Αποτίμηση σεισμικής επιτελεστικότητας μεταλλικών κτηρίων που έχουν υποστεί διαφορικές καθιζήσεις εδάφους.

Μπούτικας, Κωνσταντίνος; Boutikas, Konstantinos

dc.contributor.author	Μπούτικας, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Boutikas, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2015-11-06T09:46:07Z
dc.date.available	2015-11-06T09:46:07Z
dc.date.issued	2015-11-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41552
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4966
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”	en
dc.rights	Default License
dc.subject	Σεισμική αποτίμηση	el
dc.subject	Μεταλλικά κτίρια	el
dc.subject	Καθίζηση εδάφους	el
dc.subject	Seismic resistance	en
dc.subject	Landslide	en
dc.subject	Steel buildings	en
dc.title	Αποτίμηση σεισμικής επιτελεστικότητας μεταλλικών κτηρίων που έχουν υποστεί διαφορικές καθιζήσεις εδάφους.	el
dc.title	Seismic resistance evaluation of steel buildings undergoing differential ground settlements	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Δομική Μηχανική	el
heal.classification	Μεταλλικές Κατασκευές	el
heal.classification	Steel buildings	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-03
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της συμπεριφοράς σύγχρονων μεταλλικών κατασκευών, οι οποίες έχουν υποστεί διαφορικές καθιζήσεις εδάφους ως προς την ικανότητά τους να φέρουν με ασφάλεια αρχικά τα βαρυτικά και στη συνέχεια τα δυνητικά σεισμικά φορτία. Η μελέτη διερεύνησε τη συμπεριφορά δύο τύπων μεταλλικών κτηρίων για δύο μορφές επιβαλλόμενων διαφορικών καθιζήσεων. Συνολικά κατασκευάστηκαν 14 δισδιάστατα προσομοιώματα, τέσσερα εκ των οποίων αφορούσαν την ανάλυση επαυξητικών καθιζήσεων. Τα κτήρια ανήκαν στην ίδια κατηγορία σεισμικών απαιτήσεων (Dmin) κατά τους αμερικανικούς κανονισμούς. Η πρώτη ομάδα κτηρίων είχε ως φέροντα οργανισμό πλαίσια παραλαβής ροπής (MRF) και η δεύτερη πλαίσια με διαγώνιους συνδέσμους δυσκαμψίας (CBF). Στα εν λόγω προσομοιώματα αρχικά επιβλήθηκαν επαυξητικές βυθίσεις για να καθοριστούν οι στάθμες επιτελεστικότητας των κτηρίων έναντι καθιζήσεων. Οι βυθίσεις σχεδιάστηκαν, ώστε να προκαλέσουν είτε κοίλη, είτε κυρτή μορφή επιβαλλόμενων καθιζήσεων. Αρχικώς διερευνήθηκε ο βαθμός ανταπόκρισης και η δυνατότητα εφαρμογής των βιβλιογραφικών «εμπειρικών» σταθμών των καθιζήσεων του εδάφους σε σύγχρονα μεταλλικά κτήρια. Αυτές κρίθηκαν επαρκείς για την αποφυγή βλαβών στην πλειονότητα των περιπτώσεων, αλλά διαπιστώθηκαν αρκετά συντηρητικές. Στη συνέχεια ελέγχθηκε αν δύναται να υπάρξει περαιτέρω συσχέτιση των βλαβών που εκφράζονται μέσω των γωνιακών παραμορφώσεων των ορόφων της ανωδομής με τις «σεισμικές» στάθμες επιτελεστικότητας των αμερικανικών κανονισμών. Εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με το ποιος τύπος κτηρίου είναι πιο τρωτός έναντι καθιζήσεων. Βρέθηκε ότι τα κτήρια MRF παρουσιάσουν μεγαλύτερες τιμές γωνιακών παραμορφώσεων ορόφων για δεδομένη τιμή καθίζησης σε σχέση με τα κτήρια CBF. Εν αντιθέσει τα κτήρια CBF εκδηλώνουν βλάβες σε χαμηλότερες στάθμες καθιζήσεων σε σχέση με τα κτήρια MRF. Εν κατακλείδι προσδιορίστηκαν τα δύο στάδια των βλαβών που είχαν ενδιαφέρον για την παραπέρα ανάλυση. Αυτά αντιστοιχούσαν είτε στα όρια της λειτουργικότητας, δηλαδή στις μέγιστες επιτρεπόμενες κλίσεις πατωμάτων και στύλων, είτε στις τιμές των γωνιακών παραμορφώσεων για την κατηγορία S3 (life safety), όπως περιγράφονται από τους αντίστοιχους κανονισμούς. Κατόπιν πραγματοποιήθηκε στατική-ανελαστική ανάλυση (Pushover) οριζοντίων δράσεων σε συνδυασμό με τις επιβαλλόμενες βυθίσεις που έφερναν τα κτήρια στα δύο στάδια παραμορφώσεων και βλαβών που περιγράφηκαν. Εξήχθησαν συμπεράσματα για τη μείωση της αντοχής και την έναρξη των βλαβών των κτηρίων. Επιβεβαιώθηκε η αρχική εκτίμηση ότι μικρές τιμές καθιζήσεων είναι ικανές να υποβαθμίσουν σημαντικά την ικανότητα παραλαβής οριζοντίων δράσεων στα κτήρια MRF.	el
