Συγκριτική μελέτη πολυώροφου μεταλλικού κτιρίου για διάφορα συστήματα παραλλαβής οριζοντίων δυνάμεων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται η στατική και δυναμική ανάλυση ενός επταώροφου κτιρίου γραφείων που κατασκευάστηκε κατά την περίοδο των Ολυμπιακών Αγώνων του 2004 (κέντρο τύπου MPC), εξετάζοντας διάφορα συστήματα παραλαβής οριζοντίων δυνάμεων. Ο φέρων οργανισμός του κτιρίου είναι μεταλλικός με στατικό σύστημα διπλής πλαισιακής λειτουργίας με έκκεντρους συνδέσμους δυσκαμψίας, συνδεδεμένους με άκαμπτες συνδέσεις πλήρους αντοχής. Γίνεται η διερεύνηση εναλλακτικών στατικών συστημάτων με στόχο να εξετασθεί η επιρροή των συστημάτων δυσκαμψίας στην δυναμική απόκριση της κατασκευής και η σύγκριση αυτών. Πιο συγκεκριμένα, στα κεφάλαια 1 έως 8 δίνονται κάποια εισαγωγικά στοιχεία, περιγράφεται το προσομοίωμα του φορέα, υπολογίζονται όλα τα φορτία της κατασκευής αναλυτικά, περιγράφονται οι συνδυασμοί φόρτισης και υπολογίζεται με λεπτομέρεια η σύμμικτη πλάκα της κατασκευής καθώς και οι δοκοί με πολυγωνικά ανοίγματα στον κορμό τους. Ακολουθεί μια γενική περιγραφή των συστημάτων δυσκαμψίας καθώς και των επιμέρους απαιτήσεων του EC8 για τον σχεδιασμό απόσβεσης ενέργειας κάθε συστήματος. Στα κεφάλαια 9 έως 12 γίνεται ο υπολογισμός της μεταθετότητας, η ανάλυση των δοκών, υποστυλωμάτων και των συστημάτων δυσκαμψίας, ο σχεδιασμός απόσβεσης ενέργειας και οι ικανοτικοί έλεγχοι, η παρουσίαση των βασικών δυναμικών χαρακτηριστικών, της συνολικής μάζας και των πινάκων με τις χρησιμοποιούμενες διατομές για κάθε ένα από τα ακόλουθα συστήματα: a. Χωρικά πλαίσια ροπής (MRF) b. Συνδυασμός πλαισίων ροπής με αρθρωτούς έκκεντρους συνδέσμους (MRF + EBF) c. Έκκεντροι σύνδεσμοι δυσκαμψίας (EBF) d. Κεντρικοί σύνδεσμοι δυσκαμψίας τύπου Λ και V (CBF) Τέλος ακολουθούν τα συμπεράσματα και η σύγκριση των παραπάνω συστημάτων στο κεφάλαιο 13 και η βιβλιογραφία στο κεφάλαιο 14.

The present thesis essentially includes the static and dynamic analysis of a seven-storey office building, designed for the Olympic Games Athens 2004 (Media Press Center, MPC), testing different bracing systems for the horizontal actions. The building is constructed as a steel structure with moment resisting frames to its two directions and eccentric bracing systems, connected with rigid full strength joints. It is a comparative study of alternative static systems in order to examine the influence of several bracing systems at the dynamic response of the structure. More specifically, in the chapters 1 to 8 it is presented some introductive data, described the model of the structure, calculated all the loads of the structure analytically, presented the load combinations and calculated in detail the composite slab and, in addition, the castellated beams which are the secondary ones. We continue with a general description of the used bracing systems and the special demands of EC8 that has to do with the design of energy dissipation of each bracing system. The chapters 9 to 12, deal with the calculations of sway or non-sway behavior, the analysis of the beams, the columns and the bracing systems, the energy dissipation design and the capacity design checks, the basic dynamic characteristics of the structure, and finally the total mass and tables of the used cross sections for each one of the following bracing systems : a. Moment Resisting Frames (MRF) b. Combination of moment resisting frames with pinned eccentrically braced frames (MRF + EBF) c. Eccentrically braced frames (EBF) d. Concentrically braced frames of V bracing type (CBF) The dissertation ends with the conclusions and the comparison of the previous bracing systems in chapter 13 and the bibliography in chapter 14.