Βαθμονόμηση της σεισμικής επικινδυνότητας παρακείμενων κατασκευών έναντι του προβλήματος της αλληλεπίδρασης και καθορισμός του βέλτιστου σεισμικού αρμού

Abstract

In the present doctoral thesis, a novel methodology is introduced to calibrate the seismic risk of adjacent structures against pounding and to determine the optimal separation gap distance (dg). In this context: 1. New Probabilistic Seismic Demand Models (PSDMs) against structural pounding are developed. 2. Fragility curves for the seismic assessment of the pounding effect between the adjacent structures at different performance levels are developed. 3. Multi-parametric investigations to assess the validity of analysis assumptions and results are carried out. 4. A fragility-based framework to evaluate the minimum separation gap distance dg,min between adjacent structures is developed. 5. A methodology to calibrate the seismic risk of RC structures against pounding and to determine the optimal separation gap distance at different structural pounding risk levels is proposed. For these purposes, the present dissertation includes the following: Based on the literature review in the research area of the earthquake-induced pounding the case study of this research is defined. Therefore, the examined pounding case is an interaction case between an 8-story RC frame and a 3-story rigid barrier. The assumption of using a rigid 3-story structure is adopted in order the overall assessment of the pounding risk to be engaged only on the global and local demands of the 8-story RC frame. It is also noted that extensive work in this research area revealed that the seismic performance of a tall flexible frame structure is critically increased due to the interaction with an adjacent stiffer and shorter structure. In addition, emphasis is given to modelling the actual behavior parameters of the structural members to provide an accurate nonlinear model. The analytical model incorporates details of geometries, masses, reinforcement, nonlinear finite elements, materials, confinement, etc. Based on the literature, the following two distinctive types of structural pounding are recognized and examined in this study: a) the floor-to-floor structural pounding (Type A), and b) the inter-story (floor-to-column) structural pounding (Type B). Furthermore, the critical global and local engineering demand parameters are defined taking into account observed failure modes due to structural pounding from past earthquakes. For the needs of this study, three different initial gap distances dg between the adjacent structures are considered, while the seismic performance of the RC frame structure without the pounding effect is also estimated. Afterwards, the examined intensity measures (IMs) are defined, and the seismic excitations are selected based on the characteristics of ground motions. The Incremental Dynamic Analysis (IDA) and Cloud Analysis (CA) are employed to define the seismic demands of the 8-story RC structure due to the pounding effect and 2733 nonlinear dynamic analyses are performed. 1. Linear and bilinear probabilistic seismic demand models (PSDMs). Linear and bilinear PSDMs are developed in order to describe the seismic performances of the structures for the examined cases of this study (without pounding and due to structural pounding). It is stressed that: a) the local inelastic demands of the structural members, and b) the inter-story pounding case are incorporated for the first time in the probabilistic seismic assessment of the pounding effect. In addition, global and local PSDMs are developed as a function of different EDPs, different separation gap distances dg, and different IMs. The results of this study reveal that linear regression models confirm better the global seismic