Καινοτόμα συστήματα δυσκαμψίας και απορρόφησης ενέργειας σε πολυώροφα αντισεισμικά μεταλλικά κτίρια: σχεδιασμός, πειραματική και αναλυτική διερεύνηση

Abstract

The thesis deals with the design, experimental and analytical investigation of a new innovative stiffness and energy dissipation system for steel structures. The system (INSTED) consists of two vertical elements (columns) closely spaced, connected with horizontal beams also closely positioned. The system is placed at selected positions in the overall structure. Specimens of one storey, at full scale were examined, for the type of cross sections of the connecting horizontal beams, bars or rods and the arrangements for controlled plastic hinge formation. Finite elements were performed and compared with the experimental results. Based on the comparison of the results, experimental and analytical, design rules were given. The thesis also includes design suggestions with criticism of the proposed system that has the advantages of stiffness and plasticity control, energy dissipation and ease of repair or replacement, compared to other commonly used systems.

Αντικείμενο της διατριβής είναι ο σχεδιασμός, η πειραματική και αναλυτική διερεύνηση ενός νέου συστήματος δυσκαμψίας και απορρόφησης ενέργειας για δομικά έργα από χάλυβα, που αποτελείται από δύο κατακόρυφα στοιχεία (υποστυλώματα) σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, συνδεόμενα με οριζόντιες δοκούς σε πυκνά διαστήματα και διατάσσονται σε επιλεγμένες θέσεις στο δόμημα. Εξετάστηκαν σε δοκίμια ύψους ενός ορόφου σε φυσική κλίμακα, οι εναλλακτικές δυνατότητες ως προς το είδος των διατομών των δοκών, καθώς και συνδέσεων μορφής πείρου και των ειδικών διαμορφώσεων για τον εντοπισμό των θέσεων σχηματισμού των πλαστικών αρθρώσεων και διατυπώθηκαν συγκριτικές παρατηρήσεις και κανόνες σχεδιασμού. Πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις πεπερασμένων στοιχείων και έγιναν οι σχετικές συγκρίσεις. Η διατριβή ολοκληρώνεται με προτάσεις σχεδιασμού και κριτική του προτεινόμενου συστήματος, το οποίο προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα, σε σχέση με τις υπάρχουσες εναλλακτικές διατάξεις, στον έλεγχο της δυσκαμψίας, της πλαστιμότητας, της απορρόφησης ενέργειας και τέλος στην δυνατότητα επισκευής και αντικατάστασης.