Σχεδιασμός μεταλλικού υποστέγου με μεσοπάτωμα και γερανογέφυρα

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη ενός μεταλλικού υποστέγου με εναλλακτικούς τύπους συνδέσμων δυσκαμψίας. Οι τύποι των συνδέσμων που χρησιμοποιούνται είναι : διαγώνιοι (χιαστί), τύπου Λ και έκκεντροι σύνδεσμοι δυσκαμψίας και οι οποίοι τοποθετούνται σε δύο εναλλακτικές θέσεις. Επιπλέον,η κατασκευή διαθέτει ενδιάμεσο μεσοπάτωμα, το οποίο στηρίζεται σε σύμμικτες διαδοκίδες και το οποίο θα χρησιμοποιηθεί ως χώρος γραφείων, καθώς και γερανογέφυρα για την ανύψωση και μεταφορά φορτίων σε ένα τμήμα του εσωτερικού της. Συγκεκριμένα: Στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθεται μια ιστορική αναδρομή στη χρήση και την ανάπτυξη των κατασκευών από χάλυβα. Επιπλέον, αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κατά τη χρήση του χάλυβα στις κατασκευές . Το δεύτερο κεφάλαιο παρέχει μια γενική περιγραφή του έργου, λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις διαστάσεις , τη γεωμετρία, και τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα έξι είδη των υπόστεγων. Επιπλέον υπολογίζονται τα φορτία που τους επιβάλλονται και αναφέρονται αναλυτικά οι συνδυασμοί φορτίσεως, καθώς η ανάλυση και διαστασιολόγηση των υποστέγων βασίστηκε σε αυτά. Τέλος, γίνεται αναφορά στο πρόγραμμα και τη μέθοδο που χρησιμοποήθηκε για την ανάλυση των κατασκευών.Για την παραλαβή στρεπτικών επιπονήσεων κατά το σεισμό εφαρμόστηκαν τέσσερις διαφορετικές εκκεντρικότητες μάζας για καθέ έναν από τις έξι τύπους των υποστέγων, με αποτέλεσμα τη δημιουργία 24 διαφορετικών προσομοιωμάτων για ανάλυση. Στο τρίτο κεφάλαιο, σύμφωνα με τη στατική και δυναμική ανάλυση των 24 προσομοιωμάτων, παρουσιάζονταιτα ενδεικτικά τα εντατικά μεγέθη για ορισμένους συνδυασμούς φορτίσεως και για τους έξι τύπους υποστέγων και οι τρεις πιο κρίσιμες ιδιομορφές ενός τύπου για μια συγκεκριμένη εκκεντρότητα μάζας. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρατίθενται ενδεικτικά έλεγχοι για επιλεγμένα τμήματα της κατασκευής σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 3 και το Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό με βάση τα αποτελέσματα της στατικής και δυναμικής ανάλυσης των έξι τύπων υποστέγων για τις διάφορες εκκεντρότητες μάζας. Στο κεφάλαιο 5, πραγματοποιούνται λεπτομερείς έλεγχοι των σύμμικτων διαδοκίδων στην οριακή κατάσταση αστοχίας αλλά και στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας και οι οποίοι είναι κοινοί για όλους τους τύπους υποστέγων, καθώς και η διατμητική σύνδεση μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 4 μέρος 1.1. Στο έκτο κεφάλαιο, δίνονται οι έλεγχοι της δοκού κύλισης της γερανογέφυρας στην οριακή κατάσταση αστοχίας και στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας με βάση τον Ευρωκώδικα 3. Στο έβδομο κεφάλαιο, περιέχονται οι συνδέσεις μεταξύ των μελών της κατασκευής και τα αποτελέσματα των ελέγχων τους. Στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της παρούσας διπλωματικής εργασίας.

The objective of this thesis is the study of a metal shed with alternative types of joints that provide stiffness. The types of joints that are used are : cross-linked joints , contact stiffness (type L) and contact stiffness with eccentric joints and they are placed in two alternative positions. Moreover, the structure has a mezzanine, which is based on composite beams and will be used as office space, and overhead crane for lifting and transporting loads over a part of its interior. Specifically: In the first Chapter there is a retrospective to the use and development of steel structures .In addition the advantages and disadvantages arising from the use of steel in construction are pointed out. The second chapter provides a description of the project with detailed information on the geometry, dimensions and materials which are used in the six types of sheds. Moving on, the loads and their combinations which are imposed to the structures are mentioned in detail because the analysis and dimensioning of structures was based on them. Finally, reference is made to a program and the method that were used for the analysis of structures. As long as the earthquake is concerned, four different eccentricities mass were applied for each of the six types of buildings, resulting in analyzing 24 different simulants. In the third chapter according to static and dynamic analysis for the 24 simulated sheds, the intensively sizes are indicatively presented for certain load combinations for all of the six types of sheds and the three most critical modals of a type of shed for a given mass eccentricity . In the fourth chapter, checks for selected frames of construction are indicatively done according to Eurocode 3 and the Greek Seismic Regulations based on the results of static and dynamic analysis of the six types of sheds for different mass eccentricities. In chapter 5 , detailed checks of composite beams in the ultimate limit state and limit state functionality, which are common to all types of sheds, are presented and the shear connection between steel and concrete is done according to Eurocode 4 Part 1.1. In the sixth chapter, checks of the crane beam rolling at the ultimate limit state and limit state functionality are done based on Eurocode 3. In the seventh chapter, the links between members of the construction and the results of their checks are shown in detail. In the eighth chapter the conclusions of this thesis are presented.