ΓΕΩΣΤΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΦΡΩΣΙΑΚΉ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΥ ΦΟΡΕΑ ΣΤΗΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ.
Συνήθως σε μικρά έργα δίδεται μεγάλη σημασία στα στατικά και πολύ μικρή σημασία στο έδαφος θεμελίωσης.
Το έδαφος από την φυσική του σύσταση είναι ανομοιογενή και δίνατε η ποιότητά του να αλλάζει από την μία βάση θεμελίωσης έως την άλλη.
Ακόμα μπορεί να κρύβει άλλους κινδύνους όπως σπήλαια κάτω από τις βάσεις και υπόγειους ποταμούς οι οποίοι μπορεί να μεταφέρουν το έδαφος.
Για τους πάρα πάνω κινδύνους, πρέπει να γίνονται γεωτρήσεις πριν την σχεδίαση των βάσεων για να εξετάζεται η σύσταση του εδάφους η οποία καθορίζει και το μέγεθος και είδος των βάσεων, εν σχέση με τα σχεδιαζόμενα φορτία που πρόκειται να αναλάβει.
Ωστόσο μόνο σε πολύ σοβαρά έργα γίνεται η δειγματοληψία του εδάφους λόγο κόστους.
Οι γεωτρήσεις είναι απαραίτητες για την τοποθέτηση του μηχανισμού της ευρεσιτεχνίας κάτω από τις βάσεις, οπότε και η δειγματοληψία της ποιότητας του εδάφους θεμελίωσης είναι δεδομένη με την μέθοδο σχεδιασμού που προτείνω.
Οι πολιτικοί μηχανικοί για να εξασφαλίσουν ισχυρή έδραση στην κατασκευή αφαιρούν το μαλακό έδαφος της επιφάνειας με τις εκσκαφές για να βρουν πιο συμπυκνωμένο έδαφος θεμελίωσης. Όσο πιο βαθειά μέσα στο έδαφος είναι το θέμελο τόσο πιο συμπυκνωμένο και κατάλληλο έδαφος είναι, διότι το ίδιον το βάρος των ανωτέρω στρωμάτων έχει συμπυκνώσει διαχρονικά τα κατώτερα στρώματα.
Οι εκσκαφές είναι ένα μεγάλο κόστος στην κατασκευή αλλά απολύτως απαραίτητο.
Με την μέθοδο της ευρεσιτεχνίας εξασφαλίζεται ισχυρότερο έδαφος θεμελίωσης διότι αφενός ο μηχανισμός τοποθετείτε σε μεγάλα βάθη στα οποία μεταφέρει τα στατικά φορτία και αφετέρου τα συμπυκνώνει μηχανικά, περισσότερο από ότι έχουν συμπυκνωθεί με το ίδιον βάρος τους, τόσο ως προς οριζόντια κατεύθυνση όσο και προς την κατακόρυφη κατεύθυνση. Από την άλλη εξασφαλίζει μεγαλύτερες επιφάνειες παραλαβής φορτίων διότι εκτός την επιφάνεια του εδάφους κάτω από το πέλμα της βάσης η οποία αναλαμβάνει το βάρος της κατασκευής υπάρχει και η πρόσφυση του μηχανισμού στα βάθη της γεώτρησης ο οποίος παραλαμβάνει και αυτός μεγάλα στατικά φορτία.
Αυτή η έξτρα θεμελίωση που προσφέρει ο μηχανισμός της ευρεσιτεχνίας είναι εντελώς απαραίτητη στον σεισμό.
Κατά τον σεισμό το έδαφος υποχωρεί, διότι με την δόνηση συμπυκνώνεται περισσότερο, και το αποτέλεσμα της συμπύκνωσης είναι να δημιουργούνται καθιζήσεις.
Για τον λόγο αυτό βλέπεται να αναβλύζει νερό στην επιφάνεια του εδάφους κατά τον σεισμό, διότι η συμπύκνωση του εδάφους εκτοπίζει προς την επιφάνεια τους ελαφρότερους θύλακες νερού που ευρίσκονταν μέσα στο έδαφος. Αυτό το φαινόμενο πιδάκων γίνεται πιο έντονο κοντά σε θαλάσσιες περιοχές που τις έχουν μπαζώσει. Οπότε η προ συμπύκνωση του εδάφους η οποία επιφέρει ο μηχανισμός της ευρεσιτεχνίας ως προς την οριζόντια και την κατακόρυφη διατομή του, είναι πολύ θετική, διότι αποτρέπει την καθίζηση του εδάφους στις σεισμικές μετατοπίσεις.
Η καθίζηση του εδάφους όταν είναι ομοιογενής βυθίζει την κατασκευή μέσα στο έδαφος, ενώ όταν είναι ανομοιογενής η κατασκευή ή γέρνει ή παραμορφώνει τις διατομές γύρο από τα κομβικά σημεία της κατασκευής.
Εδώ βλέπουμε ότι το όφελος της ευρεσιτεχνίας είναι διπλό διότι προστατεύει αφενός την κατασκευή από τις παραμορφώσεις και αφετέρου από τις καθιζήσεις.
Για να πετύχουμε το διπλό καλό πρέπει να εφαρμόσουμε και διπλές προεντάσεις.
Για να πετύχουμε πρωτίστως την βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης + θλιπτικά φορτία στην διατομή του τοιχώματος εξασκούμε δύο ξεχωριστές προεντάσεις με τον ίδιο τένοντα του μηχανισμού.
Η πρώτη μεγάλη προένταση εφαρμόζεται πριν την έναρξη της κατασκευής, μεταξύ της επιφανείας του εδάφους θεμελίωσης και του μηχανισμού αγκύρωσης που βρίσκετε τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης.
Η προένταση αυτή εφαρμόζεται από τένοντα με την βοήθεια υδραυλικών ελκυστήρων για να διασταλεί ο μηχανισμός προς τα πρανή της γεώτρησης και πιέζοντας αυτά δημιουργείται συμπύκνωση και πρόσφυση λόγο τριβής.
Η έλξη από τους υδραυλικούς ελκυστήρες πρέπει να είναι της τάξης του διπλάσιου αυτών του υπολογισμού σχεδιασμού.
Αφού ολοκληρωθεί η έλξη από την επιφάνεια του εδάφους θεμελίωσης, για να αφαιρέσουμε τους γρύλους και να διατηρήσουμε την ένταση έλξης, ασφαλίζουμε τους τένοντες με περικόχλια. Κατόπιν για μεγαλύτερη πρόσφυση γεμίζουμε την οπή της γεώτρησης με σκυρόδεμα.
Με αυτήν την μέθοδο ολοκληρώσαμε την βέλτιστη βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης + την πάκτωση της αγκύρωσης.
Κατόπιν χρησιμοποιώντας περικόχλια ένωσης επεκτείνουμε τον προεξέχοντα από το έδαφος τένοντα μέχρι το δώμα, σταδιακά, και πάνω στο δώμα πάλη με υδραυλικούς γρύλους εφαρμόζουμε την δεύτερη μικρότερης έντασης προένταση ώστε να επιβάλουμε θλίψη στις διατομές της κατασκευής.
Η προένταση στις διατομές επιβάλετε για να ενισχύσουμε την διατομή προς την διατμητική αστοχία, και η πάκτωση της κατασκευής στο έδαφος σκοπό έχει να εκτρέψει τις σεισμικές εντάσεις μέσα στο έδαφος αποτρέποντας αυτές να οδηγηθούν πάνω στις διατομές γύρω από τους κόμβους.
ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Αν και δεν μιλάτε καθόλου...
Έχω μια απορία και την θέτω σαν ερώτηση προς συζήτηση.
Η συμπύκνωση του εδάφους προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση που εφαρμόζει ο μηχανισμός της αγκύρωσης επηρεάζει εξαλείφοντας τις επιφανειακές δονήσεις του εδάφους? Ναι ή όχι?
Πιστεύω ότι όχι μόνο η επιφάνεια του εδάφους αλλά και η επιφάνεια των κτιρίων εξαλείφει τις δονήσεις. Υπάρχει σχέση μεταξύ ανελαστικής παραμόρφωσης και ενεργειακής απόρριψης σε δομές που υπόκεινται σε σεισμικές κινήσεις.
Έχω μια απορία και την θέτω σαν ερώτηση προς συζήτηση.
Η συμπύκνωση του εδάφους προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση που εφαρμόζει ο μηχανισμός της αγκύρωσης επηρεάζει εξαλείφοντας τις επιφανειακές δονήσεις του εδάφους? Ναι ή όχι?
Πιστεύω ότι όχι μόνο η επιφάνεια του εδάφους αλλά και η επιφάνεια των κτιρίων εξαλείφει τις δονήσεις. Υπάρχει σχέση μεταξύ ανελαστικής παραμόρφωσης και ενεργειακής απόρριψης σε δομές που υπόκεινται σε σεισμικές κινήσεις.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Οι δονήσεις του εδάφους σε ένα σεισμό μεταφέρονται στο κτίριο.
Οι δονήσεις είναι η αιτία της παραμόρφωσης του κτιρίου η οποία επιφέρει στην τελική την κατάρρευση.
Αν σταματήσουμε τις δονήσεις του εδάφους και τις δονήσεις τις κατασκευής δεν θα υπάρχει παραμόρφωση
οπότε ούτε και κατάρρευση της κατασκευής.
Ο σεισμός θα προσπερνά την κατασκευή χωρίς να την αγγίζει.
Θα σας δώσω ένα παράδειγμα απλό για να καταλάβετε πως κατόρθωσα να σταματήσω τις δονήσεις ( κάτω από την κατασκευή ) του εδάφους θεμελίωσης και τις δονήσεις του κτιρίου.
Όλοι όσοι έχουμε μπει σε πλοίο να ταξιδέψουμε θα έχουμε παρατηρήσει ότι μερικά τραπεζάκια δονούνται περισσότερο από τα άλλα κάνοντας έναν ενοχλητικό θόρυβο. Αν ακουμπήσουμε αυτά τα τραπεζάκια ελαφριά με το δάκτυλό μας αυτά σταματούν αμέσως να δονούνται.
Το ίδιο έκανα και εδώ στο έδαφος με τον μηχανισμό πάκτωσης της ευρεσιτεχνίας.
Η συμπύκνωση του εδάφους προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση που εφαρμόζει ο μηχανισμός της αγκύρωσης επηρεάζει εξαλείφοντας τις επιφανειακές δονήσεις του εδάφους αλλά και τις δονήσεις του κτιρίου αφού το κτίριο δεν δονείτε πια.
Και κάποια μικρή δόνηση να περάσει στο κτίριο αυτή εξουδετερώνεται από τον άλλο μηχανισμό προέντασης που βρίσκεται πάνω στο κτίριο και επιβάλει θλιπτικές εντάσεις στις διατομές.
Για να πετύχουμε το διπλό καλό πρέπει να εφαρμόσουμε και διπλές προεντάσεις.
Η πρώτη μεγάλη προένταση εφαρμόζεται πριν την έναρξη της κατασκευής, μεταξύ της επιφανείας του εδάφους θεμελίωσης και του μηχανισμού αγκύρωσης που βρίσκετε τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης.
Η προένταση αυτή εφαρμόζεται από τένοντα με την βοήθεια υδραυλικών ελκυστήρων για να διασταλεί ο μηχανισμός προς τα πρανή της γεώτρησης και πιέζοντας αυτά δημιουργείται συμπύκνωση και πρόσφυση λόγο τριβής.
Η έλξη από τους υδραυλικούς ελκυστήρες πρέπει να είναι της τάξης του διπλάσιου αυτών του υπολογισμού σχεδιασμού.
Αφού ολοκληρωθεί η έλξη από την επιφάνεια του εδάφους θεμελίωσης, για να αφαιρέσουμε τους γρύλους και να διατηρήσουμε την ένταση έλξης, ασφαλίζουμε τους τένοντες με περικόχλια. Κατόπιν για μεγαλύτερη πρόσφυση γεμίζουμε την οπή της γεώτρησης με σκυρόδεμα.
Με αυτήν την μέθοδο ολοκληρώσαμε την βέλτιστη βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης + την πάκτωση της αγκύρωσης.
Κατόπιν χρησιμοποιώντας περικόχλια ένωσης επεκτείνουμε τον προεξέχοντα από το έδαφος τένοντα μέχρι το δώμα, σταδιακά, και πάνω στο δώμα πάλη με υδραυλικούς γρύλους εφαρμόζουμε την δεύτερη μικρότερης έντασης προένταση ώστε να επιβάλουμε θλίψη στις διατομές της κατασκευής.
Η προένταση στις διατομές επιβάλετε για να ενισχύσουμε την διατομή προς την διατμητική αστοχία, και η πάκτωση της κατασκευής στο έδαφος σκοπό έχει να εκτρέψει τις σεισμικές εντάσεις μέσα στο έδαφος αποτρέποντας αυτές να οδηγηθούν πάνω στις διατομές γύρω από τους κόμβους.
Η διπλή προένταση που επιβάλετε στις διατομές της κατασκευής και του εδάφους θεμελίωσης σταματά εκτός των άλλων και τις δονήσεις.
Οι δονήσεις είναι η αιτία της παραμόρφωσης του κτιρίου η οποία επιφέρει στην τελική την κατάρρευση.
Αν σταματήσουμε τις δονήσεις του εδάφους και τις δονήσεις τις κατασκευής δεν θα υπάρχει παραμόρφωση
οπότε ούτε και κατάρρευση της κατασκευής.
Ο σεισμός θα προσπερνά την κατασκευή χωρίς να την αγγίζει.
Θα σας δώσω ένα παράδειγμα απλό για να καταλάβετε πως κατόρθωσα να σταματήσω τις δονήσεις ( κάτω από την κατασκευή ) του εδάφους θεμελίωσης και τις δονήσεις του κτιρίου.
Όλοι όσοι έχουμε μπει σε πλοίο να ταξιδέψουμε θα έχουμε παρατηρήσει ότι μερικά τραπεζάκια δονούνται περισσότερο από τα άλλα κάνοντας έναν ενοχλητικό θόρυβο. Αν ακουμπήσουμε αυτά τα τραπεζάκια ελαφριά με το δάκτυλό μας αυτά σταματούν αμέσως να δονούνται.
Το ίδιο έκανα και εδώ στο έδαφος με τον μηχανισμό πάκτωσης της ευρεσιτεχνίας.
Η συμπύκνωση του εδάφους προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση που εφαρμόζει ο μηχανισμός της αγκύρωσης επηρεάζει εξαλείφοντας τις επιφανειακές δονήσεις του εδάφους αλλά και τις δονήσεις του κτιρίου αφού το κτίριο δεν δονείτε πια.
Και κάποια μικρή δόνηση να περάσει στο κτίριο αυτή εξουδετερώνεται από τον άλλο μηχανισμό προέντασης που βρίσκεται πάνω στο κτίριο και επιβάλει θλιπτικές εντάσεις στις διατομές.
Για να πετύχουμε το διπλό καλό πρέπει να εφαρμόσουμε και διπλές προεντάσεις.
Η πρώτη μεγάλη προένταση εφαρμόζεται πριν την έναρξη της κατασκευής, μεταξύ της επιφανείας του εδάφους θεμελίωσης και του μηχανισμού αγκύρωσης που βρίσκετε τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης.
Η προένταση αυτή εφαρμόζεται από τένοντα με την βοήθεια υδραυλικών ελκυστήρων για να διασταλεί ο μηχανισμός προς τα πρανή της γεώτρησης και πιέζοντας αυτά δημιουργείται συμπύκνωση και πρόσφυση λόγο τριβής.
Η έλξη από τους υδραυλικούς ελκυστήρες πρέπει να είναι της τάξης του διπλάσιου αυτών του υπολογισμού σχεδιασμού.
Αφού ολοκληρωθεί η έλξη από την επιφάνεια του εδάφους θεμελίωσης, για να αφαιρέσουμε τους γρύλους και να διατηρήσουμε την ένταση έλξης, ασφαλίζουμε τους τένοντες με περικόχλια. Κατόπιν για μεγαλύτερη πρόσφυση γεμίζουμε την οπή της γεώτρησης με σκυρόδεμα.
Με αυτήν την μέθοδο ολοκληρώσαμε την βέλτιστη βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης + την πάκτωση της αγκύρωσης.
Κατόπιν χρησιμοποιώντας περικόχλια ένωσης επεκτείνουμε τον προεξέχοντα από το έδαφος τένοντα μέχρι το δώμα, σταδιακά, και πάνω στο δώμα πάλη με υδραυλικούς γρύλους εφαρμόζουμε την δεύτερη μικρότερης έντασης προένταση ώστε να επιβάλουμε θλίψη στις διατομές της κατασκευής.
Η προένταση στις διατομές επιβάλετε για να ενισχύσουμε την διατομή προς την διατμητική αστοχία, και η πάκτωση της κατασκευής στο έδαφος σκοπό έχει να εκτρέψει τις σεισμικές εντάσεις μέσα στο έδαφος αποτρέποντας αυτές να οδηγηθούν πάνω στις διατομές γύρω από τους κόμβους.
Η διπλή προένταση που επιβάλετε στις διατομές της κατασκευής και του εδάφους θεμελίωσης σταματά εκτός των άλλων και τις δονήσεις.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΙ ΕΝΤΑΣΗ ΣΕΙΣΜΟΥ
Το μέγεθος του σεισμού είναι το επίκεντρο του σεισμού και μετριέται από σεισμογράφους.
Για να καταγράψει το μέγεθος της δόνησης των πλακών του πλανήτη, δηλαδή το μέγεθος του σεισμού, ένας σεισμογράφος χρειάζεται να συλλέξει δύο ποσοτικά μεγέθη.
1) Το μέγεθος
2) Την ένταση
Το μέγεθος βασίζεται στην ενέργεια με την οποία οι πλάκες του φλοιού της γης ταλαντεύονται.
Η ένταση βασίζεται στο πλάτος ταλάντωσης των επιφανειακών στρωμάτων του φλοιού της γης.
Η ένταση βασίζεται αποκλειστικά στο πλάτος ταλάντωσης.
Ο δείκτης καταστροφών στις κατασκευές δεν εξαρτάτε από το μέγεθος του επίκεντρου του σεισμού που μετράτε σε Ρίχτερ αλλά και από άλλους πάρα πολλούς αστάθμητους παράγοντες που μεσολαβούν τους οποίους θα προσπαθήσω να αναλύσω πάρα κάτω.
Ο σεισμός αρχίζει από το επίκεντρο όταν η ενέργεια που δημιουργείτε αρχίζει να αναδεύει ( να ανακατεύει όπως ο αναδευτήρας ) το έδαφος γύρω του.
Τα εδάφη ( αναλόγως από την σύσταση που αποτελούνται ) μεγαλώνουν αυτήν την ανάδευση από δύο έως και τέσσερις φορές.
Η μεταφορά της ενέργειας από το επίκεντρο γίνεται κυκλικά όπως όταν ρίξουμε μια πέτρα μέσα στο νερό η οποία δημιουργεί κύματα τα οποία έχουν ένα πλάτος ταλάντωσης και μία επιτάχυνση.
Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος ταλάντωσης του κύματος και όσο μεγαλώνει ο αριθμός ( συχνότητα που μετράτε σε Hz ) που αυτό επαναλαμβάνεται μέσα στην μονάδα του χρόνου του 1 δευτερολέπτου, τόσο μεγαλύτερη επιτάχυνση μετατόπισης δίνει.
