Μελέτη Διώροφου Εμπορικού Κτιρίου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη ενός διώροφου εμπορικού μεταλλικού κτιρίου με τους Ευρωκώδικες EN 1990, 1991,1993, 1994 και 1998. Το κτίριο είναι σχεδόν κανονικό σε κάτοψη. Πιο συγκεκριμένα, είναι ορθογωνικής κάτοψης με ένα τμήμα να προεξέχει στο νότιο τμήμα του. Επιλέχθηκαν μεταλλικές και σύμμικτες διατομές, λόγω της ευεληξίας που προσφέρουν τόσο στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό (πχ. μεγάλα ανοίγματα), όσο και στη διαδικασία κατασκευής τους. Η εργασία αποτελείται από 9 κεφάλαια. Αναλυτικότερα: Στο 1ο Κεφάλαιο αναφέρεται ο σκοπός της εργασίας και οι κανονισμοί που χρησιμοποιήθηκαν. Στο 2ο Κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή του κτιρίου και δίνονται πληροφορίες για τη γεωμετρία και τις διαστάσεις του. Στο 3ο Κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή του προσομοιώματος. Παρουσιάζεται το προγράμμα που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση και διαστασιολόγηση, το οποίο είναι το ETABS. Ακολούθως, παρουσιάζεται το μοντέλο του κτηρίου, όπως εισήχθη στο πρόγραμμα. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν, υπολογίζονται οι δράσεις της κατασκευής καθώς και οι συνδυασμοί δράσεων με βάση τους οποίους έγινε η ανάλυση και η διαστασιολόγηση. Στο 4ο Κεφάλαιο φαίνεται η ανάλυση του φορέα. Γίνονται έλεγχοι τόσο για τα αμιγώς μεταλλικά στοιχεία όσο και για σύμμικτα στην οριακή κατάσταση αστοχίας (ΟΚΑ) και στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας (ΟΚΛ). Παρουσιάζεται, η συμπεριφορά τυπικών μελών. Ειδικά για τη σύμμικτη δοκό φαίνονται οι έλεγχοι τόσο με χρήση του προγράμματος όσο και με αναλυτικό τρόπο. Επίσης, ελέγχεται ο δείκτης βλάβης και γίνεται ικανοτικός έλεγχος κατακόρυφων δυνδέσμων δυσκαμψίας. Στο 5ο Κεφάλαιο γίνεται σύγκριτική ανάλυση σχετικά με την επιβολή σεισμικού φορτίου, και συγκεκριμένα σύγκριση από την ανάλυση του υπό μελέτη κτηρίου με την απλοποιημένη φασματική μέθοδο και με τη δυναμική φασματική μέθοδο. Παρουσιάζεται μία παραλλαγή που οδηγεί σε καλύτερη σεισμική συμπεριφορά. Στο 6ο Κεφάλαιο περιγράφονται ο σχεδιασμός και ο έλεγχος των συνδέσεων των μελών του φορέα. Ενδεικτικά παρουσιάζονται συνδέσεις κατακόρυφου συνδέσμου δυσκαμψίας-υποστυλώματος, δοκού- υποστυλώματος, αποκατάσταση συνέχειας δοκού και έδραση υποστυλώματος. Στο 7ο Κεφάλαιο μελετούνται και αξιολογούνται ορισμένες παραλλαγές του κτηρίου. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η διαστασιολόγηση του κτηρίου, όπως θα έπρεπε να γίνει στην περίπτωση που αυτό κατασκευαζόταν στην Αθήνα, η περίπτωση μη σύμμικτης λειτουργίας των δοκών στην οροφού ισογείου και ο δείκτης βλάβης στην περίπτωση αφαίρεσης των συνδέσμων δυσκαμψίας. Τέλος, γίναται έλεγχος ικανοποίησης του κτιτηρίου μεταθετότητας και αν και δεν είναι αναγκαίο πραγματοποιείται η ανάλυση με γεωμετρική μη γραμμικότητα (Π- Δέλτα). Στο 8ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εκπόνηση της εργασίας.

This diploma thesis deals with the study and design of a two-storey composite commercial center, under the requirements of Eurocodes EN 1990, 1991, 1993, 1994 and 1998. Structural steel and composite structures were chosen because of the flexibility they offer both in architectural design (exp. large beam opens) and in the process of manufacture. The paper consists of 6 chapters, the description of which is given below: In the First Chapter, both the goal of this diploma thesis and the web of regulations are described. The Second Chapter contains the basic information of the construction and details about its geometry and dimensioins are given. In the Third Chapter, the simulation of the building is described. First of all, the means used to analyze the dynamic modal responce spectrum analysis of the structure, which is ETABS, is presented, as well as the model of the building used in ETABS. Moreover, the properties of construction materials used are shown, the loads acting on the structure are calculated and the load combinations are determined. In the Forth Chapter , the results of checks for both steel and composite components for the construction, at the Ultimate Limit State and Serviceability, and the story drifts are presented. Examples of checks are presented for some typical members. Especially the analysis for the composite beams is made both using the program and using analytic methods. In the Fifth Chapter, there is a comparison between the results of the Dynamic and the Simple Seismic Methods. A change which results in better seismic behavior is dislayed. In the Sixth Chapter, typical joints are tested, such as the joints between column- beam, beam- secondary beam etc. In the Seventhh Chapter, several variations of the building are studied. More precisely, the elements of the building if this was constructed in Athens is presented, as well as the behavior of the building if the beams at the roof of the bottom floor weren’t composite, an alteration of the story drifts. At the end, the need of a P- Delta analysis is checked and, even if it is not needed, a P- Delta analysis is made. Finally, in the eighth and conclusive chapter of the thesis the results are summarized and conclusions are mentioned.