performance of the structure. On the other hand, the local performances of the critical structural members in terms of flexural and shear demands are adequately described based on bilinear regression models. Results also indicate that the IM considered for the development of the PSDM may significantly influence the estimation of structural demand. In general, a reliable prediction of the seismic structural response is accomplished when IMs with small variability are used. 2. PSDM-based fragility curves. Fragility curves of the 8-story RC structure are developed taking into account different performance levels, separation gap distances dg and intensity measures (IMs). The proposed linear and bilinear PSDMs are used for the fragility assessment of the 8-story RC structure (without pounding and due to structural pounding). It is stressed that: a) the global and local performances, and b) the inter-story pounding case are incorporated for the first time in the fragility assessment of the structural pounding effect. Based on the results of this study, it can be concluded that the local performances of the 8-story RC frame are the key parameter for the fragility assessment of the pounding effect since the flexural and the shear demands are critically increased. In addition, the type of structural pounding (Type A or Type B) that is occurred between the adjacent structures alters the results of the fragility assessment of the 8-story RC frame especially in the case of local performances. Also, the 8-story RC frame is more vulnerable to pounding with the adjacent 3-story rigid structure as smaller between them is the initial separation gap distance dg. Also, the selection of an appropriate IM leads to a small dispersion of the structural demand and minimizes the uncertainties introduced in the fragility assessment. Thereafter, different methodologies for developing fragility curves are utilized to validate the fragility assessment of the structural pounding effect based on the proposed PSDMs. In addition, the validity of the assumptions commonly used to produce a PSDM and their influence on the fragility assessment of the 8-story RC frame structure is identified. The results of this study show that a) the proposed linear and bilinear PSDMs can accurately evaluate the fragility assessment of the RC structure, b) the PSDM’s assumptions are not satisfied within the overall range of the examined IM especially in the case of local EDPs, while bilinear PSDMs allows the relaxation of the homoscedasticity assumption at each linear segment and c) linear PSDMs adequately estimate the fragility assessment of the 8-story RC frame in terms of global EDPs, while bilinear regression model is required to describe the local inelastic demands of the structural members. 3. Multi-parametric investigations to assess the validity of analysis assumptions, and results. In the present dissertation the influence of different parameters on the fragility assessment of the RC structure is also examined. In this direction a) the adequacy of examined IMs (PGA and Sa,T1) in terms of efficiency and sufficiency is evaluated in comparison to other 21 IMs, b) the influence of ground motion characteristics (Mw and Rrup) on the structure’s fragility is examined and c) the suitability of performing the IDA procedure to estimate the structural performances is evaluated in comparison to the Cloud Analysis method and the resulting fragility curves are compared and discussed. The results of this study indicate that Sa,T1 is more efficient in predicting the examined seismic demands of the 8-story RC frame structure in comparison to PGA. In general, the structural dependent IMs have shown better predictive capability than the structural independent IMs. However, the