Η μεγάλη επιτάχυνση και η διάρκεια του κλυδωνισμού, μαζί με τους μηχανισμούς απόσβεσης που διαθέτει η κατασκευή είναι οι τρεις παράγοντες που συντελούν στο να καταρρεύσει μια κατασκευή ή στο να παραμείνει όρθια. Ο συνδυασμός επιτάχυνσης και διάρκεια συντελούν στο να καταρρεύσει η κατασκευή ενώ οι μηχανισμοί απόσβεσης σεισμικής ενέργειας συντελούν στο να μείνει όρθια.
Μία κατασκευή αντέχει μεγάλη επιτάχυνση για μικρή διάρκεια ή μικρή επιτάχυνση για μεγάλη διάρκεια εν σχέση με τους μηχανισμούς απόσβεσης που διαθέτει.
Ανέφερα πάρα πάνω για αστάθμητους παράγοντες οι οποίοι μεγαλώνουν ή μικραίνουν την καταστροφή στα κτίρια.
Ας τους εξετάσουμε.
Η απόσταση από το επίκεντρο του σεισμού και την κατασκευή και το εστιακό βάθος είναι δύο παράγοντες που αυξομειώνουν την τελική επιτάχυνση που θα φθάσει κάτω από την βάση της κατασκευής βάση της οποίας σχεδιάζονται να αντέξουν οι κατασκευές.
Η ποιότητα του εδάφους ή του βράχου που μεσολαβεί μεταξύ του επίκεντρου και του κτιρίου και είναι το μέσον μεταφοράς της σεισμικής ενέργειας συντελεί στην αύξηση ή την μείωση της τελικής επιτάχυνσης που θα φθάσει κάτω από την βάση του κτιρίου. Είπαμε ότι το έδαφος συντελεί δύο με τέσσερις φορές περισσότερο την ανάδευση από ότι ο βράχος.
Ένας άλλος σοβαρός παράγοντας είναι οι συχνότητες. Οι υψίκορμες κατασκευές είναι ευάλωτες στα επιφανειακά σεισμικά κύματα με μεγάλο πλάτος ταλάντωσης, ενώ οι κοντές κατασκευές είναι ευάλωτες στα σεισμικά επιφανειακά κύματα που έχουν μικρό πλάτος ταλάντωσης με μεγάλη συχνότητα.
Όπως τα κύματα που δημιουργεί μια πέτρα στο νερό, έτσι και τα κύματα του σεισμού έχουν αρχικά μικρό πλάτος ταλάντωσης με μεγάλη συχνότητα και όσο απομακρύνονται από το επίκεντρο αυξάνουν το πλάτος ταλάντωσης του κύματος και μικραίνει η συχνότητά τους.
Αυτό σημαίνει ότι τα κοντά κτίρια είναι πιο ευάλωτα όταν βρίσκονται κοντά στο επίκεντρο του σεισμού με μικρό εστιακό βάθος ενώ τα υψίκορμα όταν βρίσκονται μακριά από το επίκεντρο του σεισμού, ο οποίος έχει και μεγάλο εστιακό βάθος.
Άλλος αστάθμητος παράγοντας είναι η κατεύθυνση του σεισμού. Ορισμένα κτίρια αντέχουν μεγαλύτερες εντάσεις αν ο σεισμός τα εμβολίσει προς μία κατεύθυνση από ότι αν τα εμβολίσει προς μία άλλη κατεύθυνση. Αυτό έχει να κάνει με την διαστασιολόγηση της κάτοψις των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων και της γενικής κάτοψις του κτιρίου.
Το μέγεθος του σεισμού είναι το επίκεντρο του σεισμού και μετριέται από σεισμογράφους.
Για να καταγράψει το μέγεθος της δόνησης των πλακών του πλανήτη, δηλαδή το μέγεθος του σεισμού, ένας σεισμογράφος χρειάζεται να συλλέξει δύο ποσοτικά μεγέθη.
1) Το μέγεθος
2) Την ένταση
Το μέγεθος βασίζεται στην ενέργεια με την οποία οι πλάκες του φλοιού της γης ταλαντεύονται.
Η ένταση βασίζεται στο πλάτος ταλάντωσης των επιφανειακών στρωμάτων του φλοιού της γης.
Η ένταση βασίζεται αποκλειστικά στο πλάτος ταλάντωσης.
Ο δείκτης καταστροφών στις κατασκευές δεν εξαρτάτε από το μέγεθος του επίκεντρου του σεισμού που μετράτε σε Ρίχτερ αλλά και από άλλους πάρα πολλούς αστάθμητους παράγοντες που μεσολαβούν τους οποίους θα προσπαθήσω να αναλύσω πάρα κάτω.
Ο σεισμός αρχίζει από το επίκεντρο όταν η ενέργεια που δημιουργείτε αρχίζει να αναδεύει ( να ανακατεύει όπως ο αναδευτήρας ) το έδαφος γύρω του.
Τα εδάφη ( αναλόγως από την σύσταση που αποτελούνται ) μεγαλώνουν αυτήν την ανάδευση από δύο έως και τέσσερις φορές.
Η μεταφορά της ενέργειας από το επίκεντρο γίνεται κυκλικά όπως όταν ρίξουμε μια πέτρα μέσα στο νερό η οποία δημιουργεί κύματα τα οποία έχουν ένα πλάτος ταλάντωσης και μία επιτάχυνση.
Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος ταλάντωσης του κύματος και όσο μεγαλώνει ο αριθμός ( συχνότητα που μετράτε σε Hz ) που αυτό επαναλαμβάνεται μέσα στην μονάδα του χρόνου του 1 δευτερολέπτου, τόσο μεγαλύτερη επιτάχυνση μετατόπισης δίνει.
Η μεγάλη επιτάχυνση και η διάρκεια του κλυδωνισμού, μαζί με τους μηχανισμούς απόσβεσης που διαθέτει η κατασκευή είναι οι τρεις παράγοντες που συντελούν στο να καταρρεύσει μια κατασκευή ή στο να παραμείνει όρθια. Ο συνδυασμός επιτάχυνσης και διάρκεια συντελούν στο να καταρρεύσει η κατασκευή ενώ οι μηχανισμοί απόσβεσης σεισμικής ενέργειας συντελούν στο να μείνει όρθια.
Μία κατασκευή αντέχει μεγάλη επιτάχυνση για μικρή διάρκεια ή μικρή επιτάχυνση για μεγάλη διάρκεια εν σχέση με τους μηχανισμούς απόσβεσης που διαθέτει.
Ανέφερα πάρα πάνω για αστάθμητους παράγοντες οι οποίοι μεγαλώνουν ή μικραίνουν την καταστροφή στα κτίρια.
Ας τους εξετάσουμε.
Η απόσταση από το επίκεντρο του σεισμού και την κατασκευή και το εστιακό βάθος είναι δύο παράγοντες που αυξομειώνουν την τελική επιτάχυνση που θα φθάσει κάτω από την βάση της κατασκευής βάση της οποίας σχεδιάζονται να αντέξουν οι κατασκευές.
Η ποιότητα του εδάφους ή του βράχου που μεσολαβεί μεταξύ του επίκεντρου και του κτιρίου και είναι το μέσον μεταφοράς της σεισμικής ενέργειας συντελεί στην αύξηση ή την μείωση της τελικής επιτάχυνσης που θα φθάσει κάτω από την βάση του κτιρίου. Είπαμε ότι το έδαφος συντελεί δύο με τέσσερις φορές περισσότερο την ανάδευση από ότι ο βράχος.
Ένας άλλος σοβαρός παράγοντας είναι οι συχνότητες. Οι υψίκορμες κατασκευές είναι ευάλωτες στα επιφανειακά σεισμικά κύματα με μεγάλο πλάτος ταλάντωσης, ενώ οι κοντές κατασκευές είναι ευάλωτες στα σεισμικά επιφανειακά κύματα που έχουν μικρό πλάτος ταλάντωσης με μεγάλη συχνότητα.
Όπως τα κύματα που δημιουργεί μια πέτρα στο νερό, έτσι και τα κύματα του σεισμού έχουν αρχικά μικρό πλάτος ταλάντωσης με μεγάλη συχνότητα και όσο απομακρύνονται από το επίκεντρο αυξάνουν το πλάτος ταλάντωσης του κύματος και μικραίνει η συχνότητά τους.
Αυτό σημαίνει ότι τα κοντά κτίρια είναι πιο ευάλωτα όταν βρίσκονται κοντά στο επίκεντρο του σεισμού με μικρό εστιακό βάθος ενώ τα υψίκορμα όταν βρίσκονται μακριά από το επίκεντρο του σεισμού, ο οποίος έχει και μεγάλο εστιακό βάθος.
Άλλος αστάθμητος παράγοντας είναι η κατεύθυνση του σεισμού. Ορισμένα κτίρια αντέχουν μεγαλύτερες εντάσεις αν ο σεισμός τα εμβολίσει προς μία κατεύθυνση από ότι αν τα εμβολίσει προς μία άλλη κατεύθυνση. Αυτό έχει να κάνει με την διαστασιολόγηση της κάτοψις των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων και της γενικής κάτοψις του κτιρίου.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Σε αντίθεση με τη βιομηχανία, όπου οι απαιτήσεις στη λειτουργία και στην απόδοση ενός προϊόντος είναι συγκεκριμένες και τα τελικά παραγόμενα προϊόντα χαρακτηρίζονται από πλήρη ομοιογένεια, τα τελικά «προϊόντα» του Πολιτικού Μηχανικού εμφανίζουν ανομοιογένειες και κάθε έργο παρουσιάζει τις δικές του ιδιαιτερότητες, τις δικές του απαιτήσεις και τους δικούς του περιορισμούς ως προς την υπολογιστική επίλυση διαφόρων προβλημάτων του Πολιτικού Μηχανικού. H έρευνα μου έχει πολυδιάστατο ερευνητικό υπόβαθρο ως προς την σχεδιαζόμενη μεθοδολογία για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων του Πολιτικού Μηχανικού, ως προς την αντισεισμική ενίσχυση των κατασκευών, η οποία προσπαθεί να μην αντιτίθεται με τις σύγχρονες αρχιτεκτονικές ανάγκες, οι οποίες απαιτούν όσο το δυνατό ελεύθερες κατόψεις και μείωση των φερόντων στοιχείων του κτιρίου.
Οι μηχανισμοί της εφεύρεσης και οι μέθοδοι σχεδιασμού των δομικών κατασκευών έχουν ως κύριο σκοπό την ελαχιστοποίηση των προβλημάτων που σχετίζονται με την ασφάλεια των δομικών κατασκευών, στην περίπτωση αντιμετώπισης φυσικών καταστροφικών φαινομένων όπως είναι ο σεισμός, οι ανεμοστρόβιλοι, και οι πολύ ισχυροί πλευρικοί άνεμοι. Αυτό το επιτυγχάνω προσπαθώντας να ελέγξω τις παραμορφώσεις των δομικών κατασκευών. 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 έχουν την δυνατότητα να ελέγξουν επαρκώς τις παραμορφώσεις του φέροντα οργανισμού ανεξαρτήτως της διάρκειας και της έντασης του σεισμού, 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 και 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 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 τενόντων μέσα από τις παρειές των τοιχωμάτων με την βοήθεια σωλήνων διόδου και περικοχλίων για την σταδιακή επέκταση του μήκους των. Μετέπειτα ή πακτώνουμε το άνω άκρο των τενόντων στα ανώτατα άκρα των τοιχωμάτων, ή επιβάλουμε με τον μηχανισμό έλξης δευτερεύουσες 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 α) για τον μηδενισμό των εφελκυστικών εντάσεων, όσο και για β) την δημιουργία ροπών ευστάθειας έναντι των ροπών ανατροπής των τοιχωμάτων καθώς και για γ) την 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 στέλνοντας 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 σταματά 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.
Με την μέθοδο σχεδιασμού, πάκτωσης των κόμβων της ανώτατης στάθμης με το έδαφος ευελπιστώ να εκτρέψω τις πλάγιες εντάσεις αδράνειας της κατασκευής μέσα στο έδαφος, αφαιρώντας αυτές από τις περιοχές που οδηγούνται σήμερα, προλαμβάνοντας και αποτρέποντας τις σχετικές μετατοπίσεις (δηλ τα drifts) και άρα η ένταση και η παραμόρφωση που αναπτύσσεται σε ολόκληρο τον φορέα να είναι περιορισμένη, εξασφαλίζοντας συγχρόνως μία πιο ισχυρή φέρουσα ικανότητα του εδάφους θεμελίωσης. Με τον κατάλληλο σχεδιασμό διαστασιολόγισης των τοιχωμάτων και την τοποθέτηση τους σε κατάλληλες θέσεις αποτρέπουμε και τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό που εμφανίζεται σε ασύμμετρες και μεταλλικές υψίκορμες κατασκευές. . Η γεώτρηση μας δείχνει την ποιότητα του εδάφους θεμελίωσης το οποίο μπορεί να κρύβει πολλές εκπλήξεις λόγο της φυσικής του ανομοιογένειας . Η πάκτωση της κατασκευής με το έδαφος δεν επιτρέπει τις κατακόρυφες αναπηδήσεις , εξαλείφοντας τις κρουστικές εντάσεις που αυξάνουν τα φορτία της κατασκευής και του εδάφους. Διατηρεί σταθερά μικρό, το εύρος των μετατοπίσεων των κατασκευών, ανεξαρτήτως έντασης και διάρκειας του σεισμού, ελέγχοντας την παραμόρφωση και τον συντονισμό άρα και τις αστοχίες.
Άλλα προβλήματα που λύνει η νέα μέθοδος σχεδιασμού.
Η συνεργασία μεταξύ σκυροδέματος και χάλυβα σε μια κατασκευή από Ο.Σ. ( οπλισμένο σκυρόδεμα ) επιτυγχάνεται με τη συνάφεια. Με τον όρο συνάφεια ορίζεται η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών που παρεμποδίζουν τη σχετική ολίσθηση μεταξύ των ράβδων του οπλισμού και του σκυροδέματος που τις περιβάλλει. Οι επιμέρους μηχανισμοί της συνάφειας είναι η πρόσφυση, η τριβή και, για την περίπτωση ράβδων χάλυβα με νευρώσεις, η αντίσταση του σκυροδέματος το οποίο εγκλωβίζεται μεταξύ των νευρώσεων. Η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών αυτών θεωρείται ισοδύναμη με την ανάπτυξη διατμητικών τάσεων στη διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα. Όταν οι τάσεις αυτές φθάσουν στην οριακή τιμή τους επέρχεται καταστροφή της συνάφειας με τη μορφή διάρρηξης του σκυροδέματος κατά μήκος των ράβδων και αποκόλλησης των ράβδων χάλυβα. Το πρώτο βασικό πρόβλημα της συνάφειας δημιουργείται από την ανάπτυξη υπεραντοχης του χάλυβα, η οποία στρέφει την αστοχία σε διατμητική μορφή, η οποία είναι άκρως ψαθυρή. Αυτό, προκειμένου να αντιμετωπιστεί, πρέπει να εξασφαλίσουμε ότι δεν θα αστοχήσει διατμητικά το σκυρόδεμα, άρα πρέπει να αποτρέψουμε την ανάπτυξη της υπεραντοχής του χάλυβα που επιφέρει την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος . Η μείωση των τάσεων επιτυγχάνεται με αύξηση της επικάλυψης και μείωση της διαμέτρου των ράβδων του οπλισμού. Η αύξηση της οριακής τιμής τους επιτυγχάνεται με αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος. Η παρουσία εγκάρσιου οπλισμού δρα ευνοϊκά περιορίζοντας το άνοιγμα των αναπτυσσόμενων ρωγμών
Συμπέρασμα πρώτο. Πρέπει να εξασφαλίσουμε ότι δεν θα αστοχήσει διατμητικά το σκυρόδεμα, γιατί αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ακύρωση της υπεραντοχής των προδιαγραφών σε εφελκυσμό του χάλυβα. Ζητούμενο στην έρευνα. Μια μέθοδος όπου το σκυρόδεμα να παραλαμβάνει μόνο εντάσεις θλίψης και ο χάλυβας μόνον εντάσεις εφελκυσμού.
Το δεύτερο πρόβλημα που παρουσιάζει ο μηχανισμός της συνάφειας είναι η διαφορά δυναμικού.
Κατά την κάμψη των καθ ύψος τοιχωμάτων αναπτύσσονται αφενός εντάσεις θλίψης στην μία παρειά και εντάσεις εφελκυσμού στην άλλη παρειά. Όταν οι εντάσεις φθάσουν σε οριακό σημείο επέρχεται αστοχία σε μια συγκεκριμένη περιοχή της διατομής στο κάτω μέρος του τοιχώματος του ισογείου η οποία ονομάζεται κρίσιμη περιοχή αστοχίας στην οποία παρατηρείτε η μεγαλύτερη συγκέντρωση εντάσεων θλίψης και εφελκυσμού. Είναι η περιοχή αυτή όπου διαχωρίζουν την φορά τους οι δυνάμεις εφελκυσμού σε αριστερόστροφης και δεξιόστροφης κατεύθυνσης, και όπου συγκρούονται οι θλιπτικές δυνάμεις. Η αντίθετη διεύθυνση των δυνάμεων εφελκυσμού διαχωρίζει τον κορμό του τοιχώματος σε δύο διαφορετικές περιοχές με ξεχωριστούς μηχανισμούς συνάφειας οι οποίοι έρχονται σε αντίθεση και παρουσιάζουν διαφορά δυναμικού. Η κάτω περιοχή, έχει να παραλάβει μεγαλύτερες εντάσεις λόγο των μεγάλων ροπών που κατεβάζει ο μοχλοβραχίονας του υποστυλώματος, με μικρότερη συνάφεια από αυτήν του άνω μέρους, με αποτέλεσμα την πρόωρη εξόλκευση του χάλυβα στην περιοχή αυτή πριν εξαντλήσει τις προδιαγραφές του σε εφελκυσμό.
Εδώ υπάρχει καθαρά μεγάλη διαφορά δυναμικού στις δύο περιοχές του μηχανισμού της συνάφειας.
Ζητούμενο στην έρευνα. Μια μέθοδος συνεργασίας σκυροδέματος και χάλυβα η οποία να μην παρουσιάζει διαφορά δυναμικού.
Τρίτο πρόβλημα
Τα κάθετα επιμήκη τοιχώματα, ευρισκόμενα το ένα πάνω στο άλλο καθ ύψος, αποτελούν τεράστιους ισχυρούς μοχλοβραχίονες, με υπομόχλιο που εμφανίζεται μεταξύ της ελαστικής και της άκαμπτης περιοχής του κορμού τους και άρθρωση, η οποία επιτρέπει την στροφή, ευρισκόμενη στην παρειά του πέλματος θεμελίωσης, που θλίβεται, και ενεργοποιείται κατά την μετατόπιση του εδάφους και την αντίθεση των αδρανιωκών εντάσεων. Η μέθοδος όπλισης του σκυροδέματος, με τον μηχανισμό της συνάφειας, σε άψογη συνεργασία με τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα και την άρθρωση, πολλαπλασιάζουν τις εντάσεις κατεβάζοντας μεγάλες ροπές στην βάση οι οποίες είναι αδύνατον να παραληφθούν από την κλασική μέθοδο κατασκευής της πεδιλοδοκού. Ζητούμενο έρευνας. Μία νέα μέθοδος όπλισης του σκυροδέματος η οποία να αποτρέπει τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα, ο οποίος κατεβάζει πολλαπλασιάζοντας τις ροπές του πέλματος βάσης.
Η ΛΥΣΗ ΤΩΝ ΑΝΩΘΕΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ
Α) Με την νέα μέθοδος σχεδιασμού το σκυρόδεμα παραλαμβάνει μόνο εντάσεις θλίψης και ο χάλυβας μόνον εντάσεις εφελκυσμού. Ξέρουμε ότι το σκυρόδεμα βάση των προδιαγραφών του αναλαμβάνει 12 φορές μεγαλύτερες εντάσεις θλίψης από αυτές του εφελκυσμού. Ξέρουμε επίσης ότι ο χάλυβας διαθέτει υπέρ αντοχές στον εφελκυσμό.
