση σχεδιασμού (dbi,a) ενός μονωτήρα i είναι η μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα (ddb,i) πολλαπλασιασμένη επί τον συντελεστή μεγέθυνσης γIS της 6.2. Συνολική μέγιστη μετακίνηση ενός μονωτήρα είναι η αυξημένη μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα (dbi,a) προσαυξημένη κατά την σχετική μετακίνηση του, που οφείλεται στις μόνιμες και οιονεί μόνιμες δράσεις σχεδιασμού Ενεργός δυσκαμψία του συνολικού συστήματος κατά μια κύρια διεύθυνση είναι ο λόγος της τιμής της συνολικής οριζόντιας δύναμης η οποία μεταφέρεται μέσω της διεπιφάνειας σεισμικής μόνωσης, κατά την μετακίνηση σχεδιασμού στην ίδια διεύθυνση, ως προς την απόλυτη τιμή της μετακίνησης σχεδιασμού. Ενεργός ιδιοπερίοδος: είναι η θεμελιώδης περίοδος, στην υπό εξέταση διεύθυνση, ενός μονοβάθμιου συστήματος ταλάντωσης, το οποίο έχει την μάζα της ανωδομής και δυσκαμψία ίση με την ενεργό δυσκαμψία του συνολικού συστήματος, όπως υπολογίζεται σύμφωνα με την παράγραφο 5.4. Ενεργός απόσβεση του συνολικού συστήματος είναι η τιμή της ιξώδους απόσβεσης, η οποία αντιστοιχεί στην ενέργεια που αποσβένεται τόσον από το σύστημα σεισμικής μόνωσης κατά την διάρκεια ανακυκλιζόμενης φόρτισης-στην μετακίνηση σχεδιασμού, όσον και από τον υπόλοιπο φορέα. Μη-γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας είναι μη-γραμμική δυναμική ανάλυση στην οποία η σεισμική διέγερση και η απόκριση της κατασκευής λαμβάνονται με μορφή χρονοϊστορίας. Συνήθως η διέγερση ορίζεται από επιταχυνσιογραφήματα. Συνήθη ελαστομεταλλικά εφέδρανα είναι ελαστομεταλλικά εφέδρανα χαμηλής απόσβεσης, σύμφωνα με το ΕΝ1337-3-2003. Τα εφέδρανα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς να έχουν υποστεί τις Δοκιμές Προτύπων του Παραρτήματος Α. Ειδικά ελαστομεταλλικά εφέδρανα είναι εφέδρανα που έχουν υποστεί επιτυχώς τις Δοκιμές Προτύπων του Παραρτήματος Α.M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC4 2.2 AgΣύμβολα εδαφικήεπιτάχυνσησχεδιασμούπουαντιστοιχείστηνκατηγορίασπουδαιότητας της γέφυρας Ag,475εδαφική επιτάχυνση σχεδιασμού που αντιστοιχεί στον σεισμό σχεδιασμού με περίοδο επαναφοράς 475 έτηΑb Ar db dbi dbddbi,d dbi,a dcd dcf did dm dn dp drm dy ex Ed ΕD ΕDi ΕΕ ΕΕ,Α Fmax Fnεπιφάνεια ελαστομεταλλικού εφεδράνου ενεργός επιφάνεια ελαστομεταλλικού εφεδράνου μετακίνηση μονωτήρα, δηλαδή σχετική μετακίνηση ανωδομής και υποδομής στην θέση του μονωτήρα μετακίνηση του μονωτήρα ι μετακίνηση σχεδιασμού ενός μονωτήρα, δηλαδή σχετική μετακίνηση που αντιστοιχεί στην μετακίνηση σχεδιασμού dcd του συστήματος σεισμικής μόνωσης μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα i αυξημένη μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα i μετακίνηση σχεδιασμού του συστήματος σεισμικής μόνωσης στην εξεταζόμενη διεύθυνση μετακίνηση σχεδιασμού του συστήματος σεισμικής μόνωσης όπως υπολογίζεται με την μέθοδο του ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος μετακίνηση της ανωδομής στην θέση του βάθρου i που αντιστοιχεί στην μετακίνηση σχεδιασμού dcd του συστήματος σεισμικής μόνωσης ικανότητα μετακίνησης του συστήματος σεισμικής μόνωσης στην εξεταζόμενη διεύθυνση ελάχιστη αρνητική μετακίνηση στην δοκιμή μέγιστη θετική μετακίνηση στην δοκιμή παραμένουσα μετακίνηση του συστήματος σεισμικής μόνωσης μετακίνηση διαρροής εκκεντρότητα στην διαμήκη διεύθυνση της γέφυρας ένταση σχεδιασμού του σεισμικού συνδυασμού δράσεων αποσβενόμενη ενέργεια μονωτήρα ανά κύκλο φόρτισης στην μετακίνηση σχεδιασμού dbd αποσβενόμενη ενέργεια από τον μονωτήρα i ανά κύκλο φόρτισης στην μετακίνηση σχεδιασμού dbi,d, σεισμικές δυνάμεις σχεδιασμού εσωτερικές σεισμικές δυνάμεις όπως προκύπτουν από την ανάλυση μέγιστη δύναμη, που αντιστοιχεί στην μετακίνηση σχεδιασμού ελάχιστη αρνητική δύναμη για μονωτήρες που παρουσιάζουν υστερητική συμπεριφορά και συμπεριφορά τριβής ή αρνητική δύναμη που αντιστοιχεί σε μετακίνηση dn για μονωτήρες που παρουσιάζουν