Αντισεισμικός σχεδιασμός σεισμικά μονωμένων γεφυρών από σκυρόδεμα με βάση την επιτελεστικότητα
Creators: name: Καραδήμος, Ευθύμιος Τριαντάφυλλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Σεισμικά μονωμένες γέφυρες από σκυρόδεμα
Αντισεισμικός σχεδιασμός με βάση την επιτελεστικότητα
Σχεδιασμός με βάση τις παραμορφώσεις
Seismically isolated concrete bridges
Performance-based seismic design
Deformation-based design (Def-BD)

description: Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας, πραγματεύεται τον αντισεισμικό σχεδιασμό σεισμικά μονωμένων γεφυρών από σκυρόδεμα με βάση την επιτελεστικότητα. Οι υπάρχουσες μεθοδολογίες στοχεύουν κυρίως στον ακριβή προσδιορισμό της σεισμικής απαίτησης και ικανότητας των κατασκευών βάσει μιας απλοποιημένης διαδικασίας ενώ δευτερευόντως προσφέρουν κατάλληλα κριτήρια επιτελεστικότητας σε πολλαπλά επίπεδα. Ο σχεδιασμός με βάσει τις παραμορφώσεις (Deformation-based design, Def-BD), αναπτύχθηκε αρχικά για τον αντισεισμικό σχεδιασμό συμβατικών γεφυρών ενώ στη συνέχεια επεκτάθηκε ώστε να περιλαμβάνει και τις σεισμικά μονωμένες γέφυρες. Προσφέρει ευρύ πεδίο εφαρμογής ενώ δίνει έμφαση στις αρχές του σχεδιασμού με βάση την επιτελεστικότητα, στη χρήση μη γραμμικών δυναμικών αναλύσεων με ολοκλήρωση στο χρόνο, στο σαφή προσδιορισμό πολλαπλών επιπέδων επιτελεστικότητας (PLs) και στους αντίστοιχους προς επίτευξη στόχους (POs) καθώς και στην πρακτική εφαρμογή μέσω των σύγχρονων κανονισμών. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία επιτρέπει τον προσδιορισμό των κρίσιμων απαιτήσεων, και τη συγκριτική αξιολόγηση διαφορετικών συστημάτων μόνωσης στα πρώιμα στάδια του σχεδιασμού. Περιλαμβάνει την ανάπτυξη γενικευμένων εξισώσεων σχεδιασμού (GDEs), ικανές να προσφέρουν αξιόπιστες εκτιμήσεις για την απόδοση του συστήματος μόνωσης, ώστε μετέπειτα να χρησιμοποιηθούν για τον προκαταρκτικό οιονεί-βέλτιστο σχεδιασμό των χαρακτηριστικών του συστήματος μόνωσης, όπου συμπεριλαμβάνεται η θεώρηση της πρόσθετης μη γραμμικής απόσβεσης λόγω ιξώδων αποσβεστήρων. Ακόμα στοχεύει στη βελτίωση των στόχων επιτελεστικότητας, στην εξασφάλιση της αποτελεσματικότητας του συστήματος μόνωσης και στην κατάλληλη θεώρηση της επιπόνησης λόγω της σεισμικής διέγερσης σε δύο κατευθύνσεις. Η αξιοπιστία της μεθόδου επιδεικνύεται μέσω του αντισεισμικού σχεδιασμού μιας σεισμικά μονωμένης σιδηροδρομικής γέφυρας, όπου ερευνώνται διαφορετικά συστήματα μόνωσης και συγκρίνονται με τα αντίστοιχα που προκύπτουν από το σχεδιασμό της ίδιας γέφυρας με βάση τον Ευρωκώδικα 8-2, αποκαλύπτοντας τις αδυναμίες των σύγχρονων κανονισμών. Ο σχεδιασμός με βάση τις παραμορφώσεις (Def-BD), προσφέρει βελτιωμένη και ελεγχόμενη απόδοση σε πολλαπλά επίπεδα επιτελεστικότητας, αποτελεί μια γρήγορη μεθοδολογία με ευρύ πεδίο εφαρμογής, παρά το επιπρόσθετο υπολογιστικό κόστος, δεν απαιτεί επαναλήψεις και προσφέρει σχεδιαστικές λύσεις για την αντιμετώπιση πιθανών προβλημάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Αντίθετα ο σχεδιασμός με βάση τους σύγχρονους κανονισμούς (EC8-2), οδηγεί σε μειωμένη απόδοση του συστήματος μόνωσης αλλά και στη μη βέλτιστη απόκριση των βάθρων
description: The subject of this postgraduate diploma thesis deals with the seismic design of seismically isolated concrete bridges based on performance. Existing methodologies aim primarily at accurately determining the seismic demand and capacity of constructions based on a simplified process, while secondarily offering appropriate multi-level performance criteria. Deformation-based design, Def-BD, originally developed for seismic design of conventional bridges, and then expanded to include seismically isolated bridges, offers a broad scope of application while emphasizing certain design principles based on performance, non-linear dynamic analysis with time integration, clear definition of multiple levels of performance (PLs) through modern regulations. This methodology allows the identification of critical requirements and the comparative assessment of different isolation systems in the early stages of design. It includes the development of generalized design equations (GDEs) capable of providing reliable estimates of the performance of the isolation system to be subsequently used for the preliminary quasi-optimal design of the isolation system characteristics, including the consideration of the additional non-linear damping due to viscous dampers. It also aims at improving the performance targets, ensuring the efficiency of the isolation system and considering the impact of seismic stimulation in two directions. The reliability of the method is demonstrated through the seismic design of a seismically isolated railway bridge, where different isolation systems are investigated and compared with those resulting from the design of the same bridge based on Eurocode 8-2, revealing the weaknesses of modern regulations. Deformation-based design (Def-BD) offers improved and controlled performance across multiple levels of performance, is a fast-paced methodology with a broad scope of application, which despite the additional computational cost, does not require repetitions, and offers design solutions to address potential problems during the course of the procedure. On the contrary, the design based on the modern regulations (EC8-2) leads to reduced isolation system performance and to non-optimal response of the pier