Συμπέρασμα Η απουσία διατμητικής αστοχίας λόγο της ελεύθερης διέλευσης του τένοντα μέσα από σωλήνα, ο οποίος καταργεί τον μηχανισμού της συνάφειας, σε συνδυασμό, με την υπεραντοχή του σκυροδέματος σε εντάσεις θλίψης, καθώς και την υπεραντοχή του χάλυβα σε εντάσεις εφελκυσμού, είναι τρις παράγοντες που προσφέρει η νέα μέθοδος οι οποίοι συντελούν σε υπεραντοχές της κατασκευής, με λιγότερο χάλυβα. Διότι με αυτήν την μέθοδο δεν αστοχεί πρόωρα το σκυρόδεμα δίνοντας την δυνατότητα στον χάλυβα να εξαντλήσει τις υπεραντοχές του στον εφελκυσμό. Αποτέλεσμα οικονομία χάλυβα και μεγαλύτερη αντοχή. Το μόνο που πρέπει να υπολογιστεί είναι οι διατομή του σκυροδέματος να έχει τις απαιτούμενες αντοχές προς τις καθοδικές εντάσεις θλίψης και τις ανάλογες αντοχές να παρέχει και ο χάλυβας προς τις ανοδικές εντάσεις ανατροπής.
Β) Η νέα μέθοδος σχεδιασμού δεν παρουσιάζει διαφορά δυναμικού όπως παρουσιάζεται στον μηχανισμό της συνάφειας, για τον εξής λόγο. Οι εντάσεις εφαρμόζονται στα άκρα του τένοντα. Στο μεν δώμα έχουμε εντάσεις θλίψης, προερχόμενες από τις ροπές ευστάθειας που εφαρμόζει ο μηχανισμός πάκτωσης έναντι των ανοδικών εντάσεων της ροπής ανατροπής που εξασκεί η παρειά του τοιχώματος. Στην άλλη άκρη του τένοντα έχουμε εντάσεις τριβής μεταξύ των σιαγόνων του μηχανισμού πάκτωσης και του εδάφους. Οι δε εντάσεις εφελκυσμού στην διατομή του τένοντα διαχωρίζουν την φορά τους στο μέσον του μήκους του το οποίο εκτείνεται και κάτωθεν τις κατασκευής μέσα στα βάθη της γεώτρησης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον καταμερισμό των εντάσεων στα δύο άκρα του και στο κέντρο του μήκους του. Συμπέρασμα Με την νέα μέθοδο σχεδιασμού δεν υφίσταται η διαφορά δυναμικού που εμφανίζετε στον μηχανισμό της συνάφειας διότι υφίσταται ισοζύγιο ισορροπίας των εντάσεων.
Γ) Η νέα μέθοδος σχεδιασμού καταργεί τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα διότι ο ελεύθερος τένοντας του μηχανισμού δεν κατεβάζει ροπές στην βάση όπως αυτό συμβαίνει με τον μηχανισμός της συνάφειας, αλλά τις παραλαμβάνει από την ανώτατη στάθμη της παρειάς των καθ ύψος τοιχωμάτων και τις στέλνει μέσα στο έδαφος κάτω από την θεμελίωση. Αυτό σημαίνει αφενός ότι αφαιρεί εντάσεις από τους κορμούς των στοιχείων του φέροντα οργανισμό και αφετέρου δεν πολλαπλασιάζει τις εντάσεις όπως συμβαίνει με τον μηχανισμό της συνάφειας και τον μοχλοβραχίονα. Συμπέρασμα. 1) Μικρότερες εντάσεις εφελκυσμού στον χάλυβα 2) Μείωση έως και εξάλειψη των εντάσεων των ροπών και των αντίρροπων ροπών που παρουσιάζονται γύρω από τα κομβικά σημεία. 3) Εξασφαλίσαμε τον πλήρη έλεγχο των μετατοπίσεων ελέγχοντας τον συντονισμό. 4) Εξαλείψαμε τον κίνδυνο της δημιουργίας μαλακού ορόφου και την εξάλειψη της δημιουργίας διαφοράς φάσης μεταξύ των ορόφων. Γενικός έχουμε τον έλεγχο των παραμορφώσεων.
Πειράματα
Έκανα διάφορα πειράματα διάρκειας αρκετών λεπτών το κάθε ένα. Μέτρησα ένα μέρος του πειράματος που φαίνεται να έχει την μεγαλύτερη επιτάχυνση. Ο χρόνος μέτρησης της μεγάλης επιτάχυνσης είχε διάρκεια 5 sec Με μαθηματικά υπολόγισα την μέγιστη επιτάχυνση του πειράματος μετατρέποντας αυτήν σε γήινη επιτάχυνση σε ( g )
Συσχετισμός του πειράματος με την κλίμακα Mercalli
Σε αυτό το πείραμα.
Από το 2,45 λεπτό μέχρι το 2,50 λεπτό μέσα σε 5 δευτερόλεπτα έκανε 10 πλήρεις ταλαντώσεις των 60 cm... οπότε σε 20 sec έκανε 40 ταλαντώσεις των 60 cm.
Το μοντέλο εκτελεί μια απλή αρμονική ταλάντωση κατά τον άξονα χ πάνω στον οποίο πηγαινοέρχεται Αυτή η παλινδρομική κίνηση δημιουργείται από την κυκλική κίνηση του άκρου του εμβόλου όπου είναι προσαρμοσμένος ο πείρος του ρουλεμάν Η ακτίνα αυτού του κύκλου είναι 0,15m και αυτό είναι το πλάτος ταλάντωσης Α. Έτσι κάνει το πειραματικό μοντέλο διαδρομή 2Α = 0,30m, δηλ πάει από το ένα ακραίο σημείο στο άλλο σε κάθε μισή στροφή του πείρου. Μία πλήρης ταλάντωση όμως σημαίνει να κάνει ο πείρος μια πλήρη στροφή, να επανέλθει δηλ. το μοντέλο στην ακραία θέση από όπου ξεκίνησε. Κάνει επομένως συνολική διαδρομή 0,30 που πήγε και 0,30 που γύρισε = 4Α = 0,60 m. Αν λοιπόν σταθούμε από την πλευρά του μηχανήματος και μετράμε διαδρομές, κάθε προσέγγιση προς το μηχάνημα είναι και μία πλήρης διαδρομή και άρα μία στροφή. Αυτές τις στροφές μετράμε, και τον αντίστοιχο χρόνο τους σε sec. Η συχνότητα (Hz) είναι το κλάσμα: ν = αριθμός τέτοιων πλήρων διαδρομών /αντίστοιχο χρόνο τους. Η περίοδος της ταλάντωσης Τ, δηλ. ο χρόνος μιας πλήρους διαδρομής 0,60m είναι Τ = 1/ν sec. Σε μια πλήρη στροφή του πείρου, έχουμε μία φορά μέγιστη θετική ταχύτητα κατά την μία κατεύθυνση και μια φορά μέγιστη αρνητική. Εμάς βέβαια μας ενδιαφέρουν οι απόλυτες τιμές τους που είναι ίδιες Το ίδιο συμβαίνει και με την επιτάχυνση, αλλά αυτή έχει μέγιστη απόλυτη τιμή όταν η ταχύτητα είναι μηδέν, δηλ. στα άκρα των διαδρομών. Μέγιστη ταχύτητα και μέγιστη επιτάχυνση υπολογίζονται από την γωνιακή ταχύτητα ω που είναι: ω = 2π/Τ. Άρα: μέγιστη ταχύτητα υ: maxυ = ω*Α = 0,15*ω m/sec,
μέγιστη επιτάχυνση α: maxα = ω2*Α = 0,15*ω2 m/sec2. Αυτά τα μέγιστα μεγέθη πραγματοποιούνται στιγμιαία. Αν θέλουμε να πάρουμε την μέση επιτάχυνση, είτε θετική είτε αρνητική, τότε σκεφτόμαστε ότι η ταχύτητα πήγε από το μηδέν στο μέγιστό της σε χρόνο Τ/4. Άρα η μέση επιτάχυνση είναι κατά προσέγγιση: α = maxυ/(Τ/4) = 4*maxυ/Τ = 4*0,15.ω/Τ σε m/sec2. Αυτό βέβαια δε είναι ακριβές, διότι κατά την στιγμή Τ/4 η α είναι μεγαλύτερη (να μη σας μπλέκω με συνημίτονα και ημίτονα).Και στις δύο όμως περιπτώσεις για να βρούμε την επιτάχυνση σε g, πρέπει να διαιρέσουμε τις επιταχύνσεις που είναι σε m/sec2 με την Γήινη επιτάχυνση μάζας που είναι 9,81 m/sec για να πούμε ότι έχουμε πετύχει επιτάχυνση τόσων g. Αναλυτικά αποτελέσματα πειράματος. Από το 2,45 λεπτό μέχρι το 2,50 λεπτό μέσα σε 5 δευτερόλεπτα έκανε 10 πλήρεις στροφές. Δηλαδή 40 πλήρεις στροφές σε 20 sec.1) Οπότε Πλάτος ταλάντωσης Α = 0,15 m.2) Η συχνότητα (Hz) είναι το κλάσμα: ν = αριθμός τέτοιων πλήρων διαδρομών /αντίστοιχο χρόνο τους. Οπότε 40/20 = 2 Hz. 3) Ιδιοπερίοδος Η περίοδος της ταλάντωσης Τ, δηλ. ο χρόνος μιάς πλήρους διαδρομής 0,60m είναι Τ = 1/ν sec Οπότε 1/2 = 0,5 sec. 4) Γωνιακή ταχύτητα ω είναι: ω = 2π/Τ. Οπότε 2Χ3,14/0,5 = 12,56. 5) Μέγιστη ταχύτητα υ: maxυ = *Α = 0,15*ω m/sec. Οπότε 12,56 χ 0,15 = 1,884 m/sec. 6) Mέγιστη επιτάχυνση α: maxα = ω2*Α = 0,15*ω2 m/sec2. Οπότε 12,56 χ 12,56χ0,15 = 23,663. 7)Επιτάχυνση σε g 23,663/9,81 = 2,41g
Το δοκίμιο στο πείραμα είχε γενική μάζα βάρους 900 kg
450 kg το ισόγειο και 450 kg ο πρώτος όροφος
Για να βρούμε την δύναμη αδράνειας F πρώτα στο ισόγειο
F=m.α 450 Χ 23,663= 10648 Newton ή 10,65 kN.
και ο πρώτος όροφος 450 Χ 23,663= 10648 Newton ή 10,65 kN.
Σύνολο δύναμης F ( Αδράνεια ) 10,65 + 10,65 = 21,3 kN
Ροπή Αδράνειας
Δύναμη Χ Ύψος ^2 άρα
Ισόγειο 10,65Χ0,67Χ0,67= 4,8 kN
Πρώτος όροφος 10,65Χ1,35Χ1,35 = 19,4 kN
Σύνολο Ροπή Αδράνειας 4,8+19,4 = 24,2 Kn
Πολλοί μου λένε ότι τα πειράματα που έκανα και είχαν για εμένα τρομερή επιτυχία δεν φανερώνουν την αξία της αντισεισμικής μου ευρεσιτεχνίας διότι το μέγεθός τους είναι μικρό. Πραγματικά ένα πείραμα υπό κλίμακα δεν έχει τα ίδια μεγέθη με μία φυσική κατασκευή διότι έχει άλλη μάζα, δημιουργούνται διαφορετικές εντάσεις. Εν τούτης όταν το δοκίμιο υπό κλίμακα έχει την μικροκλίμακα μέσα στην δομή του και άλλα μεγέθη όπως το μέτρο ελαστικότητας, το πλάτος ταλάντωσης, τότε μπορεί να δώσει μετρήσιμα αποτελέσματα τα οποία να προσεγγίζουν με ένα στατιστικό λάθος + - 10% τα μεγέθη μιας κανονικής μεγάλης κατασκευής.
Αν και εγώ προσπάθησα και κατασκεύασα το πειραματικό δοκίμιο υπό κλίμακα με τους κανόνες της μικροκλίμακας και έκανα και μετρήσεις επιτάχυνσης και εντάσεων που αναπτύχθηκαν πάνω στο δοκίμιο, εν τούτης υποψιαζόμενος ότι θα αμφισβητήσουν τα πειράματά μου, θέλησα να κάνω και μία άλλη μέτρηση η οποία δεν χωρά ουδεμία αμφισβήτηση για το όφελος της αντισεισμικής θωράκισης που προσφέρει η εφεύρεσή μου.
Ο όρος μέτρηση μπορεί να σημαίνει είτε απαρίθμηση με χρήση των φυσικών αριθμών, είτε σύγκριση της ποσότητας κάποιου φυσικού μεγέθους με ένα πρότυπο, δηλαδή σύγκριση με κάποια σταθερή ποσότητα του ίδιου φυσικού μεγέθους. Δηλαδή μέτρησα τις ζημιές στο ίδιο φυσικού μεγέθους σεισμικό δοκίμιο σε δύο φάσεις. Καταρχήν όταν αυτό έφερε την ευρεσιτεχνία μου, και κατόπιν τις ζημιές που έπαθε χωρίς την ευρεσιτεχνία μου ( η οποία δεύτερη μέθοδος είναι αυτή που σχεδιάζουν σήμερα οι πολιτικοί μηχανικοί. ) Αυτά είναι συγκρίσιμα ομοιογενή φυσικά μεγέθη διότι η μάζα το μέγεθος ο χρόνος και η ποσότητα ύλης του δοκιμίου είναι ίδια και στα δύο πειράματα τα οποία γίνονται μόνο και μόνο για να συγκριθεί η μέθοδος σχεδιασμού της ευρεσιτεχνίας με αυτήν του σημερινού αντισεισμικού σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης είναι εμφανή προς το τέλος αυτού του βίντεο το οποίο περιλαμβάνει και τα δύο πειράματα δίπλα δίπλα στην οθόνη ώστε να συγκρίνετε τις δύο μεθόδους μαζί προς όλες τις μετρήσεις. ( μέτρηση ζημιών, επιτάχυνσης κ.λ.π )
Οι μηχανισμοί της εφεύρεσης και οι μέθοδοι σχεδιασμού των δομικών κατασκευών έχουν ως κύριο σκοπό την ελαχιστοποίηση των προβλημάτων που σχετίζονται με την ασφάλεια των δομικών κατασκευών, στην περίπτωση αντιμετώπισης φυσικών καταστροφικών φαινομένων όπως είναι ο σεισμός, οι ανεμοστρόβιλοι, και οι πολύ ισχυροί πλευρικοί άνεμοι. Αυτό το επιτυγχάνω προσπαθώντας να ελέγξω τις παραμορφώσεις των δομικών κατασκευών. 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 έχουν την δυνατότητα να ελέγξουν επαρκώς τις παραμορφώσεις του φέροντα οργανισμού ανεξαρτήτως της διάρκειας και της έντασης του σεισμού, 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 και 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 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 τενόντων μέσα από τις παρειές των τοιχωμάτων με την βοήθεια σωλήνων διόδου και περικοχλίων για την σταδιακή επέκταση του μήκους των. Μετέπειτα ή πακτώνουμε το άνω άκρο των τενόντων στα ανώτατα άκρα των τοιχωμάτων, ή επιβάλουμε με τον μηχανισμό έλξης δευτερεύουσες 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 α) για τον μηδενισμό των εφελκυστικών εντάσεων, όσο και για β) την δημιουργία ροπών ευστάθειας έναντι των ροπών ανατροπής των τοιχωμάτων καθώς και για γ) την 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 στέλνοντας 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 σταματά 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.
Με την μέθοδο σχεδιασμού, πάκτωσης των κόμβων της ανώτατης στάθμης με το έδαφος ευελπιστώ να εκτρέψω τις πλάγιες εντάσεις αδράνειας της κατασκευής μέσα στο έδαφος, αφαιρώντας αυτές από τις περιοχές που οδηγούνται σήμερα, προλαμβάνοντας και αποτρέποντας τις σχετικές μετατοπίσεις (δηλ τα drifts) και άρα η ένταση και η παραμόρφωση που αναπτύσσεται σε ολόκληρο τον φορέα να είναι περιορισμένη, εξασφαλίζοντας συγχρόνως μία πιο ισχυρή φέρουσα ικανότητα του εδάφους θεμελίωσης. Με τον κατάλληλο σχεδιασμό διαστασιολόγισης των τοιχωμάτων και την τοποθέτηση τους σε κατάλληλες θέσεις αποτρέπουμε και τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό που εμφανίζεται σε ασύμμετρες και μεταλλικές υψίκορμες κατασκευές. . Η γεώτρηση μας δείχνει την ποιότητα του εδάφους θεμελίωσης το οποίο μπορεί να κρύβει πολλές εκπλήξεις λόγο της φυσικής του ανομοιογένειας . Η πάκτωση της κατασκευής με το έδαφος δεν επιτρέπει τις κατακόρυφες αναπηδήσεις , εξαλείφοντας τις κρουστικές εντάσεις που αυξάνουν τα φορτία της κατασκευής και του εδάφους. Διατηρεί σταθερά μικρό, το εύρος των μετατοπίσεων των κατασκευών, ανεξαρτήτως έντασης και διάρκειας του σεισμού, ελέγχοντας την παραμόρφωση και τον συντονισμό άρα και τις αστοχίες.
Άλλα προβλήματα που λύνει η νέα μέθοδος σχεδιασμού.
Η συνεργασία μεταξύ σκυροδέματος και χάλυβα σε μια κατασκευή από Ο.Σ. ( οπλισμένο σκυρόδεμα ) επιτυγχάνεται με τη συνάφεια. Με τον όρο συνάφεια ορίζεται η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών που παρεμποδίζουν τη σχετική ολίσθηση μεταξύ των ράβδων του οπλισμού και του σκυροδέματος που τις περιβάλλει. Οι επιμέρους μηχανισμοί της συνάφειας είναι η πρόσφυση, η τριβή και, για την περίπτωση ράβδων χάλυβα με νευρώσεις, η αντίσταση του σκυροδέματος το οποίο εγκλωβίζεται μεταξύ των νευρώσεων. Η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών αυτών θεωρείται ισοδύναμη με την ανάπτυξη διατμητικών τάσεων στη διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα. Όταν οι τάσεις αυτές φθάσουν στην οριακή τιμή τους επέρχεται καταστροφή της συνάφειας με τη μορφή διάρρηξης του σκυροδέματος κατά μήκος των ράβδων και αποκόλλησης των ράβδων χάλυβα. Το πρώτο βασικό πρόβλημα της συνάφειας δημιουργείται από την ανάπτυξη υπεραντοχης του χάλυβα, η οποία στρέφει την αστοχία σε διατμητική μορφή, η οποία είναι άκρως ψαθυρή. Αυτό, προκειμένου να αντιμετωπιστεί, πρέπει να εξασφαλίσουμε ότι δεν θα αστοχήσει διατμητικά το σκυρόδεμα, άρα πρέπει να αποτρέψουμε την ανάπτυξη της υπεραντοχής του χάλυβα που επιφέρει την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος . Η μείωση των τάσεων επιτυγχάνεται με αύξηση της επικάλυψης και μείωση της διαμέτρου των ράβδων του οπλισμού. Η αύξηση της οριακής τιμής τους επιτυγχάνεται με αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος. Η παρουσία εγκάρσιου οπλισμού δρα ευνοϊκά περιορίζοντας το άνοιγμα των αναπτυσσόμενων ρωγμών
Συμπέρασμα πρώτο. Πρέπει να εξασφαλίσουμε ότι δεν θα αστοχήσει διατμητικά το σκυρόδεμα, γιατί αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ακύρωση της υπεραντοχής των προδιαγραφών σε εφελκυσμό του χάλυβα. Ζητούμενο στην έρευνα. Μια μέθοδος όπου το σκυρόδεμα να παραλαμβάνει μόνο εντάσεις θλίψης και ο χάλυβας μόνον εντάσεις εφελκυσμού.