ιξώδη-ελαστική συμπεριφοράFLy δύναμη διαρροής του μολύβδινου πυρήνα M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC5 Fpμέγιστη θετική δύναμη για μονωτήρες που παρουσιάζουν υστερητική συμπεριφορά και συμπεριφορά τριβής ή θετική δύναμη που αντιστοιχεί σε μετακίνηση dp για μονωτήρες που παρουσιάζουν ιξώδη-ελαστική συμπεριφορά δύναμη διαρροής υπό μονοτονική φόρτιση Fy Fo δύναμη σε μηδενική μετακίνηση Gb μέτρο διάτμησης ελαστομεταλλικού εφεδράνου τιμή του «φαινομένου συμβατικού μέτρου διάτμησης» ελαστομεταλλικού Gg εφεδράνου Ηi ύψος βάθρου i ελαστική δυσκαμψία του μονωτήρα υπό μονοτονική φόρτιση, ίση με την Ke δυσκαμψία αποφόρτισης υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση Κeff ενεργός δυσκαμψία του συνολικού συστήματος κατά την εξεταζόμενη κύρια οριζόντια διεύθυνση, για μετακίνηση ίση με τη μετακίνηση σχεδιασμού dcd Κeff,i ενεργός δυσκαμψία του μονωτήρα i κάτω από τις ίδιες συνθήκες Κbi ενεργός δυσκαμψία μονωτήρων στην κεφαλή του βάθρου i δυσκαμψία του μολύβδινου πυρήνα KL Kp μετελαστική (εφαπτομενική) δυσκαμψία του μονωτήρα μετά την διαρροή Κri δυσκαμψία στροφής της θεμελίωσης του βάθρου i δυσκαμψία ελαστομεταλλικού τμήματος του εφεδράνου KR Κsi δυσκαμψία μετακίνησης του κορμού του βάθρου i Κti δυσκαμψία σε οριζόντια μετάθεση της θεμελίωσης του βάθρου i σύνθετη ενεργός δυσκαμψία του βάθρου i και των μονωτήρων που Kxi βρίσκονται στην κεφαλή του, στην εγκάρσια διεύθυνση x Kyi σύνθετη ενεργός δυσκαμψία του βάθρου i και των μονωτήρων που βρίσκονται στην κεφαλή του, στην εγκάρσια διεύθυνση y L συνολικό μήκος του φορέα μεταξύ των αρμών αξονική δύναμη που μεταφέρεται από τον μονωτήρα NSd μόνιμο κατακόρυφο φορτίο μονωτήρα QG r ακτίνα αδράνειας της μάζας του φορέα ως προς τον κατακόρυφο άξονα που περνά από το κέντρο της μάζας του φορέα Rb ακτίνα σφαιρικής επιφάνειας ολίσθησης Rd • αντοχή σχεδιασμού της διατομής • sign( d b) πρόσημο του ανύσματος της ταχύτητας μετακίνησης d b συνολικό πάχος του ελαστομερούς te Teff ενεργός ιδιοπερίοδος του συστήματος σεισμικής μόνωσης στην εξεταζόμενη διεύθυνση περίοδος της πρώτης ιδιομορφής στην οποία δεσπόζουν οι κατακόρυφες Τv μετακινήσεις Τ2 όριο μεταξύ περιοχών σταθερής επιτάχυνσης και σταθερής ταχύτητας του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, σύμφωνα με τον Πίνακα 2.4 του ΕΑΚ 2000 = T2 TC M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC6 TDαg γΙ ΔFEd ΔFm μd ξ ξb ξeff ΣED,bi ψfiόριο μεταξύ περιοχών σταθερής ταχύτητας και σταθερής μετακίνησης του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, όπως ορίζεται στην 4.1 ελάχιστη θερμοκρασία σεισμικού σχεδιασμού μονωτήρων ταχύτητα κίνησης αποσβεστήρων μέγιστη ταχύτητα μέγιστη τέμνουσα που μεταφέρεται μέσω της διεπιφάνειας μόνωσης τέμνουσα που μεταφέρεται μέσω της διεπιφάνειας μόνωσης όπως προκύπτει με την μέθοδο ισοδύναμου μονοβάθμιου συστήματος βάρος της μάζας της ανωδομής τεταγμένη του βάθρου i ως προς το ενεργό κέντρο δυσκαμψίας τετμημένη του βάθρου i του ως προς το ενεργό κέντρο δυσκαμψίας εκθέτης της ταχύτητας που καθορίζει την αντίδραση υδραυλικού αποσβεστήρα εδαφική επιτάχυνση σχεδιασμού ανηγμένη ως προς g συντελεστής σπουδαιότητας της γέφυρας επιπρόσθετο κατακόρυφο φορτίο λόγω ροπών ανατροπής αύξηση της δύναμης από μετακίνηση ίση με dm/2 μέχρι μετακίνηση dm συντελεστής δυναμικής τριβής ιξώδης απόσβεση συμβολή των αποσβεστήρων στην δρώσα απόσβεση ξeff ενεργός απόσβεση του συνολικού συστήματος άθροισμα των αποσβενομένων ενεργειών όλων των μονωτήρων I συντελεστές συνδυασμού επιδράσεων (βλ. Α.4.1)3.ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΣΥΜΜΟΡΦΩΣΗΣΤmin,b v vmax Vd Vf Wd xi yi α(1) Πρέπει να ικανοποιούνται οι βασικές απαιτήσεις που διέπουν τον σεισμικό σχεδιασμό συμβατικών (χωρίς σεισμική μόνωση) γεφυρών (παράγραφος 1.3 της Ε39/99). (2) Η σεισμική απόκριση της ανωδομής και της υποδομής πρέπει να παραμένει ουσιαστικά ελαστική. (3) Η γέφυρα θεωρείται ότι ικανοποιεί τις παραπάνω βασικές απαιτήσεις, αν ο σχεδιασμός πραγματοποιηθεί σύμφωνα με διαδικασίες που αναφέρονται στα άρθρα 4 και 5 και ικανοποιούνται οι απαιτήσεις που καθορίζονται στα άρθρα 6, 7 και 8. (4) Απαιτείται αυξημένη αξιοπιστία για την αντοχή και την ακεραιότητα του συστήματος μόνωσης, λόγω της κρισιμότητας που έχει η ικανότητα μετακίνησής του για την συνολική ασφάλεια της κατασκευής. Αυτή η αξιοπιστία θεωρείται ότι επιτυγχάνεται εφόσον το σύστημα μόνωσης σχεδιασθεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις του άρθρου 6.2 M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC7 (5) Οι παράμετροι σχεδιασμού όλων των μονωτήρων, με εξαίρεση τα συνήθη ελαστομεταλλικά εφέδρανα σύμφωνα με την παράγραφο 5.2.2β(2) και τα εφέδρανα ολίσθησης σύμφωνα με την παράγραφο 5.2.2δ(5), θα πρέπει να προσδιορίζονται είτε να επιβεβαιώνονται με τις Δοκιμές Προτύπων που αναφέρονται στο Παράρτημα Α.4.ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΔΡΑΣΗ4.1Φάσματα σχεδιασμού(1) Γενικά, πρέπει τα φάσματα σχεδιασμού (για τις οριζόντιες και κατακόρυφες συνιστώσες), να μην υπολείπονται των αντίστοιχων ελαστικών φασμάτων απόκρισης που ορίζονται στο Παράρτημα Α.1 του ΕΑΚ 2000, με τις ακόλουθες τροποποιήσεις.•Οριζόντιες συνιστώσες Στην περιοχή Τ>ΤD όπου ΤC = Τ2 και ΤD = 2.50 sec. Τ Τ Φ (T) = Aγ1ηβο C 2 D e T•(4.1)Κατακόρυφη συνιστώσα Αν = 0.9Α, β0 = 3,0 ,Τ1 = 0.05 sec, TC = T2 = 0.15 sec για όλες τις κατηγορίες εδάφους. Στην περιοχή Τ>ΤD = 1.0 sec ισχύει η (4.1) με τις οριζόμενες εδώ τιμές για τα Αν, TC και TD.(2) Το άρθρο 5.1.2 του ΕΑΚ2000 εφαρμόζεται ως εξής: Όταν η θέση του έργου βρίσκεται σε απόσταση μικρότερη των 5 χιλιομέτρων από γνωστή σεισμογόνο ζώνη, η οποία μπορεί να προκαλέσει σεισμό Μεγέθους Σεισμικής Ροπής μεγαλύτερου από 6,5 ή που οφείλεται σε διάρρηξη σε καταβυθιζόμενη τεκτονική πλάκα, τότε πρέπει να γίνει ειδική εδαφοδυναμική μελέτη ώστε να προσδιοριστεί και να χρησιμοποιηθεί ειδικό τοπικό φάσμα σχεδιασμού και αντίστοιχα επιταχυνσιογραφήματα, στα οποία να έχουν ληφθεί υπόψη οι ιδιαιτερότητες της σεισμικής διέγερσης κοντά σε σεισμογόνο ζώνη καθώς και οι ιδιότητες του εδάφους της περιοχής του έργου. Σημείωση: Για τους σκοπούς αυτού του κειμένου, σεισμοτεκτονικό ρήγμα θεωρείται ενεργό, και επομένως δυνητικά σεισμογόνο, όταν εμφανίζει μέσο ιστορικό ρυθμό ολίσθησης τουλάχιστονM:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC8 1mm/έτος και υπάρχουν γεωγραφικές μαρτυρίες σεισμογόνου δραστηριότητας μέσα στην Ολόκαινη περίοδο (στα τελευταία 11000 χρόνια]4.2Σεισμικές χρονοϊστορίες(1) Για την μη-γραμμική δυναμική ανάλυση με την μέθοδο της χρονοϊστορίας, πρέπει να χρησιμοποιούνται το λιγότερο τρία ζεύγη οριζοντίων συνιστωσών χρονοϊστοριών της εδαφικής διέγερσης. Οταν δεν γίνει ειδική εδαφοδυναμική μελέτη προσδιορισμού της σεισμικής δράσης στην περιοχή του έργου (όπως π.χ. η μελέτη που προβλέπεται από το 4.1(2)), τότε τα ζεύγη αυτά θα πρέπει κατά προτίμησιν και στο μέτρο του δυνατού να επιλέγονται από καταγραφές σεισμών με μέγεθος, αποστάσεις πηγής και μηχανισμό γένεσης συμβατά με εκείνα που ορίζουν την σεισμική κίνηση σχεδιασμού της 4.1, και θα εφαρμόζεται η διαδικασία που προβλέπεται στις παραγράφους (2) έως (6) παρακάτω. (2) Σε περίπτωση που δεν είναι διαθέσιμος ο απαιτούμενος αριθμός ζευγών κατάλληλων πραγματικών επιταχυνσιογραφημάτων, ο απαιτούμενος αριθμός μπορεί να συμπληρωθεί με κατάλληλα ημισυνθετικά (τροποποιημένα πραγματικά) ή και συνθετικά επιταχυνσιογραφήματα. Η συμβατότητα των επιταχυνσιογραφημάτων προς το φάσμα σχεδιασμού θα (3) επιτευχθεί με κλιμάκωση του εύρους τους, ως εξής:•Για κάθε σεισμό ο οποίος αποτελείται από ένα ζεύγος οριζοντίων χρονοϊστοριών της εδαφικής διέγερσης (επιταχυνσογραφημάτων), υπολογίζεται το φάσμα ΤΡΑΤ ως τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων των φασμάτων κάθε συνιστώσας, με ποσοστό κρίσιμης απόσβεσης 5%.