Πειραματική σεισμική μηχανική

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΠειραματική σεισμική μηχανική / Experimental seismic mechanics
ΚωδικόςΑΣΤΕ04-2021
ΣχολήΠολυτεχνική
ΤμήμαΠολιτικών Μηχανικών
Κύκλος / Επίπεδο2ος / Μεταπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
ΚοινόΝαι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600020573

Πρόγραμμα Σπουδών: Αειφόρος Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων Έναντι Σεισμού και Άλλων Φυσικών κινδύνων

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 16
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό115

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΠειραματική σεισμική μηχανική
Ακαδημαϊκό Έτος2021 – 2022
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία1
Class ID
600201525
Τύπος Μαθήματος
Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Επιστημονικής Περιοχής
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
  • Eξ απoστάσεως εκπαίδευση
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
• Υποχρεωτική παρακολούθηση όλων των μαθημάτων και ειδικότερα των αντίστοιχων εργαστηρίων. • Κατά την διάρκεια των εργαστηρίων απαιτείται εξοπλισμός για την λήψη φωτογραφιών που θα ενσωματωθούν στην τελική έκθεση (θέμα) • Εκπόνηση θέματος • Γραπτές και προφορικές εξετάσεις.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Σκοπός: Μελέτη της δυναμικής απόκρισης και σεισμικής συμπεριφοράς δομικών συστημάτων μέσω εργαστηριακών μετρήσεων και παρατηρήσεων επί-τόπου. Μελέτη της δυναμικής και σεισμικής συμπεριφοράς υλικών, απλών δομικών στοιχείων και δομικών συστημάτων σε καταπονήσεις στο εργαστήριο ή επί-τόπου.. Απεικόνιση και μελέτη της διέγερσης-απόκρισης τόσο στο πεδίο του χρόνου όσο και στο πεδίο των συχνοτήτων. Σύγκριση των μετρήσεων της δυναμικής και σεισμικής απόκρισης δομικών συστημάτων με αποτελέσματα αντίστοιχων αριθμητικών προσομοιώσεων. Μελέτη οριακών καταστάσεων και μορφών αστοχίας απλών δομικών στοιχείων σε αρχική κατάσταση ή μετά από την επισκευή τους, όταν τα στοιχεία αυτά υποβάλλονται σε απλές ή σύνθετες φορτίσεις. Ερμηνεία της παρατηρούμενης συμπεριφοράς και σύνδεσή της αφενός με την επιβαλλόμενη φόρτιση αφετέρου με κριτήρια αστοχίας. Σύνδεση των ανωτέρω με μορφές βλαβών που παρατηρούνται σε πρωτότυπα δομικά συστήματα μετά από ισχυρές σεισμικές διεγέρσεις, Πειραματική και αριθμητική διερεύνηση της συμπεριφοράς επισκευασμένων απλών δομικών στοιχείων με τυπικές βλάβες στο εργαστήριο. Διερεύνηση μέσων για μείωση της σεισμικής απόκρισης (Μονωτήρες – αποσβεστήρες – συσκευές απορρόφησης ενέργειας) και σύγκριση της μετρημένης συμπεριφοράς με προβλέψεις από αντίστοιχες αριθμητικές προσομοιώσεις. Στόχοι: Μετά την επιτυχή παρακολούθηση ο μεταπτυχιακός φοιτητής θα πρέπει: Α) Μέσω της μελέτης της εργαστηριακής ή της επί-τόπου συμπεριφοράς υλικών, απλών δομικών στοιχείων και δομικών συστημάτων αφενός να εμπεδώσει τις πλέον καθοριστικές αρχές που υπαγορεύουν αποφάσεις για την επισκευή-ενίσχυση δομικών στοιχείων φορέων έναντι μιας ισχυρής σεισμικής καταπόνησης αφετέρου να κατανοήσει την δυνατότητα για την χρήση των πειραματικών μέθοδοι σε συνδυασμό με κατάλληλα αριθμητικά προσωμοιώματα. Β) Μέσω της μελέτης της δυναμικής ή σεισμικής απόκρισης απλών δομικών συστημάτων, είτε επί-τόπου είτε στο εργαστήριο με την χρήση ρεαλιστικών φυσικών ομοιωμάτων και της αριθμητικής προσομοίωσης αυτής της απόκρισης, να κατανοήσει σε βάθος τα φαινόμενα που καθορίζουν την επιτυχή μελέτη της δυναμικής ή σεισμικής απόκρισης δομικών συστημάτων. Επιπρόσθετα, να μπορεί να διερευνήσει διάφορους τρόπους για την μείωση της σεισμικής απόκρισης και είτε να υλοποιήσει επιτυχώς τον σχεδιασμό και την κατασκευή των αντίστοιχων δομικών συστημάτων είτε να πιστοποιήσει επί-τόπου, αν απαιτηθεί, την πραγματοποιούμενη συμπεριφορά τους. Επιπρόσθετα με την εφαρμογή των κατάλληλων αριθμητικών προσομοιωμάτων να μπορεί να κατανοήσει την εμβέλεια, τους περιορισμούς και την σχετική δυσκολία επιτυχούς εφαρμογής των σχετικών αριθμητικών προσομοιώσεων με εφαρμογές είτε σε ρεαλιστικά φυσικά ομοιώματα που θα μελετηθούν στο εργαστήριο είτε σε πρωτότυπα δομικά συστήματα επί-τόπου.
