Ανάλυση διώροφης κατασκευής με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Πετρούτσος, Άγγελος

Analysis of two-story construction using the finite element method

Διπλωματική εργασία

Author

Πετρούτσος, Άγγελος

Date

2024-01-15

Advisor

Κόκκινος, Φίλης-Τριαντάφυλλος

civ_44364690226.pdf (4.170Mb)

Keywords

Πεπερασμένα στοιχεία ; Στατική ανάλυση

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αναλύεται τρισδιάστατος γραμμικός φορές μέσω υπολογιστικού προγράμματος, που αναπτύσσεται με την βοήθεια του λογισμικού Μicrosoft Excel. Γίνεται η στατική επίλυση και μελετάται η συμπεριφορά διώροφης κατοικίας, η οποία βρίσκετε σε νησί των Επτανήσων, την Κεφαλονιά. Εκεί, παρατηρούνται οι μεγαλύτερες σεισμικές δράσεις της χώρας μας και αυτό βοηθάει στο να δοκιμασθούν οι δυνατότητες του υπολογιστικού προγράμματος. Η μέθοδος που εφαρμόστηκε στο συγκεκριμένο πρόγραμμα είναι η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων και αυτή αποτελεί κύριο αντικείμενο της παρούσας εργασίας. Η μέθοδος είναι γνωστή για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων μηχανικού. Στόχος της διπλωματικής αυτής δεν είναι μόνο η ανάπτυξη του αρχείου Excel, αλλά κι γενικότερα η κατανόηση των δυνατοτήτων που μας προσφέρει η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων. Για αυτό το λόγο δεν χρησιμοποιήθηκε ένα έτοιμο λογισμικό ή πρόγραμμα, αλλά δημιουργήθηκε ένα νέο αναλυτικό χρησιμοποιώντας τα πεπερασμένα στοιχεία. Το συγκεκριμένο αρχείο μπορεί να προσαρμοστεί σε άλλες ανάγκες και απαιτήσεις του χρήστη σε μικρό χρονικό διάστημα. Στα κεφάλαια της διπλωματικής αυτής εργασίας μελετήθηκαν τόσο τα θεωρητικά θέματα, όσο και πρακτικά θέματα εφαρμογής της μεθόδου, ώστε να γίνει εμβάθυνση σε ορισμένες περιοχές της μηχανικής και ειδικότερα στις τρεις διαστάσεις για τη μελέτη τρισδιάστατων γραμμικών φορέων. Η πρακτική εφαρμογή του αρχείου παρουσιάζεται αναλυτικά σε βήματα, μαζί με τις παραδοχές, στο τελευταίο κεφάλαιο.

Abstract

In this thesis, a computer program is developed with the help of the Microsoft Excel software for the static solution and behavior of a two-storey house, which is located on the island of Eptanisa, Kefalonia. In the specific area some of the largest seismic actions of our country are observed and, thus, we can use this to test the capabilities of the computer program. The method chosen to implement in this particular program is called the finite element method, which is the main topic of the current work. The method is known for solving complex engineering problems. The methods we could have chosen vary, however, the aim of the thesis is not only the development of the Excel file, but, more generally, the understanding of the possibilities offered by the finite element method. This is the reason for not using a commercial software or program and instead creating from scratch and running one that is using finite elements. The specific file can be adapted to other cases and types of structures requirements by the user in a short period of time. Along with the practical application of the finite element method to the two-storey building of this diploma thesis, the theoretical background is also presented in some of the chapters, in order to present the three dimensional analysis. The application of the method in the EXCEL file is presented thoroughly in the last chapter along with the assumptions posed on the solution. The whole work is presented in an attempt to solve structural engineering problems with efficiency, flexibility and time efficiency in the execution of the program