ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΕΡΕΥΝΑ ΤΟΥ ΓΙΑΝΝΗ ΛΥΜΠΕΡΗ
Η βλάβη και η παραμόρφωση μιας κατασκευής υπό σεισμική διέγερση, είναι στενά συνδεδεμένες έννοιες αφού με τον έλεγχο των παραμορφώσεων κατά την διαδικασία του σχεδιασμού ελέγχεται και η βλάβη. Οι μέθοδοι σχεδιασμού της ευρεσιτεχνίας έχουν την δυνατότητα να ελέγξουν τις παραμορφώσεις του φέροντα οργανισμού, ή να του επιτρέψουν να λικνίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή, στην οποία δεν παρουσιάζονται αστοχίες, αποτρέποντας την ανελαστική μετατόπιση. Σύμφωνα με την έρευνα αυτό επιτυγχάνεται με μια συνεχή έλξη της κατασκευής προς το έδαφος και του εδάφους προς την κατασκευή, κάνοντας αυτά τα δύο μέρη ένα σώμα. Αυτές οι δυνάμεις εφαρμόζονται από μηχανισμούς πάκτωσης και έλξης.
Οι μηχανισμοί αποτελούνται από τένοντες οι οποίοι διαπερνούν ελεύθερα μέσα από σωλήνες διόδου τις διατομές των παρειών των τοιχωμάτων, καθώς και το μήκος γεωτρήσεων ευρισκόμενες κάτω από το πέλμα βάσης, μέσα στο έδαφος θεμελίωσης. Τα κάτω άκρα των τενόντων, πριν την ανέγερση της κατασκευής, πακτώνονται στα βάθη των γεωτρήσεων με μηχανισμούς πάκτωσης, τύπου μεταλλικών παρειών πίεσης, διαστελλόμενων αξονικά προς τα πρανή, με την βοήθεια περιστρεφόμενων αντεστραμμένων αντικριστών ακτινίων. Το άνω άκρο των πακτώνεται στους κόμβους της ανώτατης στάθμης με μηχανισμούς πάκτωσης και έλξης οι οποίοι έχουν την δυνατότητα να επιβάλουν θλιπτικά φορτία στις διατομές των κάθετων φερόντων στοιχείων . Η έλξη των τενόντων από τους μηχανισμούς έλξης ευρισκόμενοι στους κόμβους της ανώτατης στάθμης, καθώς και η αντίδραση σε αυτήν την έλξη προερχόμενη από τα κάτω πακτωμένα άκρα των τενόντων στα βάθη των γεωτρήσεων δημιουργούν την ένωση των τοιχωμάτων της κατασκευής με το έδαφος. Πρωτίστως ( πριν την ανέγερση της κατασκευής ) πακτώνουμε τους μηχανισμούς αγκύρωσης μέσα στο έδαφος εφαρμόζοντας ( με μηχανισμούς του εμπορείου ) έλξη στους τένοντες, διπλάσια των εντάσεων υπολογισμού , μεταξύ του ύψους της επιφάνειας θεμελίωσης και του μηχανισμού αγκύρωσης στα βάθη της γεώτρησης. Κατά την έλξη του τένοντα ο μηχανισμός μέσα στα βάθη της γεώτρηση διαστέλλεται ασκώντας μηχανικές περιφερειακές ακτινικές πιέσεις προς τα χαλαρά πρανή της γεώτρησης εξασφαλίζοντας αφενός συμπύκνωση αυτών και αφετέρου μεγάλη τριβή στην διεπιφάνεια των σιαγόνων του μηχανισμού και του εδάφους δημιουργώντας συνθήκες συνάφειας για πάκτωση μηχανισμού - εδάφους. Διατηρώντας τις μηχανικές εντάσεις πίεσης προς τα πρανή της γεώτρησης γεμίζουμε με ένεμα την οπή, για περαιτέρω πρόσφυση, καθώς και για την προστασία του μηχανισμού από την οξείδωση. Όταν ολοκληρωθεί η πάκτωση στο έδαφος έχουμε έναν μηχανισμό θεμελίωσης εις βάθος ο οποίος δέχεται επιτυχώς τόσο τις ανοδικές, όσο και τις καθοδικές εντάσεις σχεδιασμού του πέλματος βάσης. Εφόσον πρωτίστως ολοκληρωθεί η πάκτωση στο έδαφος ακολουθήσει η σταδιακή κατασκευή του έργου, καθώς και η ελεύθερη διέλευση των τενώντων μέσα από τις παρειές των τοιχωμάτων με την βοήθεια σωλήνων διόδου. Μετέπειτα ή πακτώνουμε το άνω άκρο των τενώντων στα ανώτατα άκρα των τοιχωμάτων, ή επιβάλουμε με τον μηχανισμό έλξης θλιπτικές εντάσεις στην διατομή τους. Η μέθοδός σχεδιασμού περιλαμβάνει κατασκευή ικανού αριθμού και μεγέθους τοιχωμάτων οπλισμένου