Σεισμική προστασία των κατασκευών με συσκευές αρνητικής στιβαρότητας και στοιχεία αδρανείας

Θεοδώρου, Δημήτριος; Theodorou, Dimitrios

dc.contributor.author	Θεοδώρου, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Theodorou, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2023-09-27T10:11:15Z
dc.date.available	2023-09-27T10:11:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58101
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25798
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	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αρνητική στιβαρότητα	el
dc.subject	Στοιχεία αδρανείας	el
dc.subject	Αποσβεστήρας	el
dc.subject	Σεισμική μόνωση	el
dc.subject	Σεισμική προστασία κατασκευών	el
dc.subject	Negative stiffness	en
dc.subject	Inertance elements	en
dc.subject	KDamper	en
dc.subject	Seismic isolation	en
dc.subject	Extended stiff base absorber	en
dc.title	Σεισμική προστασία των κατασκευών με συσκευές αρνητικής στιβαρότητας και στοιχεία αδρανείας	el
dc.title	Seismic protection of structures with negative stiffness devices and inertance elements	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Δυναμική των κατασκευών	el
heal.classification	Structural dynamics	en
heal.classification	Αντισεισμική μηχανική	el
heal.classification	Earthquake engineering	en
heal.classification	Επιστήμες πολιτικού μηχανικού	el
heal.classification	Civil engineering	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-06-22
heal.abstract	Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, προτείνονται διάφορες διευρυμένες εκδόσεις του συστήματος Stiff Base Absorber (SBA), το οποίο βασίζεται στον ταλαντωτή KDamper, οι οποίες ενσωματώνουν στοιχεία αδρανείας σε διάφορες θέσεις, εκτός άλλων στοιχείων θετικής και αρνητικής στιβαρότητας και τεχνητών αποσβεστήρων. Οι βέλτιστες παράμετροι του συστήματος, σε κάθε περίπτωση, προσδιορίζονται με την επίλυση ενός προβλήματος βελτιστοποίησης και την αξιολόγηση των περιορισμών με βάση μηχανικά κριτήρια. Τα προτεινόμενα συστήματα απορρόφησης ταλαντώσεων σχεδιάζονται ως διευρυμένες εκδόσεις σεισμικής βάσης απορρόφησης ταλαντώσεων (ESBA) και προστίθεται ένα φίλτρο επιτάχυνσης ως περιορισμός για την καλύτερη παρατήρηση της απόδοσης του συστήματος. Έτσι, οι βέλτιστες παράμετροι επιλέγονται με βάση τη μέγιστη επιτάχυνση της κατασκευής, εκφρασμένη ως ποσοστό της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA). Για τον καθορισμό του φίλτρου επιτάχυνσης, δημιουργείται μια βάση δεδομένων τεχνητών επιταχυνσιογραφημάτων συμβατών με τα φάσματα απόκρισης του EC8. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται πραγματικές καταγραφές σεισμών για την αξιολόγηση της δυναμικής συμπεριφοράς ενός μονοβαθμίου συστήματος (SDoF). Το μονοβάθμιο σύστημα συγκρίνεται με ένα αντίστοιχο σύστημα συμβατικής μόνωσης βάσης χαμηλής και υψηλής απόσβεσης. Στη συνέχεια, το πιο αποδοτικό από τα προτεινόμενα συστήματα ελέγχου ταλαντώσεων επεκτείνεται για εφαρμογή ως σεισμική βάση για πολυώροφες κατασκευές. Οι παράμετροι του συστήματος επιλέγονται από το προαναφερθέν πρόβλημα βελτιστοποίησης. Πιο συγκεκριμένα, ορίζονται και συγκρίνονται οι δυναμικές αποκρίσεις ενός τριώροφου και ενός πενταώροφου κτιρίου, που μοντελοποιούνται ως διατμητικά πλαίσια, στα ακόλουθα σενάρια: τα κτίρια θεωρούνται αρχικά πακτωμένα στο έδαφος, στη συνέχεια εδράζονται στην προτεινόμενη βάση απορρόφησης ταλαντώσεων και αργότερα, αντιπαραβάλλονται με το σενάριο να εδράζονται σε συμβατική μόνωση βάσης χαμηλής και υψηλής απόσβεσης, με την ίδια ή διαφορετική ιδιοσυχνότητα, ώστε να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου συστήματος σεισμικής βάσης. Όλα τα κτίρια πολλαπλών βαθμών ελευθερίας (MDoF) υποβάλλονται σε τεχνητές και πραγματικές κοντινές ή απόμακρες σεισμικές διεγέρσεις. Πραγματοποιούνται αναλύσεις ευαισθησίας, εξετάζοντας, πρώτον, τη