Το δεύτερο πρόβλημα που παρουσιάζει ο μηχανισμός της συνάφειας είναι η διαφορά δυναμικού.
Κατά την κάμψη των καθ ύψος τοιχωμάτων αναπτύσσονται αφενός εντάσεις θλίψης στην μία παρειά και εντάσεις εφελκυσμού στην άλλη παρειά. Όταν οι εντάσεις φθάσουν σε οριακό σημείο επέρχεται αστοχία σε μια συγκεκριμένη περιοχή της διατομής στο κάτω μέρος του τοιχώματος του ισογείου η οποία ονομάζεται κρίσιμη περιοχή αστοχίας στην οποία παρατηρείτε η μεγαλύτερη συγκέντρωση εντάσεων θλίψης και εφελκυσμού. Είναι η περιοχή αυτή όπου διαχωρίζουν την φορά τους οι δυνάμεις εφελκυσμού σε αριστερόστροφης και δεξιόστροφης κατεύθυνσης, και όπου συγκρούονται οι θλιπτικές δυνάμεις. Η αντίθετη διεύθυνση των δυνάμεων εφελκυσμού διαχωρίζει τον κορμό του τοιχώματος σε δύο διαφορετικές περιοχές με ξεχωριστούς μηχανισμούς συνάφειας οι οποίοι έρχονται σε αντίθεση και παρουσιάζουν διαφορά δυναμικού. Η κάτω περιοχή, έχει να παραλάβει μεγαλύτερες εντάσεις λόγο των μεγάλων ροπών που κατεβάζει ο μοχλοβραχίονας του υποστυλώματος, με μικρότερη συνάφεια από αυτήν του άνω μέρους, με αποτέλεσμα την πρόωρη εξόλκευση του χάλυβα στην περιοχή αυτή πριν εξαντλήσει τις προδιαγραφές του σε εφελκυσμό.
Εδώ υπάρχει καθαρά μεγάλη διαφορά δυναμικού στις δύο περιοχές του μηχανισμού της συνάφειας.
Ζητούμενο στην έρευνα. Μια μέθοδος συνεργασίας σκυροδέματος και χάλυβα η οποία να μην παρουσιάζει διαφορά δυναμικού.
Τρίτο πρόβλημα
Τα κάθετα επιμήκη τοιχώματα, ευρισκόμενα το ένα πάνω στο άλλο καθ ύψος, αποτελούν τεράστιους ισχυρούς μοχλοβραχίονες, με υπομόχλιο που εμφανίζεται μεταξύ της ελαστικής και της άκαμπτης περιοχής του κορμού τους και άρθρωση, η οποία επιτρέπει την στροφή, ευρισκόμενη στην παρειά του πέλματος θεμελίωσης, που θλίβεται, και ενεργοποιείται κατά την μετατόπιση του εδάφους και την αντίθεση των αδρανιωκών εντάσεων. Η μέθοδος όπλισης του σκυροδέματος, με τον μηχανισμό της συνάφειας, σε άψογη συνεργασία με τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα και την άρθρωση, πολλαπλασιάζουν τις εντάσεις κατεβάζοντας μεγάλες ροπές στην βάση οι οποίες είναι αδύνατον να παραληφθούν από την κλασική μέθοδο κατασκευής της πεδιλοδοκού. Ζητούμενο έρευνας. Μία νέα μέθοδος όπλισης του σκυροδέματος η οποία να αποτρέπει τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα, ο οποίος κατεβάζει πολλαπλασιάζοντας τις ροπές του πέλματος βάσης.
Η ΛΥΣΗ ΤΩΝ ΑΝΩΘΕΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΝΕΑ ΜΕΘΟΔΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ
Α) Με την νέα μέθοδος σχεδιασμού το σκυρόδεμα παραλαμβάνει μόνο εντάσεις θλίψης και ο χάλυβας μόνον εντάσεις εφελκυσμού. Ξέρουμε ότι το σκυρόδεμα βάση των προδιαγραφών του αναλαμβάνει 12 φορές μεγαλύτερες εντάσεις θλίψης από αυτές του εφελκυσμού. Ξέρουμε επίσης ότι ο χάλυβας διαθέτει υπέρ αντοχές στον εφελκυσμό.
Συμπέρασμα Η απουσία διατμητικής αστοχίας λόγο της ελεύθερης διέλευσης του τένοντα μέσα από σωλήνα, ο οποίος καταργεί τον μηχανισμού της συνάφειας, σε συνδυασμό, με την υπεραντοχή του σκυροδέματος σε εντάσεις θλίψης, καθώς και την υπεραντοχή του χάλυβα σε εντάσεις εφελκυσμού, είναι τρις παράγοντες που προσφέρει η νέα μέθοδος οι οποίοι συντελούν σε υπεραντοχές της κατασκευής, με λιγότερο χάλυβα. Διότι με αυτήν την μέθοδο δεν αστοχεί πρόωρα το σκυρόδεμα δίνοντας την δυνατότητα στον χάλυβα να εξαντλήσει τις υπεραντοχές του στον εφελκυσμό. Αποτέλεσμα οικονομία χάλυβα και μεγαλύτερη αντοχή. Το μόνο που πρέπει να υπολογιστεί είναι οι διατομή του σκυροδέματος να έχει τις απαιτούμενες αντοχές προς τις καθοδικές εντάσεις θλίψης και τις ανάλογες αντοχές να παρέχει και ο χάλυβας προς τις ανοδικές εντάσεις ανατροπής.
Β) Η νέα μέθοδος σχεδιασμού δεν παρουσιάζει διαφορά δυναμικού όπως παρουσιάζεται στον μηχανισμό της συνάφειας, για τον εξής λόγο. Οι εντάσεις εφαρμόζονται στα άκρα του τένοντα. Στο μεν δώμα έχουμε εντάσεις θλίψης, προερχόμενες από τις ροπές ευστάθειας που εφαρμόζει ο μηχανισμός πάκτωσης έναντι των ανοδικών εντάσεων της ροπής ανατροπής που εξασκεί η παρειά του τοιχώματος. Στην άλλη άκρη του τένοντα έχουμε εντάσεις τριβής μεταξύ των σιαγόνων του μηχανισμού πάκτωσης και του εδάφους. Οι δε εντάσεις εφελκυσμού στην διατομή του τένοντα διαχωρίζουν την φορά τους στο μέσον του μήκους του το οποίο εκτείνεται και κάτωθεν τις κατασκευής μέσα στα βάθη της γεώτρησης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον καταμερισμό των εντάσεων στα δύο άκρα του και στο κέντρο του μήκους του. Συμπέρασμα Με την νέα μέθοδο σχεδιασμού δεν υφίσταται η διαφορά δυναμικού που εμφανίζετε στον μηχανισμό της συνάφειας διότι υφίσταται ισοζύγιο ισορροπίας των εντάσεων.
Γ) Η νέα μέθοδος σχεδιασμού καταργεί τον μηχανισμό του μοχλοβραχίονα διότι ο ελεύθερος τένοντας του μηχανισμού δεν κατεβάζει ροπές στην βάση όπως αυτό συμβαίνει με τον μηχανισμός της συνάφειας, αλλά τις παραλαμβάνει από την ανώτατη στάθμη της παρειάς των καθ ύψος τοιχωμάτων και τις στέλνει μέσα στο έδαφος κάτω από την θεμελίωση. Αυτό σημαίνει αφενός ότι αφαιρεί εντάσεις από τους κορμούς των στοιχείων του φέροντα οργανισμό και αφετέρου δεν πολλαπλασιάζει τις εντάσεις όπως συμβαίνει με τον μηχανισμό της συνάφειας και τον μοχλοβραχίονα. Συμπέρασμα. 1) Μικρότερες εντάσεις εφελκυσμού στον χάλυβα 2) Μείωση έως και εξάλειψη των εντάσεων των ροπών και των αντίρροπων ροπών που παρουσιάζονται γύρω από τα κομβικά σημεία. 3) Εξασφαλίσαμε τον πλήρη έλεγχο των μετατοπίσεων ελέγχοντας τον συντονισμό. 4) Εξαλείψαμε τον κίνδυνο της δημιουργίας μαλακού ορόφου και την εξάλειψη της δημιουργίας διαφοράς φάσης μεταξύ των ορόφων. Γενικός έχουμε τον έλεγχο των παραμορφώσεων.
Πειράματα
Έκανα διάφορα πειράματα διάρκειας αρκετών λεπτών το κάθε ένα. Μέτρησα ένα μέρος του πειράματος που φαίνεται να έχει την μεγαλύτερη επιτάχυνση. Ο χρόνος μέτρησης της μεγάλης επιτάχυνσης είχε διάρκεια 5 sec Με μαθηματικά υπολόγισα την μέγιστη επιτάχυνση του πειράματος μετατρέποντας αυτήν σε γήινη επιτάχυνση σε ( g )
Συσχετισμός του πειράματος με την κλίμακα Mercalli
Σε αυτό το πείραμα.
Από το 2,45 λεπτό μέχρι το 2,50 λεπτό μέσα σε 5 δευτερόλεπτα έκανε 10 πλήρεις ταλαντώσεις των 60 cm... οπότε σε 20 sec έκανε 40 ταλαντώσεις των 60 cm.
Το μοντέλο εκτελεί μια απλή αρμονική ταλάντωση κατά τον άξονα χ πάνω στον οποίο πηγαινοέρχεται Αυτή η παλινδρομική κίνηση δημιουργείται από την κυκλική κίνηση του άκρου του εμβόλου όπου είναι προσαρμοσμένος ο πείρος του ρουλεμάν Η ακτίνα αυτού του κύκλου είναι 0,15m και αυτό είναι το πλάτος ταλάντωσης Α. Έτσι κάνει το πειραματικό μοντέλο διαδρομή 2Α = 0,30m, δηλ πάει από το ένα ακραίο σημείο στο άλλο σε κάθε μισή στροφή του πείρου. Μία πλήρης ταλάντωση όμως σημαίνει να κάνει ο πείρος μια πλήρη στροφή, να επανέλθει δηλ. το μοντέλο στην ακραία θέση από όπου ξεκίνησε. Κάνει επομένως συνολική διαδρομή 0,30 που πήγε και 0,30 που γύρισε = 4Α = 0,60 m. Αν λοιπόν σταθούμε από την πλευρά του μηχανήματος και μετράμε διαδρομές, κάθε προσέγγιση προς το μηχάνημα είναι και μία πλήρης διαδρομή και άρα μία στροφή. Αυτές τις στροφές μετράμε, και τον αντίστοιχο χρόνο τους σε sec. Η συχνότητα (Hz) είναι το κλάσμα: ν = αριθμός τέτοιων πλήρων διαδρομών /αντίστοιχο χρόνο τους. Η περίοδος της ταλάντωσης Τ, δηλ. ο χρόνος μιας πλήρους διαδρομής 0,60m είναι Τ = 1/ν sec. Σε μια πλήρη στροφή του πείρου, έχουμε μία φορά μέγιστη θετική ταχύτητα κατά την μία κατεύθυνση και μια φορά μέγιστη αρνητική. Εμάς βέβαια μας ενδιαφέρουν οι απόλυτες τιμές τους που είναι ίδιες Το ίδιο συμβαίνει και με την επιτάχυνση, αλλά αυτή έχει μέγιστη απόλυτη τιμή όταν η ταχύτητα είναι μηδέν, δηλ. στα άκρα των διαδρομών. Μέγιστη ταχύτητα και μέγιστη επιτάχυνση υπολογίζονται από την γωνιακή ταχύτητα ω που είναι: ω = 2π/Τ. Άρα: μέγιστη ταχύτητα υ: maxυ = ω*Α = 0,15*ω m/sec,
μέγιστη επιτάχυνση α: maxα = ω2*Α = 0,15*ω2 m/sec2. Αυτά τα μέγιστα μεγέθη πραγματοποιούνται στιγμιαία. Αν θέλουμε να πάρουμε την μέση επιτάχυνση, είτε θετική είτε αρνητική, τότε σκεφτόμαστε ότι η ταχύτητα πήγε από το μηδέν στο μέγιστό της σε χρόνο Τ/4. Άρα η μέση επιτάχυνση είναι κατά προσέγγιση: α = maxυ/(Τ/4) = 4*maxυ/Τ = 4*0,15.ω/Τ σε m/sec2. Αυτό βέβαια δε είναι ακριβές, διότι κατά την στιγμή Τ/4 η α είναι μεγαλύτερη (να μη σας μπλέκω με συνημίτονα και ημίτονα).Και στις δύο όμως περιπτώσεις για να βρούμε την επιτάχυνση σε g, πρέπει να διαιρέσουμε τις επιταχύνσεις που είναι σε m/sec2 με την Γήινη επιτάχυνση μάζας που είναι 9,81 m/sec για να πούμε ότι έχουμε πετύχει επιτάχυνση τόσων g. Αναλυτικά αποτελέσματα πειράματος. Από το 2,45 λεπτό μέχρι το 2,50 λεπτό μέσα σε 5 δευτερόλεπτα έκανε 10 πλήρεις στροφές. Δηλαδή 40 πλήρεις στροφές σε 20 sec.1) Οπότε Πλάτος ταλάντωσης Α = 0,15 m.2) Η συχνότητα (Hz) είναι το κλάσμα: ν = αριθμός τέτοιων πλήρων διαδρομών /αντίστοιχο χρόνο τους. Οπότε 40/20 = 2 Hz. 3) Ιδιοπερίοδος Η περίοδος της ταλάντωσης Τ, δηλ. ο χρόνος μιάς πλήρους διαδρομής 0,60m είναι Τ = 1/ν sec Οπότε 1/2 = 0,5 sec. 4) Γωνιακή ταχύτητα ω είναι: ω = 2π/Τ. Οπότε 2Χ3,14/0,5 = 12,56. 5) Μέγιστη ταχύτητα υ: maxυ = *Α = 0,15*ω m/sec. Οπότε 12,56 χ 0,15 = 1,884 m/sec. 6) Mέγιστη επιτάχυνση α: maxα = ω2*Α = 0,15*ω2 m/sec2. Οπότε 12,56 χ 12,56χ0,15 = 23,663. 7)Επιτάχυνση σε g 23,663/9,81 = 2,41g
Το δοκίμιο στο πείραμα είχε γενική μάζα βάρους 900 kg
450 kg το ισόγειο και 450 kg ο πρώτος όροφος
Για να βρούμε την δύναμη αδράνειας F πρώτα στο ισόγειο
F=m.α 450 Χ 23,663= 10648 Newton ή 10,65 kN.
και ο πρώτος όροφος 450 Χ 23,663= 10648 Newton ή 10,65 kN.
Σύνολο δύναμης F ( Αδράνεια ) 10,65 + 10,65 = 21,3 kN
Ροπή Αδράνειας
Δύναμη Χ Ύψος ^2 άρα
Ισόγειο 10,65Χ0,67Χ0,67= 4,8 kN
Πρώτος όροφος 10,65Χ1,35Χ1,35 = 19,4 kN
Σύνολο Ροπή Αδράνειας 4,8+19,4 = 24,2 Kn
Πολλοί μου λένε ότι τα πειράματα που έκανα και είχαν για εμένα τρομερή επιτυχία δεν φανερώνουν την αξία της αντισεισμικής μου ευρεσιτεχνίας διότι το μέγεθός τους είναι μικρό. Πραγματικά ένα πείραμα υπό κλίμακα δεν έχει τα ίδια μεγέθη με μία φυσική κατασκευή διότι έχει άλλη μάζα, δημιουργούνται διαφορετικές εντάσεις. Εν τούτης όταν το δοκίμιο υπό κλίμακα έχει την μικροκλίμακα μέσα στην δομή του και άλλα μεγέθη όπως το μέτρο ελαστικότητας, το πλάτος ταλάντωσης, τότε μπορεί να δώσει μετρήσιμα αποτελέσματα τα οποία να προσεγγίζουν με ένα στατιστικό λάθος + - 10% τα μεγέθη μιας κανονικής μεγάλης κατασκευής.
Αν και εγώ προσπάθησα και κατασκεύασα το πειραματικό δοκίμιο υπό κλίμακα με τους κανόνες της μικροκλίμακας και έκανα και μετρήσεις επιτάχυνσης και εντάσεων που αναπτύχθηκαν πάνω στο δοκίμιο, εν τούτης υποψιαζόμενος ότι θα αμφισβητήσουν τα πειράματά μου, θέλησα να κάνω και μία άλλη μέτρηση η οποία δεν χωρά ουδεμία αμφισβήτηση για το όφελος της αντισεισμικής θωράκισης που προσφέρει η εφεύρεσή μου.
Ο όρος μέτρηση μπορεί να σημαίνει είτε απαρίθμηση με χρήση των φυσικών αριθμών, είτε σύγκριση της ποσότητας κάποιου φυσικού μεγέθους με ένα πρότυπο, δηλαδή σύγκριση με κάποια σταθερή ποσότητα του ίδιου φυσικού μεγέθους. Δηλαδή μέτρησα τις ζημιές στο ίδιο φυσικού μεγέθους σεισμικό δοκίμιο σε δύο φάσεις. Καταρχήν όταν αυτό έφερε την ευρεσιτεχνία μου, και κατόπιν τις ζημιές που έπαθε χωρίς την ευρεσιτεχνία μου ( η οποία δεύτερη μέθοδος είναι αυτή που σχεδιάζουν σήμερα οι πολιτικοί μηχανικοί. ) Αυτά είναι συγκρίσιμα ομοιογενή φυσικά μεγέθη διότι η μάζα το μέγεθος ο χρόνος και η ποσότητα ύλης του δοκιμίου είναι ίδια και στα δύο πειράματα τα οποία γίνονται μόνο και μόνο για να συγκριθεί η μέθοδος σχεδιασμού της ευρεσιτεχνίας με αυτήν του σημερινού αντισεισμικού σχεδιασμού. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης είναι εμφανή προς το τέλος αυτού του βίντεο το οποίο περιλαμβάνει και τα δύο πειράματα δίπλα δίπλα στην οθόνη ώστε να συγκρίνετε τις δύο μεθόδους μαζί προς όλες τις μετρήσεις. ( μέτρηση ζημιών, επιτάχυνσης κ.λ.π )
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Παιδιά θέλω την βοήθειά σας σε μια έρευνα που κάνω. Σε μια ξένη ιστοσελίδα που γράφω για την αντισεισμική μέθοδο που αναπτύσσω τους ανέφερα ότι ενώνω τις παρειές των τοιχωμάτων με το έδαφος με τένοντα πάνω στον οποίο εφαρμόζω δύο ξεχωριστές προεντάσεις Μία μεταξύ της επιφανείας του εδάφους και της αγκύρωσης και μια μεταξύ του ανωτάτου επιπέδου του τοιχώματος και του πέλματος βάσης. Αυτό το κάνω αφενός για να οδηγήσω τις εντάσεις που παραλαμβάνει ο φέροντας μέσα στο έδαφος αποτρέποντας να οδηγηθούν στις διατομές γύρω από τους κόμβους και αφετέρου για να σταματήσω την διατμητική αστοχία των τοιχωμάτων. Όμως οι άλλοι ξένοι ερευνητές μου ανέφεραν ότι η προένταση μεταξύ της επιφανείας του εδάφους και του μηχανισμού αγκύρωσης σταματά και τις δονήσεις τουλάχιστον τις επιφανειακές. Αυτό είναι πολύ σοβαρό αν συμβαίνει! Δεν μου εξήγησαν όμως τον λόγο για τον ισχυρισμό τους. Προσπαθώ να το ερευνήσω διεξοδικά και θα ήθελα τα φώτα σας! Η συζήτηση γίνεται σε αυτή την ιστοσελίδα. https://www.researchgate.net/post/Mecha ... GYZr8RtT7M
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Διατύπωση προβλήματος
Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, το έδαφος, και επομένως και η βάση της κατασκευής που είναι
στερεωμένη πάνω του, λικνίζεται γρήγορα, γύρω από την αρχική
θέση ηρεμίας. Δυναμικά το μέγεθος που μας ενδιαφέρει σε αυτήν την κίνηση της
βάσης είναι η επιτάχυνση.
