Μελέτη πολυώροφου μεταλλικού κτηρίου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο μελέτης τον σχεδιασμό (ανάλυση και διαστασιολόγηση) ενός πολυώροφο κτιρίου, που στεγάζει ένα μουσείο στην περιοχή της Πάτρας, με φέροντα οργανισμό από χάλυβα και με πλήρη εφαρμογή των διατάξεων των Ευρωκωδίκων (ΕΝ 1990, 1991, 1993, 1994 και 1998). Η επίλυση του κτιρίου έγινε με χρήση του λογισμικού SAP2000 v15, ενώ ο έλεγχος επάρκειας της πλάκας με το SymDeck Designer. Αναλυτικότερα, η δομή της εργασίας είναι ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται το αντικείμενο μελέτης, οι κανονισμοί που χρησιμοποιήθηκαν, καθώς και γενικά στοιχεία που αφορούν τον χάλυβα ως δομικό υλικό και τις μεταλλικές κατασκευές. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή του κτιρίου και δίνονται πληροφορίες για την γεωμετρία, τις διαστάσεις και τα δομικά του στοιχεία. Αναλύεται η αρχιτεκτονική και η κατασκευή του έργου και παρατίθενται στοιχεία σχετικά με τον φέροντα οργανισμό. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν, γίνεται εκτενής αναφορά στον προσδιορισμό των φορτίων που καταπονούν την κατασκευή, ενώ παρατίθενται και οι συνδυασμοί δράσεων, με βάση τους οποίους έγινε η ανάλυση και η διαστασιολόγηση. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναγράφονται αναλυτικά, όλες οι σχέσεις με τις οποίες επιτυγχάνεται ο έλεγχος και η διαστασιολόγηση του φορέας αυτού. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση του φορέα μας, το οποίο είναι το SAP2000, και το μοντέλο - προσομοίωμα του κτιρίου, όπως εισήχθη στο πρόγραμμα. Αναφέρεται αναλυτικά ολόκληρη η διαδικασία βήμα - βήμα, πως εισήχθησαν τα στοιχεία στο πρόγραμμα. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης και επιβεβαιώνεται η επάρκεια των διατομών τόσο στην οριακή κατάσταση αστοχίας όσο και λειτουργικότητας. Γίνεται έλεγχος περιορισμού βλαβών κατά την διάρκεια του σεισμού. Κλείνοντας γίνεται ενδεικτικός ικανοτικός έλεγχος κατακόρυφου συνδέσμου δυσκαμψίας και κόμβου. Σε αυτό το κεφάλαιο καταλήγουμε στον τελικό μας φορέα, που θα συνεχίσει ο ίδιος σε ολόκληρη της διπλωματική. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται η διαστασιολόγηση των υποστυλωμάτων που δεν πέρασαν τον έλεγχο στην οριακή κατάσταση αστοχίας. Στο όγδοο κεφάλαιο περιγράφονται ο σχεδιασμός και ο έλεγχος των συνδέσεων των μελών του φορέα. Ενδεικτικά, παρουσιάζονται συνδέσεις υποστυλώματος - δοκού, αποκατάστασης συνέχειας και έδρασης υποστυλώματος. Στο ένατο κεφάλαιο γίνεται η διαστασιολόγηση των πλακών ενός ορόφου και η διάταξη των ήλων που θα τοποθετηθούν στην δοκούς και στα υποστυλώματα της κατασκευής. Τέλος, στο δέκατο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εκπόνηση της εργασίας.

This diploma thesis deals with the study (analysis and design) of a multy-storey steel building, this building is a museum in the area of Patra, with a structural system of steel and an interior, composite, megazzine, under the requirements of Eurocodes (EN 1990, 1991, 1993, 1994 and 1998). The resolution of the building was performed using SAP2000 v15 software, whereas the control of adequacy of the composite slab using SymDeck Designer. More specifically, the structure of this paper is given below: In the first chapter, the case study, the web of regulations, as well as general information on steel as a building materials and steel constructions are described. The second chapter contains the description of the building and provides information about its geometry, dimensions and structural elements. It analyzes the architecture and construction of the project and provides information about its structural system. In the third chapter, the properties of the materials that were used and the loads acting on the construction are described. Moreover, the load combinations, on which the analysis and dimensioning are based, are determined. In the fourth chapter, listed in detail all relationships which would achieve the control and dimensioning of such structure. The fifth chapter presents the software used to analyze the dynamic modal response spectrum analysis of the structure, which is SAP2000, as well as the model of the building used in SAP2000. Mentioned in detail the whole process step by step that introduced the data in the program. The sixth chapter presents the analytical results and confirm the adequacy of the cross sections in both the ultimate limit state and serviceability. Checking limiting damage during the earthquake. Finally, a check of composite slab and knots is made. In this chapter we come to our final structure that continued throughout the diploma thesis. In the seventh chapter, the design of columns that do not pass the ultimate limit state. In the eighth chapter, typical joints are tested, such as the joints between column - beam, rehabilitation and follow- bearing column. In the ninth chapter, becomes the dimensioning of a floor plate and the arrangement of the bolts to be fitted to the columns and beams of the structure. Finally, in thetenth and conclusive chapter of this thesis, the results are summarized and conclusions are mentioned.