satisfaction of efficiency indicates a lack of sufficiency and vice versa. Therefore, an optimal IM that satisfies simultaneously the criteria of efficiency and sufficiency is difficult to be identified. The influence of Mw or Rrup on the fragility assessment is also evaluated by considering them as elements in a vector-valued IM with Sa,T1. The research shows that the variation of Mw and Rrup alters the results of the fragility assessment against structural pounding. However, considering the median values of Mw and Rrup in the vector-valued Sa,T1 the assessment yielded similar results to the one deduced based on the scalar Sa,T1 fragilities. Finally, IDA-based fragility assessment is very close to that obtained from Cloud-based fragility assessment. In any case, special attention should be given to the criteria that are adopted for selecting the ground motion records to perform the dynamic analyses. 4. Fragility-based framework for the evaluation of the minimum required separation gap distance dg,min. Thereafter, a fragility-based framework is developed to estimate the minimum separation gap distance dg,min between adjacent structures incorporating the global and local performances of the structure. The proposed methodology minimizes the effect of the structural pounding by ensuring acceptable local or/and global performance levels. The main attributes of the proposed methodology are the following: a) is implemented for the verification and the determination of the minimum critical value of separation gap distance between the adjacent structures, b) new performance levels thresholds PL-EDP of the seismic demands as a function of the separation gap distance dg are defined, c) more than one performance levels thresholds PL-EDP can be engaged (as combination of global and local EDPs at different performance levels PLi), and d) the method is independent of the type of structural pounding that occurs between the adjacent structures. The critical minimum separation gap distance dg,min, can be defined based on two criteria: a) based on a targeted level of IM and b) based on a targeted probability of structural pounding to occur. Thereafter, numerical examples are presented. Results indicate that the displacement demand δmax that causes an acceptable performance level is greater than the available separation dg. In the case of structural pounding Type B, the critical minimum separation gap distance dg,min is controlled by the local demands of the structure that suffers the structural pounding effect. On the contrary, when the structural pounding Type A is considered, the minimum critical value of the separation distance dg,min against pounding is controlled by the global engineering demand of IDRmax. 5. Novel methodology for calibrating the seismic risk of adjacent structures against pounding and determination of the optimal seismic separation gap distance. Finally, a novel methodology for calibrating the seismic risk of adjacent structures against pounding at different capacity levels by means of mean annual frequency (MAF) of exceeding a specific seismic performance criterion is introduced. In particular, a novel risk-targeted decision model is introduced to a) verify the seismic performance of structures, b) evaluate the adequacy of an available separation gap distance dg, and c) define the minimum acceptable separation gap distance dg,min,Pt (optimal) between the adjacent RC structures at a target probability Pt. Key issues for developing the proposed methodology are a) the demand hazard curve of the δmax at the top level of the potential pounding top contact point, and b) the acceptable structural pounding performance objectives (POs) of an EDP against structural pounding as a function of the separation gap distance dg. The