Οι γεωμετρικές κατασκευές (με την χρήση κανόνα και διαβήτη) και η παρουσίαση των τριών περίφημων προβλημάτων από την ελληνική αρχαιότητα μέχρι την τελική απάντηση που δόθηκε για αυτά. Η εξιστόρηση της κατασκευής κανονικών πολυγώνων και η διερεύνηση της δυνατό- ητας των μαθητών του Λυκείου να εργαστούν πάνω σε προβλήματα γεωμετρικών κατασκευών, με την αναλυτικο-συνθετική μέθοδο. / Geometrical constructions (using only an unmarked straight edge and compasses)of Euclidean plane geometry and the presentation of the three unsolved famous constructions problems from the greek anciety until the final answer for them. The construction’s narration of regular polygons and the research of high school students possibility to work on geometrical construction problems with the analysis and synthesis method.

- / -

Το βασικό αποτέλεσμα της παρούσας διατριβής η οποία εντάσσεται στην έρευνα που εκπονείται στο Εργαστήριο Γεωδαισίας και Γεωδαιτικών Εφαρμογών του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών είναι ότι το GPS και ο ρομποτικός θεοδόλιχος (RTS), και κυρίως ο συνδυασμός τους, έχουν τη δυνατότητα μέτρησης ταλαντώσεων όχι μόνο μέχρι 1 Hz, όπως τεκμηριώνεται βιβλιογραφικά, αλλά ενός πολύ μεγαλύτερου φάσματος (μέχρι και 4Hz), ως προς ανεξάρτητο σύστημα αναφοράς της μελετούμενης κατασκευής. Η δυνατότητα αυτή καλύπτει μια σημαντική ανάγκη της σύγχρονης μηχανικής στον τομέα του ελέγχου της δομικής ακεραιότητας (Structural Health Monitoring) των κατασκευών (A’ μέρος της Διατριβής). Τα συμπεράσματα αυτά προέκυψαν με βάση πειράματα και αναλυτική επεξεργασία των δεδομένων των πειραμάτων (B μέρος της Διατριβής) και εφαρμογή της τεχνικής σε δύο δύσκαμπτες μεταλλικές γέφυρες (Γ και Δ μέρη της Διατριβής). Ειδικότερα, με βάση μεγάλο (>350) αριθμό πειραμάτων σε συσκευή προκαθορισμένων γραμμικών ταλαντώσεων, έγινε ταυτόχρονη καταγραφή ταλαντώσεων γνωστού εύρους και συχνότητας από γεωδαιτικούς δέκτες GPS και RTS, με το τελευταίο να έχει αναβαθμιστεί για λεπτομερέστερη χρονική ανάλυση των καταγραφών. Εν συνεχεία συγκρίθηκαν οι εκτιμήσεις εύρους και συχνότητας που προέκυψαν από την ανάλυση των καταγραφών των GPS, RTS με τα πραγματικά προκαθορισμένα μεγέθη των ταλαντώσεων. Η επεξεργασία και αξιολόγηση των δεδομένων επέτρεψε να εκτιμηθούν τα όρια εφαρμογής κάθε οργάνου GPS/RTS και η απόδοσή τους. Η ανάλυση βασίστηκε σε στατιστικές μεθόδους (φίλτρα) και ειδικές φασματικές μεθόδους ανάλυσης στο πεδίο συχνοτήτων και χρόνου που επιτρέπουν επεξεργασία χρονικά ανισαπέχοντων και περιορισμένων σε πλήθος δεδομένων (σε αντίθεση με την FFT), αλλά και υπέρβαση των περιορισμών των οργάνων, όπως αστάθεια ρυθμού δειγματοληψίας (‘jitter’) και απώλεια κύκλων ταλάντωσης (“clipping”) του RTS. Διαπιστώθηκε ότι κυρίως σε υψίσυχνες ταλαντώσεις το GPS προσδιορίζει την κυματομορφή και τη συχνότητα των ταλαντώσεων ενώ το RTS προσδιορίζει με μεγαλύτερη ακρίβεια το εύρος ταλάντωσης. Ο συνδυασμός των δύο οργάνων επιφέρει το πλήρη προσδιορισμό των χαρακτηριστικών (εύρος και συχνότητα) της ταλάντωσης. Η όλη τεχνική εφαρμόστηκε σε δύο σχετικά δύσκαμπτες γέφυρες. Πρώτον, μεταλλική πεζογέφυρα μήκους ~60m στη Λεωφ. Κηφισού στην Αθήνα