Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός και στατική ανάλυση ημικυκλικού θολωτού στεγάστρου

Μπαμπάτσικος, Βασίλειος - Μίνως; Bampatsikos, Vasilios - Minos

dc.contributor.author	Μπαμπάτσικος, Βασίλειος - Μίνως	el
dc.contributor.author	Bampatsikos, Vasilios - Minos	en
dc.date.accessioned	2021-03-29T07:59:22Z
dc.date.available	2021-03-29T07:59:22Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53155
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20853
dc.rights	Default License
dc.subject	Στατική	el
dc.subject	Σχεδιασμός	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	Τοξωτά μέλη	el
dc.subject	Θολωτή δομή	el
dc.subject	Statics	en
dc.subject	Design	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Arched members	en
dc.subject	Vaulted structure	en
dc.title	Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός και στατική ανάλυση ημικυκλικού θολωτού στεγάστρου	el
dc.title	Architectural design and static analysis of a semi circular vaulted canopy	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Στατική Ανάλυση	el
heal.classification	Static Analysis	en
heal.classification	Παραμετρικός Αρχιτεκτονικός Σχεδιασμός	el
heal.classification	Parametric Architectural Design	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-08
heal.abstract	Αντικείμενο μελέτης αποτελεί η Αρχιτεκτονική Δομή και η Στατική Ανάλυση με την κατ’επέκταση διαστασιολόγηση ενός ημικυκλικού θολωτού φορέα στεγάστρου απο αμιγώς καμπύλες κυλινδρικές διατομές. Το υπό μελέτη έργο δεν υφίσταται, αλλά προτείνεται η ανέγερση του, που θα προστατεύει τον περιβάλλοντα χώρο του εμπορικού κέντρου “ Golden Hall” στην περιοχή του Αμαρουσίου στην Αθήνα. Η δομή και το στήσιμο του φορέα αποτελεί προϊόν Παραμετρικής Αρχιτεκτονικής προσέγγισης. Η έννοια της παραμετροποίησης στην σύλληψη και οργάνωση του φορέα παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στον σχεδιασμό, ενώ λειτουργεί με την ίδια φιλοσοφία που δουλεύουν οι παράμετροι μέσα σε μια ν-βάθμια μαθηματική εξίσωση. Συνεπώς, με τον ίδιο τρόπο που μεταβάλλουμε μια παράμετρο π.χ. στην απλή μονοβάθμια εξίσωση ευθείας y = αx + β και αλλάζει το προφίλ της ευθείας, έτσι και στην παραμετρική αρχιτεκτονική, μεταβάλλοντας την παράμετρο που ισοδυναμεί π.χ. με την οριζόντια απόσταση των δοκών, ο συνολικός φορέας προσαρμόζεται και αναδομείται βασισμένος στις νέες πληροφορίες. Τελικώς, τονίζεται οτι η παραμετρική δομή ενός φορέα δεν πρέπει να συγχέεται ακριβώς με την συνθετότητα του σχεδιασμού, αλλά είναι άμεση απόρροια της συνεργασίας των καθορισμένων παραμέτρων με το πρώιμο στήσιμο της κατασκευής. Η στατική ανάλυση έχει βασιστεί σε κάποια σημεία, σε στοιχεία απο την μελέτη 2 δημοσιεύσεων και του βιβλίου των Charles King και David Brown «Design of Curved Beams» για την ιδιαιτερότητα και τις παραμέτρους που επηρεάζει η καμπύλωση του χάλυβα. Γίνονται αναφορές σε ποικιλόμορφες κατασκευές με την ιδιαιτερότητα της τοξωτής δομής τους, απο τον 19ο αιώνα μέχρι και σήμερα ενώ σημειώνονται οι ιδιοτυπίες της σχεδίασης των καμπύλων μελών στα σύγχρονα λογισμικά στατικής-δυναμικής ανάλυσης και πως πρέπει να αντιμετωπίζονται ώστε η ανάλυση να γίνεται όσο το δυνατόν πιο ρεαλιστική. Οι δράσεις που λήφθηκαν υπόψην για την μελέτη του φορέα είναι οι μόνιμες-πρόσθετες μόνιμες, οι κινητές και οι σεισμικές επ’αυτού. Για τον υπολογισμό των φορτίων λόγω ανέμου έγινε προσομοίωση του φορέα και του εμπoδίου του στο λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, Computational Fluid Design της Autodesk αφού η δομή του φορέα δεν καλύπτεται ξεκάθαρα απο τα ευρωπαϊκά πρότυπα. Παρόλα αυτά για λόγους σύγκρισης και αξιοπιστίας του λογισμικού, πραγματοποιήθηκε για μεμονωμένα μέλη, όπου αυτό καθίστανται δυνατό, ανάλυση ανέμου σύμφωνα με το εδάφιο 7.9.2 του EN 1991 1-1-4. Οι καταστάσεις σχεδιασμού λήφθηκαν σύμφωνα με τον EN 1990 ενώ το προσομοίωμα του φορέα προς φόρτιση και ανάλυση πραγματοποιήθηκε στο Robot Structural Analysis της Autodesk. Ο σχεδιασμός έγινε πλαστικά με διατομές κατηγορίας 1, ενώ δεν παρουσιάστηκαν φαινόμενα 2ας τάξης αφού ο μεγεθυντικός συντελεστής acr προέκυψε αρκετά μεγαλύτερος του 15, έτσι οι αναλύσεις ήταν ως επί το πλείστον γραμμικές (LA). Για την αντισεισμική μελέτη ακολουθήθηκε ο EN-1998 και η διαστασιολόγηση και ο έλεγχος των μελών και των συνδέσεων του φορέα βασίστηκαν στον EN 1993. Επιπλέον για τον καθολικό λυγισμό τον μελών πραγματοιήθηκε LBA με την γενική μέθοδο ενώ τα μήκη λυγισμού αυτών εισήχθησαν χειροκίνητα ως ένας συνδυασμός της εποπτικότητας της ιδιομορφικής ανάλυσης λυγισμού και της δυσκαμψίας των επιμέρους διατομών των μελών. Διαστασιολογούνται κάποιες τυπικές συνδέσεις του φορέα με το λογισμικό Idea Statica ενώ παράλληλα προτείνεται και ένα σχέδιο ανέγερσης που να ικανοποιεί τις αισθητικές αλλά και τις εργατικές απαιτήσεις. Για την ελκυστικότερη παρουσίαση του φορέα και την καλύτερη συνεργασία μηχανικού - Κυρίου του Έργου πραγματοιήθηκε φωτορεαλιστική απεικόνιση της κατασκευής στο περιβάλλον που προτείνεται να τοποθετηθεί και πως μπορεί να προσαρμοστεί σε αυτό . Τελικά, επισημαίνονται κάποια συμπεράσματα που προέκυψαν απο το σύνολο της μελέτης ενώ παράλληλα προτείνονται τρόποι βελτίωσης ή διαφοροποίησης του έργου.	el
