Υπερωθητική ανάλυση επίπεδων μεταλλικών πλαισίων με βάση τον κρίσιμο δρόμο
Creators: name: Νικολάου, Κωνσταντίνος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Μεταλλικές κατασκευές
Αντισεισμικός σχεδιασμός
Υπερωθητική ανάλυση
Ανελαστική στατική ανάλυση
Οριακή ανάλυση
Άμεσες μέθοδοι της πλαστικότητας
Earthquake engineering
Pushover analysis
Limit analysis
Direct methods of plasticity

description: Μοντέρνοι αντισεισμικοί κανονισμοί επιτρέπουν τη χρήση της ανελαστικής στατικής ανάλυσης (Nonlinear Static Procedure ) ως εναλλακτική της πολύπλοκης και χρονοβόρας μη γραμμικής βηματικής ανάλυσης (Nonlinear Time History Analysis), που θεωρείται η πιο ακριβής για την αντιμετώπιση του ζητήματος της ανελαστικής συμπεριφοράς πλαισιακών φορέων υπό σεισμικά φορτία. Οι υπερωθητικές μέθοδοι οδηγούν μέσω ταχύτερων και απλοποιημένων προσεγγίσεων στην ικανοποιητική απόδοση του φαινομένου και γιαυτό κερδίζουν διαρκώς έδαφος στην καθημερινή πρακτική του μηχανικού. Όμως η συνήθης διαδικασία ανελαστικής στατικής ανάλυσης (Standard Pushover Analysis) που περιγράφεται και από τους κανονισμούς, χρησιμοποιεί μόνο φορτία με βάση την θεμελιώδη ιδιομορφή και επομένως αδυνατεί εγγενώς να προβλέψει με ακρίβεια την ανελαστική συμπεριφορά κατασκευών με σημαντική επιρροή των ανώτερων ιδιομορφών. Με βάση τις άμεσες μεθόδους της πλαστικότητας, την οριακή ανάλυση και την ανάλυση προσαρμογής, αναπτύχθηκε από τους Μπίσμπος και Αμπατζής μια τεχνική αποτίμησης της σεισμικής συμπεριφοράς των μεταλλικών κατασκευών λαμβάνοντας υπόψη και την επιρροή ανώτερων ιδιομορφών. Η τεχνική αυτή καλείται υπερωθητική ανάλυση με βάση τον κρίσιμο δρόμο (LImit and Shakedown Analysis - Nonlinear Static Procedure - LISA-NSP). Πιο αναλυτικά χρησιμοποιήθηκε η περιοχής της ανάλυσης προσαρμογής (Shakedown Locus) ως γενικευμένο κριτήριο ελαστοπλαστικής κατάρρευσης μιας μεταλλικής κατασκευής, η περεταίρω επεξεργασία αυτού του κριτηρίου οδηγεί στον εντοπισμό των κρίσιμων δρόμων φόρτισης δηλαδή συνδυασμών των ισοδύναμων σεισμικών δυνάμεων. Ο κρίσιμος αυτός συνδυασμός σε επόμενο βήμα της μεθόδου χρησιμοποιείται σε οριακές υπερωθητικές αναλύσεις για τον προσδιορισμό των μεγεθών απόκρισης. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται μια παραλλαγή της βασικής μεθόδου LISA-NSP, στην οποία ως γενικευμένο κριτήριο αστοχίας του φορέα χρησιμοποιείται το σύνορο της οριακής ανάλυσης (Limit Analysis Locus), το οποίο κατασκευάζεται για κριτήρια γραμμικά αλλά και για ελλειψοειδείς προσεγγίσεις των κριτηρίων αστοχίας.
description: Modern Anti-seismic codes allow the use of nonlinear static procedure or Pushover analysis as an alternative to the more complex and time consuming Non-linear Time History Analysis (NTHA). NTHA is considered to be the most accurate method to assess the non-linear behavior of framed structures under seismic loads. Pushover procedures though, are leading through rapid and simplified approaches to the satisfactory attribution of the phenomenon. This explains why these methods are becoming popular amongst the engineering communities. But Standard Pushover Analysis (SPA), described in several codes, is using loads that try to simulate earthquake inertia forces over the masses of the structure, using just the first eigenmode. So SPA inherently can’t predict the non-linear behavior of structures with significant higher mode effects. Based on the direct methods of plasticity, limit and shakedown analysis (LISA), Bisbos and Ampatzis developed a technique for the assessment of seismic behavior of elastoplastic framed steel structures, taking into account higher mode effects. The aforementioned technique is called Pushover Analysis via the critical load path or Limit and Shakedown Analysis – Nonlinear Static Procedure (LISA-NSP). In detail, the Shakedown locus, a design tool available from LISA, is used as the desirable generalized yield criterion for structures under variable loading. The further elaboration of the locus results in the identification of the critical load paths, essentially defining load combinations in the equivalent earthquake forces’ space. These critical combinations are qualified as the reference loading to be used in consequent Limit Pushover Analyses (LPA) for the estimation of kinematic response quantities. In current thesis a variation of the basic method LISA-NSP is developed. Limit analysis locus is used as a generalized yield criterion concerning the structure as a whole. LA locus is constructed for linear and ellipsoidal yield criteria.