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.

Strength Reduction Factor (R-Factor), often referred to as Response Modification Factor, is commonly used in the design of lateral force resisting systems under seismic loading. R-Factors allow for a reduction in design base shear demands, leading to more economical designs. The reduction of strength is remedied with ductile behavior in members of proper detailing. Modern seismic codes and provisions recommend R-Factors for many types of lateral force resisting systems. However these factors are independent of the system fundamental frequency and many other important system properties, resulting in factors that may result in an unfavorable seismic response. To evaluate the validity of prescribed R-Factors an extensive analytical parameter study was conducted using a FEM single degree-of-freedom Concentrically Braced Frame (CBF) under incremental dynamic analysis over a suite of ground motions. Parameters of the study include brace slenderness, fundamental frequency, increment resolution, FEM mesh refinement, effects of leaning columns, and effects of low-cycle fatigue. Results suggest that R-Factor can vary drastically for CBF systems with differing properties.