μεταβολή μιας παραμέτρου κάθε φορά και, δεύτερον, δύο παραμέτρων ταυτόχρονα, για να διερευνηθεί κατά πόσον το προτεινόμενο σύστημα ελέγχου ταλαντώσεων είναι ευάλωτο ή όχι σε φαινόμενα αποσυντονισμού. Τέλος, υιοθετείται μια ρεαλιστική διαμόρφωση εξαρτώμενη από τη μετατόπιση για την υλοποίηση του στοιχείου αρνητικής στιβαρότητας και συγκρίνεται η μη γραμμική δυναμική συμπεριφορά του συστήματος με την αρχικά αναμενόμενη γραμμική. Παρατίθεται ένας ενδεικτικός σχεδιασμός του προτεινόμενου συστήματος απορρόφησης ταλαντώσεων όσον αφορά τα στοιχεία που περιλαμβάνει. Εξάγονται διάφορα συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων συστημάτων απορρόφησης ταλαντώσεων.	el
heal.abstract	In this postgraduate thesis, several extended versions of the Stiff Base Absorber system (SBA), which relies on the KDamper oscillator, are proposed that incorporate inerter elements in various locations. The optimal system parameters, in each case, are determined by solving an optimization problem and evaluating the constraints based on engineering criteria. The proposed dynamic vibration absorbers are designed as extended seismic base absorbers (ESBA) and an acceleration filter is added as a constraint to better observe the system's efficiency. Thus, the optimal parameters are selected based on the maximum structure acceleration expressed as a percentage of PGA. To define the acceleration filter, a data-base of artificial accelerograms compatible with the EC8 response spectra is generated. Real earthquake records are then used to evaluate the SDOF system dynamic behavior. The SDoF system is compared to a corresponding SDoF system of a conventional low and high damping base isolation system. Subsequently, the most efficient of the proposed vibration control systems is extended for implementation as a stiff seismic base absorber for multistory structures. The system parameters are selected from the previously stated optimization problem. More specifically, the dynamic responses of a three-story and a five-story buildings, modeled as shear frames, are defined and compared in the following scenarios: the buildings are firstly considered fixed on the ground, then they lie on the proposed vibration absorption base and finally, are contrasted with the scenario of them being mounted on a low and high damping conventional seismic isolation bases, with the same or different natural frequency, to prove the efficiency of the proposed extended stiff seismic base absorber. All the multi degree of freedom (MDoF) buildings are subjected to the artificial and the real near-fault and far-fault earthquake excitations. Sensitivity analyses are performed, by considering: i) the variation of one parameter at a time and secondly, and ii) two parameters simultaneously, to investigate whether the proposed vibration control system is vulnerable or not to detuning phenomena. Finally, a realistic displacement-dependent configuration for the realization of the NS element is adopted and the non-linear dynamic behavior of the system is compared with the initially expected linear one. An indicative design of the proposed vibration absorption system is presented concerning its comprising elements. Several conclusions are drawn regarding the efficiency of the proposed extended stiffness base absorbers.	en
heal.advisorName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.advisorName	Sapountzakis, Evangelos	en
heal.committeeMemberName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Sapountzakis, Evangelos	en
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.committeeMemberName	Triantafyllou, Savvas	en
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Antoniadis, Ioannis	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	125 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false