με προβλεπόμενο εύρος μετακίνησης <30mm και ιδιοσυχνότητα >3Hz. Με χρήση υπερστατικού καταγραφικού δικτύου GPS, RTS κατεγράφησαν οι μετακινήσεις του μέσου του ανοίγματος λόγω περιοδικής διέγερσης από ομάδα ανθρώπων. Από την ανάλυση των καταγραφών των οργάνων και το συνδυασμό των αποτελεσμάτων τους προέκυψε ότι η απόκριση της γέφυρας ήταν 4-6mm και οι συχνότητες που εμφανίστηκαν ήταν 1, 2.3 και 4.3 Hz (κύρια ιδιοσυχνότητα), συμφωνόντας και με καταγραφές επιταχυνσιογράφου που χρησιμοποιήθηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Η δεύτερη περίπτωση εφαρμογής της μεθόδου αποτελεί η καταγραφή της κίνησης ενός από τα 7 ανοίγματα της σιδηροδρομικής γέφυρας του Γοργοποτάμου. Χρησιμοποιήθηκε υπερστατικό καταγραφικό δίκτυο GPS, RTS για την καταγραφή των μετακινήσεων του άκρου και μέσου ανοίγματος κατά τη διέλευση συρμών. Οι μετρήσεις του GPS επηρεάστηκαν από φαινόμενο πολυανάκλασης κατά τη διάρκεια της διέλευσης του τραίνου, οδηγώντας σε κυματομορφή η οποία χαρακτηρίζεται από σφάλμα κλίμακας το οποίο τεκμηριώθηκε από επεξεργασία των δεδομένων και πειράματα. Από τη συνολική ανάλυση των δεδομένων των δύο οργάνων και το συνδυασμό τους προέκυψε ότι η μετακίνηση της γέφυρας στη διέλευση του τραίνου ήταν ~6-7mm και η κύρια ιδιοσυχνότητα της ~3.1-3.2Hz. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η κυματομορφή της απόκρισης παρουσιάζει διακριτή μορφή που εκφράζει το πλήθος των βαγονιών του συρμού. Το τελικό συμπέρασμα της διατριβής (Μέρος Ε) είναι ότι η τεκμηρίωση των νέων ορίων εφαρμογής και ποιότητας των καταγραφών GPS, RTS (>5mm, <5Hz) δεν επιτρέπει τη χρήση τους μόνο σε εύκαμπτες κατασκευές (καλωδιωτές γέφυρες, κλπ.) όπως εκτιμάτο μέχρι πρόσφατα, αλλά και σε πιο δύσκαμπτες κατασκευές (δικτυωτές γέφυρες, κλπ.), κάνοντας αυτά πολύτιμο εργαλείο στον έλεγχο της δομικής ακεραιότητας (Structural Health Monitoring) ευρέως τύπου κατασκευών. Η όλη έρευνα στόχευσε σε όργανα, λογισμικά και τεχνικές προσιτές σε ευρύ φάσμα ερευνητών, ώστε η μέθοδος να μην περιορίζεται σε μερικούς ειδικούς, αλλά εκτιμάται ότι τυχόν χρήση βελτιωμένων λογισμικών, οργάνων εξελιγμένων προδιαγραφών και ειδικών υπολογιστικών τεχνικών θα επιτρέψει στο εγγύς μέλλον βελτίωση της απόδοσης των δύο γεωδαιτικών οργάνων. / The main topic of this dissertation is the assessment of the performance of GPS and RTS in monitoring movements of rigid structures, such as those with main modal frequencies higher than 2Hz. This study was based on experiments of computer-controlled oscillations which were recorded simultaneously by GPS and RTS. These experiments proved that GPS was accurate in definition of the waveform of the oscillation and its frequency, while RTS was more accurate in amplitude definition. The analysis of GPS, RTS data were based on adaptive filter and spectral analysis technique developed in the Geodesy Lab. of PAtras University, which make possible to overcome data problems such as the gaps of GPS data and the jitter and clipping effect of RTS data. In the second part of this study, GPS and RTS and the developed methodology are adopted for the definition of the dynamic characteristics of two rigid structures a steel pedestrian bridge and a steel train bridge. Based on the combination of the results of GPS and RTS data the main vertical movement and the main modal frequencies of the structures were defined, proving that the combination of these instruments and by using appropriate the definition of the dynamic characteristics even of rigid structures is possible

