ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΦΟΡΕΑ ΜΕ ΡΑΒΔΩΤΑ (ΓΡΑΜΜΙΚΑ) ΜΕΛΗ ΕΝΑΝΤΙ ΦΟΡΕΑ ΜΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΜΕΛΩΝ ΚΑΙ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
Comparison of analysis of an existing structure using a model based on linear members versus a combined model of linear members and finite elements. (Αγγλική)
Ανάλυση φορέα | vector analysis | ραβδωτά μέλη | ribbed members | γραμμικά μέλη | linear members | πεπερασμένα στοιχεία | finite elements | σεισμική τέμνουσα | seismic shear | ροπή | seismic moment
Η προσομοίωση κατασκευών και η επίλυση τους, με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών, έγινε πράξη τις τελευταίες μόλις δεκαετίες. Για πολλά έτη οι επιλύσεις γίνονταν με υπολογισμούς από τους μελετητές, βάσει εγχειριδίων στατικής, όπως το Beton Calender, που παρείχε τους τύπους για υπολογισμό εντατικών μεγεθών σε διάφορα είδη πλαισίων, δοκών και υποστυλωμάτων από σκυρόδεμα.
Ωστόσο, η αντισεισμική μηχανική και γενικά τα κανονιστικά πλαίσια υπολογισμών μιας κατασκευής συνεχώς εξελίσσονταν και προέκυπταν όλο και περισσότερες υπολογιστικές ανάγκες που σταδιακά δεν ήταν δυνατόν να καλυφθούν χωρίς τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών.
Στη χώρα μας, η πρώτη απόπειρα για ανάλυση κατασκευής με κάποιου είδους υπολογιστική συσκευή έλαβε χώρα στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Σταδιακά, με την ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών, άρχισαν να αναπτύσσονται και λογισμικά προσομοίωσης μιας κατασκευής που παρείχαν σε σχετικά μικρό χρονικό διάστημα τα εντατικά μεγέθη τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούσαν οι μελετητές για να διαστασιολογήσουν τις κατασκευές. Η αλματώδης εξέλιξη των λογισμικών υποβοηθήθηκε από τον οικοδομικό οργασμό που σημειώθηκε στη χώρα μας στα τέλη του περασμένου αιώνα. Τελικά αναπτύχθηκαν λογισμικά που όχι μόνο επέτρεπαν την ανάλυση των κατασκευών αλλά διαστασιολογούσαν και τα δομικά μέλη λύνοντας τα χέρια των μελετητών που πλέον έδιναν μεγάλη βαρύτητα στην σωστή εισαγωγή δεδομένων και σωστή εκτίμηση των αποτελεσμάτων.
Στην Ελλάδα, κυριάρχησε το μοντέλο του χωρικού φορέα, δηλαδή ένα χωρικό προσομοίωμα γραμμικών, αποκλειστικά, μελών χωρίς την φυσική παρουσία πλακών οι οποίες εισάγονταν έμμεσα στο μοντέλο βάσει των χαρακτηριστικών τους και των φορτίσεων τους. Αντιθέτως στο εξωτερικό σταδιακά τα επιφανειακά μέλη, όπως τοιχώματα και πλάκες, άρχισαν να προσομοιώνονται στον φορέα, με τη βοήθεια της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται αποτέλεσμα εγγύτερο στην πραγματική φύση μιας κατασκευής.
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τη συγκριτική αποτίμηση των αποτελεσμάτων ανάλυσης ενός κτηρίου με τις δύο προαναφερθείσες προσεγγίσεις. Μέσα από τη σύγκριση των εντατικών μεγεθών θα διαφανεί σε τι βαθμό διαφέρουν οι δύο μέθοδοι, ως προς τα αποτελέσματα τις ανάλυσης, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια σαφή εικόνα ως προς το κατά πόσο επηρεάζει η μέθοδος προσομοίωσης τα αποτελέσματα της ανάλυσης.
In the last few decades, the simulation of constructions and their solutions, is carring out with the help of computers. For many years the solutions were made by designers with calculators, based on static manuals, such as the Beton Calender, which provided the formulas for calculating intensive sizes in various types of concrete's elements such as frames, beams and columns.
However, the seismic engineering and in general the regulatory frameworks of a construction were constantly evolving , so computational needs arose that gradually could not be met without the help of computers.
In our country, the first attempt to analyze a construction with some kind of computer device took place in the early 1980s. Gradually, with the development of computers, softwares for the simulation of a construction began to be developed which provided intensive sizes in e relatively short period of time. Then, designers were using these intensive sizes to dimension the structures. At the end of the last century, in Greece, a huge number of buildings were constructed, so the rapid development of software was an urgent need. Eventually, the developed software not only allowed the analysis of structures but also dimensioned the structural members, loosening the hands of the designers who now gave great importance to the correct input of data and correct estimation of the results.
In Greece, the model of the spatial operator dominated, ie a spatial simulation of linear, exclusively, members without the physical presence of plates which were inserted indirectly into the model based on their characteristics and their loads. On the contrary, abroad, surface members, such as walls and slabs, gradually began to be simulated in the carrier, with the help of the finite element method, so as to achieve a result closer to the real nature of a structure.
The present diploma thesis aims at the comparative evaluation of the results of the buildings’ analysis with the two approaches above. By comparing the intensive sizes, it will be clear to what extent the two methods differ in terms of the results of the analysis, thus we will be able to know how much the simulation method affects the results of the analysis.
ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΦΟΡΕΑ ΜΕ ΡΑΒΔΩΤΑ (ΓΡΑΜΜΙΚΑ) ΜΕΛΗ ΕΝΑΝΤΙ ΦΟΡΕΑ ΜΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΜΕΛΩΝ ΚΑΙ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