Παράμετροι Τσουνάμι

Με τη Μη Γραμμική Ανάλυση Τσουνάμι οι χρήστες μπορούν να αξιολογήσουν την ικανότητα μιας κατασκευής για φορτία τσουνάμι στο πλαίσιο του ASCE 7-16. Τα φορτία τσουνάμι μπορούν να υπολογιστούν είτε χρησιμοποιώντας τις σχέσεις του ASCE 7-16 είτε τις σχέσεις που προτείνονται στο Foster et al. [2017] ενώ οι διαδικασίες ανάλυσης συνοψίζονται στο Petrone et al. [2017] και Baiguera et al. [2019]. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την ανάλυση του μη γραμμικού τσουνάμι μπορείτε επίσης να βρείτε στο Παράρτημα Β.

Για τη μη γραμμική ανάλυση τσουνάμι πρέπει να καθοριστεί ένας αριθμός παραμέτρων που συνοψίζονται παρακάτω:

Μέθοδος Υπολογισμού Δυνάμεων Τσουνάμι
Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει εάν η Συνολική Δύναμη Τσουνάμι σε κάθε βήμα θα υπολογιστεί χρησιμοποιώντας

1. Μέθοδος ASCE 7-16: Χρησιμοποιώντας τη σχέση 6.1-2 της παραγράφου 6.10.2.1 του ASCE 7-16 (ASCE 7-16 κεφάλαιο 6).

Όπου Fdx είναι η συνολική δύναμη του τσουνάμι, Itsu είναι ο συντελεστής σημασίας του τσουνάμι, Cd είναι ο συντελεστής οπισθέλκουσας για το κτίριο (βλ. Πίνακας 6.10-1 του ASCE 7-16 Κεφάλαιο 6), h είναι το βάθος πλημμύρας, u  είναι η ταχύτητα ροής και το Ccx είναι ένας συντελεστής που δίνεται από την εξίσωση 6.10-3 του ASCE 7-16 κεφάλαιο 6 και Β είναι το πλάτος της κατασκευής που επηρεάζεται από το τσουνάμι

2. Μέθοδος Foster et al (2017): Χρησιμοποιώντας την εξίσωση (1) από τους Petrone et al. [2017] ] σχέσεις που συνοψίζονται στην εργασία των Foster et al. [2017]

Για Fr<Frc:

Γιαr Fr≥Frc: 

Όπου Fr είναι ο αριθμός Froude, Frc είναι το όριο του αριθμού Froude που υπολογίζεται σύμφωνα με τις εξισώσεις του Petrone et al. [2017], το Cd είναι ένας συντελεστής οπισθέλκουσας, u και h είναι η ταχύτητα ροής και το βάθος πλημμύρας αντίστοιχα, το g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, το  B είναι το πλάτος της πληγείσας περιοχής από το τσουνάμι και το λ υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξ. (26) από τους Foster et al. [2017].

Για κάθε μέθοδο πρέπει να οριστεί ένας αριθμός μεταβλητών που αφορούν την συγκεκριμένη μέθοδο και συγκεκριμένα:

Μεταβλητές για τη μέθοδο ASCE 7-16:

  • Συντελεστής Σημασίας Τσουνάμι (Itsu): Ο Συντελεστής Σημασίας Τσουνάμι λαμβάνεται σύμφωνα με την παράγραφο 6.8.3.2 του ASCE 7-16, Κεφάλαιο 6.
  • Ο συντελεστής Ccx υπολογίζεται σύμφωνα με την εξίσωση 6.10.2 που δίνεται στην παράγραφο 6.10.2.1 του Κεφαλαίου 6 του ASCE 7-16.

Μεταβλητές για την μέθοδοFoster et al. [2017]:

  • Λόγος Αποκλεισμού: Το κλάσμα αποκλεισμού b/w όπου w είναι το πλάτος ενός καναλιού ροής νερού και b είναι το πλάτος ενός εμποδίου στο δρόμο του καναλιού, ένα μοντέλο που χρησιμοποιείται σε πειραματικές εργασίες για τη Προσομοίωση Τσουνάμι [Qi et al., 2014; Foster et al., 2017].

