Ικανοτικός Σχεδιασμός Σκελετού σε κάμψη και τέμνουσα - Γενικά
Η λειτουργία ενός σκελετού κατά τη διάρκεια ισχυρού σεισμού, περιγράφεται αναλυτικά στον Α’ τόμο. Στην παράγραφο αυτή εξετάζεται ο σχεδιασμός της Ικανότητας Αντοχής του σκελετού σε κάμψη και διάτμηση κατά τη διάρκεια ενός ισχυρού σεισμού, πέραν των ορίων του σεισμού σχεδιασμού.
Στο επόμενο πλαίσιο εξετάζεται η οριακή σεισμική δράση κατά μήκος του πλαισίου που προκαλεί εναλλάξ παραμορφώσεις στα μέλη του, ανάλογα με την κατεύθυνση του σεισμού.
Εικόνα 7-1: Σεισμός κατά την κατεύθυνση +x και –x
Σ’ αυτές τις δύο οριακές καταστάσεις θεωρούμε ότι έχουν εξαντληθεί οι ελαστικές αντοχές σε κάμψη όλων των δομικών στοιχείων στις περιοχές των κόμβων και αυτό που θέλουμε να εξασφαλίσουμε είναι ότι:
1ο) Έχουμε Ικανοτική Αντοχή σε Κάμψη, δηλαδή ότι δεν θα έχουμε καμπτική αστοχία των κολονών, πριν από την καμπτική αστοχία των δοκών ή με άλλα λόγια ότι αν χρειαστεί σε πολύ μεγάλο σεισμό να αστοχήσει κάποιο στοιχείο, προτιμούμε αυτό να είναι δοκός και όχι κολώνα.
2ο) Έχουμε Ικανοτική Αντοχή σε Τέμνουσα, δηλαδή δεν θα έχουμε διατμητική αστοχία κανενός στοιχείου του σκελετού, δοκού ή κολόνας.
Ο υπολογισμός των ροπών αντοχής και οι Ικανοτικές Τέμνουσες που προκύπτουν από αυτές, εμπεριέχουν αβεβαιότητες, λόγω κατασκευαστικών διαφοροποιήσεων της γεωμετρίας των δομικών στοιχείων και του οπλισμού τους, καθώς επίσης λόγω διαφοροποιήσεων των επιμέρους αντοχών σκυροδέματος και χάλυβα. Έτσι, ενώ σε μία συγκεκριμένη διαστασιολόγηση, π.χ. σε κάμψη, όλες αυτές οι αβεβαιότητες καλύπτονται από το συντελεστή ασφαλείας των υλικών, π.χ. γc=1.5 για το σκυρόδεμα, στον Ικανοτικό Σχεδιασμό σημασία έχουν οι σχετικές ροπές αντοχής μεταξύ κολονών και δοκών. Αυτό δεν μπορεί να καλυφθεί με τους συντελεστές των διαστασιολογήσεων. Στον Ικανοτικό Σχεδιασμό υπεισέρχονται οι συντελεστές υπεραντοχής οι οποίοι για μεν την κάμψη έχουν πάντοτε την τιμή 1.30 για δε την τέμνουσα έχουν τιμές από 1.0 έως 1.30 ανάλογα με την κατηγορία πλαστιμότητας της κατασκευής.
Οι κατηγορίες πλαστιμότητας είναι δύο: Κατηγορία Πλαστιμότητας Μέση (ΚΠΜ) και Κατηγορία Πλαστιμότητας Υψηλή (ΚΠΥ). Στην ΚΠΥ επιτρέπονται μικρότερες ισοδύναμες ελαστικές σεισμικές δυνάμεις (μεγάλες τιμές του q) αλλά επιβάλλονται αυξημένοι υπολογιστικοί συντελεστές για τις τέμνουσες και αυστηρότεροι κατασκευαστικοί κανόνες π.χ. πυκνότεροι συνδετήρες.