determination of the optimal seismic separation gap distance is based on the best estimation of the dg (among δmax and δPO) that causes an acceptable PO at a target probability Pt. A set of different EDPs can be involved and more than one structural pounding performance objectives (POs) can be evaluated. Furthermore, the proposed methodology can be implemented to a) determine the minimum acceptable seismic risk P against structural pounding for a targeted value of separation gap distance dg,t between adjacent structures, and b) to access smaller values of the optimal separation gap distance between adjacent structures at an acceptable level of seismic risk against structural pounding (targeted POs-EDP). Thereafter, numerical examples based on the proposed methodology are presented for the cases: a) calibration of seismic risk of the examined RC structure and b) determination of the optimal separation gap distance dg,min,Pt at a target probability Pt. The results of this study indicate that the seismic risk of the 8-story RC structure is significantly increased due to structural pounding in comparison to the case of without pounding. The value of separation gap distance dg alters the evaluation of the seismic risk. In particular, the seismic risk is increased when the separation gap distance dg is decreased. The level of seismic risk of the 8-story RC frame depends on the examined POs-EDP. Also, the return period TR of exceeding a specific performance level is decreased, while the annual probability is increased due to the effect of the structural pounding. An optimal seismic separation gap distance based only on the maximum displacement (δmax) is not always a safe prediction to control the structural pounding seismic risk. Finally, the results indicate that the value of the estimated dg,min,Pt is influenced by the type of structural pounding that occurs between the adjacent structures. In particular, in the case of structural pounding Type A (floor-to-floor interaction) the global POs-IDRmax controls the estimation of the dg,min,Pt. However, when the structural pounding Type B (floor-to-column interaction) is considered, the estimation of the optimal dg,min,Pt is controlled by the local POs (μφ,max, Vmax).

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως βασικό επιστημονικό στόχο, την ανάπτυξη μεθοδολογίας βαθμονόμησης της σεισμικής επικινδυνότητας παρακείμενων κατασκευών έναντι του προβλήματος της αλληλεπίδρασης και καθορισμού του βέλτιστου σεισμικού αρμού (dg). Προς το σκοπό, αυτό αναπτύχθηκαν και προτείνονται νέες πιθανοτικές μεθοδολογίες που περιλαμβάνουν:1. Νέα αποδοτικά και επαρκή πιθανοτικά μοντέλα σεισμικής απαίτησης (PSDMs) για τις περιπτώσεις κατασκευών με προβλήματα αλληλεπίδρασης. 2. Πρότυπες καμπύλες τρωτότητας για κατασκευές με προβλήματα αλληλεπίδρασης σε διαφορετικές στάθμες επιτελεστικότητας. 3. Πολυπαραμετρικές διερευνήσεις ελέγχου αξιοπιστίας παραδοχών ανάλυσης και αποτελεσμάτων. 4. Μεθοδολογία εκτίμησης του ελάχιστου σεισμικού αρμού dg,min με βάση την τρωτότητα της κατασκευής έναντι της αλληλεπίδρασης. 5. Τελική πρόταση βαθμονόμησης του σεισμικού ρίσκου έναντι της αλληλεπίδρασης και καθορισμού του βέλτιστου σεισμικού αρμού. Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων στην παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματοποιούνται τα εξής: Καθορίζεται η κρίσιμη περίπτωση μελέτης σύμφωνα με την υφιστάμενη γνώση στην καταγεγραμμένη διεθνή βιβλιογραφία. Έτσι, μελετάται η αλληλεπίδραση μιας 8-όροφης πλαισιωτής κατασκευής Ο/Σ η οποία δύναται να έρθει σε επαφή κατά την διάρκεια ισχυρών σεισμικών διεγέρσεων με παρακείμενο 3-όροφο άκαμπτο κτήριο. Σημειώνεται ότι, η επιλογή του άκαμπτου κτηρίου, αποτελεί τη δυσμενέστερη περίπτωση παρακείμενου κτηρίου για τη σεισμική συμπεριφορά της πολυώροφης κατασκευής έναντι της αλληλεπίδρασης ενώ παράλληλα οι προτεινόμενες πιθανοτικές μεθοδολογίες που αναπτύσσονται είναι ανεξάρτητες από τα δυναμικά χαρακτηριστικά του 3-ορόφου. Για την προσέγγιση της πραγματικής σεισμικής συμπεριφοράς της κατασκευής αναπτύσσεται αναλυτικό μοντέλο προσομοίωσης που ενσωματώνει το σύνολο των πληροφοριών για την κατασκευή (δηλαδή, γεωμετρία, μάζα, οπλισμούς, μοντέλα ανελαστικής απόκρισης μελών, υλικά, περίσφιξη κ.