Διερεύνηση συμπεριφοράς πολυώροφου μεταλλικού κτιρίου

Abstract

Με την παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται η προσπάθεια διερεύνησης της συμπεριφοράς ενός πολυώροφου μεταλλικού κτιρίου. Για τον παραπάνω σκοπό πραγματοποιηθήκαν συγκριτικές επιλύσεις στατικών προσομοιωμάτων με δύο προγράμματα ανάλυσης και πλήθος παραμετρικών διερευνήσεων. Τα συμπεράσματα από την παραπάνω διερεύνηση λήφθηκαν υπόψη στον σχεδιασμό του φορέα που χρησιμοποιήθηκε στην συνέχεια της εργασίας. Ο φορέας αποτελεί τον φέροντα οργανισμό πενταόροφου μεταλλικού κτιρίου με ορθογωνική κάτοψη. Η πλευρική ευστάθεια της κατασκευής εξασφαλίζεται μέσω πλαισίων ροπής. Η διάταξή τους στην κάτοψη του κτιρίου έχει γίνει έτσι ώστε κάθε πλαίσιο να λειτουργεί μόνο στη μία κύρια διεύθυνση (Χ ή Υ). Σημαντική παράμετρο στη συμπεριφορά τέτοιων πλαισίων αποτελεί η μόρφωση των κόμβων δοκού-υποστυλώματος ως κόμβων ροπής. Αρχικά έγινε επίλυση του φορέα, όπου οι κόμβοι στα πλαίσια ροπής θεωρήθηκαν άκαμπτοι πλήρους αντοχής ενώ οι λοιποί κόμβοι θεωρήθηκαν απλές αρθρώσεις. Βάση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την παραπάνω ανάλυση σχεδιάσθηκαν οι συνδέσεις δοκών-υποστυλωμάτων (ροπής και τέμνουσας) καθώς και οι συνδέσεις στις βάσεις των υποστυλωμάτων. Στην συνέχεια έγινε εκ νέου ανάλυση του κτιρίου λαμβάνοντας υπόψη τις δυσκαμψίες των κόμβων δοκού-υποστυλώματος μέσω κατάλληλων στροφικών ελατηρίων. Από το σύνολο της παραπάνω εργασίας εξάγονται συμπεράσματα που αφορούν τόσο το χωρικό προσομοίωμα όσο και την μόρφωση του φέροντα οργανισμού τέτοιας μορφής κτιρίων.

This thesis studies the behavior of a multi-storey steel building. For this purpose it have been realized comparative static models with two analytical programs and many parametric inquiries. The results from the above inquiries have been taken into consideration at the design of the building's model which have been used during this project. The structure is a five-storey steel building with rectangular floor plan. The stability of the construction against to the horizontal forces is ensured by moment resisting frames. Each moment resisting frame functions in one direction (X or Y), independently from the others. In these frames we have to pay attention to the configuration of beam-to-column connections. Initially we made analysis of the structure where the joints of moment resistance frames are considered rigid (full strength) and the other connections pinned. Based on the results from the analysis have been designed the beam-to-column connections as the column base connections. Then we re-analyzed the model of the building taking into account the stiffness of the beam-to-column connections we have designed. From the maxim of this thesis we reach conclusions about the model of the structure and the designing of similar buildings.