Τα σεισμικά γεγονότα προκαλούν μεγάλη αναταραχή στις κοινωνίες των ανθρώπων. Δημιουργούν προβλήματα που επηρεάζουν τις κοινωνίες σε διάφορα επίπεδα όπως αυτά της ασφάλειας, των υποδομών και της οικονομίας. Έχουν, λοιπόν, αναπτυχθεί μέθοδοι σχεδιασμού των κατασκευών έτσι ώστε όταν εμφανίζονται τα φαινόμενα αυτά οι επιπτώσεις τους να είναι όσο το δυνατόν ελεγχόμενες.
Μία αποτελεσματική μέθοδος που ακολουθείται την σύγχρονη εποχή είναι η απορρόφηση ενέργειας μέσω ανελαστικής παραμόρφωσης των μελών της κατασκευής. Η μέθοδος συνίσταται στη δημιουργία πλαστικών αρθρώσεων οδηγώντας στην δημιουργία βλαβών στον φέροντα οργανισμό, που εμφανίζονται με τρόπο τέτοιο ώστε να προστατεύονται όλες οι πτυχές της ανθρώπινης ζωής και δραστηριότητας.
Με τον καιρό αναπτύχθηκαν πιο αποδοτικές μέθοδοι έτσι ώστε να επιτυγχάνονται οι στόχοι που έχουν τεθεί. Μία από αυτές είναι η χρησιμοποίηση της σεισμικής απομόνωσης. Με τη χρησιμοποίηση της επιτυγχάνεται η μείωση της σεισμικής έντασης στην κατασκευή και η αύξηση της απορροφούμενης ενέργειας μέσω της ιξώδους απόσβεσης και της τριβής μέσω της παρεμβολής εφεδράνων.
Η μέθοδος θα εξεταστεί σε χωρικά μεταλλικά πλαίσια με Χ συνδέσμους δυσκαμψίας (CBF) που θεωρούνται αρχικώς πακτωμένα και στη συνέχεια σχεδιάζονται σε σύστημα σεισμικής απομόνωσης. Για το σύστημα αυτό χρησιμοποιήθηκαν εφέδρανα που διατίθενται στην αγορά (Dynamic Isolation Solutions – DIS). Η σεισμική απόκριση των μεταλλικών κατασκευών υπολογίστηκε με μη - γραμμική ανάλυση χρονοϊστορίας εφαρμόζοντας συγκεκριμένα επιταχυνσιογραφήματα τα οποία αντιπροσωπεύουν σεισμούς που είχαν προκληθεί σε διάφορες σεισμογενείς περιοχές της υφηλίου.
Το μέγεθος των βλαβών και στις δύο περιπτώσεις σχεδιασμού εκτιμώνται και αναλύονται οι λόγοι για τους οποίους οδηγήθηκαν οι κατασκευές σε τυχόν αστοχίες. Οι βλάβες ποσοτικοποιούνται σε επίπεδες κατασκευές βρίσκοντας τις μέγιστες επιταχύνσεις των ορόφων, τους μέγιστους λόγους σχετικών μετακινήσεων (%) των ορόφων, τους λόγους σχετικών παραμενουσών παραμορφώσεων (%) των ορόφων και τη μέγιστη τέμνουσα βάσης.
Seismic events cause great disturbance to human societies and affect mainly security, infrastructure and economy. Therefore, various methods of building have been designed and developed in order to control earthquake effects effects in the best possible ways.
In recent years energy dissipation of a structure though the inelastic behaviour of its structural members has proved to be very effective. The energy dissipation method refers to the formation of plastic hinges, which result in more contollable damge to the structure in such a way that human life can be protected.
With the passage of time more productive methods have been developed in order to achieve aforementioned demanding goals. Base isolation is one of these methods and shall be examined in this master thesis. With the use of the base isolation the seismic force of the sructure is reduced. The increase of energy dissipation is achieved through viscous damping and rubber bearings.
The method has been tested to three-dimensional concentric braced metal frames which are initially designed as fixed and later as base isolated structures. In order to design the isolated frames, rubber bearings are used which are produced from a certain company (Dynamic Isolation Solutions – DIS). Seismic perfomance of the steel structures is calculated using non-linear analysis time histories which represent earthquakes from all over the world.
Damage cause is analyzed and the reasons that lead to such outcomes are explained. Damages are quantified using diagrams of peak floor accelaration (into g units), interstorey drift (%), residual interstory drift (%) and maximum base reactions.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