Το Πήλιο αποτελεί μία ξεχωριστή, μία ιδιόμορφη περίπτωση. Σε καμιά από τις ελλαδικές επαρχίες δεν αναπτύχθηκαν στην περίοδο της Τουρκοκρατίας με τέτοια πυκνότητα τόσες ακμαίες κοινότητες ορεινού εποικισμού όσες στο Πήλιο. Δεν υπήρχε μία τοπική πρωτεύουσα μια «Χώρα» ή ένα κύριο αστικό κέντρο και γύρω δευτερεύουσες οικήσεις, όπως π.χ. συμβαίνει στα νησιά ή σε άλλες περιοχές του ηπειρωτικού χώρου. Υπήρξαν όμως χωριά που λειτουργούσαν σαν κύρια βιοτεχνικά κέντρα και είναι αυτά που ξεχωρίζουν ακόμα και σήμερα με το μέγεθος ή την εντυπωσιακή παρουσία τους στο χώρο. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν η Μακρινίτσα, η Ζαγορά, η Πορταριά, η Τσαγκαράδα. Η στατική και η κατασκευαστική αντίληψη των πατωμάτων, του ξύλινου σκελετού και της στέγης, είναι στοιχεία που εξετάζουμε σ’αυτή τη διατριβή, συγκρίνοντάς τα με άλλες περιοχές (Τρίκαλα και Αμπελάκια). Αυτό που παρατηρούμε είναι ότι όχι μόνο στο Πήλιο αλλά και σε όλη την ευρύτερη περιοχή της ανατολής, η αρχιτεκτονική διαφέρει σημαντικά από τα σχήματα και τα συστήματα που χρησιμοποιούνται σήμερα. Η ανατολίτικη οικοδομική παρουσιάζει ενδιαφέροντα στοιχεία που ωστόσο αρκετοί αρχιτέκτονες μιμούνται σε κάποιες αποκαταστάσεις που πραγματοποιούνε σε παραδοσιακά ή διατηρητέα κτίρια θέλοντας εσκεμμένα και με σεβασμό στην παράδοση να μείνουν πιστοί στην αρχιτεκτονική κληρονομιά που έχουμε ως έλληνες. / The post-graduate thesis was realized for the Faculty of Civil Engineering of the university of Patras. The supervising professor was prof. Verras Dionisios whom I cordially thank. Pelion is a unique and peculiar case. Nowhere else during the ottoman domination were in a greek province created so many and so flourishing communities as in pelion. There wasn’t a local capital town, a “Chora” or a main urban center and around of them secondary settlements, as for example in the islands or in some other regions of the continental Greece. Instead there were villages which had the function of main manufacturing centers. And these are the ones that stand out, even in our days, because of their size or their impressive presence. Makrinitsa, Zagora, Portaria, Tsagarada are some examples of the above. In the present thesis we examine features such as the statics and the building perception of the floors, the wooden skeleton and the roof. We also compare these features with the ones of other regions (Trikala and Ambelakia). We notice that in Pelion and in the wider Eastern region ,the architecture differs from the shapes and systems which are followed nowadays. The Eastern building presents interesting characteristics which some architects mime in their plans of some traditional and listed buildings. In this way they want to remain faithful to the architectural inheritance that we have as Greeks.

