Σχεδιασμός υπόστεγου συντήρησης αεροσκαφών

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διαστασιολόγηση και ο έλεγχος επάρκειας μίας υφιστάμενης μεταλλικής κατασκευής μεγάλων διαστάσεων χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα λογισμικού του εμπορίου για την ανάλυση και διαστασιολόγηση του φορέα ( SAP2000 version 14). Για τον υπολογισμό των φορτίων χρησιμοποιήθηκε ο Ευρωκώδικας 1 και 8 ενώ για τον έλεγχο επάρκειας της κατασκευής ο Ευρωκώδικας 3. Στόχος είναι η κατανόηση της συμπεριφοράς και όλων των παραμέτρων που θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στη μελέτη μιας υφιστάμενης κατασκευής καθώς και η σύγκριση με τον αρχικό σχεδιασμό που είχε γίνει σύμφωνα με τους Γερμανικούς Κανονισμούς DIN για την εξαγωγή συμπερασμάτων. Ιδιαίτερη προσοχή θα δοθεί στην αλλαγή στον κανονισμό των ανεμοπιέσεων λόγω των σχετικά αυξημένων τιμών που εισάγει ο Ευρωκώδικας 1. Έτσι λοιπόν το κτίριο που μελετήθηκε είναι ένα μεταλλικό υπόστεγο αεροσκαφών που βρίσκεται στο διεθνή αερολιμένα «Μακεδονία» της Θεσσαλονίκης και κατασκευάστηκε το 1992. Η κατασκευή χρησιμοποιείται για στάθμευση και συντήρηση αεροσκαφών για λογαριασμό της «Ολυμπιακής Αεροπλοΐας». Η δυσκολία του φορέα έγκειται στο γεγονός ότι απαιτείται μεγάλο άνοιγμα και ελεύθερο ύψος καθώς και απουσία εσωτερικών υποστυλωμάτων για την ασφαλή μετακίνηση και στάθμευση των αεροσκαφών με αποτέλεσμα ο συγκεκριμένος τύπος μεταλλικής κατασκευής (hangars) να παρουσιάζει αυξημένη ευαισθησία σε καταπόνηση λόγω ανέμου. Στα 7 κεφάλαια που απαρτίζουν την εργασία: Στο παρόν Κεφάλαιο 1 γίνεται μία εισαγωγή και δίνεται μία περίληψη των κεφαλαίων του βιβλίου αυτού. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται συνοπτική αναφορά στα πλεονεκτήματα μονώροφων κτιρίων από χάλυβα και στη συνέχεια αναλυτική παρουσίαση της γεωμετρίας του φορέα και αναφορά στα επιμέρους στοιχεία της κατασκευής. Στο Κεφάλαιο 3 υπολογίζονται τα φορτία που λαμβάνονται υπόψη στην ανάλυση της κατασκευής που κάνει το SAP2000 σύμφωνα με όσα ορίζει ο Ευρωκώδικας 1 και ο Ευρωκώδικας 8. Περιλαμβάνονται ακόμη και οι συνδυασμοί φόρτισης που λήφθηκαν υπόψη. Στο Κεφάλαιο 4 γίνεται μία γενική παρουσίαση του εμπορικού προγράμματος λογισμικού SAP2000 που χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο ανάλυσης και διαστασιολόγησης καθώς και μια αναφορά στα συγκριτικά του πλεονεκτήματα. Στη συνέχεια περιγράφεται ο τρόπος εισαγωγής του δισδιάστατου μοντέλου στο στάδιο της προμελέτης και τελικά του τρισδιάστατου μοντέλου στο πρόγραμμα. Στο Κεφάλαιο 5 γίνεται έλεγχος επάρκειας διατομών και μελών και πιο συγκεκριμένα αρχικά αναφέρονται έλεγχοι του Ευρωκώδικα 3 που πρέπει να ικανοποιούνται και στη συνέχεια γίνεται διαστασιολόγηση και έλεγχος των κατακόρυφων συνδέσμων δυσκαμψίας έναντι σεισμικής καταπόνησης σύμφωνα με όσα αναφέρονται στον Ευρωκώδικα 8 και διαμόρφωση της σύνδεσης στο ν κόμβο . Επιπλέο ν γίνεται, ικανοτικός έλεγχος της κεφαλοδοκού που υπόκειται σε απλό λυγισμό καθώς και ικανοτικός έλεγχος του υποστυλώματος που υπόκειται σε συνδυασμένη ροπή και θλίψη. Τέλος, γίνεται έλεγχος επάρκειας των κατακόρυφων και διαγώνιων μελών 2UPN100 και 2UPN120 που μορφώνουν το δικτυωτό ζύγωμα των πλαισίων. Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που δίνει το πρόγραμμα SAP για τον έλεγχο επάρκειας διατομών και μελών. Τέλος, στο Κεφάλαιο 7 δίνονται χρήσιμα συμπεράσματα που εξήχθησαν από την παρούσα μελέτη.

The purpose of this thesis is the sizing and control efficiency of an existing metal structure using a software program for the analysis and design of the structure (SAP2000 version 14). Eurocode 1 and 8 were used to estimate the loads while Eurocode 3 for the design of the steel structure. The aim is to understand the behavior and all the parameters that should be considered in the design of an existing building as well as to compare with the original design which was done in accordance with German regulations DIN in order to draw conclusions. Special attention will be paid to the changes in the regulation of wind loads due to the relatively higher values introduced by Eurocode 1. Therefore, the building studied is a metal hangar located at the international airport "Macedonia" in Thessaloniki and was built in 1992. The structure is used by the "Olympic Aviation" for aircraft maintenance. The difficulty of the building lies in the fact that a large bay and height are required as well as the absence of internal columns for the safe entrance and movement of aircrafts. As a result, this type of steel structure (hangars) shows increased susceptibility to wind loads. In 7 chapters of this thesis: In Chapter 1, an introduction and a summary of the chapters of this book is made. In Chapter 2, there is a brief reference to the advantages of steel storey buildings and then a detailed presentation of the geometry of the structure is made and its basic elements are mentioned and analyzed. Chapter 3 gives an account of the loads applied to the structure in accordance with Eurocode 1 and 8 as well as the load combinations are presented. Chapter 4 is an overview of the commercial software program SAP2000 used for the analysis and design and the advantages that it offers. Moreover, the introduction of two-dimensional model to the program in the preliminary design stage as well as the introduction of the three-dimensional model is described. In Chapter 5, particular sections and members are checked in accordance with Eurocode 3. Chapter 6 presents the results given by the SAP program as far the efficiency of particular members and sections is concerned. Finally, Chapter 7 presents useful conclusions drawn from this study.