•Ως συνολικό φάσμα της ομάδας των σεισμών θα λαμβάνεται ο μέσος όρος των φασμάτων - ΤΡΑΤ των επιμέρους σεισμών σύμφωνα με τα προηγούμενα.•Το συνολικό φάσμα πρέπει να κλιμακωθεί, με την χρήση κατάλληλου συντελεστή κλίμακας, κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μην είναι χαμηλότερο από 1,3 φορές το φάσμα σχεδιασμού - με απόσβεση 5% – όπως αυτό καθορίζεται στην προηγούμενη παράγραφο 4.1, στην περιοχή περιόδων μεταξύ 0,5Τeff και 1,5Teff. Για την περίπτωση όπου η Teff δεν είναι ίδια στις δύο οριζόντιες διευθύνσεις, η χαμηλότερη τιμή θα χρησιμοποιηθεί για να τον καθορισμό του κατώτερου ορίου (0,2 Teff) και η υψηλότερη τιμή για το ανώτερο όριο (1,5Teff).•Ο συντελεστής κλίμακας που προκύπτει από την προηγούμενη παράγραφο θα εφαρμόζεται σε κάθε μία από τις συνιστώσες της σεισμικής διέγερσης. M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC9 Σημείωση: Οι φυσικές καταγραφές δύο ταυτόχρονων οριζόντιων συνιστωσών της επιτάχυνσης, δεν είναι όμοιες και δεν παρουσιάζουν εν γένει χρονική σύμπτωση των μεγίστων. Ανάλογα χαρακτηριστικά πρέπει να παρουσιάζουν και οι τεχνητές ή τροποποιημένες χρονοϊστορίες.(4) Οταν το φάσμα ΤΡΑΤ που αντιστοιχεί στις συνιστώσες κάποιου από τα φυσικά επιταχυνσιογραφήματα εμφανίζει επιταχύνσεις των οποίων ο λόγος προς τις αντίστοιχες επιταχύνσεις του φάσματος σχεδιασμού παρουσιάζει έντονη μεταβολή στο διάστημα 0.2 Teff έως 1.5 Teff, επιτρέπεται κατάλληλη τροποποίηση του φυσικού επιταχυνσιογραφήματος, έτσι ώστε το φάσμα ΤΡΑΤ των τροποποιημένων συνιστωσών να προσαρμόζεται καλύτερα προς το φάσμα σχεδιασμού. (5) Οι δύο συνιστώσες κάθε ζεύγους χρονοϊστοριών της εδαφικής διέγερσης πρέπει να εφαρμόζονται ταυτόχρονα. (6) Αν η μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας γίνει με τριάδες συνιστωσών πραγματικών καταγραφών, η κλιμάκωση των ζευγών οριζοντίων καταγραφών σύμφωνα με το 4.2(3) θα γίνεται ανεξάρτητα από την κλιμάκωση των κατακόρυφων συνιστωσών. Η τελευταία θα γίνει έτσι ώστε ο μέσος όρος των αντίστοιχων φασμάτων να μην υπολείπεται περισσότερο από 10% από το κατακόρυφο φάσμα σχεδιασμού σε κανένα σημείο στην περιοχή περιόδων από 0,2Τν έως 1,5Τν, όπου Τν είναι περίοδος της πρώτης ιδιομορφής στην οποίαν δεσπόζουν οι κατακόρυφες μετακινήσεις. (7) Επιτρέπεται επίσης να χρησιμοποιείται συνδυασμός ζευγών οριζοντίων καταγραφών με κατακόρυφες καταγραφές από διαφορετικούς σεισμούς, συμβατούς με τις απαιτήσεις της 4.2(1). Η ανεξάρτητη κλιμάκωση των ζευγών των οριζοντίων και των κατακόρυφων καταγραφών θα γίνεται σύμφωνα με την προηγούμενη παράγραφο. (8) Επιτρέπεται τροποποίηση κατακόρυφης καταγραφής, που αναφέρεται στις (6) και (7), καταναλογίαν προς τα προδιαγραφόμενα στην (4).5.ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ5.1Γενικά(1) Οι μέθοδοι ανάλυσης γεφυρών με σεισμική μόνωση, οι οποίες προβλέπονται από τις παρούσες οδηγίες, έχουν πεδίο εφαρμογής σύμφωνα με την παράγραφο 5.3, και είναι οι ακόλουθες:M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC10 (α) (β) (γ)Μέθοδος Ισοδύναμου Μονοβάθμιου Συστήματος Μέθοδος Φασματικής Απόκρισης Μη γραμμική δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας(2) Επιπρόσθετα προς τις συνθήκες που δίδονται στην παράγραφο 5.3, αναγκαίες προϋποθέσεις για την εφαρμογή των μεθόδων (α) και (β) είναι οι ακόλουθες:•Η συνήθως μη-γραμμική σχέση δύναμης-μετακίνησης του συστήματος μόνωσης πρέπει να προσεγγισθεί με επαρκή ακρίβεια με την χρήση της ενεργού δυσκαμψίας (Κeff), δηλαδή της τιμής της δυσκαμψίας στη μετακίνηση σχεδιασμού (σχήμα 1). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με διαδοχικές προσεγγίσεις της μετακίνησης σχεδιασμού (ddc) του συστήματος μόνωσης.•Η ικανότητα απόσβεσης του συστήματος μόνωσης θα εκφράζεται σε όρους ισοδύναμης ιξώδους απόσβεσης και θα χαρακτηρίζεται ως ενεργός απόσβεση (ξeff).