- / -

Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η παραμετρική μελέτη μεταλλικών καμπτικών επίπεδων πλαισίων με υποστυλώματα διατομής τύπου τετραγωνικής κοιλοδοκού (Square Hollow Section, SHS) και δοκών διατομής τύπου διπλού ταυ (IPE). Ζητούμενο αποτελεί η ανάπτυξη εξισώσεων που συνδέουν χαρακτηριστικά της ανελαστικής απόκρισης των κατασκευών. Βασική επιδίωξη είναι η δυνατότητα πραγματοποίησης αντισεισμικού σχεδιασμού σύμφωνα με την μέθοδο των δυνάμεων έχοντας όμως σαν αρχικό στόχο ένα επιθυμητό επίπεδο επιτελεστικότητας σύμφωνα με τη μέθοδο σχεδιασμού που βασίζεται στις μετακινήσεις. Επίσης, αναπτύχθηκαν εξισώσεις που προβλέπουν την καθ’ ύψος κατανομή των ελαστικών και ανελαστικών μετακινήσεων της κατασκευής. Αναδεικνύεται η επιρροή του ελέγχου ευστάθειας στον σχεδιασμό μεταλλικών καμπτικών πλαισίων. Χρησιμοποιούνται διάφορες παράμετροι που εκτιμήθηκε πως επηρεάζουν την ελαστική και ανελαστική απόκριση των κατασκευών όπως το όριο διαρροής του χάλυβα fy των μελών, ο αριθμός των ορόφων ns, που επηρεάζει άμεσα την ιδιοπερίοδο του συστήματος, η μορφή της ελαστικής απόκρισης των κατασκευών, οι οποίες διακρίνονται σε καμπτικού και διατμητικού τύπου (shear type, flexural type) σύμφωνα με τον συντελεστή ρ όπως ορίζεται από τον Chopra (2007a), καθώς επίσης και την παράμετρο πλαστικών ροπών a που σχετίζεται με το είδος του αναπτυσσόμενου ανελαστικού μηχανισμού. Ο υστερητικός νόμος που χρησιμοποιήθηκε και περιγράφει την ανελαστική απόκριση των μελών υπό ανακυκλιζόμενη δράση, ταυτίζεται με τον διγραμμικό υστερητικό νόμο με κράτυνση 3% προσομοιώντοντας παράλληλα και την απομείωση της αντοχής των μελών που συνδέεται άμεσα με την τοπική πλαστιμότητα τους σε κάθε ανελαστικό κύκλο φόρτισης. Παραμετρικές αναλύσεις έγιναν επίσης με τη χρήση διγραμμικού νόμου υστέρησης με κράτυνση 3% χωρίς την απομείωσης της αντοχής των μελών κατά την ανελαστική τους απόκριση, με στόχο την διερεύνηση της επιρροής στην αντοχή των μελών κατά την ανελαστική τους απόκριση. Για την πραγματοποίηση της παρούσας μελέτης 57 καταγραφές παρελθοντικών σεισμών μακριά από το σεισμικό ρήγμα, αποτέλεσαν την διέγερση για την εκτέλεση των δυναμικών μη-γραμμικών αναλύσεων ώστε να ληφθεί υπόψη η επιρροή του συχνοτικού περιεχομένου των επιταχυνσιογραφημάτων στην απόκριση των συστημάτων. Τέλος, παραδείγματα που συγκρίνουν την μέθοδο που παρουσιάζεται με την μέθοδο των δυνάμεων αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. / An efficient procedure to estimate an orthological value of the strength reduction factor q of the European seismic code based on a target performance level is presented. Several parameters that affect the elastic and inelastic response of the planar steel moment resisting frames are taking into account. The simple bilinear hysteretic rule is been used to model the inelastic response of the members by including the degradation of their strength. The comparison of the inelastic response of the structures with and without degradation of strength is showed. Examples are evaluating the efficiency of the chosen strength reduction factor and they are demonstrating the dominant role of the second order effects that restrict the seismic design of steel moment resisting frames at high performance levels.