Μεταβλητές υπολογισμού και ανάλυσης δυνάμεων τσουνάμι

Τύπος χρονοϊστορίας Τσουνάμι: Ο χρήστης μπορεί να καθορίσει τον τύπο της χρονοσειράς βάθους και ταχύτητας που θα χρησιμοποιηθεί για τη μοντελοποίηση του τσουνάμι και τον υπολογισμό της Συνολικής Δύναμης Τσουνάμι. Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει μεταξύ των παρακάτω επιλογών με κάθε επιλογή να χρειάζεται να καθοριστούν οι δικές της μεταβλητές.

  1. Χρονοϊστορία ASCE 7-16: Χρονοϊστορίες Βάθους και Ταχύτητας του Σχήματος 6.8-1 του κεφαλαίου 6 του ASCE 7-16. Προκειμένου να καθοριστεί πλήρως η χρονοϊστορία, πρέπει να οριστούν  το Μέγιστο Βάθος Πλημμύρας (hmax) και η ταχύτητα ροής (umax) του Μέγιστου Θεωρούμενου Τσουνάμι
  2. Χρονοϊστορία ASCE 7-16 εως και Load Case 2: Χρονοϊστορίες Βάθους και Ταχύτητας του ASCE 7-16 αλλά μέχρι το σημείο Load Case 2 που υποδεικνύεται στο Σχήμα 6.8-1 του ASCE 7-16 Κεφάλαιο 6. Οι μεταβλητές που πρέπει να οριστούν είναι πάλι hmax και umax.
  3. Μεταβλητό βάθος/Σταθερός αριθμός Froude Χρονοϊστορίες: Το βάθος αυξάνεται γραμμικά από ένα ελάχιστο σε ένα μέγιστο βάθος, ενώ η ταχύτητα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν σταθερό αριθμό Froude. Οι απαραίτητες μεταβλητές είναι το ελάχιστο και μέγιστο βάθος και ο σταθερός αριθμός Froude.
  4. Χρονοϊστορία με μέγ. βάθος = ύψος κτιρίου: Αυτή η επιλογή δημιουργεί τη χρονοϊστορία βάθους/ταχύτητας του ASCE 7-16 εως το σημείο Load Case 2 και μετά το Load Case 2 το βάθος συνεχίζει να αυξάνεται γραμμικά μέχρι να φτάσει στο ύψος του κτιρίου. Τα hmax και umax πρέπει να οριστούν για τον υπολογισμό της χρονοϊστορίας βάθους και ταχύτητας του ASCE.

Πυκνότητα Υγρού - ρs
 Η πυκνότητα υγρού που λαμβάνεται υπόψη για τους υπολογισμούς της συνολικής δύναμης του τσουνάμι, συνήθως λαμβάνεται ίση με την πυκνότητα του θαλασσινού νερού.

Πλάτος Επηρεαζόμενης Περιοχής - B
 Το συνολικό πλάτος της κατασκευής που επηρεάζεται από το φορτίο τσουνάμι. Για περισσότερες πληροφορίες, ο χρήστης μπορεί να ανατρέξει στο κεφάλαιο 6 του ASCE 7-16 και στους Foster et al. 2017.

Δεξιόστροφη γωνία κτηρίου με κατεύθυνση ροής Τσουνάμι
 Αυτή η μεταβλητή καθορίζει τη δεξιόστροφη γωνία μεταξύ της ροής του τσουνάμι και του καθολικού άξονα X του σεισμού. Μια γωνία ίση με μηδέν δείχνει ότι η κατεύθυνση ροής του τσουνάμι είναι κατά μήκος του καθολικού άξονα Χ.