(3) Ενα σύστημα σεισμικής μόνωσης που συντίθεται αποκλειστικά από ελαστομεταλλικά εφέδρανα χαμηλής απόσβεσης (ισοδύναμη ιξώδης απόσβεση περί την τιμή 0,05) αποτελεί ειδική περίπτωση. Στην περίπτωση αυτή μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι συνήθεις μέθοδοι γραμμικής δυναμικής ανάλυσης (μέθοδος φασματικής απόκρισης, βλ. 5.2.2.2 (1),(2), (5) και (6)). Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα μπορούν να θεωρηθούν ως γραμμικά ελαστικά στοιχεία με διατμητική (και ενδεχομένως θλιπτική) παραμόρφωση. Η απόσβεσή τους μπορεί να θεωρηθεί ίση με την εγγενή ιξώδη απόσβεση του φορέα (βλ. παράγραφο 5.2.2β(2)). Ο συνολικός φορέας πρέπει να παραμείνει ουσιαστικά ελαστικός.5.2Ιδιότητες του συστήματος μόνωσης5.2.1 Δυσκαμψία στην κατακόρυφη διεύθυνση (1) Μονωτήρες που αναλαμβάνουν κατακόρυφα φορτία πρέπει να διαθέτουν επαρκή δυσκαμψία στην κατακόρυφη διεύθυνση. (2) Αυτή η απαίτηση θεωρείται ότι ικανοποιείται, όταν η οριζόντια μετακίνηση του κέντρου της μάζας της ανωδομής, που οφείλεται στην ευκαμψία των μονωτήρων στην κατακόρυφη διεύθυνση, είναι μικρότερη από το 5% της μετακίνησης σχεδιασμού ddc. (3) Ο έλεγχος αυτής της συνθήκης δεν απαιτείται, αν στη διεπιφάνεια μόνωσης το κατακόρυφο φορτίο αναλαμβάνουν εφέδρανα ολίσθησης ή συνήθη ελαστομεταλλικά εφέδρανα ή ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου.M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC115.2.2 Ιδιότητες σε οριζόντιες διευθύνσεις 5.2.2.1 Υστερητική συμπεριφορά (1) Η σχέση δύναμης-μετακίνησης των μονωτήρων μπορεί για την ανάλυση να προσεγγιστεί από μια δι-γραμμική σχέση, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 για τον μονωτήρα i (ο δείκτης i έχει παραλειφθεί).Fmax FyKpF0 KeKeffdy dbdEDΣχήμα 1: Διγραμμική προσομοίωση υστερητικής συμπεριφοράς μονωτήρα(2)Οι παράμετροι της διγραμμικής προσομοίωσης είναι οι εξής: dbd = μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα, που αντιστοιχεί στην μετακίνηση σχεδιασμού dcd του συστήματος σεισμικής μόνωσης dy = μετακίνηση διαρροής του μονωτήρα Fy = δύναμη διαρροής υπό μονοτονική φόρτιση Fmax = μέγιστη δύναμη, που αντιστοιχεί στην μετακίνηση σχεδιασμού dbd Fo = Δύναμη σε μηδενική μετακίνηση υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση = Fy - Kp dy Ke = Ελαστική δυσκαμψία υπό μονοτονική φόρτιση = Fy / dy = Δυσκαμψία αποφόρτισης υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση Kp = Μετελαστική (εφαπτομενική) δυσκαμψία του μονωτήρα = (Fmax – Fy)/ (dbd – dy) ED = Αποσβενόμενη ενέργεια ανά κύκλο στην μετακίνηση σχεδιασμού του μονωτήρα dbd, ίση προς το εμβαδόν του υστερητικού βρόχου = 4(Fydbd – Fmaxdy)M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC125.2.2.2 Συμπεριφορά ελαστομεταλλικών εφεδράνων Σημείωση: Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα έχουν υστερητική συμπεριφορά με λεπτούς ή ουσιαστικούς βρόχους υστέρησης. Η διάκρισή τους γίνεται μόνον για να δοθούν περισσότερες πληροφορίες γι’ αυτήν την πολύ συνήθη κατηγορία μονωτήρων.(1) Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα στα οποία αναφέρονται οι παρούσες οδηγίες, αποτελούνται από στρώσεις ελαστικού οπλισμένες με πλήρως εγκιβωτισμένα και συγκολλημένα χαλυβδόφυλλα. Αναφορικά με την απόσβεση, τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα διακρίνονται σε εφέδρανα χαμηλής και υψηλής απόσβεσης. (2) Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα χαμηλής απόσβεσης έχουν ισοδύναμο λόγο ιξώδους απόσβεσης ξ μικρότερο του 0,06. Η ανακυκλική συμπεριφορά τέτοιων εφεδράνων είναι παρόμοια με την υστερητική με λεπτούς βρόχους. Η συμπεριφορά τους μπορεί να προσεγγιστεί σαν συμπεριφορά γραμμικών ελαστικών στοιχείων με ισοδύναμη ελαστική δυσκαμψία GbAb/te, όπου Gb είναι το μέτρο διάτμησης του ελαστομερούς, Αb είναι η επιφάνεια και te το συνολικό πάχος του ελαστομερούς. (3) Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα υψηλής απόσβεσης εμφανίζουν ουσιαστικούς υστερητικούς