Please use this identifier to cite or link to this item:
https://hdl.handle.net/20.500.14279/18666| Title: | Μελέτη δυναμικής συμπεριφοράς μεταλλικών κτιρίων υπο σεισμική διέγερση | Authors: | Ντζιμάνης, Δημήτριος | Keywords: | Ιδιομορφική φασματική ανάλυση;IMR;Δύσκαμπτα μεταλλικά πλαίσια;CBF | Advisor: | Παπαλεοντίου, Χρύσης | Issue Date: | May-2020 | Department: | Department of Civil Engineering and Geomatics | Faculty: | Faculty of Engineering and Technology | Abstract: | Ο κύριος στόχος αυτής της της πτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση της ιδιομορφικής φασματικής ανάλυσης και πιο συγκεκριμένα, η διερεύνηση και η σύγκριση των μεθόδων συνδυασμού των ιδιομορφικών αποκρίσεων SRSS και CQC για τον υπολογισμό των δυνάμεων των δομικών μελών. Πέραν όμως από τις κλασσικές στατιστικές μεθόδους όπου κατά την χρήση τους χάνουμε το πρόσημο των δυνάμεων και οι υπολογισμένες δυνάμεις δε βρίσκονται σε ισορροπία, η σεισμική ανάλυση έγινε και διαμέσου της εντολής IMR (Individual Modal Response) του στατικού προγράμματος STAAD.Pro όπου μετατρέπει κάθε ιδιομορφή σε load case και υπολογίζει τις δυνάμεις μελών, κρατώντας το πρόσημο τους και είναι σε ισορροπία. Ύστερα, τα αποτελέσματα των δυνάμεων των μελών κάθε σημαντικής ιδιομορφής που υπολογίστηκαν διαμέσου της IMR συνδυάζονται αλγεβρικά και συγκρίνονται με τα αποτελέσματα των μεθόδων CQC, SRSS. Ως δομικό υλικό επιλέχτηκε ο χάλυβας και ως σύστημα πλευρικής αντίστασης των σεισμικών δυνάμεων χρησιμοποιήθηκαν τα δύσκαμπτα μεταλλικά πλαίσια με κεντρικά διαγώνια μέλη (Concentric Braced Frames) διαμόρφωσης “X”. Παράλληλα διερευνήθηκαν οι βασικές αρχές και οι ιδιότητες των μεταλλικών δύσκαμπτων πλαισίων. Στο πλαίσιο της σεισμικής ανάλυσης χρησιμοποιήθηκε το στατικό πρόγραμμα STAAD.Pro, όπου κατά το στάδιο της μοντελοποίησης αποφασίστηκε να εξεταστούν τρία κύρια (3) επίπεδα μοντέλα ώστε να μελετηθούν τα σεισμικά φαινόμενα και η συμπεριφορά των χαμηλών (Low-rise Buildings) αλλά και των υψηλών κτιρίων (High-Rise Building) κατά τη διάρκεια σεισμικής διέγερσης. Μελετήθηκε η συμπεριφορά των μοντέλων σε οριζόντιο και κάθετο σεισμό και ειδικότερα ο ρυθμός κατά τον οποίο ενσωματώνεται η σεισμική μάζα σε κάθε ιδιομορφή κατά την διάρκεια της ταλάντωσης, η εναλλαγή των πρόσημων των σεισμικών δυνάμεων που αναπτύσσονται στα μέλη και κατά πόσο αυτή η εναλλαγή επηρεάζει τις μεθόδους συνδυασμού ιδιομορφικών αποκρίσεων CQC, SRSS και IMRC. Τέλος εξετάστηκε, το κατά πόσον επηρεάζουν τα φυσικά χαρακτηριστικά (T,f,ωn) των κτιριακών μοντέλων τη σεισμική τους απόκριση. Μία άλλη διάσταση που δόθηκε στην εν λόγω έρευνα, στα πλαίσια του κατά πόσον επηρεάζει η μοντελοποίηση την σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών, ήταν η τοποθέτηση ενδιάμεσων κόμβων στα ανοίγματα των κύριων δοκών των μοντέλων, όπου διαχωρίστηκαν τα τρία (3) κύρια επίπεδα μοντέλα σε δύο (2) υποκατηγορίες μοντέλων Α,Β δηλαδή χωρίς κόμβους (Α) και με κόμβους (Β), όπου έγινε και συγκριτική ανάλυση των αποτελεσμάτων τους. Απώτερος στόχος ήταν διερεύνηση του τρόπου που κατανέμεται η σεισμική μάζα στους κόμβους σε οριζόντιο και κάθετο σεισμό, η επιρροή των ανώτερων συχνοτήτων στη σεισμική συμπεριφορά τους, καθώς και ο ρυθμός ενσωμάτωσης της σεισμικής μάζας σε κάθε ιδιομορφή στους δύο τύπους μοντέλων. Τέλος, αναλύθηκε η αποτελεσματικότητα της ιδιομορφικής φασματικής ανάλυσης, οι αβεβαιότητες της μεθόδου, τα μειονεκτήματα των μεθόδων συνδυασμού ιδιομορφικών αποκρίσεων SRSS, CQC και γενικότερα η κατανόηση των ορίων της εφαρμογής της ιδιομορφικής φασματικής ανάλυσης σε αντισεισμικό σχεδιασμό κατασκευών με βάση