λπ.). Με βάση διεθνή βιβλιογραφία καθορίζονται οι εξεταζόμενες τυπολογίες αλληλεπίδρασης. Συγκεκριμένα, εξετάζεται ο τύπος αλληλεπίδρασης που πραγματοποιείται μεταξύ των πλακών των παρακείμενων κατασκευών (Τύπος Α), καθώς και η κρίσιμη περίπτωση αλληλεπίδρασης πλάκας-υποστυλώματος (Τύπος Β). Επιπλέον, αξιολογούνται οι πιθανές μορφές αστοχίας μιας κατασκευής λόγω της αλληλεπίδρασης με παρακείμενο κτήριο και επιλέγονται οι κατάλληλοι καθολικοί και τοπικοί παράμετροι σεισμικής απαίτησης. Για τις ανάγκες της έρευνας καθορίζονται 3 διαφορετικές τιμές σεισμικού αρμού dg ενώ λαμβάνεται υπόψη και η περίπτωση της ελεύθερης ταλάντωσης του 8-ορόφου πλαισίου Ο/Σ. Ακολούθως, καθορίζονται τα εξεταζόμενα μέτρα έντασης και επιλέγονται οι σεισμικές διεγέρσεις με κριτήρια που αφορούν τις βασικές παραμέτρους περιγραφής κάθε καταγραφής. Τέλος, εφαρμόζονται ανελαστικές δυναμικές αναλύσεις τόσο με την μέθοδο της προσαυξητικής δυναμικής ανάλυσης (IDA) όσο και με την μέθοδο νέφους (Cloud) για ένα πλήθος σεισμικών διεγέρσεων. Συνολικά πραγματοποιήθηκαν 2733 δυναμικές ανελαστικές αναλύσεις. 1. Γραμμικά και διγραμμικά πιθανοτικά μοντέλα σεισμικής απαίτησης. Αναπτύσσονται νέα γραμμικά και διγραμμικά πιθανοτικά μοντέλα καθολικής και τοπικής σεισμικής απαίτησης της κατασκευής (ελεύθερη ταλάντωση και αλληλεπίδραση κατασκευών). Για τον καθορισμό των πιθανοτικών μοντέλων σεισμικής απαίτησης (PSDMs) δίνεται έμφαση στην ενσωμάτωση για πρώτη φόρα στη διεθνή βιβλιογραφία: α) των κρίσιμων τοπικών ανελαστικών απαιτήσεων των μελών της κατασκευής, και β) της περίπτωσης όπου η αλληλεπίδραση των παρακείμενων κατασκευών συμβαίνει μεταξύ πλάκας - υποστυλώματος. Επιπλέον, λαμβάνονται υπόψη διαφορετικές παράμετροι σεισμικής απαίτησης EDPs, μεγέθη σεισμικού αρμού dg, και μέτρα έντασης ΙΜs. Από τα αποτελέσματα της διερεύνησης προκύπτει ότι, η σχέση μεταξύ των καθολικών παραμέτρων σεισμικής απαίτησης EDPs και των μέτρων σεισμικής έντασης IMs, περιγράφεται ικανοποιητικά από το γραμμικό μοντέλο παλινδρόμησης. Αντίθετα, το διγραμμικό μοντέλο παλινδρόμησης είναι πιο κατάλληλο για την ακριβή περιγραφή της τοπικής ανελαστικής συμπεριφοράς των κρίσιμων δομικών στοιχείων σε μεγέθη πλαστιμότητας καμπυλοτήτων και διατμητικών δυνάμεων. Σε κάθε περίπτωση όμως, αποδεικνίεται ότι το μέτρο έντασης ΙΜ που επιλέγεται για την ανάπτυξη του PSDM επηρεάζει τα αποτελέσματα της πρόβλεψης. Μάλιστα πιο αξιόπιστη εκτίμηση της σεισμικής απόκρισης των κατασκευών παρέχουν τα μέτρα έντασης που εκτιμούν με μικρότερη διασπορά τις σεισμικές απαιτήσεις της κατασκευής. 2. Πρότυπες καμπύλες τρωτότητας με βάση τα προτεινόμενα PSDMs. Αναπτύσσονται πρότυπες καμπύλες τρωτότητας για την 8-όροφη πλαισιωτή κατασκευή Ο/Σ (ελεύθερη ταλάντωση και αλληλεπίδραση κατασκευών) λαμβάνοντας υπόψη διαφορετικές στάθμες επιτελεστικότητας, μεγέθη σεισμικού αρμού dg, και μέτρα έντασης ΙΜs. Οι καμπύλες τρωτότητας αναπτύσσονται με βάση τα προτεινόμενα γραμμικά και διγραμμικά πιθανοτικά μοντέλα σεισμικής απαίτησης (PSDMs). Ενσωματώνονται δε για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία για την εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας παρακείμενων κατασκευών οι εξής παράμετροι: α) οι καθολικές και οι τοπικές ανελαστικές απαιτήσεις της κατασκευής, και β) η κρίσιμη περίπτωση της αλληλεπίδρασης μεταξύ κατασκευών με ανισοσταθμία πλακών και πιθανότητα