Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται τις παραμένουσες μετακινήσεις κατασκευών υπό σεισμικές δράσεις, με στόχο την πληρέστερη κατανόηση και ποσοτικοποίησή τους. Για τον υπολογισμό των παραμενουσών μετακινήσεων πραγματοποιήθηκαν μη-γραμμικές δυναμικές αναλύσεις μονοβάθμιων συστημάτων, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στη μορφή του νόμου υστέρησης, ώστε να έχει τα χαρακτηριστικά που προσιδιάζουν σε κατασκευές οπλισμένου σκυροδέματος. Συγκεκριμένα, υιοθετήθηκε η κατηγοριοποίηση των κατασκευών ΟΣ κατά Erberik (2011) σε τρεις βασικές Κατηγορίες, ανάλογα με την υστερητική τους συμπεριφορά: (α) νέα κτίρια, σχεδιασμένα με σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς, (β) κτίρια που δεν καλύπτουν πλήρως τους σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς και (γ) παλαιά κτίρια που δεν διαθέτουν σεισμική αντοχή. Για λόγους σύγκρισης εξετάστηκε και η ιδανική υστερητική συμπεριφορά. Η παραμένουσα μετακίνηση κάθε συστήματος, Ures, κανονικοποιήθηκε ως προς τη μέγιστη μετακίνηση που θα είχε λάβει το σύστημα αν η απόκρισή του ήταν ελαστική, με 5% απόσβεση, Sd, αλλά και ως προς τη μέγιστη ανελαστική μετακίνηση του συστήματος, Umax. Οι λόγοι Ures/Sd και Ures/Umax μελετήθηκαν εκτενώς και αναπτύχθηκαν πιθανοτικά προσομοιώματα για τα φάσματα ανηγμένων παραμενουσών μετακινήσεων που προέκυψαν. Επιπλέον, διαπιστώθηκε η επίδραση της ύπαρξης παλμού στην εδαφική κίνηση στους λόγους Ures/Sd και Ures/Umax, και διερευνήθηκαν οι λόγοι της επιρροής του. Περαιτέρω, οι πειραματικές παραμένουσες μετακινήσεις πέντε τριώροφων επίπεδων πλαισίων ΟΣ που υποβλήθησαν σε ψευδοδυναμικές δοκιμές με εξωτερικά επιβαλλόμενα κατακόρυφα φορτία στο METU (Middle East Technical University) συσχετίστηκαν με τις αναλυτικές από μη-γραμμικές δυναμικές αναλύσεις χρονοϊστορίας. Εξετάστηκε αν τα διαθέσιμα υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης δύνανται να υπολογίσουν ικανοποιητικά τις παραμένουσες μετακινήσεις, αλλά και ποιοι παράγοντες ευθύνονται για τις ασυμφωνίες μεταξύ πειραματικών και αναλυτικών τιμών. Τέλος, οι λόγοι Ures/Sd και Ures/Umax που προέκυψαν από την ανάλυση των δοκιμίων και από την επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων συγκρίθηκαν με τα φάσματα ανηγμένων παραμενουσών μετακινήσεων μονοβάθμιων συστημάτων. / The present study aims to evaluate and quantify seismic residual displacements. In order to compute residual displacements, non-linear dynamic analyses were conducted for single degree of freedom systems with cyclic force-deformation relations typical of reinforced concrete structures. To this end, the versatile modeling approach of Erberik (2011) was adopted, which was tuned to three different categories of RC structures, ranging from new earthquake resistant ones to existing substandard construction, with an intermediate situation. The ideal hysteretic behavior was also examined. For each single degree of freedom system, residual displacement, Ures, was expressed as ratio to the peak inelastic, Umax or the 5%-damped elastic displacement of the response, Sd. Ratios Ures/Sd and Ures/Umax were thoroughly studied and normalized residual displacements response spectrums were created. Moreover, it was noted that the existence of a distinct velocity pulse in the ground motion affects the magnitude of these ratios, and the reasons of this influence were further investigated. Furthermore, experimental residual displacements from five three-story reinforced concrete frames, which were subjected to pseudo-dynamic tests in METU (Middle East Technical University), were compared to analytical residual displacements from non-linear time-history analyses. The study focused on whether modern analysis tools can accurately predict residual displacements and which factors create the observed discrepancies between analytical and experimental values. Lastly, ratios Ures/Sd and Ures/Umax from experiments and time-history analyses were compared to the normalized residual response spectrums of single degree of freedom systems.

This thesis presents the results of a study that uses Incremental Dynamic Analysis to assess the seismic performance of steel moment-resisting frames with fluid viscous dampers subjected to earthquake ground motions. The study systematically investigated the effects of linear and nonlinear dampers on the response of steel moment-resisting frames to earthquakes that varied in intensity and type. Both near-field and far-field motions were considered. Two different types of nonlinear dampers were investigated; one had a hardening and the other had a softening force-velocity relationship. The nonlinear dampers were calibrated to the linear dampers so that there was a basis of comparison. Maximum damper displacement is one of the parameters of the calibration, and it was varied to investigate its effect on structural response. Several nonlinear inelastic time history analyses were performed to obtain responses, such as peak base shear, peak interstory drift, or residual displacement index, which were plotted versus earthquake intensity to create individual IDA curves. Sets of related IDA curves provide a useful summary of the structural behavior for a wide range of variables. IDA curves for the tests with different damping types are presented. The results show that for both near-field and far-field ground motions the nonlinear dampers with a hardening force-velocity relationship are best suited to reduce undesirable drifts and residual displacements; however, these reductions come at the cost of high base shear forces. / Master of Science