heal.abstract	Scope of the particular postgraduate thesis was the investigation of the behavior of modern steel structures undergoing differential ground settlements in terms of initially carrying the gravity loads with safety, and then the potential earthquake loads. Two steel archetypes were investigated for two kinds of imposed differential settlements. In total, 14 2D models were created. Four of them were used for the simulation of the incremental settlements. The buildings belonged to the same category of seismic demands (Dmin) according to the American guidelines. The first group of buildings had a structural frame composing of moment resisting frames (MRF) and the second one had cross braces to provide the necessary stiffness (CBF). Initially, the aforementioned models were subjected to incremental displacements in order for the structural performance levels to be defined against settlements. The displacements were tailored in such a manner so as to inflict either sagging or hogging settlement pattern to the structure. Firstly, the magnitude of correspondence and the implementation possibility of the “empiric” performance levels found in literature review were investigated for the particular modern steel buildings. The performance levels were found to be sufficient for the damage avoidance in most cases but they proved to be too conservative. Afterwards, it was investigated if there can be further correlation between the damage of the superstructure that is expressed by the use of the term “angular distortion (or drift)” and the “seismic” structural performance levels found in the American regulations. Results were yielded in terms of which building type was the most susceptible to differential settlements. It was proven that the MRF buildings had the highest values of angular drifts for a given settlement. On the contrary, the damage onset regarding the CBF buildings was developed in lower settlement levels than the one in the MRFs. Finally two damage levels were defined and had particular meaning for the next step of the analysis. These were correlated either with the serviceability limits; referring to the maximum allowable inclination on floors and columns, or they were correlated with the angular drifts of the S3 (life safety) structural performance level as it is described by the relevant regulations. Afterwards, a non-linear static pushover analysis took place which corresponded to the described damage, deformation levels and the load combination of constant imposed settlements and incremental horizontal loads. Results were rendered regarding the capacity reduction and the damage onset of the buildings. The initial assumption was verified; even small settlements are capable of undermining the ability of the MRF structure to safely carry the earthquake loading.	en
heal.sponsor	«Η ολοκλήρωση της διπλωματικής εργασίας συγχρηματοδοτήθηκε μέσω της Πράξης Πρόγραμμα χορήγησης υποτροφιών ΙΚΥ για Μεταπτυχιακές Σπουδές Πρώτου Κύκλου (Μάστερ) ‐ Οριζόντια Πράξη, από πόρους του ΕΠ «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση», του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου (ΕΚΤ) του ΕΣΠΑ, 2007‐2013».	el
heal.advisorName	Βαμβάτσικος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ραυτογιάννης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Αβραάμ, Τάσος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	80 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true