Δυναμική ανάλυση πολύ υψηλών κτιρίων με την χρήση προσομοιώματος ισοδύναμης δοκού

Σταυρόπουλος, Γεράσιμος; Stavropoulos, Gerasimos

dc.contributor.author	Σταυρόπουλος, Γεράσιμος	el
dc.contributor.author	Stavropoulos, Gerasimos	en
dc.date.accessioned	2025-09-02T07:16:15Z
dc.date.available	2025-09-02T07:16:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62270
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29966
dc.relation	eu-repo/grantAgreement/EC/FP7/2001	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	Δυναμική ανάλυση	el
dc.title	Δυναμική ανάλυση πολύ υψηλών κτιρίων με την χρήση προσομοιώματος ισοδύναμης δοκού	el
dc.title	Dynamic analysis of high-rise buildings using equivalent rod theory	en
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώθηκε στη δυναμική ανάλυση των ουρανοξυστών υπό σεισμικές διεγέρσεις και στην επίδραση των αποσβεστήρων σε επίπεδο προμελέτης. Ένα από τα βασικά ζητήματα που ανέδειξε η μελέτη είναι η λανθασμένη αντίληψη που επικρατούσε για δεκαετίες, ότι οι ουρανοξύστες, ως εύκαμπτες κατασκευές με μεγάλες ιδιοπεριόδους, δεν είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι σε σεισμούς. Η περίπτωση της περιοχής Καντο στην Ιαπωνία αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα που ανέτρεψε αυτή την άποψη. Παρότι δεν είναι η μόνη περιοχή που παρουσίασε έντονα φαινόμενα, οι συνεχείς σεισμοί που έπληξαν την Ιαπωνία και η ύπαρξη παχέων ιζηματογενών στρώσεων συνέβαλαν στην ανάπτυξη ταχέων και απλοποιημένων μεθόδων εκτίμησης της σεισμικής συμπεριφοράς των ουρανοξυστών. Στην Ευρώπη, αν και οι συνθήκες είναι διαφορετικές λόγω μειωμένης σεισμικότητας και διαφοροποιημένου γεωλογικού υποβάθρου, το πρόβλημα εξακολουθεί να υφίσταται. Χώρες με έντονη σεισμική δραστηριότητα, όπως η Ελλάδα και η Ιταλία, αλλά και περιοχές με χαλαρά εδαφικά υποστρώματα, όπως τμήματα της Ολλανδίας (Δέλτα του Ρήνου), στα παράλια της Τουρκίας στον Εύξεινο Πόντο και στη θάλασσα του Μαρμαρά απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή. Τα φαινόμενα, αν και λιγότερο έντονα από ό,τι στην Ιαπωνία, παραμένουν κρίσιμα και δεν μπορούν να αγνοηθούν. Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης, υιοθετήθηκε η απλοποιημένη ιδιομορφική ανάλυση του Δρ. Takabatake, αντικαθιστώντας την τρισδιάστατη χωρική κατασκευή με ένα προσομοίωμα ισοδύναμης δοκού. Η ανάλυση αυτή ενδείκνυται για την προμελέτη, καθώς επιτρέπει την εξαγωγή βασικών συμπερασμάτων με μειωμένο υπολογιστικό κόστος. Κατά την ανάπτυξη του προσομοιώματος, η μάζα της κατασκευής θεωρήθηκε συμπαγής πλάκα σκυροδέματος, αντί για τη σύνθετη πραγματική διατομή (σύμμικτη πλάκα με κινητά και πρόσθετα μόνιμα φορτία). Παρότι η παραδοχή αυτή απλοποιεί τη διαδικασία, θα μπορούσε να ενσωματωθεί μεγαλύτερη λεπτομέρεια σε μελλοντικές μελέτες για αύξηση της ακρίβειας. Επιπλέον, η κατανομή δυσκαμψίας και μάζας θεωρήθηκε ομοιόμορφη καθ’ ύψος, αν και στην πράξη μειώνονται με την αύξηση του ύψους. Η εφαρμογή της μεθόδου σε ένα σύστημα bundle tube κατέδειξε μικρά σφάλματα στον υπολογισμό των ισοδύναμων σταθερών διατομής, κυρίως λόγω της φύσης της κατασκευής, καθώς η προσέγγιση είναι ακριβέστερη για καθαρά σωληνωτές κατασκευές (tube structures). Η ανάλυση προχώρησε στην