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία νέα βασισμένη στην επιτελεστικότητα μέθοδος αντισεισμικού σχεδιασμού χωρικών μεταλλικών κατασκευών, οι οποίες υπόκεινται σε σεισμικές διεγέρσεις μακρινού πεδίου. Η μέθοδος αυτή συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της μεθόδου σχεδιασμού με βάση τις δυνάμεις και με βάση της μετατοπίσεις και γι’ αυτό ονομάζεται υβριδική δυνάμεων-μετατοπίσεων (ΥΔΜ) μέθοδος. Για τη δημιουργία της προτεινόμενης μεθόδου γίνεται παραμετρική σεισμική μελέτη κανονικών καμπτικών μεταλλικών κτιρίων με και χωρίς τυχηματικές εκκεντρότητες, καθώς και μεταλλικών κτιρίων τα οποία εμφανίζουν γεωμετρικές μη κανονικότητες λόγω ανομοιόμορφης καθ’ ύψος κατανομής μάζας και λόγω παρουσίας εσοχών. Αρχικά γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση για τις ήδη υπάρχουσες μεθόδους, όσον αφορά στο σχεδιασμό και στην εκτίμηση της ανελαστικής σεισμικής απόκρισης επίπεδων και χωρικών κατασκευών. Στη συνέχεια περιγράφεται η επιλογή των παραμέτρων και η όλη διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη δημιουργία μίας βάσης δεδομένων σεισμικής απόκρισης η οποία απαίτησε 43176 μη γραμμικές δυναμικές αναλύσεις. Με βάση την στατιστική επεξεργασία που έγινε προέκυψαν εμπειρικές σχέσεις αντισεισμικού σχεδιασμού, οι οποίες καθιστούν δυνατό τον έλεγχο της βλάβης κατά το σχεδιασμό νέων κατασκευών και οι οποίες λαμβάνουν υπόψη την επιρροή διαφόρων παραμέτρων, όπως ο αριθμός ανοιγμάτων, ο αριθμός ορόφων, η μορφή της κάτοψης, καθώς και η μη κανονικότητα της κατασκευής. Επιπλέον εξετάστηκε η επιρροή της φυσικής μονοαξονικής εκκεντρότητας, μεταξύ κέντρου μάζας και κέντρου δυσκαμψίας στην ανελαστική σεισμική απόκριση χωρικών κατασκευών με μεικτό σύστημα ανάληψης σεισμικών δυνάμεων. Ωστόσο, επειδή ο αριθμός των κτιρίων που χρησιμοποιήθηκαν ήταν μικρός, δεν έγινε προσπάθεια κατασκευής κάποιων εμπειρικών σχέσεων από τα αποτελέσματα που προέκυψαν για αυτήν την περίπτωση. Τα πλεονεκτήματα της νέας ΥΔΜ μεθόδου αντισεισμικού σχεδιασμού, παρουσιάζονται μέσω τριών παραδειγμάτων, όπου η προτεινόμενη μέθοδος συγκρίνεται με τη μέθοδο σχεδιασμού με βάση τις δυνάμεις στην οποία βασίζονται όλοι σχεδόν οι υπάρχοντες αντισεισμικοί κανονισμοί. Από τη σύγκριση που γίνεται προκύπτει ότι, σε αντίθεση με τη μέθοδο των δυνάμεων, η ΥΔΜ μέθοδος μπορεί να κάνει κατά το σχεδιασμό άμεσο έλεγχο της βλάβης. / This dissertation proposes a preliminary performance-based seismic design method for three-dimensional steel building frames under ordinary (i.e., without near fault effects) ground motions. This method combines the advantages of the well-known force-based and displacement-based seismic design methods in a hybrid force/displacement design scheme. The proposed method was developed based on the results of an extensive parametric study involving the inelastic seismic response of regular and irregular moment resisting frames (MRFs). The regular MRFs are structures with and without the presence of accidental eccentricities, whereas the irregular MRFs, are structures with vertical mass irregularities and structures with setbacks. In total 146 buildings have been studied. The results of 43176 nonlinear dynamic analyses were post-processed in order to create a databank with the response quantities of interest. The main parameters that affect the inelastic response of the examined structures were recognised after the statistical analysis of the created response. Based on regression analysis, a procedure in terms of simple formulae for estimating the maximum roof displacement, the maximum interstorey drift ratio and the maximum rotation ductility along the height of the frame was developed. In addition, the inelastic seismic response of 20 buildings with natural eccentricities has been studied, which combines MRFs with buckling restrained braces. However, the conclusions of this case cannot be generalized, because only few cases were investigated. Comparison of the proposed method with the procedures adopted in current seismic design codes demonstrated the efficiency of the former. The results revealed that the proposed procedure seems to be more rational and efficient than the procedures used in the current seismic design codes. Nonlinear time history analyses proved the consistency of the proposed method to accurately estimate inelastic deformation demands and the tendency of the current seismic design codes to overestimate the maximum roof displacement and underestimate the maximum interstorey drift ratio along the height of the frames.