τους κανονισμούς του Ευρωκώδικα 8 (EN1998-1:2004). | Description: | The main goal of this thesis is the investigation of the modal spectrum analysis and specifically, the investigation and the comparison of the combination modal maxima SRSS and CQC for the calculation of the member forces of the structural members. However, apart from the classic statistical methods, where when we use them we lose the sign of the forces and the system is not in equilibrium, the seismic analysis was done through the IMR command (Individual Modal Response) of the static program STAAD.Pro, where it converts each mode into a load case and calculates the forces of members , holding their sign and the system is in equilibrium. Then, the results of the member forces of each significant mode that were calculated through IMR, are combined algebraically and compared with the results of the methods CQC, SRSS. Steel was chosen as the building material and Concentric Braced Frames (CBF) with “X” configuration were used as a lateral resistance system for the applied seismic forces. Parallel the properties and the principles of the braced frames were examined. In the context of seismic analysis, the static program STAAD.Pro is used, where during the modeling stage it was decided to examine three (3) main plane models and study the seismic phenomena and the behavior of low-rise buildings and high-rise buildings during an earthquake event. It is examined the behavior of the models in horizontal and vertical earthquake and in particular, the rate at which the seismic mass is incorporated in each mode shape during oscillation, the sign alternation of seismic member forces and whether the modal combination methods CQC, SRSS, IMRC are affected by that. Finally, it is examined the way that the physical characteristics (T, f, ωn) of the building models affect their seismic response. Another dimension of this research, in terms of the way that modeling affects the seismic behavior of structures, was the placement of intermediate nodes in the openings of the main beams of the models, where the three (3) main level models were divided into two (2) subcategories of models A, B, where A implies models without nodes and B implies models with nodes (B). A comparative analysis of their seismic results was made. The ultimate goal was to investigate how seismic mass is distributed in nodes in horizontal and vertical earthquakes, the influence of higher frequencies on their seismic behavior, and the rate that the seismic mass integrates in each mode in the two types of models. Finally, it is examined the effectiveness of the modal response spectral analysis, the uncertainties of the method, the disadvantages of the modal combination methods SRSS, CQC and generally the understanding of the limits of the application of the modal spectral analysis in accordance with the provisions of the Eurocode 8 (EN1998-1:2004). | URI: | https://hdl.handle.net/20.500.14279/18666 | Rights: | Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κάτοχου των πνευματικών δικαιωμάτων. Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International |
Type: | Bachelors Thesis | Affiliation: | Cyprus University of Technology |
| Appears in Collections: | Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Δημήτριος Ντζιμάνης.pdf | Fulltext | 7.78 MB | Adobe PDF | View/Open |
CORE Recommender
Page view(s) 10
166
Last Week
3
3
Last month
10
10
checked on May 1, 2024
Download(s) 10
627
checked on May 1, 2024
Google ScholarTM
Check
This item is licensed under a Creative Commons License
