Μελέτη συμπεριφοράς επίπεδων πλαισίων δομικού χάλυβα σε συνθήκες προοδευτικής κατάρρευσης μέσω μη-γραμμικής στατικής ανάλυσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη της δομικής συμπεριφοράς επίπεδων πλαισίων (plane frames) δομικού χάλυβα σε συνθήκες προοδευτικής κατάρρευσης. Για τον σκοπό αυτό, εφαρμόζεται η μέθοδος της νοητής αφαίρεσης/αστοχίας υποστυλώματος (column removal idealization), η οποία θεωρείται η πλέον διαδεδομένη προσέγγιση για την αξιολόγηση της ανθεκτικότητας των κτιριακών κατασκευών (GSA, 2016). Η μέθοδος αυτή εξετάζει την ικανότητα του φορέα να ενεργοποιεί εναλλακτικές οδούς μεταφοράς φορτίων (alternative load paths) προς ένα νέο σημείο ευσταθούς ισορροπίας, αποτρέποντας τη διάδοση της τοπικής αστοχίας. Για την ανάλυση χρησιμοποιείται η Μη-Γραμμική Στατική Ανάλυση (Pushover/Pushdown Analysis), λαμβάνοντας υπόψη τόσο τη μη-γραμμικότητα των υλικών (material nonlinearity) όσο και τα γεωμετρικά φαινόμενα δευτέρας τάξης (second order effects). Η προοδευτική κατάρρευση επηρεάζεται από κρίσιμες παραμέτρους, όπως η θέση του αστοχήσαντος υποστυλώματος, οι γεωμετρικές διαστάσεις του πλαισίου, ο αριθμός των ορόφων, η ικανότητα σχηματισμού πλαστικών αρθρώσεων και η στροφική ικανότητα των συνδέσεων (Stylianidis & Nethercot, 2015). Στόχος είναι η ελαχιστοποίηση των περιπτώσεων κατάρρευσης, όπως αυτές που ιστορικά καταγράφηκαν στο Ηνωμένο Βασίλειο και στις ΗΠΑ, μέσω ενός σχεδιασμού βασισμένου στις διατάξεις των British Standards, του ASCE 7 και των Ευρωκωδίκων (EN 1991-1-7).