Διερεύνηση μη γραμμικής συμπεριφοράς πλαισίων με συνδέσεις INERD

Καπετανάκη, Εμμανουέλα; Kapetanaki, Emmanouela

dc.contributor.author	Καπετανάκη, Εμμανουέλα	el
dc.contributor.author	Kapetanaki, Emmanouela	en
dc.date.accessioned	2020-12-30T07:50:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52698
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20396
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Αντισεισμικές συνδέσεις ΙΝΕRD	el
dc.subject	Mεταλλικά κτίρια	el
dc.subject	Συντελεστής συμπεριφοράς	el
dc.subject	Mη γραμμική στατική ανάλυση	el
dc.subject	Μη γραμμική δυναμική ανάλυση IDA	el
dc.subject	Dissipative INERD connections	en
dc.subject	Pushover analysis	el
dc.subject	IDA	en
dc.subject	Behavior factor q	en
dc.subject	Steel structures	en
dc.title	Διερεύνηση μη γραμμικής συμπεριφοράς πλαισίων με συνδέσεις INERD	el
dc.title	Investigation of nonlinear behavior of steel buildings with dissipative INERD connections	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Αντισεισμική Μηχανική	el
heal.classification	Μεταλλικές Κατασκευές	el
heal.dateAvailable	2021-12-29T22:00:00Z
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-27
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση της μη γραμμικής συμπεριφοράς κτιρίων από χάλυβα με καινοτόμες συνδέσεις απορρόφησης INERD, σύμφωνα με την ισχύουσα μεθοδολογία του ερευνητικού προγράμματος ΙΝΝΟSEIS. Οι συνδέσεις INERD διαμορφώνονται μεταξύ του κατακόρυφου συνδέσμου δυσκαμψίας του κτιρίου με το υποστύλωμα του. Το καινοτόμο αυτό σύστημα αποτελείται από έναν πείρο, ο οποίος διέρχεται μέσα από δύο εσωτερικές πλάκες, που συγκολλούνται στο διαγώνιο σύνδεσμο δυσκαμψίας, καθώς και μέσα από δύο εξωτερικές πλάκες, οι οποίες κοχλιώνονται στα πέλματα του υποστυλώματος. H αντίσταση της σύνδεσης έναντι της αξονικής δύναμης γίνεται μέσω της κάμψης του πείρου, με αποτέλεσμα η απορρόφηση της σεισμικής ενέργειας να γίνεται μέσω της πλαστικοποίησης των πείρων. Τα πλάστιμα μέλη, δηλαδή οι πείροι, είναι μικρά και εύκολα αντικαταστάσιμα στοιχεία, ενώ τα υπόλοιπα δομικά μέλη παραμένουν ελαστικά. Κάνοντας αρχικά μία εισαγωγή στα αντισεισμικά συστήματα, παρουσιάζεται αναλυτικά η διαδικασία για τον σχεδιασμό ενός κτιρίου με συνδέσεις INERD, όπως περιγράφονται στους Οδηγούς Σχεδιασμού: Vayas, I., Thanopoulos P., Tsarpalis P., Dimakogianni, D., Innovative anti-seismic devices and systems - The INNOSEIS Project, Design Guides. Research Programme of the Research Fund for Coal and Steel 2016. Εξετάζονται δύο περιπτώσεις κτιρίων, τριών και έξι ορόφων αντίστοιχα, οι οποίες αρχικά διαστασιολογούνται στο λογισμικό SAP2000. Ο σχεδιασμός πραγματοποιείται υπό τα κατακόρυφα και σεισμικά φορτία, όπου προκύπτουν οι διατομές των πλάστιμων και μη πλάστιμων μελών. Οι διατομές των πείρων είναι ορθογωνικής διατομής, διαφορετικού μεγέθους καθ’ ύψος των υπό εξέταση κτιρίων. Στη συνέχεια γίνεται μία 2D προσομοίωση των κτιρίων στο λογισμικό OpenSees, στη διεύθυνση Υ όπου η σεισμική ενέργεια παραλαμβάνεται από τις συνδέσεις πείρου. Αναλύεται η προσομοίωση των δύο πλαισίων, με έμφαση στο νόμο του υλικού που χρησιμοποιείται για τις συνδέσεις INERD, με στόχο την επίτευξη της υστερητικής συμπεριφοράς των συνδέσεων. Περαιτέρω, εκτελούνται ιδιομορφικές και μη γραμμικές στατικές αναλύσεις (Pushover). Στη συνέχεια, πραγματοποιούνται πλήθος μη γραμμικών δυναμικών αναλύσεων στο λογισμικό OpenSees, με εφαρμογή της Επαυξητικής Δυναμικής Μεθόδου (IDA), ώστε να διερευνηθεί λεπτομερώς η μη γραμμική απόκριση των πλαισίων αυτών, υπό την επίδραση χρονοϊστοριών σεισμικής διέγερσης. Για την αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς, εξετάζονται οι στάθμες επιτελεστικότητας που λήφθηκαν υπόψη για την μέγιστη σχετική παραμόρφωση ορόφου, οι οποίες αξιοποιούνται για την δημιουργία των καμπυλών τρωτότητας των δύο κτιρίων. Για την αξιολόγηση του συντελεστή συμπεριφοράς που προτείνεται για τα εν λόγω πλαίσια, εξετάζονται δύο μεθοδολογίες, η μία μέσω της ανάλυσης Pushover, και η άλλη μέσω της μεθοδολογίας επαλήθευσης του συντελεστή συμπεριφοράς, σύμφωνα με το παράρτημα “D2.1 Recommended procedure for EN1998-compatible behaviour factor evaluation of new structural systems. Research Programme of the Research Fund for Coal and Steel.” Υπολογίζεται η μέση ετήσια συχνότητα υπέρβασης μέσω της οποίας επαληθεύεται ο συντελεστής συμπεριφοράς για διάφορα επίπεδα βλάβης. Τέλος, εκτιμάται μέσω των μη γραμμικών αναλύσεων η αποτίμηση της απόκρισης των συνδέσεων INERD και η εκτίμηση της επισκευασιμότητας των συστημάτων μετά από ένα ισχυρό σεισμικό γεγονός.	el
