Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Μορφή: | Μεταπτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ.
2019
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/4930 |
| _version_ | 1780278358756556800 |
|---|---|
| abstract | Οι σύγχρονες κατασκευές σχεδιάζονται ώστε να μπορούν να ανταπεξέλθουν σε ένα μεγάλο αριθμό φορτίσεων που θα δεχτούν κατά την διάρκεια ζωής τους. Η ακριβής εξέλιξη των θερμομηχανικών αυτών φορτίσεων μέσα στον χρόνο δεν μπορεί να είναι γνωστή, βέβαια μπορούν να εκτιμηθούν κάποια όρια εντός των οποίων θα μεταβάλλεται. Ο συνήθης τρόπος αντιμετώπισης της μη-γραμμικής, μη-ελαστικής συμπεριφοράς μιας κατασκευής είναι οι ανελαστικές βηματικές αναλύσεις στα πλαίσια της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων με τη γραμμικοποίηση του βήματος μεταβολής της φόρτισης. Στην περίπτωση όμως που τα φορτία μεταβάλλονται κατά άγνωστο τρόπο, εντός κάποιων ορίων θα έπρεπε να εκτελεστεί μια πληθώρα βηματικών αναλύσεων για να καλυφτούν όλα τα πιθανά σενάρια φόρτισης αποφόρτισης. Εφόσον μια κατασκευή πληρεί κάποιες προϋποθέσεις πλαστικότητας (μέταλλα όπως ο χάλυβας την ικανοποιούν) οι έμμεσες μέθοδοι της πλαστικότητας προσφέρουν μια εναλλακτική. Οι πολλές βηματικές αναλύσεις του φορέα αντικαθίστανται με ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης, συνήθως μεγάλης κλίμακας. Οι έμμεσες μέθοδοι προσδιορίζουν τα μετελαστικά περιθώρια ασφαλείας του φορέα υπό φορτία μεταβαλλόμενα εντός γνωστών ορίων. Η υλοποίηση τέτοιων μεθόδων πραγματοποιείται με το συνδυασμό της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων με τεχνικές μαθηματικής βελτιστοποίησης. Στην παρούσα εργασία θα παρουσιαστούν τα βασικά σημεία στα οποία βασίζεται η ανελαστική μέθοδος αποτίμησης ή ανασχεδιασμού, Pushover. Η μέθοδος έχει ως στόχο να αναδείξει κατά πολύ καλή προσέγγιση, την απόκριση μίας κατασκευής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, κατά κύριο λόγο, καθώς δίνει τη δυνατότητα στον μελετητή μηχανικό να έχει πλήρη γνώση της συμπεριφοράς της σε κάθε χρονική στιγμή. Παρουσιάζονται επίσης τα σημεία εκείνα τα οποία χρήζουν προσοχής όσον αφορά το πεδίο χρήσης της καθώς και αδυναμίες οι οποίες έχουν εντοπιστεί. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διαδικασία σχεδιασμού και διαστασιολόγησης ενός έργου με χαλύβδινο φέροντα οργανισμό με πλάκες από οπλισμένο σκυρόδεμα, με χρήση ενός εμπορικά διατιθέμενου προγράμματος. Το κτίριο που επιλέχθηκε προς μελέτη είναι ένα εξαώροφο κτίριο μεγάλων ανοιγμάτων για εμπορική χρήση. Οι διαστάσεις του κτιρίου είναι είναι 52 m x 30 m. Η ανάλυση και η διαστασιολόγηση του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με βάση τους Ευρωκώδικες. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθοι κανονισμοί: - Ευρωκώδικας 0: Βάσεις σχεδιασμού - Ευρωκώδικας 1: Γενικές δράσεις (Μέρος 1-1) Φορτία χιονιού (Μέρος 1-3) Δράσεις ανέμου (Μέρος 1-4) - Ευρωκώδικας 3: Σχεδιασμός μεταλλικών κατασκευών (Μέρος 1-1) Σχεδιασμός κόμβων (Μέρος 1-8) - Ευρωκώδικας 4: Σχεδιασμός σύμμικτων κατασκευών από χάλυβα και σκυρόδεμα (Μέρος 1-1) - Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός σχεδιασμός (Μέρος 1-1) Η επίλυση του κτιρίου έγινε με το στατικό πρόγραμμα ETABS. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αρχές σχεδιασμού των μεθόδων αναλύσεων, τα φορτία και η κατανομή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις δυναμικές αναλύσεις. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η στοχευόμενη μετατόπιση με την μέθοδο Ν2 του ΕC8, καθως και η περιγραφή των βασικών διατάξεων του EC8 σχετικά με την εφαρμογή της μη γραμμικής στατικής ανάλυσης Pushover. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι πίνακες, σύμφωνα με τους οποίους γίνεται η κατάταξη και η αντοχή των διατομών. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η διαδικασία σχεδιασμού του μοντέλου και τα αποτελέσματα των αναλύσεων. |
