Seismic design of metro's underground structures practice on the metro station of Venizelou in Thessaloniki

 
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2007 (EN)
Αντισεισμικός σχεδιασμός υπόγειων σταθμών μετρό. Εφαρμογή στο σταθμό της Βενιζέλου του μετρό της Θεσσαλονίκης
Seismic design of metro's underground structures practice on the metro station of Venizelou in Thessaloniki

Φλεντζούρης, Βασιλάκης Δημητρίου
Ματσούκας, Παρασκευάς Νικήτα

ΣΚΟΠΟΣ :Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της συμπεριφοράς υπόγειων σταθμών μετρό κάτω από στατική και σεισμική φόρτιση.ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ:Στα πρώτα κεφάλαια της εργασίας μελετήθηκε η δυναμική απόκριση εδαφικών σχηματισμών και έγινε βαθμονόμηση των αποτελεσμάτων με κατάλληλο λογισμικό σε 2D αναλύσεις (Cyberquake). Σε επόμενο στάδιο πραγματοποιήθηκε πλήρης δυναμική ανάλυση στο λογισμικό ADINA ενός απλού μοντέλου κιβωτιοειδούς διατομής και η σύγκριση των αποτελεσμάτων των σεισμικών ωθήσεων με αυτές που προτείνουν οι διατάξεις του Ε.Α.Κ. 2000. Το κυρίως ερευνητικό τμήμα της εργασίας επικεντρώθηκε στην μελέτη της συμπεριφοράς 4 παραλλαγών του σταθμού της Βενιζέλου στο Μετρό της Θεσσαλονίκης. Η διαφοροποίηση των τεσσάρων αυτών μοντέλων έγκειται στον τύπο της θεμελίωσης τους. Οι 4 παραλλαγές που εξετάστηκαν ήταν οι εξής:i. Φορέας κιβωτιοειδούς διατομής πλάκας θεμελίωσης πάχους 2.5mii. Φορέας κιβωτιοειδούς διατομής πλάκας θεμελίωσης πάχους 4.0miii. Φορέας κιβωτιοειδούς διατομής πλάκας θεμελίωσης πάχους 2.5m και προέκτασης διαφραγμάτωνiv. Φορέας κιβωτιοειδούς διατομής πλάκας θεμελίωσης πάχους 1.5m, προέκταση διαφραγμάτων και πασσάλους i ii iii ivΗ προσομοίωση με στόχο το δυναμικό τμήμα της ανάλυσης έγινε με την χρήση της πλήρους δυναμικής time history ανάλυσης με το λογισμικό ADINA με χρήση φιλτραρισμένου μετακινησιογραφήματος. Τα μοντέλα προσομοιώνονται στο επίπεδο (2D ανάλυση με βάθος 1m). To έδαφος προσομοιώνεται με επιφανειακά πεπερασμένα στοιχεία επίπεδης παραμόρφωσης και η κατασκευή με γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία δοκού. Η προσομοίωση με στόχο το στατικό τμήμα της ανάλυσης έγινε στο λογισμικό SAP2000. Το έδαφος προσομοιώνεται με κατάλληλες ελατηριακές σταθερές και η κατασκευή με γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία δοκού. Στο μοντέλο που επέδειξε την καλύτερη συμπεριφορά από τα 4 που εξετάστηκαν (μοντέλο με τους πασσάλους) πραγματοποιήθηκε παραμετρική ανάλυση με στόχο τον προσδιορισμό του βέλτιστου πάχους πλάκας θεμελίωσης και διάταξης πασσάλων. Κρίσιμος ήταν ο ρόλος της άνωσης για αυτή την επιλογή. Το πλέον βέλτιστο μοντέλο επιλύθηκε με δύο μεθόδους: την πλήρη δυναμική ανάλυση και την ισοδύναμη στατική. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ:1. Η βαθμονόμηση του προσομοιώματος της εδαφικής απόθεσης κατέδειξε πολύ καλή σύγκλιση αποτελεσμάτων τόσο σε επίπεδο απόλυτων τιμών όσο και σε συχνοτικό περιεχόμενο.2. Οι δυναμικές ωθήσεις στην επιφάνεια του διαφράγματος του προσομοιώματος προκύπτουν μικρότερες από αυτές που προτείνει ο ΕΑΚ για ακλόνητους τοίχους και περίπου ίδιες με αυτές των Mononobe - Okabe για τοίχους με δυνατότητα μετακίνησης.3. Η αλλαγή του συστήματος θεμελίωσης των 4 μοντέλων επηρεάζει μόνο την απόκριση της γειτονικής περιοχής της θεμελίωσης.4. Από τα 4 μοντέλα καλύτερη συμπεριφορά επέδειξε αυτό με την προέκταση διαφραγμάτων και την προσθήκη πασσάλων τριβής.5. Από την παραμετρική ανάλυση προέκυψε ως βέλτιστο πάχος πλάκας θεμελίωσης το 1.5m και διάταξη συστοιχίας πασσάλων σε κάναβο 3x12.6. Η πλήρης δυναμική μέθοδος οδηγεί σε μικρότερα εντατικά μεγέθη και συνεπώς σε οικονομικότερη κατασκευή ενώ η ισοδύναμη στατική σε δυσμενέστερα αποτελέσματα και άρα ασφαλέστερη κατασκευή.
