Η παρούσα διπλωματική εργασία έγινε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών "Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση Κατασκευών" του ΕΜΠ. Ωστόσο ένα μεγάλο τμήμα της εκπονήθηκε στο Politecnico di Milano. Ο βασικός της στόχος  είναι η διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης χαλύβδινων βιομηχανικών ραφιών τα οποία κατά βάση αποτελούνται από λεπτότοιχα στοιχεία ψυχρής έλασης. Η σεισμική απόκριση αυτών των κατασκευών προσεγγίστηκε μέσω της προσομοίωσης με το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων  Sap2000 (CSI) και τη μέθοδο της στατικής ανελαστικής ανάλυσης (pushover). Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την περάτωση αυτής της εργασίας, αποκτήθηκαν στα πλαίσια του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος "Seisracks 2".

Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί εισαγωγή στο υπό εξέταση πρόβλημα. Η σημασία του ζητήματος υπερτονίζεται υπό το πρίσμα της σύγχρονης αυξανόμενης διάδοσης της χρήσης των βιομηχανικών ραφιών τόσο σε αποθήκες όσο και σε χώρους ανοιχτούς στο κοινό όπως π.χ. καταστήματα. Κατ' επέκταση ο σχεδιασμός τους πρέπει να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις για υψηλή αντοχή,  απλότητα και προσαρμοστικότητα στην εγκατάσταση, οικονομία και φυσικά, ασφάλεια τόσο των χρηστών όσο και των αποθηκευμένων αγαθών. Στη συνέχεια, περιγράφεται η τυπική διάταξη και διαμόρφωση ενός συστήματος βιομηχανικών ραφιών καθώς επίσης οι βασικές ιδιότητες των λεπτότοιχων μελών ψυχρής έλασης. Θα έπρεπε σε αυτό το σημείο να προστεθεί ότι μια ακόμη από τις ιδιαιτερότητες των κατασκευών αυτών είναι το γεγονός ότι φέρουν πολύ μεγάλα κινητά φορτία ενώ έχουν ελάχιστο ίδιο βάρος (συγκριτικά αμελητέο). Τέλος, αναφέρονται οι σχετικοί Κώδικες και Κανονισμοί καθώς επίσης και οι συνήθεις σεισμικές παράμετροι σχεδιασμού.

Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται στην προηγούμενη έρευνα που έχει γίνει πάνω σε αυτό το θέμα και κυρίως στο ερευνητικό πρόγραμμα "SEISRACKS" τα βασικά αποτελέσματα του οποίου, πάνω σε ζητήματα πειραματικών ελέγχων μελών, προσομοιωμάτων ολίσθησης των παλετών και pushover αναλύσεων, παρουσιάζονται.

Στο τρίτο κεφάλαιο, επεξηγείται η διαδικασία προσομοίωσης στο λογισμικό Sap2000. Η μεθοδολογία παρουσιάζεται με άξονες τη γενική διάταξη των προσομοιωμάτων, το κάθε τύπο μέλους χωριστά αλλά και τον κάθε τύπο σύνδεσης ή στήριξης. Η διαδικασία της στατικής ανελαστικής ανάλυσης στο Sap2000 παρουσιάζεται στη συνέχεια, καθώς επίσης και οι επιλογές που αφορούν τη μη γραμμικότητα των υλικών και της γεωμετρίας. Στο τέλος αυτής της ενότητας αναφέρονται τα προβλήματα που προέκυψαν και έπρεπε να επιλυθούν κατά την διάρκεια του σχεδιασμού της προσομοίωσης.

Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι κατασκευές που εξετάστηκαν. Συνολικά έξι προσομοιώματα φτιάχτηκαν, λαμβάνοντας δεδομένα από τρεις διαφορετικές εταιρείες. Κάθε εταιρεία παρείχε σχέδια και πειραματικά δεδομένα για δύο είδη συστημάτων ραφιών: έναν τύπο που προορίζεται για ζώνες χαμηλής ή μέσης σεισμικότητας και έναν τύπο σχεδιασμένο για υψηλή σεισμικότητα. Κάθε ένα από τα έξι προσομοιώματα εξετάστηκε χωριστά στις δύο κύριες διευθύνσεις του (κατά μήκος ή Χ και εγκάρσια ή Y).

Στα επόμενα τρία κεφάλαια (από το πέμπτο μέχρι και το έβδομο), δίδονται πιο συγκεκριμένες πληροφορίες σχετικά με την προσομοίωση και την αξιοποίηση των πειραματικών δεδομένων από τις εταιρείες, κυρίως όσον αφορά τη διαχείριση των μη-γραμμικοτήτων. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων, με έμφαση στα αποτελέσματα των pushover αναλύσεων (ανελαστικές παραμορφώσεις, εντατικά μεγέθη μελών και καμπύλες τέμνουσας βάσης - μετατόπισης οροφής), για κάθε προσομοίωμα σε κάθε διεύθυνση. Το πέμπτο κεφάλαιο αναφέρεται στην εταιρεία Α, το έκτο κεφάλαιο στην εταιρεία B και το έβδομο στην εταιρεία C αντίστοιχα.

Στο όγδοο κεφάλαιο διατυπώνονται κάποια ποιοτικά σχόλια  και γίνεται η απόπειρα να διεξαχθούν κάποια συμπεράσματα. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται και οι καμπύλες pushover επαλληλίζονται γραφικά προς διευκόλυνση της σύγκρισης ανάμεσα στις τρεις εταιρείες. Η σημασία των φαινομένων δευτέρας τάξης (p-delta effects) επισημαίνεται μέσω των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τη γραμμική ανάλυση λυγισμού του λογισμικού και τη σύγκριση των αποτελεσμάτων της pushover ανάλυσης με ή χωρίς γεωμετρική μη-γραμμικότητα. Επίσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της επιβολής διαφορετικού τύπου πλευρικού φορτίου κατά την ανάλυση pushover (ομοιόμορφο ή ανεστραμμένο τριγωνικό με βάση τις ιδιομορφές). Επιπλέον παρουσιάζονται για κάθε κατασκευή οι πλευρικές μετατοπίσεις ανά όροφο, στο σημείο επιτελεστικότητας (performance point  κατά τον κανονισμό ATC 40). Τελικά, η πλαστιμότητα, η υπεραντοχή και ο συντελεστής συμπεριφοράς q_capacity υπολογίζονται για κάθε περίπτωση, με βάση τη διγραμμική προσομοίωση της εκάστοτε pushover καμπύλης. Συμπληρωματικά, γίνεται ο υπολογισμός ενός επιπλέον δείκτη συμπεριφοράς q με βάση τη στάθμη επιτελεστικότητας "Προστασία Ζωής" (σύμφωνα με τον FEMA 356) καθώς επίσης και ο υπολογισμός του δείκτη q στο σημείο επιτελεστικότητας.

Καθώς το ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα "Seisracks 2" βρίσκεται σε εξέλιξη, τα παραπάνω σχόλια και συμπεράσματα μένει να επικαιροποιηθούν ή να διορθωθούν στο μέλλον. Τα πειράματα που θα διεξαχθούν (pushover  σε πραγματική κλίμακα και επιπλέον έλεγχοι των μελών και των συνδέσεων) σε συνδυασμό με την αναλυτική επεξεργασία του προβλήματος με πιο εξειδικευμένο λογισμικό, αναμένεται να δώσουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες των κατασκευών, τη σεισμική τους απόκριση και κατ΄ επέκταση τον βέλτιστο σχεδιασμό τους.