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Ομαδική εργασία
  • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
  • Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
1. Πειραματική μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς δομικών συστημάτων - Φυσικά Ομοιώματα. . Η φύση της σεισμικής φόρτισης . Εργαστηριακές διατάξεις προσέγγισης της σεισμικής δράσης. • Διατάξεις φόρτισης – Ισχυρά πατώματα, πλαίσια αντίδρασης, Διατάξεις τεχνητών σεισμών, πεδία δοκιμών για επί-τόπου μετρήσεις και σχήματα ενοργάνωσης πραγματικών κατασκευών. . Ενοργάνωση πειραματικών διατάξεων. Αισθητήρια και μετρήσεις της απόκρισης επιτάχυνσης, μετατόπισης, φορτίου. Καταγραφή, αποθήκευση και επεξεργασία των μετρήσεων. Διδάσκον: Γ. Χ. Μάνος, 2. Αξιοποίηση πειραματικών μεθόδων στην Δυναμική και Σεισμική μηχανική των Κατασκευών. Παρακολούθηση της δομικής υγείας. • Ανάλυση δυναμικών σημάτων στο πεδίο του χρόνου και των συχνοτήτων (Φάσματα Fourier - Φάσματα απόκρισης) • Ιδιομορφική ανάλυση – πειραματικές μέθοδοι. Προσδιορισμός του ποσοστού απόσβεσης. • Επιτόπου μετρήσεις (π.χ. Κτιριακές κατασκευές, γεφύρες, ανεπογεννήτριες κλπ.) - Εφαρμογές στο εργαστήριο σε απλά δυναμικά συστήμα. - Αλληλεπιδράσεις εδάφους – θεμελίωσης - ανωδομής • Εργαστηριακές εφαρμογές και αριθμητική προσομοίωση. Διδάσκοντες: Γ. Χ. Μάνος, Γ. Μανώλης, Κ. Κατάκαλος 3. Σύνθετες διατάξεις φόρτισης για δυναμικές ή σεισμικές καταπονήσεις • Προσομοίωση σεισμικών διεγέρσεων – Σεισμική Τράπεζα. . Προσομοίωση δυναμικών ή σεισμικών σημάτων - Λευκός θόρυβος, ημιτονοειδείς ή σεισμικές διεγέρσεις. - Εργαστηριακή μελέτη της δυναμικής απόκρισης μονοβάθμιων ή διβάθμιων απλών συστημάτων στο εργαστήριο μέσω συνθηκών ελεύθερης ταλάντωσης ή καταναγκασμένης ημιτονοειδούς διέγερσης της βάσης. Επιρροή της μεταβολής της δυσκαμψίας και μάζας καθώς και των συνθηκών στήριξης. Σύγκριση των μετρημένων μεγεθών απόκρισης με τα αντίστοιχα αποτελέσματα από αριθμητικές προσομοιώσεις. Διδάσκοντες: Γ. Χ. Μάνος, Κ. Κατάκαλος, Γ. Μανώλης 4. Υλικά για την επισκευή δομικών στοιχείων με βλάβες από σεισμικές καταπονήσεις. - Μορφές βλαβών δομικών στοιχείων και κατασκευών από σεισμικές δράσεις. - Σενάρια αστοχίας. Η λογική του αδύναμου κρίκου. - Χαρακτηρισμός βλαβών και τρόποι επισκευής δομικών στοιχείων με βλάβες από σεισμικές δράσεις. . Η συνάφεια οπλισμού και σκυροδέματος και τρόποι βελτίωσής της. Συγκολλήσεις οπλισμών. - Εποξειδικές ρητίνες, ειδικά σκυροδέματα, ινοπλισμένα πολυμερή. - Εργαστηριακοί έλεγχοι μέσω απλών πειραματικών διατάξεων και εργαστηριακές εφαρμογές Διδάσκοντες: Κ. Κατάκαλος, Γ.Χ. Μανος Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 5. Συμπεριφορά απλών δομικών στοιχείων στην αρχική τους μορφή και μετά την επισκευή τους . Ο μηχανισμός της περίσφιξης. - Βελτίωση του μηχανισμού περίσφιξης μέσω μανδυών από ινοπλισμένα πολυμερή. - Αοπλη και ολπισμένη τοιχοποιία. . Συμπεριφορά δοκιμίων σε θλίψη στο εργαστήριο (αρχική κατάσταση). - Συμπεριφορά δοκιμίων σε θλίψη στο εργαστήριο μετά την περίσφιξη με μανδύα. - Σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με προβλέψεις μέσω υπολογιστικών μεθόδων. Διδάσκοντες: Κ. Κατάκαλος, Γ. Μάνος Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 6. Μηχανισμοί μεταφοράς δυνάμεων σε επισκευασμένα δομικά στοιχέια. - Μηχανισμός βλήτρου και μηχανισμός αγκυρίου. - Σχετικές διάτάξεις ΚΑΝΕΠΕ. - Επισκευή πλαισίων με εμφατνώσεις. Τοιχοπληρώσεις. Διδάσκοντες: Κ. Κατάκαλος, Γ.