SCOPE :The purpose of this thesis is to study the behavior of large underground structurMETHODOLOGY:In the first chapters of this thesis, validation of ADINA software was attempted by comparing the free-field ground response of a soil profile computed with ADINA with the corresponding results of Cyberquake software. The next stage consisted in performing a complete dynamic analysis of a simple box - model, using the validated ADINA software. The response results of this analysis were used for a comparison with the provisions of the Greek seismic code, as far as the seismic earth pressures of the vertical diaphragms of the structure are concerned.The main part of this work was focused in the study of the behavior of 4 variations of Venizelou metro station in Thessaloniki. These 4 variations differ in the type of their foundation. The 4 variations that were examined are the following:i. Box - model with a 2.5m thick foundation slab.ii. Box - model with a stiff 4m thick foundation slab.iii. Box - model with a 2.5m thick foundation slab and extension of the vertical diaphragms under the foundation level.iv. Box - model with a 1.5m thick foundation slab, extension of the vertical diaphragms and construction of a pile set under the foundation level. i ii iii ivThe dynamic part of this analysis was conducted using the complete dynamic time history analysis in ADINA software. The structure was modeled in the 2D level. The ground was modeled with plane strain finite elements and the structure with beam elements. SAP2000 software was used for the static analysis procedure, in which appropriate springs were attached to the structure to simulate the soil-structure interaction and beam elements were used to simulate the structure.The piles’ model, which demonstrated the best behavior under seismic and static loading, was used for a further parametric analysis concerning the assessment of the best combination between the slab thickness and piles’ arrangement. The uplift had the most critical role in this assessment. The model which was qualified from this parametric analysis was analyzed with two methods in order to compare their results; the complete dynamic analysis and the equivalent static analysis.RESULTS:1. The validation of the soil profile’s simulation demonstrated a very satisfactory correlation between the ADINA and Cyberquake software response results.2. The resulting from the ADINA software seismic earth pressures acting on the external surface of the diaphragm are smaller than these of the provisions of the Greek seismic code concerning rigid walls and similar to these concerning yielding walls (Mononobe–Okabe). 3. The variation of the foundation system affects only the response of the part of the structure which is in the vicinity of the foundation.4. The best behavior was demonstrated by the model with a 1.5m thick foundation slab, extension of the vertical diaphragms and construction of a pile set under the foundation level (model iv).5. Based on the parametric analysis, the model with a 1.5m thick foundation slab and a 3x12 piles set was qualified.6. The complete dynamic analysis leads to smaller response results and therefore to an inexpensive and reasonable structure while the equivalent static analysis leads to higher response results and therefore to a safer structure.es such as multi-storey metro stations under static and seismic loading.

info:eu-repo/semantics/masterThesis
Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Four variations of Venizelos metro station
Complete dynamic time history analysis
Validation of Adina software
Πλήρης δυναμική ανάλυση με χρήση χρονοϊστορίας
Parametric analysis
Βαθμολόγηση λογισμικού Adina
Comparison with the provisions of greek seismic code
Παραμετρικές αναλύσεις
Equivalent static analysis
Ισοδύναμη στατική ανάλυση
4 Παραλλαγές σταθμού μετρό (θεμελίωση)

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Greek
English

2007
2009-06-21T21:00:00Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)