εμβολισμού υποστυλώματος (αλληλεπίδραση πλάκας – υποστυλώματος). Από τα αποτελέσματα διερεύνησης της σεισμικής τρωτότητας της 8-όροφης πλαισιωτής κατασκευής Ο/Σ έναντι του φαινομένου της αλληλεπίδρασης προκύπτει ότι, κρίσιμα μεγέθη σεισμικής απαίτησης είναι τα μεγέθη τοπικής απόκρισης των υποστυλωμάτων λόγω των αυξημένων απαιτήσεων σε καμπτική και διατμητική αντοχή. Επίσης, σημαντική είναι η επιρροή του τύπου της αλληλεπίδρασης που πραγματοποιείται μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών καθώς μεταβάλλει τα αποτελέσματα της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής ιδιαίτερα σε τοπικό επίπεδο απόκρισης. Η μείωση του σεισμικού αρμού dg μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση της σεισμικής τρωτότητας της πολυώροφης κατασκευής τόσο σε καθολικό όσο και σε τοπικό επίπεδο απόκρισης. Επιπλέον, οι αβεβαιότητες που υπεισέρχονται στις καμπύλες τρωτότητας είναι λιγότερες όταν το ΙΜ που επιλέγεται εκτιμά με μικρότερη διασπορά τη σεισμική απαίτηση της κατασκευής. Για την τεκμηρίωση της αξιοπιστίας εκτίμησης της σεισμική τρωτότητας της κατασκευής (με και χωρίς προβλήματα αλληλεπίδρασης) με βάση τα προτεινόμενα πιθανοτικά μοντέλα σεισμικής απαίτησης πραγματοποιήθηκε σύγκριση μεταξύ των διαφορετικών μεθοδολογιών ανάπτυξης καμπύλων τρωτότητας που προτείνονται στη διεθνή βιβλιογραφία. Επίσης: α) αξιολογείται η εγκυρότητα των παραδοχών ανάπτυξης των PSDMs, και β) διερευνάται η επιρροή τους στην αποτίμηση της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής. Από τα αποτελέσματα της διερεύνησης προκύπτει ότι, α) τα προτεινόμενα γραμμικά και διγραμμικά PSDMs αποτελούν αξιόπιστη μεθοδολογία, β) οι υποθέσεις ανάπτυξης των γραμμικών PSDMs δεν ικανοποιούνται σε όλο το εξεταζόμενο εύρος της σεισμικής έντασης στην περίπτωση των τοπικών μεγεθών απόκρισης, ενώ η χρήση διγραμμικών PSDMs επιτρέπει τη βελτίωση της υπόθεση της ομοσκεδαστικότητας ανά γραμμικό κλάδο του μοντέλου παλινδρόμησης, και γ) τα γραμμικά PSDMs εκτιμούν ικανοποιητικά τη σεισμική τρωτότητας του 8-ορόφου πλαισίου Ο/Σ σε όρους καθολικών EDPs ενώ διγραμμικά PSDM απαιτούνται για τα εξεταζόμενα τοπικά EDPs. 3. Πολυπαραμετρικές διερευνήσεις ελέγχου αξιοπιστίας παραδοχών ανάλυσης και αποτελεσμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής διερευνάται επίσης ο βαθμός επιρροής συγκεκριμένων παραμέτρων στα αποτελέσματα της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής. Συγκεκριμένα μελετώνται τα εξής: α) η καταλληλότητα των επιλεγμένων μέτρων έντασης (PGA και Sa,T1) σε σύγκριση με άλλα IMs (συνολικά μελετώνται 23 διαφορετικά μέτρα έντασης) ως προς τις ιδιότητες της αποτελεσματικότητας και της επάρκειας, β) η επιρροή των χαρακτηριστικών Μw και Rrup μιας σεισμικής διέγερσης στα αποτελέσματα της τρωτότητας και γ) η καταλληλότητα της μεθοδολογίας ανελαστικής ανάλυσης των κατασκευών IDA για την εξαγωγή των δεδομένων σεισμικής απαίτησης σε σύγκριση με την μέθοδο ανάλυσης Cloud (μέθοδος νέφους). Από τα αποτελέσματα αυτής της διερεύνησης συμπεραίνεται ότι, η Sa,T1 είναι πιο αποτελεσματικό ΙΜ για την εκτίμηση της σεισμικής απόκρισης του δομικού συστήματος συγκριτικά με τη PGA. Σε κάθε περίπτωση, τα μέτρα έντασης που εξαρτώνται από τα δυναμικά χαρακτηριστικά της κατασκευής παρουσιάζουν μεγαλύτερο βαθμό αποτελεσματικότητας. Ωστόσο, η ικανοποίηση της ιδιότητας της αποτελεσματικότητας, δεν εξασφαλίζει την ταυτόχρονη ικανοποίηση του κριτηρίου έναντι της ιδιότητας της επάρκειας του ΙΜ. Επομένως, ο προσδιορισμός κατάλληλου ΙΜ αποτελεί δύσκολη διαδικασία ιδιαίτερα όταν λαμβάνονται υπόψη περισσότερα του ενός EDPs καθώς τα αποτελέσματα διαφοροποιούνται ανάλογα με το EDP που μελετάται. Όσον αφορά τη διερεύνηση της επιρροής των χαρακτηριστικών των σεισμικών διεγέρσεων (Μw και Rrup) στην εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας