Πολυκριτηριακή αξιολόγηση εναλλακτικών προτάσεων αντισεισμικού σχεδιασμού ενός κτιρίου

Στάικου, Ζωή

A multicriteria assessment of alternative structural solutions of building

Διπλωματική εργασία

Author

Στάικου, Ζωή

Date

2023-04

Advisor

Vryzidis, Isaak
Repapis, Constantinos

Διπλωματική εργασία (5.119Mb)

Keywords

Πολυκριτηριακή αξιολόγηση ; Eναλλακτικές λύσεις σχεδιασμού ; Mοντέλο ολικής προτίμησης ; Μέθοδος Pushover ; Fespa ; Αντισεισμικός σχεδιασμός ; WAP ; TOPSIS

Abstract

Η εφαρμογή βιώσιμων λύσεων στον σχεδιασμό των κτιρίων αποτελεί ένα από τα βασικότερα ζητήματα στην σημερινή εποχή. Τα διαφορετικά δομικά στοιχεία, οι διαφορετικές προτιμήσεις των πελατών και των αρχιτεκτόνων, η ανάγκη για μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος και ταυτόχρονα η ανάγκη για αντισεισμική θωράκιση των κτιρίων διαμορφώνουν ένα πολύπλοκο πλαίσιο μέσα στο οποίο λαμβάνονται αποφάσεις για τον σχεδιασμό τους. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί διάφορες μεθοδολογίες για την διαχείριση αυτής πολυπλοκότητας, οι οποίες βασίζονται στην πολυκριτήρια ανάλυση αποφάσεων. Η βιβλιογραφική ανασκόπηση ανέδειξε την εφαρμογή πλήθους μεθόδων πολυκριτήριας ανάλυσης στον σχεδιασμό κτιρίων, γεφυρών, σηράγγων, υδραυλικών υποδομών και συγκοινωνιακών έργων λαμβάνοντας υπόψη περιβαλλοντικά, οικονομικά, στατικά και κατασκευαστικά κριτήρια. Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου αξιολόγησης εναλλακτικών προτάσεων στο αρχικό στάδιο αντισεισμικού σχεδιασμού ενός κτιρίου λαμβάνοντας υπόψη το κόστος, τον χρόνο κατασκευής, το αποτύπωμα του άνθρακα και την αντισεισμική ικανότητα. Η προτεινόμενη μεθοδολογία βασίζεται στην μέθοδο TOPSIS, ενώ οι βαρύτητες των κριτήριων εκτιμώνται με την μέθοδο WAP. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε ένα οκταώροφο κτίριο συγκεκριμένων διαστάσεων, όπου τέσσερες εναλλακτικές επιλογές φέροντος οργανισμού από σκυρόδεμα και ένας από χάλυβα αξιολογήθηκαν. Η παρούσα μελέτη επιβεβαίωσε την χρησιμότητα της πολυκριτήριας ανάλυσης αποφάσεων στην βελτίωση της διαδικασίας επιλογής και στην αξιολόγηση της βιωσιμότητας εναλλακτικών αντισεισμικών δομοσταστικών λύσεων στο αρχικό στάδιο σχεδιασμού.

Abstract

Implementing sustainable solutions in the building's design is one of the most critical issues in today's era. The different structural elements, the different preferences of clients and architects, the required reduction of the environmental footprint and the requirements of current seismic codes form a complex frame in which decisions are made for their design. Various methodologies have been developed to manage this complexity in recent years based on multi-criteria decision analysis. The literature review highlights the application of several multi-criteria analysis methods in the design of buildings, bridges, tunnels, hydraulic infrastructures and transportation infrastructure considering environmental, economic, static and construction criteria. This dissertation aims to develop a decision model applying to the early design stage for evaluating alternative structural proposals, considering cost, construction time, carbon footprint and seismic capacity. The proposed methodology is based on the TOPSIS method, while the criteria weights are estimated with the WAP method. The methodology was applied to an eight-story building with specific dimensions, considering four alternatives from reinforced concreted and one from a steel structure. The present study confirmed the usefulness of multi-criteria decision analysis in improving the selection process and assessing the sustainability of alternative structural solutions at the initial design stage.