Διαχείριση κινδύνου πλαισιακών κατασκευών λόγω διάνοιξης σηράγγων:
Creators: name: Σοφιανός, Μιχαήλ Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Εμπειρική μέθοδος (ελεύθερο σχέδιο)
Απώλεια όγκου
Λογισμικά Sap, Ansys
Σήραγγες
Κατηγορία βλαβών
Green field
Volume Loss
Sap, Ansys
Tunnels
Classification damage

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η επίδραση της διάνοιξης δυο σηράγγων (δίδυμων) σε ένα κοινό πλαισιακό κτίριο μήκους 20 m και ύψους 19,5m. Συγκεκριμένα, στην περιοχή μελέτης, λήφθηκε ότι θα διανοιχθούν δυο ανεξάρτητες σήραγγες, σε βάθος 20 m έως τον άξονα αυτών. Οι σήραγγες αυτές θα έχουν διάμετρο 6 m και αξονική απόσταση μεταξύ τους 12 m. Η κύρια δουλειά της εργασίας ήταν να φανεί η επίδραση που θα έχει η διάνοιξη των σηράγγων στο επιλεγόμενο κτίριο, στο επίπεδο των μετακινήσεων (κατακόρυφων και οριζόντιων) και η κατηγοριοποίηση, του κτιρίου από άποψη ενδεχόμενων βλαβών, ανάλογα με την δυσκαμψία του. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορεί κανείς να αποφανθεί εάν θα υπάρχουν κάποιες ρηγματώσεις στον σκελετό του κτιρίου εκ των προτέρων, λειτουργώντας με αυτόν τον τρόπο προληπτικά. Έτσι, αρχικά χρησιμοποιήθηκε η Εμπειρική Μέθοδος, η οποία είναι μέθοδος ελεύθερου πεδίου (δηλαδή χωρίς την αλληλεπίδραση με το πλαίσιο) και υπολογίστηκαν οι μετακινήσεις (κατακόρυφες και οριζόντιες), για να υπάρχει ένα πρώτο δείγμα για τις τιμές αυτών. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό του Ansys, πρώτον για να επαληθεύσει κατά κάποιο τρόπο τα αποτελέσματα των Εμπειρικών Μεθόδων (χρησιμοποιώντας ένα μέτρο ελαστικότητας για τα πεπερασμένα στοιχεία που βρίσκονται μέσα στη διάμετρο της σήραγγας, αντί για επένδυσης) και δεύτερον για να ενσωματώσει στην υπάρχουσα μελέτη και το κτίριο, καθότι με το πρόγραμμα αυτό ήταν δυνατή και η ένταξη της ανωδομής στο σύστημα έδαφος-σήραγγες. Οπότε, και σε αυτή την περίπτωση προέκυψαν νέες τιμές μετακινήσεων. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό SAP, το οποίο είναι πρόγραμμα στατικό και έγινε η επίλυση του πλαισίου για διάφορες περιπτώσεις (με συνδετήρια δοκό και χωρίς) δίνοντας διαγράμματα M,Q,N. Η σύνδεση του με το πρόγραμμα Ansys έγινε φορτίζοντας τις καθιζήσεις από το Ansys στο SAP (στους κόμβους των στύλων) και υπολογισμένων κατακόρυφων φορτίων του SAP στο Ansys, αντίστοιχα, μέχρι να επιτευχθεί σύγκλιση των αποτελεσμάτων. Επόμενο στάδιο ήταν η εύρεση των καθιζήσεων με την μέθοδο της ισοδύναμης δυσκαμψίας (παραλλαγή της μεθόδου Potts – Addenbrooke), όπου προσομοιώθηκε το κτίριο με στοιχεία με διαφορετικές τιμές δυσκαμψίας, καθ’ όλο το μήκος του, το ύψος των οποίων προσομοιώθηκε με 1 m (σαν κοιτόστρωση), οριζόμενες από διαφορετικό κάθε φορά Μέτρο Ελαστικότητας E*. Συνολικά, ελήφθησαν 4 τιμές του E*, οπότε προέκυψαν 4 προσομοιώματα. Η σύνδεση του με το πρόγραμμα SAP, όπως και πριν έγινε φορτίζοντας τις καθιζήσεις από το Ansys στο SAP (στους κόμβους των στύλων) και επιβάλλοντας τα υπολογισμένα κατακόρυφα φορτία του SAP στο Ansys, αντίστοιχα, μέχρι να επιτευχθεί σύγκλιση των αποτελεσμάτων. Τέλος, αποτυπώνεται η επιρροή των αποτελεσμάτων των προσομοιωμάτων που επιλύθηκαν για όλες τις παραπάνω μεθόδους. Προς αυτή την κατεύθυνση, υπολογίζονται κάποιες παράμετροι, όπως είναι η καμπυλότητα και η οριζόντια παραμόρφωση για τα διάφορα προσομοιώματα, όπου μαζί με τις τιμές των κατακόρυφων και οριζόντιων μετακινήσεων, είναι δυνατή η σύγκριση τους, καθώς και η κατηγοριοποίηση ως προς τις βλάβες που μπορεί να προκληθούν στο υπό εξέταση πλαισιακό κτίριο, ανάλογα με την δυσκαμψία του.
description: In the present diplomatic work was studied the effect of opening up of two tunnels (twins) on a common frame building of length 20 m and height of 19,5m. Concretely, in the region of study, it was taken that two independent tunnels will be opened up, in a depth of 20 m until the axis of them. These tunnels will have diameter 6 m and axial distance from each other 12 m. The main work was to appear the effect that the opening up of tunnels will have in the selected building, in the level of displacements (vertical and horizontal) and the classification of the building as far as the potential damage is concerned, depending on its stiffness. In this way, it might be pronounced if crackings exist in the skeleton of building beforehand, functioning in this way preventively. Thus, the Empiric Method was initially used, is a method of free field (that is to say without the interaction with the frame building) and the displacements were calculated (vertical and horizontal), in order to exist a first sample for the prices of them. Afterwards, the software of Ansys was used, firstly in order to verify the results of Empiric Methods at some way (using one meter of elasticity for the finite elements that were found in the diameter of the tunnel, instead of supporting conditions) and secondly in order to enbody the existing study and the building, because with this software, the integration of the building was possible in the system ground-tunnel as well. Therefore, new prices of displacements were resulted in this case too. Afterwards, the software SAP was used, which is program static and with this the resolution of frame became for various cases (with connective beams and without) giving diagrams M, Q, N. Its connection with the program Ansys became charging the displacements from Ansys to SAP (in the nodes of columns) and imposing the calculated vertical charges of SAP in Ansys, respectively, until convergence of results was achieved. The next stage was the finding of displacements with the method of equivalent stiffness (variant of method Potts - Addenbrooke), where the building was simulated with elements with different prices of stiffness, at its all length, height of 1 m (as apron slab) fixed from different each time modulus of elasticity E*. Totally, 4 prices of E* were received, therefore it resulted to 4 simulations. Its connection with the program SAP, as before it became charging the displacements from Ansys to SAP (in the nodes of columns) and imposing the calculated vertical charges of SAP in Ansys, respectively, until convergence of results was achieved. Finally, the influence of results of the simulations is impressed for all above solving methods. To this direction, certain parameters are calculated, such as the deflection ratio and the horizontal strain for various simulations, where with the prices of the vertical and horizontal displacements, their comparison is possible, as well as the classification as far as the damage is concerned that can be caused in the frame building under review, depending on its stiffness.