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται μια μέθοδος αντισεισμικού σχεδιασμού μεταλλικών κατασκευών με βάση τη χρήση λόγων ιδιομορφικής ιξώδους απόσβεσης. Η μέθοδος αυτή βρίσκει τη μέγιστη σεισμική απόκριση μιας κατασκευής με φασματική ανάλυση και χρήση των λόγων ιδιομορφικής ιξώδους απόσβεσης αντί του χονδροειδούς συντελεστή συμπεριφοράς. Η βασική ιδέα της μεθόδου είναι η κατασκευή μιας ισοδύναμης γραμμικής πολυβάθμιας κατασκευής η οποία να μπορεί να αναπαράξει τη σεισμική απόκριση μιας πραγματικής μη γραμμικής. Συγκεκριμένα, αυτή η ισοδύναμη γραμμική κατασκευή έχει την ίδια μάζα και αρχική δυσκαμψία με την πραγματική μη γραμμική κατασκευή και λόγους ιδιομορφικής ιξώδους απόσβεσης οι οποίοι ποσοτικοποιούν το έργο όλων των μη γραμμικών παραμορφώσεων. Αυτοί οι λόγοι ισοδύναμης ιξώδους απόσβεσης για τις πρώτες σημαντικές ιδιομορφές υπολογίζονται συναρτήσει της παραμόρφωσης και της βλάβης της κατασκευής αρχικά σχηματίζοντας επαναληπτικά μια συνάρτηση μεταφοράς στο πεδίο των συχνοτήτων, μέχρις ότου αυτή να ικανοποιήσει συγκεκριμένα κριτήρια ομαλότητας, και μετά επιλύοντας ένα σύστημα μη γραμμικών αλγεβρικών εξισώσεων. Αφού κατασκευαστούν εξισώσεις σχεδιασμού που παρέχουν τους λόγους ιδιομορφικής ιξώδους απόσβεσης, γίνεται χρήση φασμάτων σχεδιασμού τροποποιημένων για μεγάλη απόσβεση και ιδιομορφικής σύνθεσης για τον υπολογισμό των σεισμικών δυνάμεων σχεδιασμού. Μέσω των ελαστικών φασμάτων για διάφορες τιμές απόσβεσης υπολογίζεται ο ιδιομορφικός συντελεστής συμπεριφοράς ο οποίος επίσης δίνεται για τις πρώτες σημαντικές ιδιομορφές συναρτήσει της παραμόρφωσης και της βλάβης της κατασκευής. Τέλος, πραγματοποιείται ο αντισεισμικός σχεδιασμός μιας μεταλλικής πλαισιωτής κατασκευής με ελαστική φασματική ανάλυση τόσο με βάση τους λόγους της ισοδύναμης ιξώδους ιδιομορφικής απόσβεσης όσο και με βάση τους ιδιομορφικούς συντελεστές συμπεριφοράς. Και οι δυο τρόποι σχεδιασμού ελέγχονται χρησιμοποιώντας μη γραμμικές ανελαστικές δυναμικές αναλύσεις και συγκρίνονται με την συνηθισμένη μέθοδο των αντισεισμικών κανονισμών η οποία χρησιμοποιεί μια κοινή τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς για όλες τις ιδιομορφές. Συμπεραίνεται ότι η προτεινόμενη μέθοδος αντισεισμικού σχεδιασμού οδηγεί σε ορθολογικότερα και ακριβέστερα αποτελέσματα σε σχέση με τη συνηθισμένη μέθοδο. / A rational method for seismic design of plane building frames based on the use of equivalent modal damping ratios is developed. The method determines the maximum seismic structural response through spectrum analysis using rationally obtained equivalent modal damping ratios instead of the crude strength reduction (behavior) factor. This is materialized in the second part of this work. In this first part, all theoretical aspects regarding equivalent modal damping ratios are developed and described in detail. The basic idea is the establishment of an equivalent linear multi-degree-of-freedom (MDOF) structure which can reproduce the seismic response of a MDOF geometrically and materially non – linear structure. More specifically, this equivalent linear structure retains the mass and stiffness of the original non – linear structure and takes into account geometrical non – linearity and inelasticity in the form of equivalent, time – invariant, modal damping ratios. The equivalent damping ratios for the first few significant modes are numerically computed by first