Διερεύνηση Συμπεριφοράς Συστημάτων Σεισμικής Μόνωσης με Θεώρηση Μεταβαλλόμενων Παραμέτρων

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Μπολτσή Αριάδνη
Επιβλέπων Καθηγητής: Κουμούσης Β., Καθηγητής
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2013

Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς συστημάτων σεισμικής μόνωσης λαμβάνοντας υπόψη τη διακύμανση των μηχανικών ιδιοτήτων των συστημάτων αυτών. Οι ιδιότητες των εφεδράνων σεισμικής μόνωσης ποικίλουν λόγω της μεταβολής των ιδιοτήτων του υλικού, των περιβαλλοντικών επιδράσεων, της ηλικίας, της φθοράς, της ιστορίας φόρτισης, κλπ. Για το λόγο αυτό ο σχεδιασμός σεισμικά μονωμένων κατασκευών απαιτεί ανάλυση με χρήση άνω και κάτω ορίων στις τιμές των ιδιοτήτων των συστημάτων σεισμικής μόνωσης. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής εξετάσθηκαν τα συστήματα εκκρεμούς τριβής (Friction Pendulum Systems ή FPS) και ορίστηκαν τα άνω και κάτω όρια τιμών σημαντικών  ιδιοτήτων τους χρησιμοποιώντας τους συντελεστές τροποποίησης ιδιοτήτων του συστήματος σεισμικής μόνωσης, γνωστοί στη βιβλιογραφία ως συντελεστές λ. Παράλληλα έγινε μια προσπάθεια θεώρησης της επιρροής των μεταβαλλόμενων παραμέτρων στις ιδιότητες των εφεδράνων βάσει μιας απλής στοχαστικής διαδικασίας. Η εξαγωγή συμπερασμάτων πραγματοποιήθηκε μετά από κατάλληλες προσομοιώσεις του διαφράγματος της σεισμικής μόνωσης μιας επταώροφης κατασκευής, η ανωδομή της οποίας  θεωρήθηκε ως στερεό σώμα, καθώς και μιας υφιστάμενης τετραώροφης κατασκευής. Οι κατασκευές αυτές υποβλήθηκαν σε ένα σύνολο δυναμικών αναλύσεων και μη γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας υπό δεδομένες σεισμικές διεγέρσεις. Οι αναλύσεις διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας τις μέσες και τις οριακές τιμές των ιδιοτήτων των εφεδράνων τριβής.

Συνοπτικά  η δομή της εργασίας έχει ως ακολούθως:

 Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια γενική εισαγωγή με αναφορές σε μεθόδους αντισεισμικού σχεδιασμού νέων και υφιστάμενων κατασκευών και παρουσιάζεται το αντικείμενο της εργασίας.

Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η σεισμική μόνωση βάσης ως μέθοδος αντισεισμικού σχεδιασμού και παρατίθενται οι βασικές της αρχές και οι στόχοι της καθώς και η επίδρασή της στη σεισμική απόκριση των κατασκευών. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι διάφορες μέθοδοι ανάλυσης των σεισμικά μονωμένων κατασκευών.

Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι κυριότεροι τύποι συστημάτων σεισμικής μόνωσης, οι ιδιότητες και οι διατάξεις σχεδιασμού τους καθώς και παραδείγματα κατασκευών όπου έχει εφαρμοσθεί η εν λόγω μέθοδος.

Στο τέταρτο κεφάλαιο εξετάζεται η τριβή σε επιλεγμένες επιφάνειες ολίσθησης και η εξάρτησή της από  διάφορους μεταβαλλόμενους παράγοντες.

Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος εισαγωγής των συντελεστών τροποποίησης ιδιοτήτων συστήματος σεισμικής μόνωσης καθώς και προτεινόμενες τιμές τους για εφέδρανα ολίσθησης και ελαστομερή εφέδρανα, οι οποίες είναι αντιπροσωπευτικές των επιδράσεων διαφόρων μεταβαλλόμενων παραγόντων.

Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα διαφορετικά προσομοιώματα του διαφράγματος της σεισμικής μόνωσης με εφέδρανα τριβής (FPS) μιας επταώροφης κατασκευής, η ανωδομή της οποίας θεωρήθηκε ως στερεό σώμα, και παρατίθενται τα αποτελέσματά τους σε επίπεδο δυναμικών φασματικών αναλύσεων και μη γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας. Στο κεφάλαιο αυτό έγινε μια προσπάθεια σύγκρισης μιας απλής στοχαστικής μεθόδου και της μεθόδου συντελεστών λ για τη θεώρηση της επιρροής των μεταβαλλόμενων παραμέτρων στις ιδιότητες των εφεδράνων.

Στο έβδομο κεφάλαιο εφαρμόζεται σεισμική μόνωση με δύο διαφορετικούς τύπους εφεδράνων, εφέδρανα τριβής (FPS) και ελαστομεταλλικά εφέδρανα με πυρήνα μολύβδου (LRB), σε υφιστάμενη τετραώροφη κατασκευή και συγκρίνονται τα αποτελέσματά τους σε επίπεδο δυναμικών φασματικών αναλύσεων και μη γραμμικών αναλύσεων χρονοϊστορίας. Στην ανάλυση αυτή, μελετήθηκε επίσης η επιρροή της μεταβλητότητας των τιμών των συντελεστών τριβής στη συμπεριφορά των εφεδράνων τριβής χρησιμοποιώντας τους συντελεστές λ.

Τέλος, στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας
 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