βρόχους, που αντιστοιχούν σε ισοδύναμο λόγο ιξώδους απόσβεσης μεταξύ 0,10 και 0,20. Η συμπεριφορά τους θα πρέπει να θεωρηθεί ως μη γραμμική υστερητική. (4) Από την άποψη των απαιτούμενων ειδικών δοκιμών για την σεισμική συμπεριφορά, τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα διακρίνονται στις παρούσες οδηγίες, σε συνήθη και ειδικά. (5) Συνήθη χαρακτηρίζονται ελαστομεταλλικά εφέδρανα χαμηλής απόσβεσης σύμφωνα με το ΕΝ1337-3-2005. (6) Συνήθη ελαστομεταλλικά εφέδρανα δεν χρειάζεται να ελεγχθούν με τις Δοκιμές Προτύπων του Παραρτήματος A. (7) Ειδικά ελαστομεταλλικά εφέδρανα είναι ελαστομεταλλικά εφέδρανα που δοκιμάζονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Παραρτήματος A. ελαστομεταλλικών εφεδράνων που (8) Οι παράμετροι σχεδιασμού χρησιμοποιούνται σ’ αυτό το κεφάλαιο πρέπει να καλύπτουν τις ιδιότητες των εφεδράνων τόσον πριν όσον και μετά από προπαραμόρφωση στην μετακίνηση σχεδιασμού . Σημείωση: Προπαραμόρφωση ελαστομεταλλικών εφεδράνων σε ένα ή περισσότερους κύκλους υψηλής διατμητικής παραμόρφωσης, πριν από την δοκιμή διάτμησης, επιφέρει σημαντική μείωση της διατμητικής δυσκαμψίας σε επόμενους κύκλους παραμόρφωσης. Τα εφέδρανα όμως επανακτούν την αρχική (παρθενική) δυσκαμψία τους μετά παρέλευση κάποιου χρόνου (λίγων μηνών). Το φαινόμενο αυτό είναι έντονο κυρίως σε εφέδρανα με χαμηλό μέτρο διάτμησης και υψηλή απόσβεση, και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στις παραμέτρους σχεδιασμού των εφεδράνων (βλ. Α2.1(1) και Α2.3.3 R4). M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC13 (9) Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου (LRB) αποτελούνται από ελαστομεταλλικά εφέδρανα χαμηλής απόσβεσης που διαθέτουν κυλινδρικό (συνήθως) μολύβδινο πυρήνα. Η διαρροή του μολύβδινου πυρήνα προσφέρει στα εφέδρανα αυτά υστερητική συμπεριφορά, η οποία αποδίδεται από το διάγραμμα δύναμης – μετακίνησης του Σχήματος 1, με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: • Ελαστική δυσκαμψία Ke = KL + KR, όπου KL είναι η δυσκαμψία του μολύβδινου πυρήνα και KR η δυσκαμψία του ελαστομεταλλικού τμήματος του εφεδράνου • Μετελαστική δυσκαμψία Kp = KR • Δύναμη διαρροής Fy = FLy (1 + KR / KL), όπου FLy είναι η δύναμη διαρροής του μολύβδινου πυρήνα Σημείωση: 1. Όταν είναι KR << KL, τότε: Ke ≈ KL και Fy ≈ FLy 2. Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου υπόκεινται στις Δοκιμές Προτύπων του Παραρτήματος Α, από τις οποίες προκύπτουν ή επιβεβαιώνονται οι τιμές των χαρακτηριστικών τους ( Ke , Kp , Fy ή/και ED)Σχήμα 2: Ελαστομεταλλικό εφέδρανο με πυρήνα μολύβδου 5.2.2.3 Ιξώδης συμπεριφορά (Υδραυλικοί αποσβεστήρες} (1)Η αντίδραση υδραυλικών αποσβεστήρων ιξώδους συμπεριφοράς είναι ανάλογη α•του v , όπου ν = d b =d (db ) είναι η ταχύτητα κίνησης. Η αντίδραση είναι μηδενική στη dtμέγιστη σχετική μετακίνηση του μονωτήρα dbd, και συνεπώς ο αποσβεστήρας δεν συνεισφέρει στην ενεργό δυσκαμψία του συστήματος μόνωσης. Η σχέση δύναμης– μετακίνησης ενός στοιχείου με ιξώδη συμπεριφορά, ανάλογα με τον εκθέτη α της ταχύτητας, δίδεται στο Σχήμα 2 (για ημιτονοειδή κίνηση)M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC14Fmaxα<1 α=1 Fdb = dbdsin(ωt) με ω = 2π/Τeff F = Cvα = Fmaxcos(ωt)α Fmax = C(dbdω)αdbEDdbdΕD = λ(α)Fmaxdbd Γ 2 (1 + 0.5α) 2+α λ(α) = 2 Γ (2 + α) Γ( ) = είναι η συνάρτηση ΓάμαΣχήμα 3: Ιξώδης συμπεριφορά Σημείωση: Σε κάποιες περιπτώσεις υδραυλικών αποσβεστήρων με πολύ μικρό εκθέτη α, είναι αναγκαία προσομοίωση με εν σειρά διάταξη ιξώδους στοιχείου και γραμμικού ελατηρίου (που αντιστοιχεί την συμπιεστότητα του υγρού), ώστε η σχέση ταχύτητας-δύναμης να αποδίδει με ικανοποιητική προσέγγιση τα πειραματικά αποτελέσματα. Αυτό όμως έχει αμελητέα επίδραση στην αποσβενόμενη ενέργεια ανά κύκλο ED5.2.2.4 Συμπεριφορά τριβής (1) Συσκευές ολίσθησης με επίπεδες επιφάνειες ολίσθησης περιορίζουν τη δύναμη που μεταφέρεται στην ανωδομή σε: •Fmax = μdNSdsign( d