Χ. Μάνος Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 7. Συμπεριφορά απλών δομικών στοιχείων πριν και μετά την επισκευή τους. - Συμπεριφορά αμφιέρειστης δοκού σε κάμψη / διάτμηση στο εργαστήριο (αρχική κατάσταση). Μορφές βλαβών και τρόποι επισκευής / ενίσχυσης. Συμπεριφορά του ίδιου δομικού στοιχείου μετά την επισκευή / ενίσχυση του - Το πρόβλημα της επισκευής / ενίσχυσης πλακοδοκού σε διάτμηση . Διερεύνηση του μηχανισμού αγκύρωσης των τμημάτων επισκευής / ενίσχυσης με ινοπλισμένα πολυμερή. - Σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με προβλέψεις μέσω υπολογιστικών μεθόδων. Διδάσκων: Κ. Κατάκαλος 8. Μη καταστροφικές μέθοδοι και η χρήση τους στην αποτίμηση της συμπεριφορά απλών δομικών στοιχείων ή συνδέσεων στην αρχική τους μορφή και μετά την επισκευή τους. - Επί τόπου μετρήσεις και εφαρμογή δηγματοληψιών. • Εργαστηριακές εφαρμογές - Επισκευές δομικών στοιχείων με μανδυώσεις. - Κατασκευαστικές λεπτομέρειες. -Τρόποι υπολογισμού – Απλοποιητικά λογισμικά - Εφαρμογές σε κτιριακές κατασκευές. Διδάσκων: Κ. Κατάκαλος Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 8α. Επισκευή δομικών συστημάτων. 9. Σύγκριση της πειραματικής απόκρισης από εργαστηριακές ή επιτόπου μετρήσεις με αποτελέσματα αριθμητικών προσομοιώσεων σε απλά ή σύνθετα δομικά συστήματα στο εργαστήριο ή επί-τόπου - Αλληλεπιδράσεις εδάφους – θεμελίωσης - ανωδομής . Φυσικό ομοίωμα πλαισιακού φορέα και αλληλεπίδραση με τοιχοπλήρωση. Φυσικό ομοίωμα καταστρώματος γέφυρας στην σεισμική τράπεζα πάνω σε ομοιώματα εφεδράνων. Φυσικό ομοίωμα πυλώνα γέφυρας υπό κλίμακα με πολύ δύσκαμπτες ή σχετικά εύκαμπτες συνθήκες έδρασης. Αριθμητική προσομοίωση της συμπεριφοράς. Διδάσκοντες: Κ. Κατάκαλος, Γ. Χ. Μάνος, Γ. Μανώλης, Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 10. Παρεμβάσεις σε φέροντα συστήματα για μείωση της σεισμικής απόκρισης - Παθητική Σεισμική Μόνωση - Αποσβεστήρες - Συσκευές και δομικά τμήματα απορρόφησης σεισμικής ενέργειας Γέφυρες και εφαρμογές για μείωση της σεισμικής απόκρισης Πειραματική μελέτη της συμπεριφοράς μέσων για μείωση της σεισμικής απόκρισης (Μονωτήρες – αποσβεστήρες – συσκευές και δομικά τμήματα απορρόφησης σεισμικής ενέργειας). Κανονιστικές διατάξεις. Διδάσκοντες: Γ. Χ. Μάνος, Κ. Κατάκαλος Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης 11. Παρεμβάσεις σε φέροντα συστήματα για μείωση της σεισμικής απόκρισης - Παθητική Σεισμική Μόνωση - Αποσβεστήρες - Συσκευές απορρόφησης ενέργειας Αριθμητική προσομοίωση της συμπεριφοράς. Διδάσκοντες: Κ. Κατάκαλος, Γ. Χ. Μάνος, Γ. Μανώλης Συνεπικουρούντες: Λ. Κωτούλας, Λ. Μελίδης
Λέξεις Κλειδιά
εργαστηριακοί έλεγχοι, δυναμικά σήματα, σεισμική μόνωση, ενισχύσεις κατασκευών
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Βιντεοδιαλέξεις
  • Ήχος
  • Πολυμεσικό υλικό
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις64
Εργαστηριακή Άσκηση40
Εκπόνηση μελέτης (project)40
Εξετάσεις6
Σύνολο150
Αξιολόγηση Φοιτητών
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Προφορική Εξέταση (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Έκθεση / Αναφορά (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
  • Εργαστηριακή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Τελευταία Επικαιροποίηση
08-12-2021