της 8-όροφης κατασκευής, αναπτύχθηκαν νέα PSDMs βάσει διανυσματικών μέτρων έντασης ως συνδυασμός του βαθμωτού Sa,Τ1 και των παραμέτρων Mw ή Rrup. Από τα αποτελέσματα της διερεύνησης, προέκυψε ότι οι παράμετροι Mw και Rrup, σε κάποιες περιπτώσεις επηρεάζουν την εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής. Σε κάθε περίπτωση, η χρήση του βαθμωτού μέτρου έντασης Sa,Τ1 και του διανυσματικού ΙΜ ως συνάρτηση της διαμέσου των Mw και Rrup οδήγησε σε παρόμοια πρόβλεψη της σεισμικής τρωτότητας. Τέλος, ως προς τις μεθοδολογίες δυναμικής ανελαστικής ανάλυσης IDA και Cloud, προέκυψε ότι οδηγούν σε παρόμοια εκτίμησης της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής. Τονίζεται δε ότι, απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στα κριτήρια επιλογής των σεισμικών διεγέρσεων που υιοθετούνται ανά μεθοδολογία ανάλυσης. 4. Ανάπτυξη πρωτότυπης μεθοδολογίας εκτίμησης του ελάχιστου σεισμικού αρμού dg,min με βάση την τρωτότητα. Στη συνεχεία αξιοποιούνται τα αποτελέσματα της σεισμικής τρωτότητας της κατασκευής έναντι της αλληλεπίδρασης για την ανάπτυξη πρωτότυπης μεθοδολογίας εκτίμησης του ελάχιστου σεισμικού αρμού dg,min μεταξύ παρακείμενων κτηρίων. Στην προτεινόμενη μεθοδολογία προβλέπεται η πιθανότητα αλληλεπίδρασης μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών εξασφαλίζοντας ωστόσο αποδεκτά επίπεδα σεισμικής απόκρισης έναντι της αλληλεπίδρασης. Τα βασικά χαρακτηριστικά της προτεινόμενης μεθοδολογίας συνοψίζονται ως εξής: α) εφαρμόζεται τόσο ως διαδικασία ελέγχου επάρκειας υφιστάμενου μεγέθους σεισμικού αρμού όσο και για τον καθορισμό του ελάχιστου κρίσιμου σεισμικού αρμού μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών, β) προϋποθέτει τον ορισμό των επίπεδων επιτελεστικότητας PL-EDP των κρίσιμων EDPs συναρτήσει του μεγέθους του σεισμικού αρμού dg, γ) ενσωματώνει περισσότερα του ενός επίπεδα επιτελεστικότητας PL-EDP (τοπικών και καθολικών EDPs σε διαφορετικές στάθμες επιτελεστικότητας PLi), και δ) είναι ανεξάρτητη από τον τύπο της αλληλεπίδρασης που μελετάται. Επιπλέον, για την εκτίμηση του ελάχιστου κρίσιμου σεισμικού αρμού dg,min δύναται να εφαρμοσθούν δυο διαφορετικά κριτήρια πρόβλεψης: α) εκτίμηση βάσει δεδομένης ή επιδιωκόμενης τιμής σεισμικής έντασης ΙΜ και β) εκτίμηση βάσει δεδομένης ή επιδιωκόμενης τιμής πιθανότητας P να συμβεί αλληλεπίδραση μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών. Ακολουθεί μελέτη εφαρμογής για την πλήρη περιγραφή των δυνατοτήτων - χαρακτηριστικών της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Τέλος, παρουσιάζονται αποτελέσματα σε διαφορετικά και σύνθετα επίπεδα επιτελεστικότητας που αφορούν α) τον έλεγχο επάρκειας υφιστάμενου μεγέθους σεισμικού αρμού μεταξύ των εξεταζόμενων παρακείμενων κατασκευών, και β) τον καθορισμό του ελάχιστου κρίσιμου σεισμικού αρμού με βάση τα δυο προτεινόμενα κριτήρια ελέγχου. Από τα αποτελέσματα της διερεύνησης προκύπτει ότι, η κρίσιμη μετατόπιση δmax για την οποία ορισμένα EDPs φτάνουν την οριακή τιμή δεδομένης στάθμης επιτελεστικότητας σε κάποιες περιπτώσεις είναι μεγαλύτερη από το διαθέσιμο μέγεθος του σεισμικού αρμού dg. Όσον αφορά την εκτίμηση του ελάχιστου κρίσιμου σεισμικού αρμού προκύπτει ότι, οι τοπικοί παράμετροι σεισμικής απαίτησης καθορίζουν την πρόβλεψη του ελάχιστου κρίσιμου σεισμικού αρμού dg,min στην περίπτωση της Αλληλεπίδρασης Τύπου Β. Αντίθετα, στην περίπτωση της αλληλεπίδρασης Τύπου Α η εκτίμηση του σεισμικού αρμού καθορίζεται από το καθολικό μέγεθος απόκρισης IDRmax. 