iteratively forming a frequency response transfer function until it satisfies some specific smoothness criteria and then by solving a set of non – linear algebraic equations. Moreover, it is shown that these equivalent modal damping ratios can be computed in such a way so as to be deformation and damage dependent, which can lead to a better design in a direct manner. The concept of equivalent modal damping ratios developed is then employed for the seismic design of plane steel moment resisting frames. The goal is the determination of the maximum seismic structural response through spectrum analysis using rationally obtained equivalent modal damping ratios instead of the crude strength reduction factor. Therefore, design equations providing equivalent damping ratios as functions of period and allowable deformation and damage for the first few significant modes are constructed using extensive numerical data coming from a representative number of plane steel moment resisting frames excited by various seismic motions. These equations can be used in conjunction with a design spectrum, appropriately modified for high damping values, and modal synthesis tools to calculate the seismic design forces of the structure. The proposed method is illustrated by performing the seismic design of a steel moment resisting framed structure. It is concluded that unlike the usual code – based approach, which employs a single and crude strength reduction factor value for all modes, the proposed approach works with deformation and damage dependent equivalent modal damping ratios and thus leads to more accurate and deformation and damage controlled results in a direct and more rational way. Moreover, it is shown that by using equivalent modal dampiing one may define modal strength reduction factors. Thus, alternatively, maximum seismic response may be obtained by spectrum analysis and modal strength reduction factors.

Το θέμα των ρωμαϊκών λουτρών προσανατολίσητκε σε δύο κύριες κατευθύνσεις: α)στη μελέτη και την παρουσίαση των συγκεκριμένων κατασκευών γενικά και β) στην εστίαση στις περιπτώσεις που έχουν ανεβρεθεί στον ελλαδικό χώρο. Επιχειρείται μια γενική εισαγωγή σε όρους εξέλιξης των κατασκευών αυτών στο χρόνο, αναφορές στην ορολογία, την καταγωγή τους και στο ιστορικό τους πλαίσιο. Πραγματοποιείται ανάλυση του σχεδιασμού των ρωμαϊκών λουτρών, της οικοδομικής τους και των κατασκευαστικών τους χαρακτηριστικών. Tέλος, υπό μελέτη τίθενται τα ρωμαϊκά λουτρά στον ελλαδικό χώρο, όπου με τη μορφή χαρτών και παράθεσης πηγών για την περιπτωσιολογία, όπως αυτή διαμορφώνεται από τα αρχαιολογικά ευρήματα, αποδίδεται γλαφυρότερα η συνολική εικόνα του θέματος κατηγοριοποιημένα κατά το δυνατόν. / The subject is horiented at two basic directions: a) the study and presentation of roman baths in general and b)the focus in the documented archaelogical cases in Greece. A general approach and introduction is attempted in terms of in-time development of those structures, terminology, origin and historical context. The design of roman baths, their structural elements and building techniques are some focal points under discussion. Roman baths in Greece are beeing studied. In the form of maps and literature connotations for the reported archaelogical evidences the conclusions are drawn under the prism of an - as possible - general categorization, sina que non for a complete study.

