Αντισεισμικός σχεδιασμός μεταλλικών κατασκευών με αντιλυγισμικούς συνδέσμους δυσκαμψίας

• Κύριος συγγραφέας: Παπανίκος, Κωνσταντίνος
• Άλλοι συγγραφείς: Καραντώνη, Τριανταφυλλιά
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Μεταλλικές κατασκευές; Αντισεισμική μηχανική; Αντιλυγισμικοί σύνδεσμοι; Steel structures; Earthquake engineering; Buckling restrained braces; 624.176 2

Ο γενικός στόχος της εργασίας είναι η συγκριτική μελέτη επίπεδων μεταλλικών πλαισίων με κλασικούς συνδέσμους δυσκαμψίας σε χιαστί διάταξη (XCBF) και με αντιλυγισμικούς συνδέσμους (BRB: Buckling Restrained Braces), στα πλαίσια του σύγχρονου αντισεισμικού σχεδιασμού. Τα πρώτα κεφάλαια αφορούν το γενικό θεωρητικό υπόβαθρο πάνω στο οποία βασίστηκε η εργασία και αναφέρονται στον σύγχρονο αντισεισμικό σχεδιασμό των μεταλλικών κατασκευών. Εκεί βασίστηκε τόσο ο σχεδιασμός με γραμμική ελαστική ανάλυση αλλά και η μη γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο σχεδιασμός έγινε βάσει των Πρότυπων Ευρωπαϊκών Κανονισμών EC1, EC3 και EC8 οι οποίοι σε μεγάλο βαθμό ενσωματώνονται στο λογισμικό SAP2000, ενώ εξαίρεση αποτελεί το θεωρητικό υπόβαθρο των ΒRB που προς το παρόν δε συμπεριλαμβάνεται στους Ευρωπαϊκούς Κανονισμούς. Το ουσιαστικό αντικείμενο της εργασίας παρουσιάζεται στα επόμενα κεφάλαια, όπου γίνεται η περιγραφή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών και του σχεδιασμού των πλαισίων και στη συνέχεια η ανάλυση των πλαισίων με μη γραμμικές αναλύσεις. Τελικά συλλέγονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης μεταξύ πλαισίων ίδιου αριθμού ορόφων αλλά διαφορετικής διάταξης συνδέσμων. Αυτά τα αποτελέσματα αφορούν τη σύγκριση σε όρους συνολικού βάρους δομικού χάλυβα που χρησιμοποιείται και σε όρους σεισμικής απόκρισης των κατασκευών. Πιο συγκεκριμένα, το πρώτο κεφάλαιο της εργασίας αποτελεί μια σύντομη εισαγωγή στις βασικές μεθόδους αντισεισμικού σχεδιασμού και ανάλυσης των μεταλλικών κατασκευών. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η αναδρομή σχετικά με τη σύλληψη της ιδέας των αντιλυγισμικών συνδέσμων καθώς και η μετέπειτα εξέλιξή τους. Στο τρίτο κεφάλαιο ακολούθως, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του σύγχρονου αντισεισμικού σχεδιασμού και συγκεκριμένα της φασματικής δυναμικής ανάλυσης σύμφωνα με τις διατάξεις του Ευρωπαϊκού Κανονισμού EC 8. Περιγράφονται οι βασικές έννοιες που είναι απαραίτητες για την εφαρμογή της μεθόδου αυτής καθαυτής, όσο και άλλων σύγχρονων μεθόδων της σεισμικής ανάλυσης των κατασκευών. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι παράμετροι ανάλυσης και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε κατασκευής όπως προέκυψαν από το σχεδιασμό. Έμφαση δίνεται στους συνδέσμους δυσκαμψίας και πιο συγκεκριμένα στις διαφορές μεταξύ συμβατικών συνδέσμων και BRB ως προς την μορφολογία τους και ως προς τη συμπεριφορά σε ισχυρές σεισμικές κινήσεις. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφονται οι παράμετροι απόκρισης που εξετάστηκαν στα ήδη σχεδιασμένα πλαίσια. Τα πλαίσια υποβλήθηκαν σε μη γραμμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας για διαφορετικές ισχυρές σεισμικές καταγραφές. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται μία τελική σύγκριση των αποτελεσμάτων του σχεδιασμού και των αποκρίσεων στις διάφορες σεισμικές καταγραφές, ενώ τεκμηριώνεται ότι είναι δυνατή η εξοικονόμηση βάρους δομικού χάλυβα και ο επανασχεδιασμός των πλαισίων στην περίπτωση των ΒRB, μειώνοντας τις διατομές των κεντρικών υποστυλωμάτων που δέχονται μικρότερες αξονικές δυνάμεις. Μεταξύ των δύο κατηγοριών πλαισίων, παρουσιάζεται το γενικό συμπέρασμα ότι με τα BRB επιτυγχάνεται σημαντική μείωση διατομών, συνεπώς και κόστους, καθώς και πολύ πιο σταθερή συμπεριφορά στις ανακυκλιζόμενες σεισμικές φορτίσεις.