| abstracttranslated | Modern structures are designed to be able to handle a large number of loads that they will receive during their lifetime. The exact evolution of these thermo-mechanical loads over time can not be known, of course some limits within which it will change. The usual way of dealing with the non-linear, non-elastic behavior of a structure is the inelastic step analyzes in the finite element method with the linearization of the charge change step. However, in the case where loads are altered in an unknown way, a number of stepwise analyzes should be performed within some limits to cover all possible loading scenarios. If a structure meets certain plasticity requirements (metals such as steel satisfy it), indirect methods of plasticity offer an alternative. Multiple step analyzes of the vector are replaced by an optimization problem, usually on a large scale. Indirect methods determine the carrier's metaplastic safety margins under varying loads within known limits. The implementation of such methods is carried out by combining the finite element method with mathematical optimization techniques. In the present paper we will present the basic points on which the inelastic method of valuation or redesign is based, Pushover. The method is designed to show a very good approach to the response of a construction during an earthquake, primarily as it enables the mechanical engineer to have full knowledge of its behavior at any time. There are also those points that need attention in terms of its scope and weaknesses that have been identified. The subject of this diploma thesis is the process of designing and designing a work with a steel structure with reinforced concrete slabs, using a commercially available program. The building that was selected for study is a six-storey building with large openings for commercial use. The dimensions of the building are 52 m x 30 m. The analysis and sizing of the building was carried out on the basis of the Eurocodes. In particular, the following regulations were used: - Eurocode 0: Design bases - Eurocode 1: General actions (Part 1-1) Loads of snow (Part 1-3) Wind actions (Part 1-4) - Eurocode 3: 1-1) Design of joints (Part 1-8) - Eurocode 4: Design of composite structures made of steel and concrete (Part 1-1) - Eurocode 8: Earthquake design (Part 1-1) Resolving the building was done with the static program ETABS. The first chapter presents the principles of designing analysis methods and the distribution of loads. In the second chapter, reference is made to dynamic analyzes. In the third chapter we analyze the targeted displacement with the N8 method of EC8 as well as the description of the basic EC8 provisions regarding the application of non-linear static Pushover analysis. In the fourth chapter are presented the tables, according to which the classification and the strength of the sections are made. In the fifth chapter we present the model design process and the results of the analyzes. |
| advisor | |
| author | Τσάρας, Αθανάσιος |
| author_facet | Τσάρας, Αθανάσιος |
| author_sort | Τσάρας, Αθανάσιος |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| format | Μεταπτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-4930 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Αντισεισμικός σχεδιασμός Αντισεισμικές κατασκευές |
| language | Greek |
