ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ

ΣΤΑΘΗ, ΧΡΥΣΑΝΘΗ; STATHI, CHRYSANTHI

dc.contributor.author	ΣΤΑΘΗ, ΧΡΥΣΑΝΘΗ	el
dc.contributor.author	STATHI, CHRYSANTHI	en
dc.date.accessioned	2014-12-09T10:27:05Z
dc.date.available	2014-12-09T10:27:05Z
dc.date.issued	2014-12-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39871
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.1441
dc.rights	Default License
dc.subject	μη γραμμική δυναμική ανάλυση	el
dc.subject	μη κανονικά σε κάτοψη κτήρια	el
dc.subject	επιρροή στρεπτικού φαινομένου στην απόκριση της κατακευής	el
dc.subject	τέμνουσες δυνάμεις	el
dc.subject	λόγος στρέψης	el
dc.subject	nonlinear dynamic analysis	en
dc.subject	horizontally irregular buildings	el
dc.subject	torsional effect	el
dc.subject	shear forces	el
dc.subject	ratio of torsion	el
dc.title	ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ	el
dc.title	OPTIMUM DESIGN OF EARTHQUAKE RESISTANT STRUCTURES IMPLEMENTING COMPUTATIONAL METHODS	en
dc.contributor.department	ΤΟΜΕΑΣ ΔΟΜΟΣΤΑΤΙΚΗΣ, ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Earthquake resistant design	en
heal.classification	computational methods in earthquake engineering	en
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85040493
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-11-25
heal.abstract	Εκτεταμένες βλάβες σε κατασκευές μετά από σπάνια σεισμικά γεγονότα (2/50 επίπεδο επιτελεστικότητας) αποδίδονται στην άνιση κατανομή των εσωτερικών δράσεων, ειδικότερα των τεμνουσών δυνάμεων από τα κατακόρυφα δομικά στοιχεία, η οποία οφείλεται στην χωροθέτηση των δομικών στοιχείων. Η στρεπτική ροπή, η οποία αναπτύσσεται στην κατασκευή, μεγεθύνεται λόγω της μη κανονικότητας του κτηρίου σε κάτοψη και παραλαμβάνεται ως ζεύγος δυνάμεων, με αποτέλεσμα οι πρόσθετες τέμνουσες δυνάμεις λόγω στρέψης να δρουν σε σύζευξη με τις μεταφορικές τέμνουσες δυνάμεις προκαλώντας επιβάρυνση της εντατικής κατάστασης των δομικών στοιχείων. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται ένας νέος δείκτης αποτίμησης της απόκρισης της κατασκευής υπό την επιρροή του στρεπτικού φαινομένου, ο λόγος στρέψης, ο οποίος ποσοτικοποιεί τις πρόσθετες τέμνουσες δυνάμεις που αναπτύσσονται στα κατακόρυφα δομικά στοιχεία λόγω του φαινομένου της στρέψης και την επιρροή τους στην απόκριση της κατασκευής. Στόχος είναι η ποσοτικοποίηση της επίδρασης του στρεπτικού φαινομένου (torsional effect) στη σεισμική απόκριση των κατασκευών. Οι μέγιστες τιμές των εντατικών μεγεθών σχετιζομένων με τη στρεπτική απόκριση συγκρίθηκαν για διάφορα συστήματα τόσο μονώροφα όσο και πολυώροφα, δύστρεπτα, έκκεντρα ως προς τη μάζα, κανονικά και μη κανονικά σε κάτοψη υποβαλλόμενα σε μονοαξονική και διαξονική σεισμική διέγερση για τα διάφορα επίπεδα σεισμικής επικινδυνότητας. Επιπλέον πραγματοποιήθηκε σύγκριση των μέγιστων τιμών των εντατικών μεγεθών των κατακόρυφων στοιχείων (τέμνουσες δυνάμεις, μετατοπίσεις, παραμορφώσεις). Η παρατηρημένη τάση μεταβολής για δύστρεπτα συστήματα (αύξησή τους στην εύκαμπτη πλευρά του συστήματος σε σύγκριση με το συμμετρικό τους αντίστοιχο και μείωσή τους στη δύσκαμπτη πλευρά) επιβεβαιώθηκε στις εφαρμογές της διατριβής. Στις εφαρμογές περιλαμβάνονται απλά μοντέλα, μοντέλα ρεαλιστικής κλίμακας και μη κανονικά σε κάτοψη μοντέλα. Ο λόγος στρέψης εκτός από κριτήριο αποτίμησης επεκτείνεται και σε κριτήριο σχεδιασμού, μέσω της διαδικασίας βελτιστοποίησης ελαχιστοποιώντας τη συνιστώσα των πρόσθετων τεμνουσών δυνάμεων λόγω της επιρροής του στρεπτικού φαινομένου (torsion-induced forces). Στη συνέχεια αναζητώνται οι βέλτιστοι σχεδιασμοί των κατασκευών που θα προκύψουν μέσω μη-γραμμικής δυναμικής ανάλυσης. Εκτός από τον προτεινόμενο δείκτη και το κόστος κατασκευής ως αντικειμενικές συναρτήσεις χρησιμοποιήθηκαν η εκκεντρότητα ως προς την ακαμψία και ως προς την αντοχή προκειμένου να μελετηθεί η επιρροή του φαινομένου της στρέψης στην απόκριση της κατασκευής για όλα τα επίπεδα σεισμικής επικινδυνότητας. Η αποτίμηση των βέλτιστων σχεδιασμών που προέκυψαν με ελαχιστοποίηση των ανωτέρω αντικειμενικών συναρτήσεων πραγματοποιείται με υποβολή