ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΟΥΡΑΝΟΞΥΣΤΗ ΥΨΟΥΣ 150m, ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΛΥΣΕΩΝ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΠΥΡΗΝΑ

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αποτελεί η διερεύνηση της επιρροής της γεωμετρικής διάταξης του πυρήνα, στην απόκριση των υψηλών κτιρίων. Για την εκπόνησή της επιλέχθηκε να αναλυθεί υπάρχων ουρανοξύστης στην Σεούλ της Νότιας Κορέας, με κάποιες παραδοχές χάριν απλοποίησης. Αρχικά έγινε στατική και δυναμική φασματική ανάλυση για τον αρχικό φορέα και στην συνέχεια, προτάθηκαν δύο επιπλέον εναλλακτικές λύσεις, οι οποίες αναλύθηκαν με τον ίδιο τρόπο. Η εργασία περιέχει εισαγωγικά στοιχεία για τα υψηλά κτίρια, ιστορική αναδρομή, ανάλυση των φορτίων που δρουν στους ουρανοξύστες, ανάλυση των φορέων που παραλαμβάνουν τα φορτία, παρουσίαση του υπό μελέτη κτιρίου, αναλυτική επεξήγηση της διαδικασίας προσομοίωσής του στο λογισμικό SAP2000, παρουσίαση και σύγκριση αποτελεσμάτων. Η επιλογή των υλικών, των διατομών και των φορτίων, έγινε με βάση τους Ευρωκώδικες και την συνήθη πρακτική που εφαρμόζεται σε τέτοιου είδους κατασκευές. Οι προτάσεις των εναλλακτικών λύσεων πυρήνα έγιναν με σκοπό την αύξηση της δυσκαμψίας του φέροντος οργανισμού, με προτεραιότητα στην συμμετρία του φέροντος οργανισμού και χωρίς να λαμβάνουν υπόψη το οικονομικό κόστος. Καλύτερα, απέδωσε η πρώτη εναλλακτική λύση πυρήνα, με τοιχώματα τοποθετημένα στην περίμετρο ενός νοητού σταυρού και ακολούθησε ο αρχικός φέρων οργανισμός. Λιγότερο αποδοτική ήταν η δεύτερη λύση πυρήνα με τεμνόμενα τοιχώματα στο κέντρο του κτιρίου, δημιουργώντας σταυρό, και εγκάρσια τοιχώματα στις άκρες τους. Οι διαφορετικές λύσεις, συγκρίθηκαν με βάση τις μετακινήσεις κορυφής, τις σχετικές μετακινήσεις των ορόφων, τις αντιδράσεις στην βάση της κατασκευής, την κατανομή τάσεων στα τοιχώματα του πυρήνα, τις ιδιομορφές και τις θεμελιώδεις ιδιοπεριόδους τους. Ακόμη, συγκρίθηκε η δράση του σεισμού με αυτή του ανέμου και δυσμενέστερη προέκυψε η σεισμική. ABSTRACT The objective of the present diploma thesis is to investigate the influence of the geometric configuration of the core on the response of tall buildings. To this end, an existing skyscraper located in Seoul, South Korea, was selected for analysis, incorporating certain simplifications for the purposes of the study. Initially, static and dynamic response spectrum analyses were conducted for the original structural configuration. Subsequently, two alternative core layouts were proposed and analyzed following the same methodology. The thesis includes introductory information on tall buildings, a brief historical overview, analysis of the loads acting on high-rise structures, an overview of the structural systems that resist these loads, presentation of the case study building, a detailed explanation of the modeling process in SAP2000, and the presentation and comparison of results. The selection of materials, cross-sections, and loads, was based on the Eurocodes and common design practices used in such structures. The alternative core configurations were developed with the goal of increasing the lateral stiffness of the structural system, with priority given to its symmetry, without considering construction cost. The most efficient performance was exhibited by the first alternative core, consisting of walls arranged along the perimeter of an imaginary cross. This was followed by the original structural configuration, while the least effective was the second alternative, in which intersecting walls at the center formed a cross, with transverse walls extending from its ends. The different solutions were compared based on top displacements, inter-story drifts, base reactions, stress distribution within the core walls, mode shapes, and natural periods. Additionally, a comparison was made between the seismic and wind actions, with the seismic load proving to be more critical.