| physical | 108 |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-49302019-06-18T10:37:05Z Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις Investigation of seismic behavior mof metal institute with stabilized connections Τσάρας, Αθανάσιος Μαγείρου, Γεώργιος TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές Αντισεισμικός σχεδιασμός Αντισεισμικές κατασκευές Οι σύγχρονες κατασκευές σχεδιάζονται ώστε να μπορούν να ανταπεξέλθουν σε ένα μεγάλο αριθμό φορτίσεων που θα δεχτούν κατά την διάρκεια ζωής τους. Η ακριβής εξέλιξη των θερμομηχανικών αυτών φορτίσεων μέσα στον χρόνο δεν μπορεί να είναι γνωστή, βέβαια μπορούν να εκτιμηθούν κάποια όρια εντός των οποίων θα μεταβάλλεται. Ο συνήθης τρόπος αντιμετώπισης της μη-γραμμικής, μη-ελαστικής συμπεριφοράς μιας κατασκευής είναι οι ανελαστικές βηματικές αναλύσεις στα πλαίσια της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων με τη γραμμικοποίηση του βήματος μεταβολής της φόρτισης. Στην περίπτωση όμως που τα φορτία μεταβάλλονται κατά άγνωστο τρόπο, εντός κάποιων ορίων θα έπρεπε να εκτελεστεί μια πληθώρα βηματικών αναλύσεων για να καλυφτούν όλα τα πιθανά σενάρια φόρτισης αποφόρτισης. Εφόσον μια κατασκευή πληρεί κάποιες προϋποθέσεις πλαστικότητας (μέταλλα όπως ο χάλυβας την ικανοποιούν) οι έμμεσες μέθοδοι της πλαστικότητας προσφέρουν μια εναλλακτική. Οι πολλές βηματικές αναλύσεις του φορέα αντικαθίστανται με ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης, συνήθως μεγάλης κλίμακας. Οι έμμεσες μέθοδοι προσδιορίζουν τα μετελαστικά περιθώρια ασφαλείας του φορέα υπό φορτία μεταβαλλόμενα εντός γνωστών ορίων. Η υλοποίηση τέτοιων μεθόδων πραγματοποιείται με το συνδυασμό της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων με τεχνικές μαθηματικής βελτιστοποίησης. Στην παρούσα εργασία θα παρουσιαστούν τα βασικά σημεία στα οποία βασίζεται η ανελαστική μέθοδος αποτίμησης ή ανασχεδιασμού, Pushover. Η μέθοδος έχει ως στόχο να αναδείξει κατά πολύ καλή προσέγγιση, την απόκριση μίας κατασκευής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, κατά κύριο λόγο, καθώς δίνει τη δυνατότητα στον μελετητή μηχανικό να έχει πλήρη γνώση της συμπεριφοράς της σε κάθε χρονική στιγμή. Παρουσιάζονται επίσης τα σημεία εκείνα τα οποία χρήζουν προσοχής όσον αφορά το πεδίο χρήσης της καθώς και αδυναμίες οι οποίες έχουν εντοπιστεί. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διαδικασία σχεδιασμού και διαστασιολόγησης ενός έργου με χαλύβδινο φέροντα οργανισμό με πλάκες από οπλισμένο σκυρόδεμα, με χρήση ενός εμπορικά διατιθέμενου προγράμματος. Το κτίριο που επιλέχθηκε προς μελέτη είναι ένα εξαώροφο κτίριο μεγάλων ανοιγμάτων για εμπορική χρήση. Οι διαστάσεις του κτιρίου είναι είναι 52 m x 30 m. Η ανάλυση και η διαστασιολόγηση του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με βάση τους Ευρωκώδικες. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθοι κανονισμοί: - Ευρωκώδικας 0: Βάσεις σχεδιασμού - Ευρωκώδικας 1: Γενικές δράσεις (Μέρος 1-1) Φορτία χιονιού (Μέρος 1-3) Δράσεις ανέμου (Μέρος 1-4) - Ευρωκώδικας 3: Σχεδιασμός μεταλλικών κατασκευών (Μέρος 1-1) Σχεδιασμός κόμβων (Μέρος 1-8) - Ευρωκώδικας 4: Σχεδιασμός σύμμικτων κατασκευών από χάλυβα και σκυρόδεμα (Μέρος 1-1) - Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός σχεδιασμός (Μέρος 1-1) Η επίλυση του κτιρίου έγινε με το στατικό πρόγραμμα ETABS. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αρχές σχεδιασμού των μεθόδων αναλύσεων, τα φορτία και η κατανομή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις δυναμικές αναλύσεις. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η στοχευόμενη μετατόπιση με την μέθοδο Ν2 του ΕC8, καθως και η περιγραφή των βασικών διατάξεων του EC8 σχετικά με την εφαρμογή της μη γραμμικής στατικής ανάλυσης Pushover. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι πίνακες, σύμφωνα με τους οποίους γίνεται η κατάταξη και η αντοχή των διατομών. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η διαδικασία σχεδιασμού του μοντέλου και τα αποτελέσματα των αναλύσεων. Modern structures are designed to be able to handle a large number of loads that they will receive during their lifetime. The exact evolution of these thermo-mechanical loads over time can not be known, of course some limits within which it will change. The usual way of dealing with the non-linear, non-elastic behavior of a structure is the inelastic step analyzes in the finite element method with the linearization of the charge change step. However, in the case where loads are altered in an unknown way, a number of stepwise analyzes should be performed within some limits to cover all possible loading scenarios. If a structure meets certain plasticity requirements (metals such as steel satisfy it), indirect methods of plasticity offer an alternative. Multiple step analyzes of the vector are replaced by an optimization problem, usually on a large scale. Indirect methods determine the carrier's metaplastic safety margins under varying loads within known limits. The implementation of such methods is carried out by combining the finite element method with mathematical optimization techniques. In the present paper we will present the basic points on which the inelastic method of valuation or redesign is based, Pushover. The method is designed to show a very good approach to the response of a construction during an earthquake, primarily as it enables the mechanical engineer to have full knowledge of its behavior at any time. There are also those points that need attention in terms of its scope and weaknesses that have been identified. The subject of this diploma thesis is the process of designing and designing a work with a steel structure with reinforced concrete slabs, using a commercially available program. The building that was selected for study is a six-storey building with large openings for commercial use. The dimensions of the building are 52 m x 30 m. The analysis and sizing of the building was carried out on the basis of the Eurocodes. In particular, the following regulations were used: - Eurocode 0: Design bases - Eurocode 1: General actions (Part 1-1) Loads of snow (Part 1-3) Wind actions (Part 1-4) - Eurocode 3: 1-1) Design of joints (Part 1-8) - Eurocode 4: Design of composite structures made of steel and concrete (Part 1-1) - Eurocode 8: Earthquake design (Part 1-1) Resolving the building was done with the static program ETABS. The first chapter presents the principles of designing analysis methods and the distribution of loads. In the second chapter, reference is made to dynamic analyzes. In the third chapter we analyze the targeted displacement with the N8 method of EC8 as well as the description of the basic EC8 provisions regarding the application of non-linear static Pushover analysis. In the fourth chapter are presented the tables, according to which the classification and the strength of the sections are made. In the fifth chapter we present the model design process and the results of the analyzes. 2019-06-12 Μεταπτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/4930 el http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. 108 http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/4930/5/retrofit_71.pdf.jpg http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/4930/7/%ce%94%ce%97%ce%9b%ce%a9%ce%a3%ce%97%20%ce%a3%ce%a5%ce%93%ce%93%ce%a1%ce%91%ce%a6%ce%95%ce%91%20%ce%9c%ce%94%ce%95.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές Τσάρας, Αθανάσιος Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title | Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_full | Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_fullStr | Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_full_unstemmed | Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_short | Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_sort | διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς μεταλλικού φορέα με άκαμπτες συνδέσεις |
| title_translated | Investigation of seismic behavior mof metal institute with stabilized connections |
| topic | TPSH::Τεχνολογία::Δομική Μηχανική::Αντισεισμικές Κατασκευές |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/4930 |