σκυροδέματος, με διατομές διαφόρων σχημάτων , τοποθετημένα στις κατάλληλες θέσεις, στα οποία οι μηχανισμοί επιβάλουν από τα ανώτατα άκρα τους θλιπτικά φορτία σε όλες τις παρειές της διατομής τους, με σκοπό να εφαρμόσουν ροπές ευστάθειας έναντι των ροπών ανατροπής οι οποίες τους επιβάλλονται από τις πανταχόθεν εδαφικές μετατοπίσεις και τις εντάσεις αδράνειας. Η δύναμη που εφαρμόζει τα θλιπτικά φορτία στις διατομές προέρχεται από μια εξωτερική πηγή, αυτήν του εδάφους θεμελίωσης. Τα τοιχώματα αυτά ενδέχεται να βρίσκονται στην περίμετρο του κτιρίου, ( πλην προσόψεων καταστημάτων ) να περιβάλλουν το κλιμακοστάσιο και τον ανελκυστήρα, (ισχυροί πυρήνες) και ενδεχομένως να αποτελούν εσωτερικά τοιχώματα (π.χ. διαχωρισμού διαμερισμάτων) καθ΄ όλο το ύψος του κτιρίου. Η τοποθέτηση πολλών ισχυρών τοιχωμάτων συνεπάγεται βέβαια, λόγο της μεγάλης δυσκαμψίας τους, σημαντική μείωση της θεμελιώδους ιδιοπεριόδου της κατασκευής. Αυτό, σε συνδυασμό και με την θεώρηση q=1, οδηγεί σε αντίστοιχα μεγάλη αύξηση των σεισμικών φορτίων της κατασκευής. Εν τούτης, δεν πρέπει να παραβλέπεται ότι ακριβώς λόγο των πολλών και ισχυρών τοιχωμάτων αυξάνει περισσότερο η αντοχή ή αντίστροφα μειώνονται τα φορτία διατομής παρά την αύξηση των σεισμικών φορτίων. Τα τοιχώματα κατά το λίκνισμα της κατασκευής παραλαμβάνουν ροπές ( Μ ), ορθές δυνάμεις ( Ν ) ( θλιπτικές και εφελκυσμού ), και τέμνουσες ( Q ) Το σκυρόδεμα του τοιχώματος υπό την επιβολή των θλιπτικών εντάσεων του μηχανισμού της τάξεως του 50% του σθρ., αυξάνει την αντοχή του ως προς τις τέμνουσες ( Q ) κατά 36%. Γενικός η επιβολή των θλιπτικών δυνάμεων στις διατομές εφαρμόζεται τόσο για τον μηδενισμό των εφελκυστικών εντάσεων, όσο και για την δημιουργεία ροπων ευστάθειας καθώς και για μεγαλύτερη αντοχή της διατομής προς τις τέμνουσες. Η επιβολή θλιπτικών δυνάμεων στις διατομές στα πλαίσια της επαλληλίας, έχει πολύ θετικά αποτελέσματα καθότι βελτιώνει τις τροχιές του λοξού εφελκυσμού, εξασφαλίζει μειωμένη ρηγμάτωση λόγο θλίψης, αυξάνοντας συγχρόνως την ενεργή διατομή του τοιχώματος.
Τις θλιπτικές τάσεις ( Ν ) τις παραλαμβάνει η διατομή του τοιχώματος και τις κατευθύνει στον μηχανισμό πάκτωσης του εδάφους ο οποίος τις μεταβιβάζει στα πρανή στα βάθη της γεώτρησης, αυξάνοντας την απόκριση του εδάφους θεμελίωσης προς τις καθοδικές εντάσεις, δημιουργώντας περισσότερες και ισχυρότερες εδαφικές ζώνες επιρροής. Οι ανοδικές εντάσεις του τοιχώματος, σε συνεργασία με τις κατακόρυφες συνιστώσες φορτίων, δημιουργούν τον εφελκυσμό ( Ν ) Τις ανοδικές εντάσεις τις παραλαμβάνει ο ελεύθερης διέλευσης τένοντας από τους κόμβους της ανώτατης στάθμης και τις εκτρέπει στέλτωντας αυτές μέσα στο έδαφος, αφαιρώντας καθ αυτόν τον τρόπο την μια εκ των δύο δυνάμεων που δημιουργεί τον εφελκυσμό στην παρειά του τοιχώματος. Κατά αυτήν την μέθοδο σταματάει η ανάκληση του πέλματος βάσης καθώς και κάμψη του τοιχώματος, αιτίες οι οποίες δημιουργούν τις ροπές ( Μ ) στους κόμβους οι οποίες ευθύνονται για την κάμψη του κορμού των στοιχείων του φέροντα οργανισμού.
Οι εντάσεις εφελκυσμού ( Ν ) που παρατηρούνται στην μια από της δύο παρειές του τοιχώματος δεν υφίστανται πλέον διότι δεν υφίσταται πλέον οι δύο αντίθετες εντάσεις εφελκυσμού οι οποίες τείνουν να επιμηκύνουν την μια παρειά του τοιχώματος.
