Δυναμικά Συστήματα Απορρόφησης Ταλαντώσεων σε Κατασκευές Πολιτικού Μηχανικού

Καπασακάλης, Κωνσταντίνος; Kapasakalis, Konstantinos

dc.contributor.author	Καπασακάλης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Kapasakalis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2020-07-14T09:07:13Z
dc.date.available	2020-07-14T09:07:13Z
dc.date.issued	2020-07-14
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50866
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18564
dc.description.abstract	Το ευρύτερο πεδίο της παρούσας διατριβής αφορά περιβαλλοντικές διεγέρσεις, όπως σεισμικές διεγέρσεις και φορτία ανέμου, σε κατασκευές πολιτικού μηχανικού. Συγκεκριμένα, εξετάζονται τρία επιστημονικά πεδία. Το πρώτο αφορά την προστασία κατασκευών από οριζόντιες σεισμικές διεγέρσεις, το δεύτερο αφορά προστασία από κατακόρυφες σεισμικές διεγέρσεις, ενώ το τρίτο αφορά στην μόνωση ταλαντώσεων πυλώνων ανεμογεννητριών. Τα προτεινόμενα δυναμικά συστήματα απορρόφησης ταλαντώσεων είναι βασισμένα στον ταλαντωτή KDamper. Ο KDamper είναι ένα καινοτόμο σύστημα παθητικής μόνωσης ταλαντώσεων και απόσβεσης, βασισμένο στον βέλτιστο συνδυασμό στοιχείων στιβαρότητας, συμπεριλαμβανομένου και ενός στοιχείου αρνητικής στιβαρότητας. Ο σχεδιασμός των συστημάτων με βάση τον KDamper ακολουθεί πρόβλημα βελτιστοποίησης βασισμένο σε τεχνικά κριτήρια, ανάλογα με την εκάστοτε κατασκευή. Οι εξωτερικές διεγέρσεις επιλέγονται με βάση τις διατάξεις του εκάστοτε κανονισμού, που αφορά την υπό εξέταση εφαρμογή. Τέλος, προτείνονται δύο εναλλακτικές διατάξεις για την υλοποίηση του στοιχείου αρνητικής στιβαρότητας, σε μια και δυο διαστάσεις, αντίστοιχα. Η απόδοση του KDamper αξιολογείται με αντιπροσωπευτικά αριθμητικά παραδείγματα, και η αποτελεσματικότητά του επιβεβαιώνεται μέσα από συγκρίσεις με υπάρχοντα συστήματα μόνωσης ταλαντώσεων. Με βάση τις αριθμητικές αναλύσεις, τα προτεινόμενα δυναμικά συστήματα απορρόφησης ταλαντώσεων προσφέρουν μια ρεαλιστική εναλλακτική στις υπάρχουσες διατάξεις για οριζόντια και κατακόρυφη σεισμική μόνωση, καθώς και βιώσιμες επιλογές για ενίσχυση υφιστάμενων κατασκευών. Επιπρόσθετα, επεκτείνεται η απόδοση ανεμογεννητριών μέσω της αύξησης της ισοδύναμης απόσβεσης των πυλώνων τους.	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Σεισμική Προστασία	el
dc.subject	Σεισμική Μόνωση	el
dc.subject	Απόσβεση	el
dc.subject	Αρνητική Στιβαρότητα	el
dc.subject	KDamper	el
dc.subject	Seismic Protection	en
dc.subject	Seismic Isolation	en
dc.subject	Damping	en
dc.subject	Negative Stiffness	en
dc.subject	KDamper	en
dc.title	Δυναμικά Συστήματα Απορρόφησης Ταλαντώσεων σε Κατασκευές Πολιτικού Μηχανικού	el
dc.title	Dynamic Vibration Absorbers in Civil Engineering Structures	en
dc.contributor.department	Τομέας Δομοστατικής	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Μηχανική	el
heal.classification	Επιστήμες Πολιτικού Μηχανικού	el
heal.classification	Mechanics	en
heal.classification	Civil Engineering	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-06-24
heal.abstract	The scope of this dissertation concerns the mitigation of ambient vibrations, such as earthquakes and wind loads, in civil engineering structures. Specifically, three individual aspects are examined. The first deals with horizontal seismic protection of multi-story building structures, the second with vertical seismic protection, while the third deals with vibration absorption in wind turbine towers. The proposed dynamic vibration absorbers are based on the KDamper oscillator. The KDamper is a novel passive vibration isolation and damping concept, based essentially on the optimal combination of appropriate stiffness elements, including a negative stiffness element. The design of the KDamper-based absorbers follows an engineering-criteria driven optimization procedure, with proper constraints and limitations depending on the structure to be employed. The excitation input is selected according to the provisions of the codes with respect to the considered application. Finally, two alternative displacement-dependent configurations are proposed for the realization of the negative stiffness element, generating one and two-dimensional negative stiffness, respectively. The performance of KDamper is assessed with representative case studies, and its effectiveness is verified by comparisons with existing vibration absorption approaches found in the literature. On the basis of the obtained results, the KDamper-based dynamic vibration absorbers can provide a realistic alternative to the existing horizontal and vertical seismic isolation approaches, as well as provide viable retrofitting options for seismic protection. In addition, the feasibility of wind turbines is extended, as their dynamic performance is enhanced by increasing the effective damping of the wind turbine tower.	en
heal.sponsor	Το έργο συγχρηματοδοτείται από την Ελλάδα και την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση», στο πλαίσιο της Πράξης «Ενίσχυση του ανθρώπινου ερευνητικού δυναμικού μέσω της υλοποίησης διδακτορικής έρευνας» (MIS-5000432), που υλοποιεί το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ).	el
heal.sponsor	The research for this dissertation was co-financed by Greece and the European Union (European Social Fund- ESF) through the Operational Programme «Human Resources Development, Education and Lifelong Learning» in the context of the project “Strengthening Human Resources Research Potential via Doctorate Research” (MIS-5000432), implemented by the State Scholarships Foundation (ΙΚΥ).	en
heal.advisorName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.advisorName	Sapountzakis, Evangelos	en
heal.committeeMemberName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Γκαζέτας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Καράμπαλης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ψυχάρης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Λαγαρός, Νίκος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Sapountzakis, Evangelos	en
heal.committeeMemberName	Antoniadis, Ioannis	en
heal.committeeMemberName	Gazetas, George	en
heal.committeeMemberName	Karabalis, Dimitrios	en
heal.committeeMemberName	Psycharis, Ioannis	en
heal.committeeMemberName	Lagaros, Nikos	en
heal.committeeMemberName	Spitas, Vasilis	en
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	414 σ.
heal.fullTextAvailability	false