Σύγκριση μεθόδων προσομοίωσης δυναμικής απόκρισης βάθρου γέφυρας λαμβάνοντας υπόψη την ανελαστική συμπεριφορά του εδάφους και της κατασκευής, τον τύπο θεμελίωσης και την αλληλεπίδραση εδάφους- θεμελίω
Creators: name: Πετσάνης, Σμαράγδα Κυριάκου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής
Προσομοίωση δυναμικής απόκρισης
Μη γραμμική συμπεριφορά εδάφους
Soil-structure interaction
Dynamic response simulation
Non-linear soil behavior

description: Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυναμική απόκριση βάθρων γέφυρας λαμβάνοντας υπόψη την δυναμική αλληλεπίδραση εδάφους - κατασκευής. Επίσης μελετήθηκε το κατά πόσο μπορούν να προσεγγίσουν οι διάφοροι τρόποι προσομοίωσης την πραγματική κατάσταση. Το θέμα της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής είναι καθοριστικό για την απόκριση των βάθρων γεφυρών και επομένως για τον γενικότερο αντισεισμικό σχεδιασμό τους. Αν και η επιρροή της αλληλεπίδρασης είναι ιδιαίτερα έντονη στα μαλακά εδάφη, στη εργασία αυτή μελετήθηκαν γέφυρες με επιφανειακές θεμελιώσεις βάθρων, που όπως είναι γνωστό, κατασκευάζονται σε περιοχές με καλής ποιότητας (πιο σκληρά) εδάφη. Ακόμα, στο πάγιο πνεύμα βελτιστοποίησης του υπολογιστικού κόστους και χρόνου, εξετάζονται διαφορετικοί τρόποι προσομοίωσης, πιο απλοποιημένοι κατά κανόνα, και εκτιμάται η σύγκλιση που παρουσιάζεται. Τα δύο αυτά βασικά ζητήματα που εξετάζονται, μελετώνται και με βάση διάφορους παράγοντες όπως: η ελαστική/ανελαστική συμπεριφορά του εδάφους, ο τύπος θεμελίωσης (εγκιβωτισμένη/επιφανειακή) κ.α. Τέλος γίνεται εφαρμογή των μοντέλων αυτών και για την περίπτωση πραγματικής γέφυρας. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε η γέφυρα Α/Δ Τ7 της Εγνατίας Οδού. Έτσι εκτιμάται η επιρροή που θα είχε το φαινόμενο της δυναμικής αλληλεπίδρασης στο σχεδιασμό μιας πραγματικής γέφυρας. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν ήταν πολύ ενθαρρυντικά: καταρχάς φαίνεται ότι η χρησιμοποίηση απλοποιημένων μεθόδων προσομοίωσης επιτυγχάνει πολύ ικανοποιητική σύγκλιση ενώ ταυτόχρονα μειώνεται κατακόρυφα ο υπολογιστικός χρόνος. Βέβαια ενδιαφέρουσα είναι γενικά και η διαφοροποίηση στην δυναμική απόκριση του βάθρου ανάλογα με την διαφοροποίηση διάφορων παραμέτρων στην προσομοίωση. Τέλος, το σημαντικότερο ίσως συμπέρασμα είναι ότι στην περίπτωση του σχεδιασμού μιας ολόκληρης γέφυρας, το φαινόμενο της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους κατασκευής μπορεί να έχει ιδιαίτερα ευεργετική επιρροή, ιδιαίτερα αν ληφθεί υπόψη η ανελαστική συμπεριφορά του εδάφους.
description: In this dissertation, the dynamic bridge pier response was studied, when soil-structure interaction is taken into account. Moreover, it was examined, whether different simulation methods can approach the actual state of things. The dynamic soil-structure interaction issue is decisive for the bridge pier response and therefore for the entire bridge (earthquake resistant) design. Even though soil -structure interaction impact is more evident in soft soil deposits, in this paper, there were examined bridges constructed in stiff soil sites with spread foundations. Also, within the ongoing spirit of computational cost and time optimization, various, more simplified simulation methods were examined in order to assess the convergence presented. These two key issues discussed, are examined considering the influence of several factors such as: linear/non linear soil behavior, the type of foundation (embedded/on ground surface) etc. Finally an application of these simulations methods was made in the case of a real bridge. The bridge selected for this purpose, was Τ7 overpass bridge of Egnatias Odos. This way, an assessment is made about the impact that soil-structure interaction would have on the total design of a real bridge. The conclusions were very encouraging: first, it appears that the use of simplified simulation achieves very satisfactory convergence while plummets the computational time. Certainly interesting is also the diversification in the dynamic response of a pier depending on the differentiation of various parameters in the simulation. Finally, perhaps the most important conclusion is that in the design of an entire bridge, the phenomenon of the dynamic soil- structure interaction may have a very beneficial influence, particularly considering the non linear behavior of the underlying soil.