Η εργασία αυτή ασχολείται με τον υπολογισμό της δυναμικής απόκρισης επίπεδων μεταλλικών πλαισίων που υποβάλλονται σε σεισμική διέγερση, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του ρυθμού παραμόρφωσης στις ιδιότητες του υλικού κατασκευής.Από την έρευνα προέκυψαν πολύ χρήσιμα συμπεράσματα που αιτιολογούν, σε ικανοποιητικό βαθμό, την απρόβλεπτη συμπεριφορά μεταλλικών κατασκευών κατά τη διάρκεια ισχυρών σεισμικών γεγονότων στο παρελθόν. / This work elaborates with the calculation of the dynamic response of plane steel frames subjected to earthquake motions taking care of strain rate effect on material properties. The obtained results justify, in a satisfactory way, the unpredictable behavior of steel structures observed in the past due to severe earthquake ground motions.

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυναμική συμπεριφορά μιας τυπικής σφαιρικής δεξαμενής για την εφαρμογή διάφορων συστημάτων σεισμικής προστασίας. Πέντε διαφορετικά συστήματα σεισμικής προστασίας εξετάζονται:Οι αποσβεστήρες ιξώδους απόσβεσης, οι αποσβεστήρες τριβής και οι μη-λυγίζοντες μεταλλικοί σύνδεσμοι που η λειτουργία τους βασίζεται στην κατανάλωση σεισμικής ενέργειας, και τα ελαστομερή εφέδρανα υψηλής απόσβεσης και αυτά με πυρήνα μολύβδου που η λειτουργία τους βασίζεται στην απομόνωση της βάσης της δεξαμενής. Η αριθμητική ανάλυση έγινε με την χρήση ενός λεπτομερούς μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων που προσομοιώνει την ακριβή γεωμετρία της σφαιρικής δεξαμενής, την επίδραση του φαινομένου αλληλεπίδρασης υγρού-δεξαμενής για ενδεικτικά ποσοστά πλήρωσης, την αλληλεπίδραση εδάφους-δεξαμενής και την μη-γραμμική συμπεριφορά των συστημάτων σεισμικής προστασίας. Παρουσιάζονται αποτελέσματα της τέμνουσας δύναμης βάσης, της κατακόρυφης μετατόπισης της ελεύθερης επιφάνειας του περιεχόμενου υγρού και οριζόντιες μετατοπίσεις χαρακτηριστικών σημείων της δεξαμενής, για καθε περίπτωση συστήματος σεισμικής προστασίας υπό σεισμική διέγερση, και συγκρίνονται με τα αντίστοιχα που προκύπτουν για την σφαιρική δεξαμενή με τους συμβατούς χιαστούς συνδέσμους. / Various seismic protection systems are used to study numerically the dynamic behavior of a typical spherical liquid storage tank. Five different anti-seismic devices are investigated; nonlinear viscous dampers, buckling restrained braces and friction devices based on the passive energy dissipation technique and lead core and high damping rubber bearings based on base isolation technique. The numerical analysis is performed by means of a detailed finite element model, taking into account the exact geometry of the steel tank, the fluid-structure interaction effects for an arbitrary level of filling, the soil-structure interaction as well as the non-linearities introduced by either the dissipative bracing systems. Representative results for base shear forces, vertical displacements of the fluid content and displacements at characteristic locations of the spherical tank are presented and compared to those corresponding to a tank with a conventional bracing system.

Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. / Εκτελώντας δυναμικές αναλύσεις με χρήση πεπερασμένων στοιχείων, αναλύεται η σεισμική απόκριση τεσσάρων τοίχων αντιστήριξης οπλισμένου εδάφους στην Ταϊβάν με στοιχεία πρόσοψης κυβόλιθους. Οι τοίχοι, των οποίων τα ύψη κυμαίνονται από 3.20 m έως 5.60 m και έχουν ως οπλισμούς στρώσεις γεωπλέγματος, υποβλήθηκαν στο σεισμό Chi-Chi (1999) και η συμπεριφορά τους κρίθηκε από επιτυχής έως ανεπιτυχής: δύο από αυτούς κατέρρευσαν, ένας υπέστη μόνο ελαφρές βλάβες, ενώ ο τέταρτος τοίχος παρέμεινε πρακτικά ανέπαφος. Η μη-γραμμική ανάλυση βασίσθηκε στα γνωστά γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του κάθε τοίχου, του γεωπλέγματος, των γεωτεχνικών συνθηκών σε κάθε θέση, του είδους και των ιδιοτήτων του υλικού επίχωσης. Η συμπεριφορά του εδαφικού υλικού προσομοιώθηκε κάνοντας χρήση του κριτηρίου Mohr-Coulomb, ενώ ως διέγερση βάσης στις δυναμικές αναλύσεις πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιήθηκαν τα καταγεγραμμένα επιταχυνσιογραφήματα κοντά στις θέσεις των τοίχων. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων (και ειδικά η εκτιμώμενη παραμορφωμένη μορφή των τοίχων) επαλήθευσαν την παρατηρούμενη συμπεριφορά των τοίχων. Βασιζόμενοι στα αποτελέσματα, βρέθηκαν οι λόγοι της ανεπιτυχούς συμπεριφοράς των δύο τοίχων που κατέρρευσαν, ενώ εξηγήθηκε η διαφοροποίηση της συμπεριφοράς των δύο τοίχων που δεν υπέστησαν βλάβες. Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκαν παραμετρικές αναλύσεις για να ευρεθεί η επίδραση σημαντικών παραμέτρων σχεδιασμού, όπως το βάθος θεμελίωσης του τοίχου, η απόσταση και το μήκος των οπλισμών, η συνεισφορά των ράβδων σύνδεσης στην ευστάθεια των στοιχείων πρόσοψης και η συνεισφορά της ανώτατης στρώσης οπλισμού στην ευστάθεια του τοίχου. Επίσης αναλύθηκε η ευστάθεια των τοίχων χρησιμοποιώντας ένα εμπορικά διαθέσιμο λογισμικό οριακής ισορροπίας, το οποίο βρέθηκε ικανό να προβλέψει την παρατηρούμενη επιτυχή και ανεπιτυχή συμπεριφορά των τεσσάρων τοίχων. / The seismic response of four reinforced soil segmental retaining walls in Taiwan, is analyzed using the dynamic finite element method. The walls – whose heights ranging from 3.20 m to 5.60 m and layers of geogrid reinforcement – were subjected to the Chi-Chi earthquake (1999) and their performance ranged from successful to unsuccessful: two of them were collapsed, one suffered only minor damage whereas the fourth wall remained practically intact. The non-linear analyses were based on the known geometrical and mechanical characteristics of each wall and of the geogrid reinforcement, the geotechnical conditions at each site and the type and properties of backfill material. The soil material behavior was modeled by using the Mohr-Coulomb failure criterion whereas recorded accelerograms in the vicinity of the sites of the walls were used as base excitation in the dynamic finite analyses. The results of the analyses (and especially the estimated deformed shape of the walls) showed a remarkable agreement with the observed performance of the walls. Based on these results the reasons for the unsuccessful performance of the two failed walls were identified whereas the differentiation of the behavior of the two undamaged walls was explained. Furthermore, parametric analyses were conducted to identify the effects of such important design parameters as the depth of the foundation of the wall, the spacing and length of reinforcement, the contribution of connecting pins to the stability of the facing elements as well as the contribution of the top layer of reinforcement to the stability of the wall. The stability of the walls were also analyzed by using a commercially available limit equilibrium software which was found to be able to predict the observed successful and unsuccessful performance of the four walls.