5. Ανάπτυξη πρωτότυπης μεθοδολογίας βαθμονόμησης του σεισμικού ρίσκου έναντι της αλληλεπίδρασης και καθορισμού του βέλτιστου σεισμικού αρμού. Με σκοπό την απόδοση μιας ολοκληρωμένης πρότασης βαθμονόμησης της σεισμικής επικινδυνότητας παρακείμενων κατασκευών έναντι της αλληλεπίδρασης ενσωματώνεται η έννοια της μέσης ετήσιας συχνότητας (Mean Annual Frequency-MAF) υπέρβασης δεδομένης οριακής κατάστασης αντοχής-ικανότητας. Συγκεκριμένα, αναπτύσσεται καινοτόμο μοντέλο απόφασης για στοχευμένο επίπεδο σεισμικού ρίσκου Pt έναντι της αλληλεπίδρασης βάσει του οποίου δύναται να πραγματοποιηθούν τα εξής: α) Έλεγχος σεισμικής επικινδυνότητας των κατασκευών.β) Έλεγχος επάρκειας υφιστάμενου σεισμικού αρμού dg.γ) Καθορισμός του ελάχιστου αποδεκτού μεγέθους σεισμικού αρμού dg,min,Pt (βέλτιστος αρμός). Η προτεινόμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει την ανάπτυξη: α) πρότυπων καμπύλων επικινδυνότητας της κατασκευής σε όρους μέγιστης μετατόπισης δmax στο ανώτατο σημείο επαφής των παρακείμενων κατασκευών καθώς και σε μεγέθη EDPs σε καθολικό και τοπικό επίπεδο απόκρισης, και β) πρότυπων αποδεκτών κριτηρίων ελέγχου έναντι της αλληλεπίδρασης συναρτήσει του μεγέθους του σεισμικού αρμού dg και της ετήσιας πιθανότητας να συμβεί αλληλεπίδραση. Προβλέπεται δε ο συνδυασμός πολλών και διαφορετικών EDPs και ο έλεγχος σε διαφορετικές στάθμες επιτελεστικότητας. Επιπλέον, η προτεινόμενη μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί α) για τον καθορισμό του ελάχιστου αποδεκτού σεισμικού ρίσκου P έναντι της αλληλεπίδρασης σε στoχευμένο μέγεθος σεισμικού αρμού dg,t, και β) για την μείωση του μεγέθους του βέλτιστου σεισμικού αρμού σε ασφαλές επίπεδο σεισμικού ρίσκου έναντι της αλληλεπίδρασης (στοχευμένο αποδεκτό κριτήριο ελέγχου).Ακολουθεί η μελέτη εφαρμογής της προτεινόμενης μεθοδολογίας με αντικείμενο α) τη βαθμονόμηση της σεισμικής επικινδυνότητας της πολυώροφης κατασκευής Ο/Σ σε στοχευμένο επίπεδο σεισμικού ρίσκου Pt έναντι της αλληλεπίδρασης, και β) τον καθορισμό του βέλτιστου σεισμικού αρμού dg,min,Pt με την παρακείμενη άκαμπτη κατασκευή. Από την διερεύνηση που πραγματοποιήθηκε προκύπτει ότι, η σεισμική επικινδυνότητα της πολυώροφης κατασκευής λόγω της αλληλεπίδρασης είναι πάντα πιο κρίσιμη συγκριτικά με την περίπτωση της ελεύθερης ταλάντωσης. Το μέγεθος του σεισμικού αρμού dg επηρεάζει την σεισμική επικινδυνότητα της κατασκευής. Ειδικότερα, η μείωση του σεισμικού αρμού dg μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών οδηγεί σε αύξηση της σεισμικής επικινδυνότητας του 8-ορόφου πλαισίου Ο/Σ τόσο σε καθολικό όσο και σε τοπικό επίπεδο απόκρισης. Το επίπεδο σεισμικού ρίσκου της κατασκευής έναντι της αλληλεπίδρασης μεταβάλλεται ανάλογα με το εξεταζόμενο ΕDP και τη στάθμη επιτελεστικότητας. Σε σύγκριση με την ελεύθερη ταλάντωση, η περίοδος επαναφοράς TR δεδομένης στάθμης επιτελεστικότητας των EDPs μειώνεται, ενώ η ετήσια πιθανότητα υπέρβασης της ίδιας στάθμης επιτελεστικότητας αυξάνεται λόγω της αλληλεπίδρασης.Όσον αφορά την εκτίμηση του βέλτιστου σεισμικού αρμού αυτή καθορίζεται από το επιδιωκόμενο επίπεδο σεισμικού ρίσκου Pt στο αποδεκτό κριτήριο ελέγχου ΡΟ-EDP μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών. Σε κάθε περίπτωση, η εκτίμηση του βέλτιστου μεγέθους σεισμικού αρμού με αποκλειστικό κριτήριο την μέγιστη μετατόπιση δmax στο ανώτατο σημείο επαφής των παρακείμενων κατασκευών δεν αποτελεί ασφαλή πρόβλεψη για όλα τα επίπεδα σεισμικού ρίσκου έναντι της αλληλεπίδρασης. Τέλος, τα αποτελέσματα για την εκτίμηση του βέλτιστου σεισμικού αρμού dg,min,Pt μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών εξαρτώνται από τον τύπο της αλληλεπίδρασης που εξετάζεται δεδομένου ότι τα κρίσιμα μεγέθη απόκρισης είναι διαφορετικά σε κάθε τύπο. Συγκεκριμένα, καθοριστική είναι η σεισμική επικινδυνότητα του IDRmax στην περίπτωση της αλληλεπίδρασης Τύπου Α (ισοσταθμία πλακών) για στοχευμένο επίπεδο σεισμικού ρίσκου, ενώ στην αλληλεπίδραση Τύπου Β (ανισοσταθμία πλακών) οι τοπικές παράμετροι σεισμικής απαίτησης (μφ,max και Vmax) του κρίσιμου υποστυλώματος καθορίζουν την τιμή του βέλτιστου σεισμικού αρμού μεταξύ των παρακείμενων κατασκευών.