heal.abstract	The subject of this study is the Architectural Conception and the Static Analysis by extension to the dimensioning of a Semi-Circular Vaulted Canopy with solely cylindrical cross-sections. The structure does not exist, but its construction is proposed in the outdoor surrounding area of the “Golden Hall” Mall in Marousi in Athens. The design and set-up of the structure, is a product of a Parametric Architectural approach. The meaning of the parameterization regarding the conception and the organization of the structure impacts the design, while functioning the same way as a parameter inside an n-grade mathematical equation. Meaning that with the same procedure that a parameter is being changed e.g. inside the 1st grade equation of a line y = αχ + β and has a result in the profile of the line, likewise, in the parametric architecture, by changing a parameter that corresponds to the e.g. horizontal distance of the beams, the whole structure adapts and is being reconstructed based on the new obtained information. At last, it is being emphasized that the parametric shape of a structure should not be linked directly with the complexity of the design, but it is an aftereffect of the cooperation of the corresponding parameters with the early set-up of the structure. The static analysis is based in some points, from information obtained from the analysis of 2 papers and the book of Charles King and David Brown «Design of Curved Beams», published by the Steel Construction Institute in 2001, concerning the particularities and the parameters that a beam obtains after its curvature. There are being mentioned diverse structures with the peculiarity of their arched structure, from the 19th century until today, while idiosyncrasies are being noticed regarding the design of curved elements through static-dynamic analysis software and how they should be treated in order for the analysis to be as realistic as possible. The loading that was considered in the structural design was that of the permanent-additional permanent loads, the mobile loads and the seismic loads. For the calculation of the wind loads, the wind flow was simulated through the Computational Fluid Dynamics software named “Computational Fluid Dynamics Simulation” of Autodesk, as the the shape of the structure is not being covered clearly in the Eurocodes. However, in order to compare and believe the results from the CFD, a calculation of wind loads through the paragraph 7.9.2 of EN 1-1-14, was held for individual elements like the columns. The design situations were based on EN 1990 and the simulation of the structure for loading and analysis was made with Robot Structural Analysis of Autodesk. The structure is designed plastic with 1st category cross sections, while 2nd grade phenomena were not observed, as the magnification factor acr came up much higher than 15, so the analyses are mostly linear (LA). For the seismic study, EN 1998 was followed and the steel members and connections were designed and checked as provided by EN 1993. Furthermore for the universal bending of the structure elements LBA is used with the general method while the critical lengths were imported by hand as a combination of the supervision of the buckling analysis and the stifness of the cross sections of each individual element. Some characteristic connections are dimensioned via the software “Idea Statica” while at the same time, an erection plan is proposed satisfying the aesthetic and labor requirements of the structure. For the more attractive presentation of the structure and the quality-oriented cooperation between the engineer and the owner, a photorealistic rendering was held in the location that is being proposed its construction and how it can adapt inside of it. Last but not least, some findings that showed up from the total of the analysis are being underlined while at the same time, ways of improvement and differentiation are suggested.	en
heal.advisorName	ΘΑΝΟΠΟΥΛΟΣ, ΠΑΥΛΟΣ	el
heal.advisorName	THANOPOULOS, PAVLOS	en
heal.committeeMemberName	ΒΑΓΙΑΣ, ΙΩΑΝΝΗΣ	el
heal.committeeMemberName	ΒΑΜΒΑΤΣΙΚΟΣ, ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ	el
heal.committeeMemberName	IOANNIS, VAGIAS	en
heal.committeeMemberName	VAMVATSIKOS, DIMITRIOS	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	192 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false