Διερεύνηση της ανελαστικής συμπεριφοράς πρότυπων πλαισίων από Ω.Σ. με χρήση του προγράμματος OpenSees

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η ανελαστική συμπεριφορά πλαισιωτών κατασκευών χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα OpenSees. Προκειμένου να καλυφθεί ένα σημαντικό εύρος δυσκαμψιών, επιλέγονται τρεις κατασκευές με 3, 6 και 12 ορόφους και διαστασιολογούνται με το πρόγραμμα FESPA 10. Στη συνέχεια πραγματοποιείται Στατική Ανάλυση pushover και ακολουθούν Δυναμικές Αναλύσεις με την επιβολή κατάλληλων επιταχυνσιογραφημάτων. Η εργασία χωρίζεται σε τρεις ενότητες που αναφέρονται στη δημιουργία του μοντέλου, στα αποτελέσματα των αναλύσεων και στα συμπεράσματα. Η πρώτη ενότητα περιλαμβάνει τις βασικές αρχές του αντισεισμικού σχεδιασμού τονίζοντας την προτίμηση από τους κανονισμούς των στατικών μεθόδων εξαιτίας της πολυπλοκότητας των δυναμικών. Στη συνέχεια πραγματοποιείται διαστασιολόγηση των τριών κατασκευών με βάση τους Ευρωκώδικες μέσω του προγράμματος FESPA 10 και παρουσιάζεται το προσομοίωμα που αναπτύχθηκε στο πρόγραμμα OpenSees. Τέλος περιγράφεται η διαδικασία επιλογής των καταγραφών που θα χρησιμοποιηθούν στις δυναμικές ανελαστικές αναλύσεις. Στη δεύτερη ενότητα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των στατικών και δυναμικών αναλύσεων. Έμφαση δίνεται στην επίδραση που έχουν τα φαινόμενα δευτέρας τάξεως στην απόκριση των κατασκευών και γι’ αυτό αφιερώνεται ξεχωριστό κεφάλαιο στις αναλύσεις με φαινόμενα P-Δ. Στην τρίτη ενότητα γίνεται σύγκριση μεταξύ των διαφορετικών κατασκευών αλλά και των αποτελεσμάτων της ενσωμάτωσης ή όχι των φαινομένων δευτέρας τάξεως σε δεδομένη κατασκευή. Προκειμένου να ελεγχθεί η ορθότητα των αποτελεσμάτων που δίνει το OpenSees, η εξαώροφη κατασκευή προσομοιώνεται επίσης με το πρόγραμμα SAP2000.

This thesis investigates the inelastic behavior of frame structures using the program OpenSees. To cover a significant range of rigidities, three structures with 3, 6 and 12 floors are selected and their design is held by the program FESPA 10. Afterwards, static pushover analysis is carried out and is followed by dynamic analysis by imposing appropriate accelerograms. The project is divided into three sections that refer to the model creation, the analysis results and the conclusions. The first section contains the basic principles of seismic design by emphasizing the regulation’s interest for static methods because of the dynamic complexity. Furthermore, the three structures are being designed according to the Eurocodes by using the program FESPA 10 and then the model developed in the program OpenSees is presented. Finally the procedure for selecting records that will be used in nonlinear dynamic analysis is described. In the second section are presented the results of static and dynamic analysis. Emphasis is given on the influence of the second order effects in the response of structures and so a separate chapter is devoted in analysis with P-D effects. In the third section there is a comparison among different structures and between the results of the inclusion or not of second order effects in a given structure. To test the accuracy of the OpenSees results, the six-storey building is also simulated in the program SAP2000.