επιλογή μιας σουίτας σεισμικών καταγραφών, συμβατών με το στοχευόμενο φάσμα σχεδιασμού του Ευρωκώδικα 8. Οι καταγραφές αυτές χρησιμοποιήθηκαν για την απλοποιημένη δυναμική ανάλυση μέσω της μεθόδου άμεσης ολοκλήρωσης Newmark. Η αποτίμηση των πλευρικών μετατοπίσεων και των σχετικών ορόφων (drifts) ανέδειξε σε πολλές περιπτώσεις την ανάγκη ενσωμάτωσης αποσβεστήρων. Αν και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ο μέσος όρος αποκρίσεων, επιλέχθηκε η εξέταση κάθε καταγραφής χωριστά, υιοθετώντας μια συντηρητική προσέγγιση. Η διερεύνηση επικεντρώθηκε στα παθητικά συστήματα αποσβέσεως, μελετώντας την επίδραση ιξωδών γραμμικών αποσβεστήρων. Δοκιμάστηκαν δύο διαφορετικές διατάξεις: εσωτερικά σε κάθε όροφο και εξωτερικά, με μεγάλους αποσβεστήρες. Για την εσωτερική διάταξη, η απορρόφηση ενέργειας θεωρήθηκε ομοιόμορφη καθ’ ύψος, αν και μελλοντική διερεύνηση θα μπορούσε να εξετάσει βέλτιστες κατανομές, όπως η τριγωνική με μειωμένη απορρόφηση σε μεγαλύτερα ύψη. Ομοίως, στην εξωτερική διάταξη δοκιμάστηκαν δύο συστήματα καθ’ ύψος, ενώ περαιτέρω ανάλυση θα μπορούσε να αξιολογήσει τον βέλτιστο αριθμό εξωτερικών συστημάτων απόσβεσης. Η αύξηση της απόσβεσης μειώνει τις μετατοπίσεις, αλλά αυξάνει την καταπόνηση των δομικών μελών. Συνεπώς, η μεθοδολογία αυτή προσφέρεται για παραμετροποίηση, ώστε να βρεθεί η βέλτιστη ισορροπία μεταξύ δυσκαμψίας και απόσβεσης. Η δυνατότητα διερεύνησης διαφορετικών σεναρίων στην προμελέτη, πριν την ακριβή επίλυση του φορέα, καθιστά τη μέθοδο αποδοτική και πρακτική. Περαιτέρω έρευνα μπορεί να επεκτείνει τη μέθοδο ώστε να λαμβάνει υπόψη τη δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής μέσω μοντέλων με ελαστικά ελατήρια οριζόντιας και στροφικής ακαμψίας στη θεμελίωση. Η μέθοδος της ισοδύναμης δοκού μπορεί να επεκταθεί και σε περιπτώσεις ασύμμετρων (σε κάτοψη) κατασκευών, λαμβάνοντας έτσι υπόψη και την περίπτωση της στρεπτικής παραμόρφωσης (Γενικευμένη μέθοδος ισοδύναμης δοκού).Με τις κατάλληλες τροποποιήσεις μπορεί να εφαρμοστεί και σε πιο περίπλοκα δομικά συστήματα όπως mega structures και υπερυψηλά κτίρια (super high-rise buildings).	el
heal.classification	Δυναμική των κατασκευών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-21
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη δυναμική συμπεριφορά πολύ υψηλών κτιρίων υπό σεισμικές διεγέρσεις σε χαλαρό εδαφικό υπόβαθρο. Για την ανάλυση αυτή, εφαρμόζονται προσεγγιστικές μέθοδοι, μεταξύ των οποίων η Extended Rod Theory του Δρ. Takabatake Tomoyuki, καθώς και αριθμητικές μέθοδοι άμεσης ολοκλήρωσης. Επιπλέον, διερευνάται η επίδραση της απόσβεσης, όπου αυτή κρίνεται αναγκαία, και πραγματοποιείται η διαστασιολόγηση της σε επίπεδο προμελέτης, παρέχοντας ένα αρχικό πλαίσιο για τον βέλτιστο σχεδιασμό αποσβεστικών συστημάτων.	el
heal.advisorName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.advisorName	Triantafyllou, Savvas	en
heal.committeeMemberName	Ζέρης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Zeris, Christos	en
heal.committeeMemberName	Βαμβάτσικος, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Vamvatsikos, Dimitris	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	215 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false