Η μάζα της κατασκευής, λόγω της αδράνειάς της, δεν ακολουθεί την κίνηση της βάσης αλλά
κινείται με διαφορετικό τρόπο κάνοντας μία δική της ταλάντωση. Λόγω αυτής της
διαφορετικής κίνησης μάζας και βάσης, προκαλείται παραμόρφωση η οποία δημιουργεί εντάσεις
στην κατασκευή.
Λύση
Το ιδανικό θα ήταν αν μπορούσαμε να σχεδιάσουμε έτσι ώστε η μάζα της κατασκευής η βάση της και το έδαφος που στηρίζεται, να ακολουθούν την ίδια κίνηση ώστε να σταματήσουμε την παραμόρφωση η οποία δημιουργεί τις εντάσεις.
Για να το κατορθώσουμε αυτό πρέπει να σχεδιάσουμε έτσι ώστε να αφαιρέσουμε τις εντάσεις αδράνειας της μάζας από την κατασκευή και να τις εκ τρέψουμε έξω από αυτήν μεταφέροντας αυτές μέσα στο έδαφος.
Η έρευνά μου κατά κύριο λόγο αυτό προσπαθεί να κατορθώσει .
Σαν κατάλληλο σχεδιασμό επιλέγω να ενώσω τις παρειές όλων των τοιχωμάτων με το έδαφος χρησιμοποιώντας τένοντες πάνω στους οποίους εφαρμόζω δύο ξεχωριστές προεντάσεις Η πρώτη προένταση εφαρμόζεται μεταξύ της επιφανείας του εδάφους θεμελίωσης και ενός μηχανισμού αγκύρωσης εδάφους τοποθετημένο στα βάθη μιας γεώτρησης και η δεύτερη προένταση μεταξύ του ανωτάτου επιπέδου του τοιχώματος και του πέλματος βάσης. Αυτό το κάνω αφενός για να οδηγήσω τις εντάσεις που παραλαμβάνει ο τένοντας από το ανώτατο επίπεδο του τοιχώματος ( όταν εμποδίζει την στροφή του,) μέσα στο έδαφος, αποτρέποντας αυτές να οδηγηθούν στις διατομές γύρω από τους κόμβους και αφετέρου για να σταματήσω την διατμητική αστοχία των τοιχωμάτων και το κατορθώνω εξασκώντας εντάσεις θλίψης στις διατομές τους, αντίθετες αυτών των εντάσεων εφελκυσμού. Εκτός των ισχυρών τενόντων και των ισχυρών μηχανισμών αγκύρωσης εδάφους, απαραίτητη προϋπόθεση για καλλίτερα αποτελέσματα, είναι και η χρησιμοποίηση επιμήκων τοιχωμάτων με πολυδιάστατη διατομή κάτοψις και μεγάλη δυσκαμψία στων οποίων επιβάλουμε θλίψη στις διατομές τους και τα ενώνουμε με το έδαφος θεμελίωσης από όλες τις παρειές τους.
Τα τοιχώµατα αυξάνουν σηµαντικά την αντοχή και την δυσκαµψία.
Η δυσκαμψία της κατασκευής δηλώνει το μέγεθος της αντίστασης που παρουσιάζει στην παραμόρφωσή της.
Η δυσκαμψία της κατασκευής προέρχεται από τη δυσκαμψία των τοιχωμάτων, η οποία εξαρτάτε από τη δυνατότητα αντίδρασης του κορμού τους προς την κάμψη η οποία δυσχεραίνει την στροφή στα άκρα τους.
Παράγοντες που επηρεάζουν την δυσκαμψία του τοιχώματος είναι
Το μέγεθος και σχήμα της διατομής του, το μέτρο ελαστικότητας του υλικού
το ύψος του, και η ροπή αδράνειας της διατομής ως προς άξονα κάθετο στη διεύθυνση κίνησης.
Ακόμα το τοίχωμα πρέπει να είναι δύσκαμπτο για να μπορεί να αναλάβει τις δευτερεύουσες κάμψις δημιουργούμενες στον κορμό του από την αντίδραση του τένοντα ως προς την στροφή του.
Ο καλύτερος σχεδιασμός είναι να χρησιμοποιούμε δύσκαμπτα τοιχώματα και ελαστικούς δοκούς.
Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, το έδαφος, και επομένως και η βάση της κατασκευής που είναι
στερεωμένη πάνω του, λικνίζεται γρήγορα, γύρω από την αρχική
θέση ηρεμίας. Δυναμικά το μέγεθος που μας ενδιαφέρει σε αυτήν την κίνηση της
βάσης είναι η επιτάχυνση.
Η μάζα της κατασκευής, λόγω της αδράνειάς της, δεν ακολουθεί την κίνηση της βάσης αλλά
κινείται με διαφορετικό τρόπο κάνοντας μία δική της ταλάντωση. Λόγω αυτής της
διαφορετικής κίνησης μάζας και βάσης, προκαλείται παραμόρφωση η οποία δημιουργεί εντάσεις
στην κατασκευή.
Λύση
Το ιδανικό θα ήταν αν μπορούσαμε να σχεδιάσουμε έτσι ώστε η μάζα της κατασκευής η βάση της και το έδαφος που στηρίζεται, να ακολουθούν την ίδια κίνηση ώστε να σταματήσουμε την παραμόρφωση η οποία δημιουργεί τις εντάσεις.
Για να το κατορθώσουμε αυτό πρέπει να σχεδιάσουμε έτσι ώστε να αφαιρέσουμε τις εντάσεις αδράνειας της μάζας από την κατασκευή και να τις εκ τρέψουμε έξω από αυτήν μεταφέροντας αυτές μέσα στο έδαφος.
Η έρευνά μου κατά κύριο λόγο αυτό προσπαθεί να κατορθώσει .
Σαν κατάλληλο σχεδιασμό επιλέγω να ενώσω τις παρειές όλων των τοιχωμάτων με το έδαφος χρησιμοποιώντας τένοντες πάνω στους οποίους εφαρμόζω δύο ξεχωριστές προεντάσεις Η πρώτη προένταση εφαρμόζεται μεταξύ της επιφανείας του εδάφους θεμελίωσης και ενός μηχανισμού αγκύρωσης εδάφους τοποθετημένο στα βάθη μιας γεώτρησης και η δεύτερη προένταση μεταξύ του ανωτάτου επιπέδου του τοιχώματος και του πέλματος βάσης. Αυτό το κάνω αφενός για να οδηγήσω τις εντάσεις που παραλαμβάνει ο τένοντας από το ανώτατο επίπεδο του τοιχώματος ( όταν εμποδίζει την στροφή του,) μέσα στο έδαφος, αποτρέποντας αυτές να οδηγηθούν στις διατομές γύρω από τους κόμβους και αφετέρου για να σταματήσω την διατμητική αστοχία των τοιχωμάτων και το κατορθώνω εξασκώντας εντάσεις θλίψης στις διατομές τους, αντίθετες αυτών των εντάσεων εφελκυσμού. Εκτός των ισχυρών τενόντων και των ισχυρών μηχανισμών αγκύρωσης εδάφους, απαραίτητη προϋπόθεση για καλλίτερα αποτελέσματα, είναι και η χρησιμοποίηση επιμήκων τοιχωμάτων με πολυδιάστατη διατομή κάτοψις και μεγάλη δυσκαμψία στων οποίων επιβάλουμε θλίψη στις διατομές τους και τα ενώνουμε με το έδαφος θεμελίωσης από όλες τις παρειές τους.
Τα τοιχώµατα αυξάνουν σηµαντικά την αντοχή και την δυσκαµψία.
Η δυσκαμψία της κατασκευής δηλώνει το μέγεθος της αντίστασης που παρουσιάζει στην παραμόρφωσή της.
Η δυσκαμψία της κατασκευής προέρχεται από τη δυσκαμψία των τοιχωμάτων, η οποία εξαρτάτε από τη δυνατότητα αντίδρασης του κορμού τους προς την κάμψη η οποία δυσχεραίνει την στροφή στα άκρα τους.
Παράγοντες που επηρεάζουν την δυσκαμψία του τοιχώματος είναι
Το μέγεθος και σχήμα της διατομής του, το μέτρο ελαστικότητας του υλικού
το ύψος του, και η ροπή αδράνειας της διατομής ως προς άξονα κάθετο στη διεύθυνση κίνησης.
Ακόμα το τοίχωμα πρέπει να είναι δύσκαμπτο για να μπορεί να αναλάβει τις δευτερεύουσες κάμψις δημιουργούμενες στον κορμό του από την αντίδραση του τένοντα ως προς την στροφή του.
Ο καλύτερος σχεδιασμός είναι να χρησιμοποιούμε δύσκαμπτα τοιχώματα και ελαστικούς δοκούς.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Όλοι οι πολιτικοί μηχανικοί ξέρουν ότι η παραμόρφωση είναι αυτή που δημιουργεί εντάσεις οι οποίες προκαλούν από αστοχίες μέχρι και καταρρεύσεις.
Η παραμόρφωση μπορεί να δημιουργηθεί από τρις αιτίες.
1) Η μεγαλύτερη παραμόρφωση δημιουργείτε από την ροπή ανατροπής του τοιχώματος και από την κάμψη του κορμού του
2) Η δεύτερη παραμόρφωση δημιουργείτε από τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό που παρατηρείται σε ασύμμετρες, σε υψίκορμες και σε μεταλλικές κατασκευές.
3) Η τρίτη παραμόρφωση δημιουργείτε από την ανομοιογενή καθίζηση του εδάφους με ή χωρίς σεισμό, η οποία παραμορφώνει τους κόμβους της κατασκευής.
Η ΛΥΣΗ
1) Τα τοιχώματα υπό την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές τους μέσω προέντασης, δεν παρουσιάζουν καμπτική παραμόρφωση ικανή να δημιουργεί διατμητικές αστοχίες. Συμπέρασμα Στα τοιχώματα πρέπει να εφαρμόζεται προένταση.
Όμως η προένταση αυξάνει την ήδη μεγάλη ακαμψία του τοιχώματος, και αυτό έχει σαν συνέπεια να κατεβάζει ( σαν ισχυρός μοχλοβραχίονας που είναι ) μεγάλες ροπές στην βάση και στους κόμβους όπου συνδέεται με τους δοκούς, με αποτέλεσμα να τους σπάει.
Δηλαδή σαν άκαμπτο το τοίχωμα ανατρέπεται εύκολα και δημιουργεί μεγάλες ροπές στην βάση και στους κόμβους όπου συνδέεται με τους δοκούς, με αποτέλεσμα να τους σπάει. Συμπέρασμα Για να μην ανατρέπεται πρέπει να το πακτώσουμε στο έδαφος
2) Η κατάλληλη διαστασιολόγηση των διατομών των τοιχωμάτων καθώς και η επιβολή θλίψης στις διατομές τους μειώνουν τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό
3) Πρέπει να το βελτιώσουμε συμπυκνώνοντας την δομή του εδάφους.
Η ευρεσιτεχνία εφαρμόζει πάκτωση στο έδαφος, το συμπυκνώνει, εφαρμόζει θλίψη στις διατομές των τοιχωμάτων και σταματά ανατροπή τοιχώματος, κάμψη τοιχώματος, στρεπτοκαμπτικό λυγισμό και καθίζηση εδάφους.
Τι άλλο θέλετε να κάνει από το να ελέγχει την παραμόρφωση που προκαλεί αστοχίες?
Έχετε ακόμα αμφιβολίες?
Αν είμαι λάθος να μου το πείτε.
Η παραμόρφωση μπορεί να δημιουργηθεί από τρις αιτίες.
1) Η μεγαλύτερη παραμόρφωση δημιουργείτε από την ροπή ανατροπής του τοιχώματος και από την κάμψη του κορμού του
2) Η δεύτερη παραμόρφωση δημιουργείτε από τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό που παρατηρείται σε ασύμμετρες, σε υψίκορμες και σε μεταλλικές κατασκευές.
3) Η τρίτη παραμόρφωση δημιουργείτε από την ανομοιογενή καθίζηση του εδάφους με ή χωρίς σεισμό, η οποία παραμορφώνει τους κόμβους της κατασκευής.
Η ΛΥΣΗ
1) Τα τοιχώματα υπό την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές τους μέσω προέντασης, δεν παρουσιάζουν καμπτική παραμόρφωση ικανή να δημιουργεί διατμητικές αστοχίες. Συμπέρασμα Στα τοιχώματα πρέπει να εφαρμόζεται προένταση.
Όμως η προένταση αυξάνει την ήδη μεγάλη ακαμψία του τοιχώματος, και αυτό έχει σαν συνέπεια να κατεβάζει ( σαν ισχυρός μοχλοβραχίονας που είναι ) μεγάλες ροπές στην βάση και στους κόμβους όπου συνδέεται με τους δοκούς, με αποτέλεσμα να τους σπάει.
Δηλαδή σαν άκαμπτο το τοίχωμα ανατρέπεται εύκολα και δημιουργεί μεγάλες ροπές στην βάση και στους κόμβους όπου συνδέεται με τους δοκούς, με αποτέλεσμα να τους σπάει. Συμπέρασμα Για να μην ανατρέπεται πρέπει να το πακτώσουμε στο έδαφος
2) Η κατάλληλη διαστασιολόγηση των διατομών των τοιχωμάτων καθώς και η επιβολή θλίψης στις διατομές τους μειώνουν τον στρεπτοκαμπτικό λυγισμό
3) Πρέπει να το βελτιώσουμε συμπυκνώνοντας την δομή του εδάφους.
Η ευρεσιτεχνία εφαρμόζει πάκτωση στο έδαφος, το συμπυκνώνει, εφαρμόζει θλίψη στις διατομές των τοιχωμάτων και σταματά ανατροπή τοιχώματος, κάμψη τοιχώματος, στρεπτοκαμπτικό λυγισμό και καθίζηση εδάφους.
Τι άλλο θέλετε να κάνει από το να ελέγχει την παραμόρφωση που προκαλεί αστοχίες?
Έχετε ακόμα αμφιβολίες?
Αν είμαι λάθος να μου το πείτε.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Έχω αναπτύξει μια αγκύρωση εδάφους και βράχου η οποία έχει την δυνατότητα υπό την δύναμη της υδραυλικής έλξης να διαστέλλεται απεριόριστα προς τα πρανή μιας γεώτρησης πιέζοντας το έδαφος, και αφού το συμπυκνώσει δημιουργεί συνθήκες πάκτωσης τόσο ισχυρές στην έλξη που ευελπιστώ να σπάσω το παγκόσμιο ρεκόρ πάκτωσης στο έδαφος.
Με αυτή την αγκύρωση ευελπιστώ να πακτώσω στο έδαφος πολυώροφα κτίρια για να βελτιώσω την αντισεισμική τους θωράκιση, όπου σε έναν ισχυρό σεισμό οι αξονικές εντάσεις έλξης που πρέπει να αναλάβει κάθε ένας μηχανισμός αγκύρωσης ξεπερνά τα 3000 kN.
Ωστόσο έχει και πληθώρα άλλων χρήσεων.
Οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν έναν μεγάλο όγκο οπλισμένου σκυροδέματος σαν βάση θεμελίωσης ο οποίος δουλεύει βαρυτικά για να αποτρέψει την ανατροπή της ανεμογεννήτριας.Αυτός ο όγκος οπλισμένου σκυροδέματος σε πολύ μεγάλες ανεμογεννήτριες ξεπερνά τα 2000 κυβικά μέτρα.
Το κόστος στήριξης της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιώντας οπλισμένο σκυρόδεμα είναι πολύ υψηλό, αν προσθέσεις και το κόστος μεταφορικών του σκυροδέματος πάνω στις κορυφές των βουνών όπου συνήθως τοποθετούνται.
Μία άλλη χρήση της αγκύρωσης εδάφους της ευρεσιτεχνίας είναι να πακτώσει ανεμογεννήτριες στο έδαφος καταργώντας εντελώς την βάση σκυροδέματος.
Θα μπορούσε ακόμα να ενισχύσει τις υφιστάμενες βάσεις ανεμογεννητριών οι οποίες έχουν ανεπάρκεια στήριξης.
Το κόστος στήριξης των ανεμογεννητριών χρησιμοποιώντας την ευρεσιτεχνία θα μειωθεί κατά 80% και το κόστος ηλεκτρισμού θα μειωθεί αισθητά.
Με αυτή την αγκύρωση ευελπιστώ να πακτώσω στο έδαφος πολυώροφα κτίρια για να βελτιώσω την αντισεισμική τους θωράκιση, όπου σε έναν ισχυρό σεισμό οι αξονικές εντάσεις έλξης που πρέπει να αναλάβει κάθε ένας μηχανισμός αγκύρωσης ξεπερνά τα 3000 kN.
Ωστόσο έχει και πληθώρα άλλων χρήσεων.
Οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν έναν μεγάλο όγκο οπλισμένου σκυροδέματος σαν βάση θεμελίωσης ο οποίος δουλεύει βαρυτικά για να αποτρέψει την ανατροπή της ανεμογεννήτριας.Αυτός ο όγκος οπλισμένου σκυροδέματος σε πολύ μεγάλες ανεμογεννήτριες ξεπερνά τα 2000 κυβικά μέτρα.
Το κόστος στήριξης της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιώντας οπλισμένο σκυρόδεμα είναι πολύ υψηλό, αν προσθέσεις και το κόστος μεταφορικών του σκυροδέματος πάνω στις κορυφές των βουνών όπου συνήθως τοποθετούνται.
Μία άλλη χρήση της αγκύρωσης εδάφους της ευρεσιτεχνίας είναι να πακτώσει ανεμογεννήτριες στο έδαφος καταργώντας εντελώς την βάση σκυροδέματος.
Θα μπορούσε ακόμα να ενισχύσει τις υφιστάμενες βάσεις ανεμογεννητριών οι οποίες έχουν ανεπάρκεια στήριξης.
Το κόστος στήριξης των ανεμογεννητριών χρησιμοποιώντας την ευρεσιτεχνία θα μειωθεί κατά 80% και το κόστος ηλεκτρισμού θα μειωθεί αισθητά.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Τα τοιχία στον σεισμό δέχονται πλάγιες εντάσεις αδράνειας από πλάκες και δοκούς και τείνουν να ανατραπούν.
Βασικά τείνουν να περιστραφούν πότε από την μία και πότε από την άλλη γύρω από τα άκρα του πέλματος βάσης τα οποία λειτουργούν σαν αρθρώσεις οι οποίες επιτρέπουν την στροφή.
Το μέρος της άρθρωσης δέχεται καθοδικά φορτία και η αντίδραση του εδάφους τα μετατρέπει σε φορτία θλίψης δημιουργούμενα στην διατομή της μιας παρειάς του τοιχίου.