b)(5.1)Όπου: μd είναι ο συντελεστής δυναμικής τριβής NSd είναι η αξονική δύναμη που μεταφέρεται από την συσκευή, και ••sign( d b) είναι το πρόσημο του ανύσματος της ταχύτητας d b db είναι η σχετική μετακίνηση των δύο επιφανειών ολίσθησης Τέτοιες συσκευές μπορεί να εμφανίζουν ουσιαστικές παραμένουσες μετακινήσεις. Επομένως πρέπει να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με στοιχεία που παρέχουν επαρκή δύναμη επαναφοράς.M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC15 dbdRbNSd FmaxNSdFmaxFmax F0 = Fmax= μdNSd EDdbdKp = NSd/RbF0 = μdNSdEDdbdΣχήμα 4: Συμπεριφορά Τριβής (2) Συσκευές ολίσθησης με σφαιρική επιφάνεια ολίσθησης ακτίνας Rb (π.χ. σφαιρικοί μονωτήρες ολίσθησης) παρέχουν δύναμη επαναφοράς στην σχετική μετακίνηση του μονωτήρα dd ίση με NSddd/Rb. Η σχέση δύναμης –μετακίνησης σε τέτοιο εφέδρανο είναι: Fmax =• NSd dbd + μdNSdsign ( dbd ) Rb(5.2)(3) Και στις δύο παραπάνω περιπτώσεις, η ενέργεια ΕD που αποσβένεται ανά κύκλο στη μετακίνηση dd είναι ίση προς: ED = 4 μdNSddbd (5.3) (4) Ο συντελεστής δυναμικής τριβής εξαρτάται κυρίως από: • • • •την σύνθεση των επιφανειών ολίσθησης τη χρήση ή μη λιπαντικού την πίεση στην επιφάνεια ολίσθησης την ταχύτητα ολίσθησηςκαι πρέπει να προσδιορίζεται με κατάλληλες δοκιμές (Παράρτημα A). Σημείωση: Πρέπει να επισημανθεί ότι σε περίπτωση ολίσθησης λείων επιφανειών ανοξείδωτου χάλυβα πάνω σε παρθένο καθαρό PTFE με λιπαντικό, στην περιοχή ταχυτήτων που αντιστοιχεί σε σεισμικές κινήσεις και στην συνήθη περιοχή πιέσεων στην επιφάνεια ολίσθησης, ο συντελεστής M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC16 δυναμικής τριβής μπορεί να είναι εξαιρετικά χαμηλός (≤ 0,01). Τέτοια εφέδρανα δεν προσφέρουν απόδοση ενέργειας (Ed ≅ 0).(5) Επίπεδα εφέδρανα, σύμφωνα με το ΕΝ 1337-2, που επιτρέπουν ολίσθηση σε 2 διευθύνσεις, και ελαστομεταλλικά εφέδρανα με στρώση PTFE και πλάκα ολίσθησης, σύμφωνα με το ΕΝ 1337-2, που επιτρέπουν ολίσθηση στην μία οριζόντια διεύθυνση ενώ στην άλλη διεύθυνση συμπεριφέρονται ως συνήθη ελαστομεταλλικά εφέδρανα, όταν συμμετέχουν στο σύστημα σεισμικής μόνωσης, απαλλάσσονται από την υποχρέωση Δοκιμών Προτύπων, εφόσον δεν λαμβάνεται υπόψη στην μελέτη οποιαδήποτε συμμέτοχή τους στην απόσβεση σεισμικής ενέργειας του συνολικού συστήματος.5.2.3 Μεταβλητότητα παραμέτρων σχεδιασμού των μονωτήρων (1) Η επάρκεια του συστήματος σεισμικής μόνωσης και η επάρκεια και οι τιμές των παραμέτρων σχεδιασμού των μονωτήρων θα προσδιορίζονται με Δοκιμές Προτύπων και άλλες δοκιμές όπως προδιαγράφονται στο Παράρτημα Α. Οι παράμετροι σχεδιασμού συνήθων ελαστομεταλλικών εφεδράνων που ικανοποιούν τις συνθήκες της 5.2.2.2(5), μπορούν να ληφθούν σύμφωνα με τις ακόλουθες παραγράφους (5) και (6). (2) Οι ιδιότητες των μονωτήρων και επομένως και εκείνες του ίδιου του συστήματος μόνωσης, είναι δυνατό να επηρεάζονται από την θερμοκρασία, την γήρανση, την προπαραμόρφωση, την ταχύτητα της κίνησης, τη συσσωρευόμενη διαδρομή, και την ρύπανση. Επιπρόσθετα προς τις τιμές των παραμέτρων σχεδιασμού (ΤΠΣ) που καθορίζονται από τις Δοκιμές Προτύπων, πρέπει επίσης να καθορισθούν δύο ακόμα σύνολα τιμών σχεδιασμού των παραμέτρων του συστήματος μόνωσης με βάση είτε ειδικές δοκιμές είτε τις σχετικές διατάξεις του Α4 του Παραρτήματος Α. • •οι Ανώτερες Τιμές Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΑΤΠΣ), και οι Κατώτερες Τιμές Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΚΤΠΣ)(3) Ανεξάρτητα της μεθόδου ανάλυσης που θα επιλεγεί, πρέπει να γίνονται κατά κανόνα δύο αναλύσεις. Στην μία ανάλυση θα χρησιμοποιούνται οι Ανώτερες Τιμές Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΑΤΠΣ), για τον υπολογισμό των μεγίστων δυνάμεων στην υποδομή και την ανωδομή. Στην άλλη ανάλυση θα χρησιμοποιούνται οι Κατώτερες Τιμές Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΚΤΠΣ), για τον υπολογισμό των μεγίστων μετακινήσεων του συστήματος