των τελικών σχεδιασμών σε μη γραμμικες δυναμικές αναλύσεις για όλα τα επίπεδα σεισμικής επικινδυνότητας. Ακολουθεί η υπέρθεση των περιβαλλουσών χρονοιστοριών τέμνουσας βάσης - στρέψης βάσης για την εύρεση του σχεδιασμού με την ελάχιστη επιρροή του στρεπτικού φαινομένου. Ένα κανονικό σε κάτοψη απλό μοντέλο χρησιμοποιήθηκε στην πρώτη εφαρμογή. Από τη σύγκριση των περιβαλλουσών προέκυψε ότι οι σχεδιασμοί οι οποίοι βελτιστοποιήθηκαν με αντικειμενική συνάρτηση το λόγο στρέψης και την εκκεντρότητα ακαμψίας ανέπτυξαν μικρότερη στρέψη βάσης σε σύγκριση με εκείνους που βελτιστοποιήθηκαν βάσει του κόστους και της εκκεντρότητας αντοχής για συχνά σεισμικά φαινόμενα. Όμοια συμπεράσματα προκύπτουν και για περιστασιακά και σπάνια σεισμικά γεγονότα, καθώς και για μη κανονικό σε κάτοψη κτήριο.	el
heal.abstract	Due to earthquakes, many structures suffered extensive damages that were attributed to the torsional effect caused by mass, stiffness or strength eccentricity. Due to this type of asymmetry torsional moments are generated that are imposed by means of additional shear forces developed at the vertical resisting structural elements of the buildings. Although the torsional effect on the response of reinforced concrete buildings was the subject of extensive research over the last decades, a quantitative index measuring the amplification of the shear forces developed at the vertical resisting elements due to lateral-torsional coupling valid for both elastic and elastoplastic response states is still missing. In this study a reliable index capable of assessing the torsional effect is proposed. The performance of the proposed index is evaluated and its correlation with structural response quantities like displacements, interstorey drifts, base torque, shear forces and upper diaphragm’s rotation is presented. Torsionally stiff, mass eccentric single-story and multistory structures, subjected to bidirectional excitation, are considered and nonlinear dynamic analyses are performed using natural records selected for three hazard levels. It was found that the proposed index provides reliable prediction of the magnitude of torsional effect for all test examples considered. Subsequently, the formerly proposed assessment criterion against torsion, ratio of torsion (ROT), is extended to a design one through optimization procedure. Apart from ROT, several criteria, such as cost, static eccentricity and strength eccentricity, were implemented as objective functions. The performance of the different optimum designs were compared each other for all hazard levels. The location and the size of the vertical structural elements were chosen as design variables. Two test examples were examined, a horizontally regular and an irregular one. The obtained optimum designs satisfy the constraints imposed by EC as well as PBD procedure. Architectural constraints were also taken into account. Through the comparison of the performance of the various optimum designs produced it is noticed that those implementing ROT as objective function suffer less amount of torque. This observation establishes ROT as a design criterion as well.	en
heal.sponsor	H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος <<Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση>> του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) – Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: Ηράκλειτος ǀǀ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου.	el
heal.advisorName	ΠΑΠΑΔΡΑΚΑΚΗΣ, ΜΑΝΟΛΗΣ	el
heal.committeeMemberName	ΠΑΠΑΔΡΑΚΑΚΗΣ, ΜΑΝΟΛΗΣ	el
heal.committeeMemberName	ΧΑΡΜΠΗΣ, ΔΗΜΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΛΑΓΑΡΟΣ, ΝΙΚΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΣΠΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ, ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΨΥΧΑΡΗΣ, ΙΩΑΝΝΗΣ	el
heal.committeeMemberName	ΓΑΝΤΕΣ, ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ	el
heal.committeeMemberName	ΦΡΑΓΚΙΑΔΑΚΗΣ, ΜΙΧΑΛΗΣ	el
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	221
heal.fullTextAvailability	true