Σχεδιασμός και Συμπεριφορά Πενταώροφου Μεταλλικού Κτιρίου με Σύστημα Fuseis

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη, με έμφαση στην αντισεισμική συμπεριφορά, ενός πενταώροφου κτιρίου με φέροντα οργανισμό από χάλυβα. Για την παραλαβή και μεταφορά στη θεμελίωση των οριζόντιων δυνάμεων που ασκούνται κάθετα στα μέτωπα του κτιρίου χρησιμοποιείται, αντί των συνηθισμένων συστημάτων δυσκαμψίας, το σύστημα FUSEIS τύπου dogbone. Πρόκειται για μια καινοτόμο αντισεισμική μέθοδος, η οποία αποτελεί αντικείμενο μελέτης και πειραματικής εφαρμογής του Εργαστηρίου Μεταλλικών Κατασκευών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η υπεροχή του συστήματος FUSEIS έναντι των άλλων συστημάτων δυσκαμψίας είναι η δυνατότητα επισκευής ή αντικατάστασης του έπειτα από ένα επιβλαβές σεισμικό γεγονός. Οι διατάξεις του συστήματος FUSEIS είναι συμμετρικά διατεταγμένες στο κτίριο έτσι ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη πλευρική ευστάθεια του. Ο σχεδιασμός του συστήματος έγινε με βάση τον οδηγό “FUSEIS Design Guide (2012)„. Οι κύριες δοκοί καθώς και οι διαδοκίδες είναι σύμμικτες. Οι συνδέσεις των κύριων δοκών με τα υποστυλώματα του κτιρίου (πλην των υποστυλωμάτων του συστήματος FUSEIS)διαμορφώθηκαν κατά περίπτωση ως απλές συνδέσεις τέμνουσας ή ημιάκαμπτες συνδέσεις, ενώ οι διαδοκίδες είναι αρθρωτές. Η ανάλυση γίνεται με τη χρήση του υπολογιστικού προγράμματος SAP2000, ενώ διάφορες κατασκευαστικές λεπτομέρειες αποδόθηκαν για μεγαλύτερη ευκρίνεια με το πρόγραμμα AutoCad. Τέλος, το κτίριο μελετήθηκε ώστε να καλύπτει τις απαιτήσεις τόσο του ελαστικού όσο και του ανελαστικού σχεδιασμού για τα φορτία της σεισμικής δράσης. Ακολούθησε και η μη γραμμική στατική ανάλυση του κτιρίου (Push over analysis), βάση της οποίας εξετάζεται η απόκριση της κατασκευής

The purpose of this diploma thesis is the design and study, with emphasis on seismic behavior, of a five-storey building with load-bearing steel. For the collection and transport of the horizontal forces acting perpendicular to the fronts of the building to the foundation, system Fuseis1-1 of dogbone type is used instead of the usual stiffness systems,. It is an innovative seismic method, which is the subject of study and experimentation of Institute of Steel Structures of NTUA. The main advantage of Fuseis system over other stiffness systems is that elements are easily replaceable if they are plastically deformed or damaged after a strong seismic event. Fuseis system was symmetrically arranged in the building so as to achieve optimum lateral stability. The system design was based on the guide “FUSEIS Design Guide (2012)„. Both the main beams and the crossbeams are composite. The connections between the beams and the columns of the building (excluding columns of Fuseis system) were formed either as simple shear connections or semi-rigid connections, while the crossbeams were hinged .The analysis is performed using the computer program SAP2000, and various construction details were attributed for greater clarity by the program AutoCad. Finally, the building was studied in order to meet the requirements of both the elastic and the anelastic analysis for seismic loads .Following this, nonlinear static analysis (push over analysis) was made in order to examine the response of the structure.