μόνωσης και της ανωδομής. (4) Είναι αποδεκτή πολυβάθμια φασματική ανάλυση, ή δυναμική ανάλυση χρονοϊστορίας με την χρήση μόνον των Τιμών Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΤΠΣ), M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC17 εφόσον οι μετακινήσεις σχεδιασμού ddc, οι οποίες υπολογίζονται από ανάλυση με την Μέθοδο Ισοδύναμου Μονοβάθμιου Συστήματος, σύμφωνα με την παράγραφο 5.4, με χρήση των Ανώτερων και Κατώτερων Τιμών Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΑΤΠΣ, ΚΤΠΣ), δεν διαφέρουν περισσότερο από ±15% από τις μετακινήσεις σχεδιασμού οι οποίες υπολογίζονται με την ίδια μέθοδο με χρήση των Τιμών Παραμέτρων Σχεδιασμού (ΤΠΣ). ονομαστικές τιμές των παραμέτρων σχεδιασμού συνήθων (5) Οι ελαστομεταλλικών εφεδράνων σύμφωνα με την 5.2.2.2(5) μπορούν να ληφθούν ως ακολούθως: Μέτρο διάτμησης Ισοδύναμη ιξώδης απόσβεσηGb = 1,40 Gg ξeff = 0,05όπου Gg είναι η τιμή του «φαινομένου συμβατικού μέτρου διάτμησης» που ορίζεται στην 4.3.1.1 του ΕΝ1337-3-2003. Σημείωση: Η μελέτη ελαστομεταλλικών εφεδράνων πρέπει εκτός από τις διαστάσεις τους να προδιαγράφει το εύρος διακύμανσης της τιμής του μέτρου διάτμησης Gg, την μέγιστη συνολική μετακίνηση σχεδιασμού σύμφωνα με την 6.2.1 (1) και (2) και τις αντίστοιχες μέγιστες αντιδράσεις σύμφωνα με τις 6.2.1 (3) και (4).(6) Η μεταβλητότητα των παραμέτρων σχεδιασμού συνήθων ελαστομεταλλικών εφεδράνων, που οφείλεται στην γήρανση και την θερμοκρασία του περιβάλλοντος, μπορεί να περιοριστεί στην τιμή του Gb και να ληφθεί ως ακολούθως: •Κατώτερη Τιμή Παραμέτρου Σχεδιασμού (ΚΤΠΣ)•Ανώτερη Τιμή Παραμέτρου Σχεδιασμού (ΑΤΠΣ), εξαρτάται από την ελάχιστη θερμοκρασία σεισμικού σχεδιασμού των μονωτήρων Τmin,b (βλ. Παράρτημα Α, Α.3.2 και Πίνακα Α3) ως εξής: -Gb,min = Gbόταν Τmin,b ≥ 0 oC: Gb,max = 1.5 Gbόταν Tmin,b < 0 oC: η τιμή του Gbmax που ορίστηκε παραπάνω πρέπει να διορθωθεί μέσω των τιμών λmax που αντιστοιχούν στο kp, όπως ορίζονται στον Πίνακα Α.3 του Παραρτήματος Α. (7) Οι τιμές σχεδιασμού του συντελεστή τριβής εφεδράνων ολίσθησης των οποίων η συμβολή στην απόσβεση ενέργειας αγνοείται σύμφωνα με την 5.2.2.4(5), πρέπει να λαμβάνονται σύμφωνα με το ΕΝ1337-2-2002. -M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC185.3Πεδίο εφαρμογής των μεθόδων ανάλυσης(1) Η Μέθοδος Ισοδύναμου Μονοβάθμιου Συστήματος μπορεί να εφαρμοστεί όταν συνυπάρχουν όλες οι ακόλουθες συνθήκες: a. Η απόσταση μεταξύ της θέσης της γέφυρας και του πλησιέστερου γνωστού ενεργού σεισμογόνου ρήγματος, υπερβαίνει τα 15 χιλιόμετρα. b. Οι εδαφικές συνθήκες στην θέση κατασκευής αντιστοιχούν σε μία από τις κατηγορίες εδάφους Α, Β, Γ ή Δ του άρθρου 2.3.6 του ΕΑΚ 2000 c. Όταν η ενεργός απόσβεση δεν υπερβαίνει το 0.30 (2) Η Μέθοδος της Φασματικής Απόκρισης μπορεί να εφαρμοστεί όταν συνυπάρχουν οι συνθήκες b και c της παρ. (1) (3) Μη-γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μελέτη οποιασδήποτε μονωμένης γέφυρας.5.4Μέθοδος Ισοδύναμου Μονοβάθμιου Συστήματος(1)Επιτρέπεται η θεώρηση της ανωδομής της γέφυρας ως στέρεου σώματος.(2) Η τέμνουσα που μεταφέρεται μέσα από την διεπιφάνεια μόνωσης σε κάθε κύρια διεύθυνση, θα υπολογιστεί θεωρώντας ότι η ανωδομή συμπεριφέρεται ως σύστημα ενός βαθμού ελευθερίας και χρησιμοποιώντας: • την ενεργό δυσκαμψία του συνολικού συστήματος Κeff • την ενεργό απόσβεση του συνολικού συστήματος ξeff • την μάζα της ανωδομής Wd/g • την φασματική επιτάχυνση η οποία αντιστοιχεί στην Se = Se(Teff, neff) ενεργό περίοδο Teff, με neff = n(ξeff) όπου Se = Φe, βλ. ΕΑΚ 2000, Παράρτημα Α.1 και 4.1 της παρούσας Τα μεγέθη αυτά υπολογίζονται ως εξής: ενεργός δυσκαμψία Keff = Σ Κeff,i (5.4) όπου, Κeff,i είναι η σύνθετη δυσκαμψία του βάθρου i και των μονωτήρων που αντιστοιχούν σ’ αυτό ενεργός απόσβεσηξ eff =1 ⎡ ΣΕD,i ⎤ ⎢ 2 ⎥ 2π ⎢ K eff dcd ⎥ ⎣ ⎦(5.5)M:\KOLIAS\ODIGEFYR\ODIGEFYR-06\Final\isbridg14.DOC19 όπου ΣΕD,i είναι το άθροισμα των αποσβενόμε