Κατά τις υβριδικές δοκιμές δύσκαμπτων κατασκευών, παρουσιάζονται σημαντικά προβλήματα όταν αυτές διεξάγονται με έλεγχο της μετακίνησης των υδραυλικών εμβόλων. Καθ’ ότι στις υβριδικές δοκιμές η δύναμη αντίδρασης σε κάθε βήμα χρησιμοποιείται για την εύρεση της μετακίνησης του επόμενου, το οιοδήποτε λάθος μέτρησής της (εγγενές στις δύσκαμπτες κατασκευές), δρα σωρευτικά οδηγώντας σε αμφιβόλου αξιοπιστίας αποτελέσματα. Επιπροσθέτως, σε πολλές περιπτώσεις δοκιμών δύσκαμπτων κατασκευών παρουσιάζονται φαινόμενα αλληλεπίδρασης μεταξύ των εμβόλων που δυσχεραίνουν τη διεξαγωγή τους. Λύση στο πρόβλημα των δοκιμών δύσκαμπτων κατασκευών μπορεί να δοθεί εφόσον η διεξαγωγή τους γίνεται σε έλεγχο δύναμης αντί της μετακίνησης. Αυτό όμως προϋποθέτει την προγενέστερη γνώση των δυνάμεων που θα επιβληθούν από τα έμβολα σε κάθε βήμα. Οι επικρατέστερες προσεγγίσεις για την εύρεση των δυνάμεων κάθε βήματος βασίζονται είτε στον προσδιορισμό του εφαπτομενικού μητρώου δυσκαμψίας, ή σε διαδοχικές προσεγγίσεις. Στην παρούσα μελέτη παρουσιάζεται μία καινοτόμος προσέγγιση η οποία αποφεύγει τον προσδιορισμό του εφαπτομενικού μητρώου δυσκαμψίας. Χρησιμοποιούνται δύο ελεγκτές PID (αντί για έναν όπως γίνεται συνήθως) για τον έλεγχο κάθε εμβόλου. Ο πρώτος μετατρέπει την στοχευόμενη μετακίνηση σε στοχευόμενη δύναμη, ενώ ο δεύτερος είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο του εμβόλου με βάση τη δύναμη που προέρχεται από τον πρώτο. Επίσης, με την υιοθέτηση αυτής της στρατηγικής (στρατηγική διπλού τύπου ελεγκτή) σε συνδυασμό με τη συνεχή ψευδοδυναμική μέθοδο αποφεύγονται οι διαδοχικές προσεγγίσεις που μπορούν να οδηγήσουν σε παρασιτικούς κύκλους φόρτισης – αποφόρτισης. Η εγκυρότητα της στρατηγικής ελέγχθηκε με υβριδικές δοκιμές σε δύσκαμπτο δοκίμιο οπλισμένου σκυροδέματος μεγάλης κλίμακας. Το δοκίμιο χρησιμοποιήθηκε και για την αξιολόγηση της στρατηγικής για την εφαρμογή της σε απλές κυκλικές δοκιμές. Τέλος, παρουσιάζεται το σύστημα τηλεπαρακολούθησης του Εργαστηρίου Κατασκευών, το οποίο αναβαθμίζει το σύστημα ελέγχου δοκιμών και συνδράμει αφενός στη διασφάλιση της ποιότητας των δοκιμών και αφετέρου στη διάχυση των παραγόμενων αποτελεσμάτων στην επιστημονική κοινότητα. / Hybrid simulation of stiff structures encounters significant difficulties when relying on the displacement control of hydraulic actuators. The reason being that in hybrid tests the restoring force in each step is used to calculate the displacement of the next step; therefore a potential error in the calculation (intrinsic in the case of stiff structures) has a cumulative effect, leading to results of questionable validity. Furthermore, in many cases interaction between actuators hinders the execution of tests of stiff structures. A solution to this problem encountered when testing stiff structures may be given if tests are conducted in force control rather than displacement control. This, however, presupposes that the forces to be applied by actuators in each step are known beforehand. Dominant approaches in terms of calculating forces in each step are either based on the secant stiffness matrix, or on iterations. The present doctoral thesis introduces an innovative approach which bypasses the secant stiffness matrix calculation. Two PID controllers are used (instead of one, which is the standard practice) in order to control each actuator. The first controller converts the target displacement to target force, whilst the second one controls the actuator based on the force calculated by the first controller. Moreover, when combining this strategy (dual type control strategy) with the continuous pseudodynamic method, iterations that may lead to unwanted loading-unloading cycles are avoided. The validity of the proposed strategy was assessed by conducting hybrid tests on a large-scale stiff reinforced concrete specimen. The same specimen was also used to assess the application of the strategy to cyclic tests. Lastly, the telepresence system of the Structures Laboratory is presented, which upgrades the test control system and at the same time contributes to the quality of testing and to the distribution of results to the scientific community.