heal.abstract	The main object of this master's thesis is the investigation of the non-linear behavior of steel buildings with dissipative INERD connections, according to the current methodology presented in the INNOSEIS research program. INERD connections are formed in the coupling between the vertical bracing system of the building and its columns. This innovative system is composed of a pin which passes through two internal plates, welded at the end of the vertical bracing, as well as through two external plates which are bolted in the flanges of the steel column. The resistance of the connection against axial force is achieved through bending of the pin, so that the seismic energy is subsequently absorbed through the plastification of the pin. These small and easily replaceable pin connections show high ductility, while all the remaining structural members behave linearly. Ιnitially, the anti-seismic systems are presented, followed by a short description of the dissipative INERD systems. In the second chapter, the process followed when designing a building with INERD connections is described in detail, as mentioned in the Design Guides: Vayas, I., Thanopoulos P., Tsarpalis P., Dimakogianni, D., Innovative anti- seismic devices and systems - The INNOSEIS Project, Design Guides. Research Program of the Research Fund for Coal and Steel 2016. Two cases of buildings, three and six floors respectively, are examined, which are initially dimensioned in the SAP2000 software. The design is carried out under vertical and seismic loads, resulting in the estimation of the cross sections of the plastic and non-plastic members. The cross section of the pin is rectangular and its resulting dimensions vary throughout the height of each building under consideration. A 2D simulation of the buildings is later conducted in the Y direction, which is the one where the seismic energy is received from the pin connections, using the OpenSees software. The simulation of the frames of both case studies is analyzed, with emphasis on the law of the material used for the INERD connections, with a view to achieving the hysteretical behavior of the them.Furthermore, modal and non-linear static analyses (Pushover) are performed. Then, a number of non-linear dynamic analyses are carried out in OpenSees software, implementing Incremental Dynamic Analysis (IDA) to investigate thoroughly the non-linear response of the building frames, under the influence of seismic excitation time histories. For the assessment of the seismic behavior, the performance levels corresponding to the maximum relative floor displacement are examined, which are subsequently used to obtain the fragility curves. To evaluate the behavior factor proposed for the aforementioned building frames, two processes are followed, one through the Pushover analysis, and the other through the methodology of verification of the behavior factor, according to Annex “D2.1 Recommended procedure for EN1998-compatible behavior factor evaluation of new structural systems. Research Programm of the Research Fund for Coal and Steel”. The mean annual frequency of exceedance is calculated, through which the behavior factor is ultimately verified for various damage levels. Lastly, the same non linear analyses are used not only to estimate the response of the INERD connections, but also to assess the repairability of these systems after a strong seismic event.	en
heal.advisorName	Θανόπουλος, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Βάγιας, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Βαμβάτσικος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	115 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false