Η άλλη παρειά του τοιχίου ανασηκώνεται από την περιστροφή, δηλαδή δημιουργούνται ανοδικά φορτία τα οποία έρχονται σε αντίθεση με την δυναμική αντίδραση των δοκών και με τα φορτία της κατασκευής και καθ αυτόν τον τρόπο δημιουργείτε ο εφελκυσμός σε αυτήν την παρειά της διατομής του τοιχώματος.
Εξηγώ τον μηχανισμό που δημιουργεί τις εντάσεις θλίψης και εφελκυσμού στις παρειές των τοιχωμάτων για να καταλάβετε πως λειτουργεί η μέθοδος σχεδιασμού που αναφέρω.
Ο μηχανισμός αγκύρωσης αντέχει δυνάμεις θλίψης και εφελκυσμού γιατί είναι καλά πακτωμένος.
Η μία παρειά της βάσης που παράγει θλίψη την μεταβιβάζει στον μηχανισμό αγκύρωσης και αυτός στο βάθη του εδάφους.
Η άλλη παρειά της βάσης παράγει ανοδικές δυνάμεις η οποίες μετατρέπονται σε δυνάμεις εφελκυσμού λόγο του ότι έρχονται σε αντίθεση με την δυναμική των δοκών και με το βάρος τους. Στην πραγματικότητα είναι ανοδικές δυνάμεις, άλλο αν με την αντίδραση των δοκών μετατρέπονται σε δυνάμεις εφελκυσμού. Αυτές τις ανοδικές δυνάμεις τις εξισώνει εξουδετερώνοντας την άνοδό τους, η επιβολή εντάσεων θλίψης στις διατομές του τοιχώματος, οι οποίες προέρχονται από το έδαφος και τις οποίες μεταφέρει και επιβάλει ο μηχανισμός στην διατομή της παρειάς του τοιχώματος.
Δηλαδή ο μηχανισμός μεταφέρει τις εντάσεις θλίψης ( καθοδικές ) και τις εντάσεις εφελκυσμού ( ανοδικές ) βαθειά μέσα στο έδαφος.
Βασικά εκτρέπει τις εντάσεις του σεισμού έξω από την κατασκευή και τις εκτρέπει μέσα στο έδαφος προτού αυτές καταπονήσουν ανελαστικά τις διατομές των δοκών, και προτού επέλθει διατμητική αστοχία στο τοίχωμα.
Αυτή είναι η πρώτη εκτροπή για να αφαιρέσουμε τις εντάσεις από την κατασκευή.
Η δεύτερη εκτροπή εφαρμόζεται από τον μηχανισμό αγκύρωσης ο οποίος αποτελείται από τα πάνω και κάτω αντεστραμμένα περιστρεφόμενα ακτίνια άρθρωσης Τα άνω ακτίνια εκτρέπουν τα κατακόρυφα φορτία θλίψης στις παρειές της γεώτρησης και τα κάτω ακτίνια εκτρέπουν τις κατακόρυφες εντάσεις έλξης προς τα πρανή της γεώτρησης. Εδώ βλέπουμε μια εκτροπή της κατακόρυφης έλξης και θλίψης προς την οριζόντια κατεύθυνση του εδάφους, δηλαδή προς την περιφέρεια της γης. Αυτό σημαίνει ότι με μικρού βάθους γεώτρηση μπορούμε να παραλάβουμε μεγάλα φορτία έλξης και θλίψης, διότι καταργούμε την ανοδική έλξη του εδάφους.
Βασικά τείνουν να περιστραφούν πότε από την μία και πότε από την άλλη γύρω από τα άκρα του πέλματος βάσης τα οποία λειτουργούν σαν αρθρώσεις οι οποίες επιτρέπουν την στροφή.
Το μέρος της άρθρωσης δέχεται καθοδικά φορτία και η αντίδραση του εδάφους τα μετατρέπει σε φορτία θλίψης δημιουργούμενα στην διατομή της μιας παρειάς του τοιχίου.
Η άλλη παρειά του τοιχίου ανασηκώνεται από την περιστροφή, δηλαδή δημιουργούνται ανοδικά φορτία τα οποία έρχονται σε αντίθεση με την δυναμική αντίδραση των δοκών και με τα φορτία της κατασκευής και καθ αυτόν τον τρόπο δημιουργείτε ο εφελκυσμός σε αυτήν την παρειά της διατομής του τοιχώματος.
Εξηγώ τον μηχανισμό που δημιουργεί τις εντάσεις θλίψης και εφελκυσμού στις παρειές των τοιχωμάτων για να καταλάβετε πως λειτουργεί η μέθοδος σχεδιασμού που αναφέρω.
Ο μηχανισμός αγκύρωσης αντέχει δυνάμεις θλίψης και εφελκυσμού γιατί είναι καλά πακτωμένος.
Η μία παρειά της βάσης που παράγει θλίψη την μεταβιβάζει στον μηχανισμό αγκύρωσης και αυτός στο βάθη του εδάφους.
Η άλλη παρειά της βάσης παράγει ανοδικές δυνάμεις η οποίες μετατρέπονται σε δυνάμεις εφελκυσμού λόγο του ότι έρχονται σε αντίθεση με την δυναμική των δοκών και με το βάρος τους. Στην πραγματικότητα είναι ανοδικές δυνάμεις, άλλο αν με την αντίδραση των δοκών μετατρέπονται σε δυνάμεις εφελκυσμού. Αυτές τις ανοδικές δυνάμεις τις εξισώνει εξουδετερώνοντας την άνοδό τους, η επιβολή εντάσεων θλίψης στις διατομές του τοιχώματος, οι οποίες προέρχονται από το έδαφος και τις οποίες μεταφέρει και επιβάλει ο μηχανισμός στην διατομή της παρειάς του τοιχώματος.
Δηλαδή ο μηχανισμός μεταφέρει τις εντάσεις θλίψης ( καθοδικές ) και τις εντάσεις εφελκυσμού ( ανοδικές ) βαθειά μέσα στο έδαφος.
Βασικά εκτρέπει τις εντάσεις του σεισμού έξω από την κατασκευή και τις εκτρέπει μέσα στο έδαφος προτού αυτές καταπονήσουν ανελαστικά τις διατομές των δοκών, και προτού επέλθει διατμητική αστοχία στο τοίχωμα.
Αυτή είναι η πρώτη εκτροπή για να αφαιρέσουμε τις εντάσεις από την κατασκευή.
Η δεύτερη εκτροπή εφαρμόζεται από τον μηχανισμό αγκύρωσης ο οποίος αποτελείται από τα πάνω και κάτω αντεστραμμένα περιστρεφόμενα ακτίνια άρθρωσης Τα άνω ακτίνια εκτρέπουν τα κατακόρυφα φορτία θλίψης στις παρειές της γεώτρησης και τα κάτω ακτίνια εκτρέπουν τις κατακόρυφες εντάσεις έλξης προς τα πρανή της γεώτρησης. Εδώ βλέπουμε μια εκτροπή της κατακόρυφης έλξης και θλίψης προς την οριζόντια κατεύθυνση του εδάφους, δηλαδή προς την περιφέρεια της γης. Αυτό σημαίνει ότι με μικρού βάθους γεώτρηση μπορούμε να παραλάβουμε μεγάλα φορτία έλξης και θλίψης, διότι καταργούμε την ανοδική έλξη του εδάφους.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Σεισμική απόσβεση δονήσεων εδάφους.
Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί απόσβεσης των δονήσεων της κατασκευής, αλλά δεν υπάρχει κανένας μηχανισμός απόσβεσης των δονήσεων του εδάφους όπου στηρίζεται η κατασκευή κάτω από το πέλμα της βάσης.
Η έρευνα εξετάζει, αν υπό την επιβολή μηχανικών δυνάμεων επί του εδάφους θεμελίωσης προς το κατακόρυφο και το οριζόντιο επίπεδό του, χρησιμοποιώντας για την επίτευξη αυτού του σκοπού τον μηχανισμό αγκύρωσης της ευρεσιτεχνίας, μειώνονται ή μηδενίζονται οι σεισμικές δονήσεις.
Ξέρουμε ότι τα φορτία των κτιρίων που ασκούνται πάνω σε μαλακά εδάφη δημιουργούν καθιζήσεις.
Η καθίζηση υποδηλώνει την παραμόρφωση του εδάφους θεμελίωσης αλλά και την συμπύκνωση των κόκκων του εδάφους.
Κατά την συμπύκνωση οι κόκκοι ωθούν το ελαφρύτερο νερό που παρεμβάλλεται μέσα στην δομή του προς άλλες περιοχές, συνήθως προς τα επάνω.
Το αποτέλεσμα της συμπύκνωσης αυξάνει την ικανότητα του εδάφους να παραλαμβάνει μεγαλύτερες πιέσεις φορτίων.
Από την άλλη ξέρουμε ότι κατά την απελευθέρωση σεισμικής ενέργειας από το επίκεντρο η περιοχή γύρω του αρχίζει να αναδεύεται με αποτέλεσμα να δημιουργεί σεισμικά κύματα. Η ανάδευση του εδάφους είναι 2 με 4 φορές μεγαλύτερη από ότι είναι του βράχου.
Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο μαλακά και ελαστικά είναι τα εδάφη γύρω από το επίκεντρο του σεισμού τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος ταλάντωσης των δονήσεων που προκαλούνται.
Συμπέρασμα 1)
Συμπυκνώνοντας το έδαφος κάτω από την βάση με την επιβολή μηχανικών πιέσεων μειώνονται οι δονήσεις, διότι οι δονήσεις δεν μεταφέρονται εύκολα στο συμπυκνωμένο έδαφος
Συμπέρασμα 2)
Όταν κατά το λίκνισμα το μαλακό ελαστικό έδαφος προσκρούει πάνω στο σκληρό και άκαμπτο και ασυμπίεστο έδαφος κάτω από την βάση, δημιουργείται φυσική σεισμική απόσβεση των κραδασμών. Το μαλακό ελαστικό έδαφος δρα σαν τα ελατήρια των τρένων που χρησιμοποιούνται για την ομαλή τους σύγκρουση με τα άλλα βαγόνια.
Συμπέρασμα 3)
Τα κατώτερα στρώματα εδάφους έχουν διαφορετική συμπύκνωση από τα μηχανικά συμπιεσμένα στρώματα στα οποία στηρίζεται η κατασκευή.
Το αποτέλεσμα είναι να δημιουργείται διαφορά φάσης και διαφορά επιτάχυνσης ως προς την μετατόπιση αυτών των δύο διαφορετικής σύστασης εδαφών.
Αυτόματα αυτή η διαφορά φάσης της μετατόπισης και της διαφορετικής επιτάχυνσης των εδαφών ευρισκόμενα το ένα πάνω στο άλλο με διαφορετικό μέτρο ελαστικότητας το κάθε ένα, έχει δημιουργήσει ένα φυσικό εφέδρανο απόσβεσης σεισμικών δονήσεων.
Ερευνώ και ομιλώ για τα επιφανειακά αργά κύματα ( Love ) τα οποία επιφέρουν τις μεγάλες καταστροφές των κτιρίων.
Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί απόσβεσης των δονήσεων της κατασκευής, αλλά δεν υπάρχει κανένας μηχανισμός απόσβεσης των δονήσεων του εδάφους όπου στηρίζεται η κατασκευή κάτω από το πέλμα της βάσης.
Η έρευνα εξετάζει, αν υπό την επιβολή μηχανικών δυνάμεων επί του εδάφους θεμελίωσης προς το κατακόρυφο και το οριζόντιο επίπεδό του, χρησιμοποιώντας για την επίτευξη αυτού του σκοπού τον μηχανισμό αγκύρωσης της ευρεσιτεχνίας, μειώνονται ή μηδενίζονται οι σεισμικές δονήσεις.
Ξέρουμε ότι τα φορτία των κτιρίων που ασκούνται πάνω σε μαλακά εδάφη δημιουργούν καθιζήσεις.
Η καθίζηση υποδηλώνει την παραμόρφωση του εδάφους θεμελίωσης αλλά και την συμπύκνωση των κόκκων του εδάφους.
Κατά την συμπύκνωση οι κόκκοι ωθούν το ελαφρύτερο νερό που παρεμβάλλεται μέσα στην δομή του προς άλλες περιοχές, συνήθως προς τα επάνω.
Το αποτέλεσμα της συμπύκνωσης αυξάνει την ικανότητα του εδάφους να παραλαμβάνει μεγαλύτερες πιέσεις φορτίων.
Από την άλλη ξέρουμε ότι κατά την απελευθέρωση σεισμικής ενέργειας από το επίκεντρο η περιοχή γύρω του αρχίζει να αναδεύεται με αποτέλεσμα να δημιουργεί σεισμικά κύματα. Η ανάδευση του εδάφους είναι 2 με 4 φορές μεγαλύτερη από ότι είναι του βράχου.
Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο μαλακά και ελαστικά είναι τα εδάφη γύρω από το επίκεντρο του σεισμού τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος ταλάντωσης των δονήσεων που προκαλούνται.
Συμπέρασμα 1)
Συμπυκνώνοντας το έδαφος κάτω από την βάση με την επιβολή μηχανικών πιέσεων μειώνονται οι δονήσεις, διότι οι δονήσεις δεν μεταφέρονται εύκολα στο συμπυκνωμένο έδαφος
Συμπέρασμα 2)
Όταν κατά το λίκνισμα το μαλακό ελαστικό έδαφος προσκρούει πάνω στο σκληρό και άκαμπτο και ασυμπίεστο έδαφος κάτω από την βάση, δημιουργείται φυσική σεισμική απόσβεση των κραδασμών. Το μαλακό ελαστικό έδαφος δρα σαν τα ελατήρια των τρένων που χρησιμοποιούνται για την ομαλή τους σύγκρουση με τα άλλα βαγόνια.
Συμπέρασμα 3)
Τα κατώτερα στρώματα εδάφους έχουν διαφορετική συμπύκνωση από τα μηχανικά συμπιεσμένα στρώματα στα οποία στηρίζεται η κατασκευή.
Το αποτέλεσμα είναι να δημιουργείται διαφορά φάσης και διαφορά επιτάχυνσης ως προς την μετατόπιση αυτών των δύο διαφορετικής σύστασης εδαφών.
Αυτόματα αυτή η διαφορά φάσης της μετατόπισης και της διαφορετικής επιτάχυνσης των εδαφών ευρισκόμενα το ένα πάνω στο άλλο με διαφορετικό μέτρο ελαστικότητας το κάθε ένα, έχει δημιουργήσει ένα φυσικό εφέδρανο απόσβεσης σεισμικών δονήσεων.
Ερευνώ και ομιλώ για τα επιφανειακά αργά κύματα ( Love ) τα οποία επιφέρουν τις μεγάλες καταστροφές των κτιρίων.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Ανοιχτό περιοδικό πολιτικών μηχανικών. ( με κριτές )
Open Journal of Civil Engineering
Publication years 2011-2021
Publication count 359
Citation count 1862
h5-index 14
h-index 21
Impact Factor 1.03
Downloads 1.236.160
Views 2.352.410
Downloads/article 3443,3
Citations/article 5.3
Η ποιο δημοφιλή δημοσίευση του περιοδικού σε Downloads για όλα τα χρόνια λειτουργίας του είναι το...
< The Ultimate Anti-Seismic System >
Συγγραφέας Lymperis Ioannis
19.214 Downloads
24.791 Views
Και κανένα Citations
Τι σημαίνει αυτό? Καμία αναφορά?
https://www.scirp.org/html/6-1880388_59888.htm
https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx...
https://www.scirp.org/journal/ojce/
Open Journal of Civil Engineering
Publication years 2011-2021
Publication count 359
Citation count 1862
h5-index 14
h-index 21
Impact Factor 1.03
Downloads 1.236.160
Views 2.352.410
Downloads/article 3443,3
Citations/article 5.3
Η ποιο δημοφιλή δημοσίευση του περιοδικού σε Downloads για όλα τα χρόνια λειτουργίας του είναι το...
< The Ultimate Anti-Seismic System >
Συγγραφέας Lymperis Ioannis
19.214 Downloads
24.791 Views
Και κανένα Citations
Τι σημαίνει αυτό? Καμία αναφορά?
https://www.scirp.org/html/6-1880388_59888.htm
https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx...
https://www.scirp.org/journal/ojce/
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Αλήθειες και ψέματα για την αντισεισμικότητα των κατασκευών.
Η επιτάχυνση του εδάφους δημιουργεί εντάσεις αδράνειας στην μάζα της κατασκευής.
Το μέγεθος των εντάσεων εξαρτάτε από την επιτάχυνση του εδάφους, το βάρος της μάζας, και το ύψος που ευρίσκεται η μάζα από το έδαφος.
Η κατασκευή αποτελείτε από τα κάθετα στοιχεία στήριξης όπως είναι τα υποστυλώματα, τα τοιχία, και τα μεγάλα επιμήκη τοιχώματα.
Επίσης ο κορμός των κάθετων στοιχείων διαθέτει ένα μέτρο ελαστικότητας και πλαστιμότητας το οποίο εξαρτάτε από το μέγεθος και την μορφή της διατομής καθώς και από την διαμόρφωση τοποθέτησης του οπλισμού του χάλυβα.
Τα υποστυλώματα που έχουν μικρή και τετράγωνη διατομή έχουν μεγαλύτερη ελαστικότητα από ότι τα μεγάλα επιμήκη τοιχώματα. Όμως τα ελαστικά υποστυλώματα δεν διαθέτουν μεγάλη δυναμική όπως τα τοιχία και ακόμα μεγαλύτερη δυναμική έχουν τα επιμήκη τοιχώματα τα οποία θεωρούνται διαφραγματικής λειτουργίας.
Η εντάσεις αδράνειας επιβάλουν μια ροπή ανατροπής στα κάθετα στοιχεία.
Κάθε ένα από αυτά τα κάθετα στοιχεία στήριξης έχει διαφορετική αντίδραση ως προς την ροπή ανατροπής.
Η ροπή ανατροπής είναι πολύ μεγάλη στα υποστυλώματα, μικρότερη στα τοιχία και ακόμα μικρότερη στα επιμήκη τοιχώματα. Η ροπή ανατροπής εκτός των άλλων αυξάνει και από το ύψος και το μέγεθος της δύναμης αδράνειας
Η ροπή ανατροπής μαζί με την ελαστικότητα του κορμού των κάθετων φερόντων στοιχείων επιφέρουν παραμόρφωση ως προς τον κατακόρυφο άξονά τους και μεταφέρουν εντάσεις ροπών στις διατομές των κορμών των δοκών με τους οποίους συνδέονται στους κόμβους, παραμορφώνοντας υπέρμετρα αυτούς μέχρι να αστοχήσουν.
Συμπέρασμα
Η ένταση του σεισμού εξαρτάτε από την επιτάχυνση του εδάφους που θα φθάσει κάτω από την κατασκευή.
Η ένταση αδράνειας που δημιουργείτε πάνω στην κατασκευή είναι ανάλογη της επιτάχυνσης του σεισμού και το βάρος της μάζας.
Η αντίδραση της κατασκευής προς τις σεισμικές μετατοπίσεις εξαρτάτε από την δυναμική των διατομών και από τα μέτρα απόσβεσης που διαθέτει η κατασκευή.
Ένας άλλος παράγοντας που συντελεί στην κατάρρευση της κατασκευής είναι η διάρκεια του σεισμού.
