Πειραματική &amp; αναλυτική μελέτη αλληλεπίδρασης εδάφους – κατασκευής σε μεγάλη κλίμακα
Creators: name: Ακαντζιλιώτης, Σπυρίδων Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Αλληλεπίδραση εδάφους – κατασκευής
ΕυρωΠρωτέας
Πειράματα μεγάλης κλίμακας
Soil-Structure Interaction
EuroProteas
Full-scale experiments

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η αριθμητική προσομοίωση ενός πραγματικού συστήματος εδάφους–κατασκευής, καθώς και μιας σειράς πειραματικών δοκιμών πεδίου στις οποίες αυτό υποβλήθηκε. Η προσομοίωση υλοποιείται με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων στο λογισμικό OpenSees. Στο μοντέλο προσομοίωσης συμπεριλαμβάνονται τόσο τα στοιχεία της κατασκευής, όσο και τα στοιχεία του εδάφους. Ακολουθείται δηλαδή η μέθοδος της άμεσης, απευθείας ανάλυσης και προσομοίωσης, κατά την οποία σχεδιάζεται όλο το σύστημα συνολικά. Για την προσομοίωση του εδάφους χρησιμοποιούνται τρισδιάστατα πεπερασμένα στοιχεία, κάτι που θα μπορούσε εν μέρει να θεωρηθεί πρωτότυπο, αφού αποτελεί τεχνική που δεν έχει διερευνηθεί διεξοδικά στη διεθνή έρευνα και βιβλιογραφία. Για την προσομοίωση της κατασκευής χρησιμοποιούνται επίσης τρισδιάστατα στοιχεία σε συνδυασμό με γραμμικά, όπου αυτό είναι απαραίτητο. Προσομοιώνονται πειράματα ελεύθερων και εξαναγκασμένων ταλαντώσεων και συγκρίνεται η απόκριση του μοντέλου προσομοίωσης με την πραγματική, καταγεγραμμένη στο πεδίο απόκριση. Η εκάστοτε διέγερση ενσωματώνεται στο μοντέλο προσομοίωσης με την εισαγωγή των απαραίτητων αρχείων χρονοïστορίας της φόρτισης. Η εν λόγω μελέτη παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς γίνεται άμεση σύγκριση με την πραγματική πειραματική κατάσταση. Η διεξαγωγή πειραμάτων αληθινής κλίμακας στο πεδίο για τη μελέτη και την ανάδειξη των πραγματικών διαστάσεων του φαινομένου της αλληλεπίδρασης εδάφους– κατασκευής, αποτελεί από μόνη της ερευνητική καινοτομία. Η ύπαρξη πραγματικών εδαφικών συνθηκών και εκτάσεως επιτρέπει την εμφάνιση των πραγματικών του παραμέτρων. Η απόκριση καταγράφεται μέσω ενός συνόλου κατάλληλων οργάνων, τοποθετημένων στο πεδίο. Τα αποτελέσματα επεξεργάζονται και συγκρίνονται επιτυχώς με τα αντίστοιχα του μοντέλου προσομοίωσης, καθώς επίσης εξάγονται σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της μεθόδου προσέγγισης
description: In the present thesis, the numerical simulation of a real soil–structure system is examined, as well as a set of experimental field tests to which it is subjected. The simulation is implemented using the finite element method in OpenSees software. In the simulation model, both the elements of the structure and the soil are included. Thus, the method of direct analysis and simulation, in which the soil–structure system is designed in total, is performed. For the simulation of the soil, three–dimensional finite elements are used, something that could be considered innovative, as this technique has not been examined thoroughly in the international research and literature. For the simulation of the structure three– dimensional elements where used as well, in combination with linear ones, where necessary. Free– and forced–vibration tests are simulated, and the response of the model is compared to the actual, field recorded response. Each vibration is applied to the model through the appropriate time–history imported files. The current study is of interest, as direct comparison with the actual experimental condition is conducted. The prosecution of real–scale field tests, for the examination and demonstration of soil–structure interaction phenomenon’s actual significance, is a research innovation by itself. The existence of real soil conditions and area permits the development of its actual parameters. The response is recorded through a set of appropriate instruments, placed on the field. The results are edited and compared successfully with the ones from the simulation model, as well as important conclusions are drawn, regarding the effectiveness of the adopted method