Υψόμετρο αναφοράς
Η υψομετρική διαφορά μεταξύ του χαμηλότερου σημείου του κτιρίου και του μηδενικού βάθους πλημμύρας. Μια μηδενική τιμή υποδηλώνει ότι το σημείο μηδενικού βάθους πλημμύρας συμπίπτει με τον χαμηλότερο κόμβο του κτιρίου. Μια αρνητική τιμή υποδηλώνει ότι το μηδενικό βάθος πλημμύρας του τσουνάμι είναι χαμηλότερο από τον χαμηλότερο κόμβο του κτιρίου και μια θετική τιμή δείχνει ότι ο χαμηλότερος κόμβος του κτηρίου είναι χαμηλότερος από το μηδενικό βάθος πλημμύρας του τσουνάμι.

Καθ’ ύψος κατανομή δυνάμεων τσουνάμιt
Αυτή η επιλογή ορίζει το μοτίβο που χρησιμοποιείται για την κατανομή της Συνολικής Δύναμης Τσουνάμι καθ’ ύψος του κτιρίου. Η Ομοιόμορφη κατανομή δείχνει ότι το φορτίο τσουνάμι κατανέμεται ομοιόμορφα σε κάθε όροφο που επηρεάζεται από το τσουνάμι ενώ η Τριγωνική κατανομή ακολουθεί το σχέδιο κατανομής (Β) που υποδεικνύεται στο Σχήμα 9 στην εργασία των Petrone et al. [2017].

Μεταβλητές για τη Φάση 1 (VDPO)
Η μόνη μεταβλητή που πρέπει να οριστεί για τη φάση ανάλυσης VDPO είναι ο αριθμός των βημάτων που θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση VDPO.

Μεταβλητές για τη Φάση 2 (CDPO)
Για τη φάση 2 (CDPO) ο χρήστης πρέπει να καθορίσει εάν η ανάλυση CDPO θα πραγματοποιηθεί ή όχι, τη μέγιστη αναλογία παραμόρφωσης που επιτεύχθηκε κατά την ανάλυση CPDO (αναλογία με την παραμόρφωση του κόμβου ελέγχου στην αρχή της ανάλυσης CDPO) και τον αριθμό βημάτων στα οποία πρόκειται να πραγματοποιηθεί η ανάλυση CDPO.

Κόμβοι φορτισμένοι με τσουνάμι
Στον πίνακα με όλους τους κόμβους του κτιρίου, ο χρήστης πρέπει να ορίσει σε ποιους κόμβους εφαρμόζονται τα φορτία του τσουνάμι. Το τμήμα της συνολικής δύναμης του τσουνάμι που αποδίδεται σε μια συγκεκριμένη ομάδα κόμβων με το ίδιο ύψος θα κατανεμηθεί στη συνέχεια στους επιλεγμένους κόμβους που ανήκουν στη συγκεκριμένη ομάδα.

Όταν οριστούν όλες οι μεταβλητές, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει το κουμπί «Υπολογισμός Φορτίων Τσουνάμι» και να εκτελέσει τον υπολογισμό του βάθους/ταχύτητας πλημμύρας και της χρονοϊστορίας της Συνολικής Δύναμης Τσουνάμι και να κατανείμει τη Συνολική Δύναμη Τσουνάμι στους Κόμβους Φόρτισης. Η χρονοϊστορία της Δύναμης Τσουνάμι για τη φάση ανάλυσης VDPO θα εισαχθεί στην καρτέλα «Καμπύλες Χρονοϊστορίας» και τα Στατικά επικόμβια φορτία χρονοϊστορίας για τη φάση ανάλυσης VDPO θα εισαχθούν στην καρτέλα Επιβαλλόμενα φορτία του προγράμματος. Τέλος, επιλέγοντας το κουμπί «Βασικές Παράμετροι Τσουνάμι» θα ανοίξει ένα παράθυρο που παρουσιάζει τις χρονοϊστορίες των κύριων παραμέτρων της Ανάλυσης Τσουνάμι, συμπεριλαμβανομένων του βάθους πλημμύρας, της ταχύτητας ροής, του αριθμού Froude και της Συνολικής Δύναμης του Τσουνάμι.