Μία κατασκευή αντέχει μεγάλη επιτάχυνση για μικρό χρονικό διάστημα ή μικρή επιτάχυνση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Οι κατασκευές σε περιοχές όπου στατιστικά γίνονται μεγάλοι και συχνοί σεισμοί σχεδιάζονται να αντέχουν σε επιτάχυνση 0,36g ( 1g είναι η επιτάχυνση ενός σώματος που πέφτει στην γη και ισούται με 9,81m/sec )
Στην Ελλάδα ο μεγαλύτερος σεισμός που έχει καταγραφεί, είχε επιτάχυνση 1g
Ο μεγαλύτερος σεισμός που έχει καταγραφεί παγκοσμίως είχε επιτάχυνση 2,9g
Εδώ συμπεραίνουμε ότι και οι καλύτερες κατασκευές στον πολύ μεγάλο σεισμό με διάρκεια δεν είναι ασφαλείς.
Αν υπάρξει και συντονισμός κατασκευής εδάφους η κατάρρευση των κατασκευών είναι σίγουρη.
Για τους πάρα πάνω λόγους είναι μύθος ο ισχυρισμός ότι οι σημερινές κατασκευές είναι 100% ασφαλείς στον σεισμό.
Ο λόγος που οι κατασκευές καταρρέουν στον σεισμό είναι ότι οι εντάσεις που δημιουργούνται ανακυκλώνονται και αυξάνονται στην διάρκεια του σεισμού και διότι οι αντοχές των διατομών των φερόντων στοιχείων είναι ανεπαρκείς στους μεγάλους σεισμούς με διάρκεια.
Αν αυξήσουμε το μέγεθος και τον οπλισμό των διατομών των φερόντων στοιχείων αυξάνουμε ταυτόχρονα και τις εντάσεις διότι η πρόσθετη μάζα αυξάνει την αδράνεια.
Αν οι κατασκευές είναι υψίκορμες και άκαμπτες κινδυνεύουν και με ολική ανατροπή.
Υπάρχουν βέβαια μηχανισμοί απόσβεσης της σεισμικής ενέργειας οι οποίοι βοηθούν την κατασκευή να ανταπεξέλθει καλύτερα όπως είναι η οριζόντια σεισμική μόνωση, ( εφέδρανα ) οι υδραυλικοί αποσβεστήρες οι οποίοι μετατρέπουν την κινηματική ενέργεια σε θερμική, οι ιξώδης αποσβεστήρες, η πλαστιμότητα των κατασκευών και άλλα.
Αυτοί οι μηχανισμοί βοηθούν την κατασκευή πάρα πολύ αλλά υπάρχουν και οι πολύ μεγάλοι σεισμοί με επιτάχυνση κοντά στα 3g που δεν γλυτώνει καμία κατασκευή. Οι κατασκευές που θα γλυτώσουν σε έναν τόσο μεγάλο σεισμό θα είναι αυτές όπου θα είναι απομακρυσμένες πολύ από τον σεισμό, ή αυτές που οι σύσταση του εδάφους δεν θα επιτρέψει την μεταφορά της μεγάλης σεισμικής επιτάχυνσης κάτω από την βάση.
Ακόμα οι σημερινοί αναφερθέντες αντισεισμικοί σχεδιασμοί είναι πάρα πολύ ακριβοί και δεν τοποθετούνται παρά μόνο σε έργα πολύ μεγάλης σπουδαιότητας. Ακόμα φτωχές χώρες δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν οικονομικά στους σημερινούς αντισεισμικούς κανονισμούς, και ακόμα περισσότερο στην τοποθέτηση συστημάτων απόσβεσης σεισμικής ενέργειας.
Ερώτηση
Υπάρχει οριστική λύση για φθηνές και απεριόριστα σεισμικά θωρακισμένες κατασκευές?
Απάντηση. Ναι υπάρχει αρκεί να αλλάξει ο αντισεισμικός σχεδιασμός μερικός.
Η λύση είναι να αφαιρέσουμε τις εντάσεις πάνω από την κατασκευή και να αποτρέψουμε την προσθετική ανακύκλωση τους μέσα στην σεισμική διάρκεια η οποία αυξάνει τις εντάσεις σε κάθε κύκλο σεισμικής φόρτισης.
Πως θα το κατορθώσουμε αυτό ?
Απάντηση
Θα το κατορθώσουμε εκ τρέποντας έξω από την κατασκευή τις εντάσεις του σεισμού.
Και που θα οδηγήσουμε τις σεισμικές εντάσεις?
Απάντηση... μέσα στο έδαφος.
Πως θα το κατορθώσουμε αυτό?
Απάντηση
Με διπλή προένταση
Την πρώτη προένταση την εφαρμόζουμε πριν την κατασκευή του έργου πάνω στην επιφάνεια του εδάφους, σε έναν μηχανισμό αγκύρωσης ο οποίος είναι τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης κάτω από το πέλμα βάσης και ο οποίος κατά την προένταση διαστέλλεται προς τα πρανή, τα συμπιέζει δημιουργώντας ισχυρή πάκτωση.
Την δεύτερη προένταση την εφαρμόζουμε μετά την αποπεράτωση του φέροντα οργανισμού, μεταξύ, από τα ανώτατα άκρα της κατασκευής και της πακτωμένης αγκύρωσης.
Αν τοποθετήσουμε στο κάθε άκρο των επιμήκη τοιχωμάτων από έναν μηχανισμό τότε κατά το λίκνισμα οι εντάσεις μεταφέρονται μέσα στο έδαφος και όχι επάνω στις διατομές γύρο από τους κόμβους για να τις σπάσουν. Και αυτό συμβαίνει σε κάθε κύκλο σεισμικής φόρτωσης οπότε η διάρκεια του σεισμού δεν επιφέρει προσθετικά φορτία στην κατασκευή. Ακόμα με αυτή την μέθοδο δεν υφίσταται συντονισμός.
Αν η προένταση των επιμήκη τοιχωμάτων μειώνει την μετατόπιση της κατασκευής, τότε και η προένταση του εδάφους μειώνει τις σεισμικές μετατοπίσεις.
Εξετάζεται ερευνητικά και η περίπτωση στο εάν το προτεταμένο έδαφος θεμελίωσης εξαλείφει ή μειώνει τις ταλαντώσεις του εδάφους.
Σίγουρα όμως το συμπυκνώνει διότι το προ συμπιέζει οριζόντια και κάθετα βελτιώνοντας την αντοχή του.
Στο ερώτημα KATA ΠΟΣΟΝ ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΟ ΝΑ ΔΙΑΤΑΡΑΣΕΤΑΙ Ο ΠΥΡΗΝΑΣ ΜΙΑΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ (ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ) ΕΝΟΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΟΣ (ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΟΠΗΣ?)? Η ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΔΕΝ ΑΥΞΑΝΕΙ ΜΕ ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΜΟΝΙΜΟ ΘΛΙΠΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟ ΥΠΟΣΤΗΛΩΜΑ? ΠΟΙΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΟΛΩΝ ΑΥΤΩΝ ?
Απάντηση
Δεν εφαρμόζουμε προένταση σε υποστυλώματα αλλά μόνο σε όλες τις παρειές των τοιχωμάτων. Μεγαλύτερη διατομή, περίσφιξη σκυροδέματος, ποιοτικό σκυρόδεμα θα λύσουν το πρόβλημα της οπής και των πρόσθετων μόνιμων θλιπτικών φορτίων. Όσο για την επιπλέον καταπόνηση του εδάφους θεμελίωσης το πρόβλημα το λύνει η πάκτωση της αγκύρωσης η οποία μεταφέρει τα φορτία σε ισχυρότερες περιοχές ανάληψης φορτίων αυτές στα βάθη της γεώτρησης. Ακόμα είναι γνωστό ότι η προένταση αυξάνει την ενεργό διατομή του τοιχώματος. Δόξα τον θεό το σκυρόδεμα αντέχει σε θλίψη 12 φορές περισσότερο από ότι στον εφελκυσμό. Ακόμα η μέθοδος που συνιστώ εξαλείφει την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος η οποία εμφανίζεται στον μηχανισμό της συνάφειας λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό. Ακόμα καταργείτε ο μοχλοβραχίονας του τοιχώματος ο οποίος κατεβάζει μεγάλες ροπές στην βάση και δημιουργεί ψαθυρές διατμητικές αστοχίες .
Η επιτάχυνση του εδάφους δημιουργεί εντάσεις αδράνειας στην μάζα της κατασκευής.
Το μέγεθος των εντάσεων εξαρτάτε από την επιτάχυνση του εδάφους, το βάρος της μάζας, και το ύψος που ευρίσκεται η μάζα από το έδαφος.
Η κατασκευή αποτελείτε από τα κάθετα στοιχεία στήριξης όπως είναι τα υποστυλώματα, τα τοιχία, και τα μεγάλα επιμήκη τοιχώματα.
Επίσης ο κορμός των κάθετων στοιχείων διαθέτει ένα μέτρο ελαστικότητας και πλαστιμότητας το οποίο εξαρτάτε από το μέγεθος και την μορφή της διατομής καθώς και από την διαμόρφωση τοποθέτησης του οπλισμού του χάλυβα.
Τα υποστυλώματα που έχουν μικρή και τετράγωνη διατομή έχουν μεγαλύτερη ελαστικότητα από ότι τα μεγάλα επιμήκη τοιχώματα. Όμως τα ελαστικά υποστυλώματα δεν διαθέτουν μεγάλη δυναμική όπως τα τοιχία και ακόμα μεγαλύτερη δυναμική έχουν τα επιμήκη τοιχώματα τα οποία θεωρούνται διαφραγματικής λειτουργίας.
Η εντάσεις αδράνειας επιβάλουν μια ροπή ανατροπής στα κάθετα στοιχεία.
Κάθε ένα από αυτά τα κάθετα στοιχεία στήριξης έχει διαφορετική αντίδραση ως προς την ροπή ανατροπής.
Η ροπή ανατροπής είναι πολύ μεγάλη στα υποστυλώματα, μικρότερη στα τοιχία και ακόμα μικρότερη στα επιμήκη τοιχώματα. Η ροπή ανατροπής εκτός των άλλων αυξάνει και από το ύψος και το μέγεθος της δύναμης αδράνειας
Η ροπή ανατροπής μαζί με την ελαστικότητα του κορμού των κάθετων φερόντων στοιχείων επιφέρουν παραμόρφωση ως προς τον κατακόρυφο άξονά τους και μεταφέρουν εντάσεις ροπών στις διατομές των κορμών των δοκών με τους οποίους συνδέονται στους κόμβους, παραμορφώνοντας υπέρμετρα αυτούς μέχρι να αστοχήσουν.
Συμπέρασμα
Η ένταση του σεισμού εξαρτάτε από την επιτάχυνση του εδάφους που θα φθάσει κάτω από την κατασκευή.
Η ένταση αδράνειας που δημιουργείτε πάνω στην κατασκευή είναι ανάλογη της επιτάχυνσης του σεισμού και το βάρος της μάζας.
Η αντίδραση της κατασκευής προς τις σεισμικές μετατοπίσεις εξαρτάτε από την δυναμική των διατομών και από τα μέτρα απόσβεσης που διαθέτει η κατασκευή.
Ένας άλλος παράγοντας που συντελεί στην κατάρρευση της κατασκευής είναι η διάρκεια του σεισμού.
Μία κατασκευή αντέχει μεγάλη επιτάχυνση για μικρό χρονικό διάστημα ή μικρή επιτάχυνση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Οι κατασκευές σε περιοχές όπου στατιστικά γίνονται μεγάλοι και συχνοί σεισμοί σχεδιάζονται να αντέχουν σε επιτάχυνση 0,36g ( 1g είναι η επιτάχυνση ενός σώματος που πέφτει στην γη και ισούται με 9,81m/sec )
Στην Ελλάδα ο μεγαλύτερος σεισμός που έχει καταγραφεί, είχε επιτάχυνση 1g
Ο μεγαλύτερος σεισμός που έχει καταγραφεί παγκοσμίως είχε επιτάχυνση 2,9g
Εδώ συμπεραίνουμε ότι και οι καλύτερες κατασκευές στον πολύ μεγάλο σεισμό με διάρκεια δεν είναι ασφαλείς.
Αν υπάρξει και συντονισμός κατασκευής εδάφους η κατάρρευση των κατασκευών είναι σίγουρη.
Για τους πάρα πάνω λόγους είναι μύθος ο ισχυρισμός ότι οι σημερινές κατασκευές είναι 100% ασφαλείς στον σεισμό.
Ο λόγος που οι κατασκευές καταρρέουν στον σεισμό είναι ότι οι εντάσεις που δημιουργούνται ανακυκλώνονται και αυξάνονται στην διάρκεια του σεισμού και διότι οι αντοχές των διατομών των φερόντων στοιχείων είναι ανεπαρκείς στους μεγάλους σεισμούς με διάρκεια.
Αν αυξήσουμε το μέγεθος και τον οπλισμό των διατομών των φερόντων στοιχείων αυξάνουμε ταυτόχρονα και τις εντάσεις διότι η πρόσθετη μάζα αυξάνει την αδράνεια.
Αν οι κατασκευές είναι υψίκορμες και άκαμπτες κινδυνεύουν και με ολική ανατροπή.
Υπάρχουν βέβαια μηχανισμοί απόσβεσης της σεισμικής ενέργειας οι οποίοι βοηθούν την κατασκευή να ανταπεξέλθει καλύτερα όπως είναι η οριζόντια σεισμική μόνωση, ( εφέδρανα ) οι υδραυλικοί αποσβεστήρες οι οποίοι μετατρέπουν την κινηματική ενέργεια σε θερμική, οι ιξώδης αποσβεστήρες, η πλαστιμότητα των κατασκευών και άλλα.
Αυτοί οι μηχανισμοί βοηθούν την κατασκευή πάρα πολύ αλλά υπάρχουν και οι πολύ μεγάλοι σεισμοί με επιτάχυνση κοντά στα 3g που δεν γλυτώνει καμία κατασκευή. Οι κατασκευές που θα γλυτώσουν σε έναν τόσο μεγάλο σεισμό θα είναι αυτές όπου θα είναι απομακρυσμένες πολύ από τον σεισμό, ή αυτές που οι σύσταση του εδάφους δεν θα επιτρέψει την μεταφορά της μεγάλης σεισμικής επιτάχυνσης κάτω από την βάση.
Ακόμα οι σημερινοί αναφερθέντες αντισεισμικοί σχεδιασμοί είναι πάρα πολύ ακριβοί και δεν τοποθετούνται παρά μόνο σε έργα πολύ μεγάλης σπουδαιότητας. Ακόμα φτωχές χώρες δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν οικονομικά στους σημερινούς αντισεισμικούς κανονισμούς, και ακόμα περισσότερο στην τοποθέτηση συστημάτων απόσβεσης σεισμικής ενέργειας.
Ερώτηση
Υπάρχει οριστική λύση για φθηνές και απεριόριστα σεισμικά θωρακισμένες κατασκευές?
Απάντηση. Ναι υπάρχει αρκεί να αλλάξει ο αντισεισμικός σχεδιασμός μερικός.
Η λύση είναι να αφαιρέσουμε τις εντάσεις πάνω από την κατασκευή και να αποτρέψουμε την προσθετική ανακύκλωση τους μέσα στην σεισμική διάρκεια η οποία αυξάνει τις εντάσεις σε κάθε κύκλο σεισμικής φόρτισης.
Πως θα το κατορθώσουμε αυτό ?
Απάντηση
Θα το κατορθώσουμε εκ τρέποντας έξω από την κατασκευή τις εντάσεις του σεισμού.
Και που θα οδηγήσουμε τις σεισμικές εντάσεις?
Απάντηση... μέσα στο έδαφος.
Πως θα το κατορθώσουμε αυτό?
Απάντηση
Με διπλή προένταση
Την πρώτη προένταση την εφαρμόζουμε πριν την κατασκευή του έργου πάνω στην επιφάνεια του εδάφους, σε έναν μηχανισμό αγκύρωσης ο οποίος είναι τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης κάτω από το πέλμα βάσης και ο οποίος κατά την προένταση διαστέλλεται προς τα πρανή, τα συμπιέζει δημιουργώντας ισχυρή πάκτωση.
Την δεύτερη προένταση την εφαρμόζουμε μετά την αποπεράτωση του φέροντα οργανισμού, μεταξύ, από τα ανώτατα άκρα της κατασκευής και της πακτωμένης αγκύρωσης.
Αν τοποθετήσουμε στο κάθε άκρο των επιμήκη τοιχωμάτων από έναν μηχανισμό τότε κατά το λίκνισμα οι εντάσεις μεταφέρονται μέσα στο έδαφος και όχι επάνω στις διατομές γύρο από τους κόμβους για να τις σπάσουν. Και αυτό συμβαίνει σε κάθε κύκλο σεισμικής φόρτωσης οπότε η διάρκεια του σεισμού δεν επιφέρει προσθετικά φορτία στην κατασκευή. Ακόμα με αυτή την μέθοδο δεν υφίσταται συντονισμός.
Αν η προένταση των επιμήκη τοιχωμάτων μειώνει την μετατόπιση της κατασκευής, τότε και η προένταση του εδάφους μειώνει τις σεισμικές μετατοπίσεις.
Εξετάζεται ερευνητικά και η περίπτωση στο εάν το προτεταμένο έδαφος θεμελίωσης εξαλείφει ή μειώνει τις ταλαντώσεις του εδάφους.
Σίγουρα όμως το συμπυκνώνει διότι το προ συμπιέζει οριζόντια και κάθετα βελτιώνοντας την αντοχή του.
Στο ερώτημα KATA ΠΟΣΟΝ ΕΙΝΑΙ ΣΩΣΤΟ ΝΑ ΔΙΑΤΑΡΑΣΕΤΑΙ Ο ΠΥΡΗΝΑΣ ΜΙΑΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ (ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ) ΕΝΟΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΟΣ (ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΟΠΗΣ?)? Η ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΔΕΝ ΑΥΞΑΝΕΙ ΜΕ ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΜΟΝΙΜΟ ΘΛΙΠΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟ ΥΠΟΣΤΗΛΩΜΑ? ΠΟΙΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΟΛΩΝ ΑΥΤΩΝ ?
Απάντηση
Δεν εφαρμόζουμε προένταση σε υποστυλώματα αλλά μόνο σε όλες τις παρειές των τοιχωμάτων. Μεγαλύτερη διατομή, περίσφιξη σκυροδέματος, ποιοτικό σκυρόδεμα θα λύσουν το πρόβλημα της οπής και των πρόσθετων μόνιμων θλιπτικών φορτίων. Όσο για την επιπλέον καταπόνηση του εδάφους θεμελίωσης το πρόβλημα το λύνει η πάκτωση της αγκύρωσης η οποία μεταφέρει τα φορτία σε ισχυρότερες περιοχές ανάληψης φορτίων αυτές στα βάθη της γεώτρησης. Ακόμα είναι γνωστό ότι η προένταση αυξάνει την ενεργό διατομή του τοιχώματος. Δόξα τον θεό το σκυρόδεμα αντέχει σε θλίψη 12 φορές περισσότερο από ότι στον εφελκυσμό. Ακόμα η μέθοδος που συνιστώ εξαλείφει την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος η οποία εμφανίζεται στον μηχανισμό της συνάφειας λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό. Ακόμα καταργείτε ο μοχλοβραχίονας του τοιχώματος ο οποίος κατεβάζει μεγάλες ροπές στην βάση και δημιουργεί ψαθυρές διατμητικές αστοχίες .
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Η απλές σκέψεις είναι αποτελεσματικές.
Η ιδέα της αντισεισμικής σχεδίασης κατασκευών που εισάγω βασίζεται στο να σταματήσει την παραμόρφωση των κατασκευών η οποία παραμόρφωση έχει άμεση σχέση με τις αστοχίες και στην τελική με την κατάρρευσή τους.
Για να σταματήσεις την παραμόρφωση πρέπει να σταματήσεις την κάμψη.
Είναι γνωστό ότι η προένταση σταματάει την κάμψη.
