Αξιολόγηση μη γραμμικής συμπεριφοράς μεταλλικών πασσάλων θαλάσσιων εξεδρών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη συμπεριφορά εμπηγνυόμενων κοίλων κυκλικών μεταλλικών πασσάλων οι οποίοι χρησιμοποιούνται κατά κόρον στη θεμελίωση μιας ειδικής κατηγορίας θαλάσσιων κατασκευών, των θαλάσσιων εξεδρών. Τελικός σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι να ερευνηθεί πως επηρεάζει το έδαφος το σύστημα πασσάλου – εδάφους και κατά πόσο επηρεάζεται η πλαστιμότητα του συστήματος από αυτό. Στα αρχικά κεφάλαια της διπλωματικής εργασίας γίνεται μια αναφορά στο τρόπο κατασκευής θεμελιώσεων με πασσάλους για θαλάσσιες κατασκευές καθώς επίσης και πως επιτυγχάνεται η προσομοίωση τέτοιου συστήματος σε πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων. Περαιτέρω έγινε αναζήτηση στη διεθνή βιβλιογραφία για προσομοιώσεις του συστήματος μέσω αναλυτικών λύσεων καθώς επίσης και η περαιτέρω ανάπτυξη τους μέσω του προγράμματος MATLAB. Μετέπειτα αναζητείται ο τρόπος κατάρρευσης του συστήματος μέσω της ανάλυσης του με πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων (ADINA). Τέλος έγινε μια παραμετρικοποίηση του προβλήματος με σκοπό να μελετηθεί πως επηρεάζει ο λόγος του οριζόντιου προς κατακόρυφο φορτίο και ο λόγος της δυσκαμψίας του εδάφους προς την δυσκαμψία του πασσάλου την απόκριση του συστήματος. Στο προτελευταίο κεφάλαιο έγινε μια προσπάθεια ανάπτυξης προγραμματιστικού κώδικα στο πρόγραμμα MATLAB το οποίο να χρησιμοποιεί τα συμπεράσματα της διπλωματικής για την επιλογή σχεδιαστικών παραμέτρων του πασσάλου σε επίπεδο προμελέτης.

This thesis deals with the investigation of the factors that influence the behavior of driven circular hollow steel piles which are predominately used in the foundation of a special class of marine constructions, marine platforms. The ultimate goal of this thesis is to investigate how soil affects the interaction between pile and soil and the ductility of this particular system of foundation. The early chapters of this thesis refer to construction methods of pile foundation for marine structures as well as how a simulation of such a system might be achieved in finite element software. Furthermore a search in the literature occurred in order to describe the simulation of the system through analytical solutions as well as the further development of the simulation proposed by literature through MATLAB. Subsequently, by using finite element software (ADINA), an investigation about what is the collapse criterion of the system takes place. Finally the problem of the behavior of the interaction of pile and soil is divided into parameters in order to considerate how the ratio of horizontal to vertical load and the ratio of the soil stiffness to the stiffness of the pile affect the system response. In the penultimate chapter an effort to develop programming code in MATLAB that uses the conclusions of the thesis for the selection of design parameters of the pile during preliminary study is conducted.