Επιρροή Αποσβεστήρων Μάζας στη Συμπεριφορά Υψηλών Δομημάτων υπό Δυναμικά Φορτία  

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Πεταλάς Ιωάννης                                                   
Επιβλέπων Καθηγητής: Μιχάλτσος Γ., Καθηγητής             
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2004  

Με την πάροδο των χρόνων, η ανάπτυξη της τεχνολογίας των υλικών επιτρέπει την ανέγερση δομημάτων τα οποία είναι ψηλότερα ελαφρύτερα και πιο εύκαμπτα. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό  με τις μεγαλύτερες απαιτήσεις για ασφάλεια, άνεση και απρόσκοπτη λειτουργία τόσο έναντι σπανιότερων καταστρεπτικών φορτίσεων (π.χ. έντονες σεισμικές φορτίσεις) αλλά και έναντι συχνότερων μη καταστρεπτικών φορτίσεων (π.χ. ανεμοπίεση) μικρής σχετικά εντάσεως οδήγησε στην ανάπτυξη συστημάτων ελέγχου της απόκρισης των δομημάτων (Structural Control Systems).  

Τα συστήματα δομικού ελέγχου διακρίνονται στα παθητικά συστήματα ελέγχου (Passive Control Systems) που για την λειτουργία δεν απαιτούν την εξωτερική τροφοδοσία ενέργειας και στα συστήματα ενεργητικού και ημιενεργητικού ελέγχου (active and semi-active control systems) που για την λειτουργία τους απαιτούν την εξωτερική τροφοδοσία ενέργειας. Συνδυασμό των συστημάτων που ανήκουν στις παραπάνω κατηγορίες αποτελούν τα υβριδικά συστήματα ελέγχου (Hybrid Control Systems).  

Στην παρούσα εργασία διερευνάται η επιρροή των παθητικών συστημάτων ελέγχου που ανήκουν στην κατηγορία των συντονισμένων αποσβεστήρων μάζας (T.M.D. - Tuned Mass Dampers), στην συμπεριφορά υψηλών δομημάτων υπό δυναμικές φορτίσεις. Το προσομοίωμα των αποσβεστήρων μάζας που υιοθετήθηκε είναι αυτό της ελευθέρως ολισθαίνουσας μάζας συνδεδεμένης με το δόμημα μέσω ελατηρίου και αποσβέστη, ενώ το δόμημα προσομοιώθηκε ως ένας πρόβολος τυχούσας διατομής μεταβαλλόμενης καθ’ ύψος, διατομής, που στις θέσεις των διαφραγμάτων μπορεί να φέρει συγκεντρωμένες μάζες.  

Για την επίτευξη του σκοπού της εργασίας, πραγματοποιήθηκε πλήθος αναλύσεων για διάφορα χαρακτηριστικά των αποσβεστήρων (πλήθος, μάζα, δυσκαμψία, λόγος απόσβεσης, θέση τοποθέτησης)  και του δομήματος (μάζα, ύψος, δυσκαμψία). Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν για ένα ευρύ φάσμα φορτίσεων που μπορεί να αντιμετωπισθεί στην πράξη κατά τον σχεδιασμό υψηλών δομημάτων (σεισμοί, ανεμοπιέσεις, φορτίσεις ωστικού κύματος ). Σε κάθε περίπτωση, η αξιολόγηση της αποδοτικότητας των αποσβεστήρων πραγματοποιήθηκε με βάση διάφορες παραμέτρους σχεδιασμού όπως είναι η μέγιστη μετατόπιση κορυφής ή τα εντατικά μεγέθη στην βάση του δομήματος.  

Οι επιλύσεις των προσομοιωμάτων πραγματοποιήθηκαν μέσω λογισμικού που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της εργασίας και το οποίο μπορεί να πραγματοποιήσει ανάλυση χρονοϊστορίας για οποιαδήποτε δυναμική φόρτιση.