Οπότε αν εφαρμόσουμε θλίψη στην διατομή του τοιχώματος με την βοήθεια τενόντων ( προένταση ) έχουμε σταματήσει την κάμψη του κορμού του δηλαδή έχουμε σταματήσει την παραμόρφωση του κορμού του τοιχώματος
Ωραία σταματήσαμε την κάμψη ... τι άλλο πρέπει να σταματήσουμε για να σταματήσουμε εντελώς την παραμόρφωση του φέροντα?
Μπορεί ένα τοίχωμα με την προένταση να παραμένει άκαμπτο, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν ανατρέπεται. Και τα άκαμπτα ανατρέπονται.
Η ανατροπή του άκαμπτου τοιχώματος παραμορφώνει τους κορμούς των δοκών και των πλακών που συνδέονται μαζί του στους κόμβους και τα σπάει.
Οπότε πρέπει εκτός την κάμψη να σταματήσουμε και την ανατροπή του τοιχώματος.
Πως σταματάμε την ανατροπή?
Την σταματάμε με την πάκτωση του τοιχώματος πάνω σε κάτι πολύ γερό και αυτό το γερό...είναι το έδαφος θεμελίωσης κάτω από την βάση.
Έκανα λοιπόν το εξής.
Κατασκεύασα έναν μηχανισμό που πακτώνει στην γη χρησιμοποιώντας πάλη την προένταση για να επιτύχω την πάκτωσή του.
Από εκεί και πέρα αν ένα τοίχωμα είναι πακτωμένο στο έδαφος και συγχρόνως είναι προτεταμένος ο κορμός του με τον ίδιο τένοντα που εφαρμόσαμε προένταση στον μηχανισμό πάκτωσης εδάφους, τότε έχουμε πετύχει και πάκτωση και εξάλειψη της κάμψης του κορμού του.
Δηλαδή σταματήσαμε κάμψη και ανατροπή του τοιχώματος.
Αν ένα τοίχωμα δεν κάμπτεται ούτε και ανατρέπεται δεν μπορεί να υπάρξει παραμόρφωση των δοκών.
Χωρίς την παραμόρφωση των δοκών και των τοιχωμάτων αστοχία δεν υπάρχει.
Χωρίς αστοχία πως θα πέσει μια κατασκευή?
Άσε που η προένταση έχει και άλλα καλά όπως βελτιώνει την τέμνουσα βάσης, αυξάνει την ενεργό διατομή του τοιχώματος και διορθώνει τις λοξές τροχιές του εφελκυσμού,
καθώς και η πάκτωση της αγκύρωσης στο έδαφος από την μια βελτιώνει την ποιότητα του εδάφους διότι το συμπυκνώνει προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση ( λόγο προέντασης ) και από την άλλη μεταβιβάζει τα φορτία σε ισχυρότερες βαθιές μέσα στο έδαφος περιοχές.
Η ιδέα της αντισεισμικής σχεδίασης κατασκευών που εισάγω βασίζεται στο να σταματήσει την παραμόρφωση των κατασκευών η οποία παραμόρφωση έχει άμεση σχέση με τις αστοχίες και στην τελική με την κατάρρευσή τους.
Για να σταματήσεις την παραμόρφωση πρέπει να σταματήσεις την κάμψη.
Είναι γνωστό ότι η προένταση σταματάει την κάμψη.
Οπότε αν εφαρμόσουμε θλίψη στην διατομή του τοιχώματος με την βοήθεια τενόντων ( προένταση ) έχουμε σταματήσει την κάμψη του κορμού του δηλαδή έχουμε σταματήσει την παραμόρφωση του κορμού του τοιχώματος
Ωραία σταματήσαμε την κάμψη ... τι άλλο πρέπει να σταματήσουμε για να σταματήσουμε εντελώς την παραμόρφωση του φέροντα?
Μπορεί ένα τοίχωμα με την προένταση να παραμένει άκαμπτο, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν ανατρέπεται. Και τα άκαμπτα ανατρέπονται.
Η ανατροπή του άκαμπτου τοιχώματος παραμορφώνει τους κορμούς των δοκών και των πλακών που συνδέονται μαζί του στους κόμβους και τα σπάει.
Οπότε πρέπει εκτός την κάμψη να σταματήσουμε και την ανατροπή του τοιχώματος.
Πως σταματάμε την ανατροπή?
Την σταματάμε με την πάκτωση του τοιχώματος πάνω σε κάτι πολύ γερό και αυτό το γερό...είναι το έδαφος θεμελίωσης κάτω από την βάση.
Έκανα λοιπόν το εξής.
Κατασκεύασα έναν μηχανισμό που πακτώνει στην γη χρησιμοποιώντας πάλη την προένταση για να επιτύχω την πάκτωσή του.
Από εκεί και πέρα αν ένα τοίχωμα είναι πακτωμένο στο έδαφος και συγχρόνως είναι προτεταμένος ο κορμός του με τον ίδιο τένοντα που εφαρμόσαμε προένταση στον μηχανισμό πάκτωσης εδάφους, τότε έχουμε πετύχει και πάκτωση και εξάλειψη της κάμψης του κορμού του.
Δηλαδή σταματήσαμε κάμψη και ανατροπή του τοιχώματος.
Αν ένα τοίχωμα δεν κάμπτεται ούτε και ανατρέπεται δεν μπορεί να υπάρξει παραμόρφωση των δοκών.
Χωρίς την παραμόρφωση των δοκών και των τοιχωμάτων αστοχία δεν υπάρχει.
Χωρίς αστοχία πως θα πέσει μια κατασκευή?
Άσε που η προένταση έχει και άλλα καλά όπως βελτιώνει την τέμνουσα βάσης, αυξάνει την ενεργό διατομή του τοιχώματος και διορθώνει τις λοξές τροχιές του εφελκυσμού,
καθώς και η πάκτωση της αγκύρωσης στο έδαφος από την μια βελτιώνει την ποιότητα του εδάφους διότι το συμπυκνώνει προς την οριζόντια και κατακόρυφη κατεύθυνση ( λόγο προέντασης ) και από την άλλη μεταβιβάζει τα φορτία σε ισχυρότερες βαθιές μέσα στο έδαφος περιοχές.
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
Re: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ
Κάμψη, ροπή ανατροπής, καθίζηση, στρεπτοκαμπτικός λυγισμός = παραμόρφωση και ανελαστική παραμόρφωση = αστοχία.
Αυτά είναι τα όπλα του σεισμού για να καταστρέφει τις κατασκευές, το περιεχόμενό τους και τις ζωές μας.
Σε έναν σεισμό οι ανομοιόμορφες παραμορφώσεις της κατασκευής είναι τόσες πολλές όσες και οι πολλαπλών διευθύνσεων μετατοπίσεις του σεισμού.
Όλα τα υλικά έχουν μια μικρή ή μεγάλη ελαστικότητα όταν κάμπτονται που όταν την ξεπεράσουν περνάνε σε ανελαστικές μετατοπίσεις.
Ελαστική είναι η μετατόπιση ενός υποστυλώματος όταν δεν παρουσιάζει διαρροές - αστοχίες.
Ανελαστική είναι η μετατόπιση ενός υποστυλώματος όταν παρουσιάζει διαρροές - αστοχίες.
Όταν το υποστύλωμα μετατοπίζεται - λικνίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή ο κορμός του επανέρχεται στην αρχική του θέση.
Όταν το υποστύλωμα μετατοπίζεται - λικνίζεται μέσα στην ανελαστική περιοχή ο κορμός του δεν επανέρχεται στην αρχική του θέση.
Δηλαδή η παραμόρφωση στην ανελαστική μετατόπιση είναι μόνιμη.
Αν οι διαρροές - αστοχίες είναι μικρές δεν υπάρχει πρόβλημα.
Αν όμως οι διαρροές - αστοχίες γίνουν μεγάλες ρωγμές, και περάσουν σε σημείο θραύσης, και είναι πολλές πάνω στην κατασκευή, η κατασκευή θα καταρρεύσει.
Σήμερα έχουμε σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς.
Πιστεύω ότι οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί έχουν ένα μεγάλο πρόβλημα διότι είναι ανίκανοι να ελέγξουν το λίκνισμα της κατασκευής αν ο σεισμός είναι μεγάλος. Αν μπορούσαμε να ελέγξουμε την παραμόρφωση των κατασκευών σε μεγάλους σεισμούς, ώστε να μην περνά ποτέ σε ανελαστική παραμόρφωση παρά μόνο να μετατοπίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή τότε δεν θα είχαμε αστοχίες και καταρρεύσεις.
Η έρευνά μου βασίζεται στο να εφεύρω την μέθοδο και τους μηχανισμούς που θα ελέγξουν την παραμόρφωση των δομικών κατασκευών όταν γίνονται πολύ μεγάλοι σεισμοί, με στόχο η μετατόπισή τους να γίνεται πάντα μέσα στην ελαστική περιοχή όπου δεν παρουσιάζονται αστοχίες.
Για να ελέγξω την παραμόρφωση του φέροντα οργανισμού πρέπει να μπορέσω να ελέγξω την παραμόρφωση όλων των φερόντων στοιχείων.
Για να ελέγξω την παραμόρφωση όλων των φερόντων στοιχείων, πρέπει να βρω τρόπους να σταματήσω τις αιτίες που προκαλούν την παραμόρφωση.
Οι αιτίες που προκαλούν την παραμόρφωση είναι 1) η κάμψη, 2) η ροπή ανατροπής, 3) η καθίζηση του εδάφους,
4) ο στρεπτοκαμπτικός λυγισμός.
Την κάμψη την σταματάμε με δύο τρόπους
α) Κατασκευάζοντας επιμήκη τοιχώματα με πολυδιάστατη διατομή.
β) Εφαρμόζοντας θλίψη στην διατομή των τοιχωμάτων, δηλαδή προένταση σε όλες τις παρειές του, χρησιμοποιώντας για τον σκοπό αυτό υψηλής αντοχής τένοντες.
2. Την ροπή ανατροπής του τοιχώματος την σταματάμε με την πάκτωση του τοιχώματος με το έδαφος θεμελίωσης. Σήμερα προσπαθούν να σταματήσουν την ροπή ανατροπής του τοιχώματος με τους δοκούς με τους οποίους συνδέονται στους κόμβους. Όταν ο σεισμός είναι μεγάλος, μεγαλώνει και η ροπή ανατροπής του τοιχώματος και αφού κάμψη ανελαστικά τους κορμούς των δοκών τους σπάει και καταρρέει η κατασκευή.
Για τον λόγο αυτό δημιούργησα αφενός πάκτωση εδάφους και τοιχώματος με σκοπό να κατευθύνω τις εντάσεις ανατροπής μέσα στο έδαφος ώστε να τις αποτρέψω να οδηγούνται πάνω στους κορμούς - διατομές των δοκών και να τις σπάνε και αφετέρου σταμάτησα και την παραμόρφωση του κορμού του τοιχώματος από την κάμψη, με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στην διατομή του, η οποία κάμψη του τοιχώματος και αυτή, μεταβιβάζει εντάσεις κάμψης στους δοκούς και τους σπάει.
3. Η ανομοιόμορφη καθίζηση του εδάφους επιφέρει παραμόρφωση στις διατομές των φερόντων στοιχείων.
Ο μηχανισμός πάκτωσης που δημιούργησα δεν επιτρέπει καθιζήσεις οπότε έλυσα και αυτόν τον λόγο παραμόρφωσης.
4. Στρεπτοκαμπτικός λυγισμός.
Δημιουργείτε συνήθως σε ασύμμετρες, υψίκορμες, και μεταλλικές κατασκευές.
Αυτό το είδος παραμόρφωσης το έλυσα με την κατάλληλη διαστασιολόγηση των διατομών των επιμήκη τοιχωμάτων και με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές των.
Χωρίς παραμόρφωση αστοχίες δεν υπάρχουν.
Την τέμνουσα βάσης και την διατμητική αστοχία την έλυσα με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές των τοιχωμάτων.
Πείραμα δοκιμίου με τους κανόνες κατασκευής της μικροκλίμακας όμως με επιτάχυνση 2,41g φυσικού σεισμού, με πάρα πολύ μεγάλη διάρκεια. Οι καλύτερες κατασκευές σήμερα σχεδιάζονται να αντέχουν 0,36g και μπορεί να αντέξουν για λίγη διάρκεια μέχρι και 0,7g
Αυτά είναι τα όπλα του σεισμού για να καταστρέφει τις κατασκευές, το περιεχόμενό τους και τις ζωές μας.
Σε έναν σεισμό οι ανομοιόμορφες παραμορφώσεις της κατασκευής είναι τόσες πολλές όσες και οι πολλαπλών διευθύνσεων μετατοπίσεις του σεισμού.
Όλα τα υλικά έχουν μια μικρή ή μεγάλη ελαστικότητα όταν κάμπτονται που όταν την ξεπεράσουν περνάνε σε ανελαστικές μετατοπίσεις.
Ελαστική είναι η μετατόπιση ενός υποστυλώματος όταν δεν παρουσιάζει διαρροές - αστοχίες.
Ανελαστική είναι η μετατόπιση ενός υποστυλώματος όταν παρουσιάζει διαρροές - αστοχίες.
Όταν το υποστύλωμα μετατοπίζεται - λικνίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή ο κορμός του επανέρχεται στην αρχική του θέση.
Όταν το υποστύλωμα μετατοπίζεται - λικνίζεται μέσα στην ανελαστική περιοχή ο κορμός του δεν επανέρχεται στην αρχική του θέση.
Δηλαδή η παραμόρφωση στην ανελαστική μετατόπιση είναι μόνιμη.
Αν οι διαρροές - αστοχίες είναι μικρές δεν υπάρχει πρόβλημα.
Αν όμως οι διαρροές - αστοχίες γίνουν μεγάλες ρωγμές, και περάσουν σε σημείο θραύσης, και είναι πολλές πάνω στην κατασκευή, η κατασκευή θα καταρρεύσει.
Σήμερα έχουμε σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς.
Πιστεύω ότι οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί έχουν ένα μεγάλο πρόβλημα διότι είναι ανίκανοι να ελέγξουν το λίκνισμα της κατασκευής αν ο σεισμός είναι μεγάλος. Αν μπορούσαμε να ελέγξουμε την παραμόρφωση των κατασκευών σε μεγάλους σεισμούς, ώστε να μην περνά ποτέ σε ανελαστική παραμόρφωση παρά μόνο να μετατοπίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή τότε δεν θα είχαμε αστοχίες και καταρρεύσεις.
Η έρευνά μου βασίζεται στο να εφεύρω την μέθοδο και τους μηχανισμούς που θα ελέγξουν την παραμόρφωση των δομικών κατασκευών όταν γίνονται πολύ μεγάλοι σεισμοί, με στόχο η μετατόπισή τους να γίνεται πάντα μέσα στην ελαστική περιοχή όπου δεν παρουσιάζονται αστοχίες.
Για να ελέγξω την παραμόρφωση του φέροντα οργανισμού πρέπει να μπορέσω να ελέγξω την παραμόρφωση όλων των φερόντων στοιχείων.
Για να ελέγξω την παραμόρφωση όλων των φερόντων στοιχείων, πρέπει να βρω τρόπους να σταματήσω τις αιτίες που προκαλούν την παραμόρφωση.
Οι αιτίες που προκαλούν την παραμόρφωση είναι 1) η κάμψη, 2) η ροπή ανατροπής, 3) η καθίζηση του εδάφους,
4) ο στρεπτοκαμπτικός λυγισμός.
Την κάμψη την σταματάμε με δύο τρόπους
α) Κατασκευάζοντας επιμήκη τοιχώματα με πολυδιάστατη διατομή.
β) Εφαρμόζοντας θλίψη στην διατομή των τοιχωμάτων, δηλαδή προένταση σε όλες τις παρειές του, χρησιμοποιώντας για τον σκοπό αυτό υψηλής αντοχής τένοντες.
2. Την ροπή ανατροπής του τοιχώματος την σταματάμε με την πάκτωση του τοιχώματος με το έδαφος θεμελίωσης. Σήμερα προσπαθούν να σταματήσουν την ροπή ανατροπής του τοιχώματος με τους δοκούς με τους οποίους συνδέονται στους κόμβους. Όταν ο σεισμός είναι μεγάλος, μεγαλώνει και η ροπή ανατροπής του τοιχώματος και αφού κάμψη ανελαστικά τους κορμούς των δοκών τους σπάει και καταρρέει η κατασκευή.
Για τον λόγο αυτό δημιούργησα αφενός πάκτωση εδάφους και τοιχώματος με σκοπό να κατευθύνω τις εντάσεις ανατροπής μέσα στο έδαφος ώστε να τις αποτρέψω να οδηγούνται πάνω στους κορμούς - διατομές των δοκών και να τις σπάνε και αφετέρου σταμάτησα και την παραμόρφωση του κορμού του τοιχώματος από την κάμψη, με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στην διατομή του, η οποία κάμψη του τοιχώματος και αυτή, μεταβιβάζει εντάσεις κάμψης στους δοκούς και τους σπάει.
3. Η ανομοιόμορφη καθίζηση του εδάφους επιφέρει παραμόρφωση στις διατομές των φερόντων στοιχείων.
Ο μηχανισμός πάκτωσης που δημιούργησα δεν επιτρέπει καθιζήσεις οπότε έλυσα και αυτόν τον λόγο παραμόρφωσης.
4. Στρεπτοκαμπτικός λυγισμός.
Δημιουργείτε συνήθως σε ασύμμετρες, υψίκορμες, και μεταλλικές κατασκευές.
Αυτό το είδος παραμόρφωσης το έλυσα με την κατάλληλη διαστασιολόγηση των διατομών των επιμήκη τοιχωμάτων και με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές των.
Χωρίς παραμόρφωση αστοχίες δεν υπάρχουν.
Την τέμνουσα βάσης και την διατμητική αστοχία την έλυσα με την επιβολή θλιπτικών εντάσεων στις διατομές των τοιχωμάτων.
Πείραμα δοκιμίου με τους κανόνες κατασκευής της μικροκλίμακας όμως με επιτάχυνση 2,41g φυσικού σεισμού, με πάρα πολύ μεγάλη διάρκεια. Οι καλύτερες κατασκευές σήμερα σχεδιάζονται να αντέχουν 0,36g και μπορεί να αντέξουν για λίγη διάρκεια μέχρι και 0,7g
Αντισεισμικές κατασκευές Ανακαινίσεις επισκευές διακοσμήσεις https://lymperis-constructions.gr/
-
- Παραπλήσια Θέματα
- Απαντήσεις
- Προβολές
- Τελευταία δημοσίευση
-
-
Νέα δημοσίευση Η παραδοσιακή… Τυνησιακή αιγαιοπελαγίτικη αρχιτεκτονική
από Fotis » 17 Νοέμ 2022, 13:53 » σε Αρχιτεκτονική - 1 Απαντήσεις
- 1094 Προβολές
-
Τελευταία δημοσίευση από AlienWay
17 Νοέμ 2022, 13:56
-
-
- 0 Απαντήσεις
- 795 Προβολές
-
Τελευταία δημοσίευση από Animal
17 Μάιος 2022, 19:48
-
-
Νέα δημοσίευση Κοινωνικοπολιτικοθρησκευτική έρευνα
από micmic » 10 Μάιος 2023, 11:48 » σε Περί ανέμων και υδάτων - 11 Απαντήσεις
- 1070 Προβολές
-
Τελευταία δημοσίευση από Ασέβαστος
11 Μάιος 2023, 19:31
-
-
- 0 Απαντήσεις
- 589 Προβολές
-
Τελευταία δημοσίευση από Coolblue
01 Ιούλ 2023, 20:57