ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΕΡΕΥΝΑ

[seismic]

Σήμερα λόγο κούρασης και εορτών δεν θα τους τα χώσω εγώ αλλά ένας άλλος που είναι σπουδαίος Έλληνας επιστήμονας ο οποίος μεγαλουργεί στο εξωτερικό! Το έχει φαίνεται το όνομα... Γιάννης Ιωαννίδης με 158000 επιστημονικές αναφορές !!! θαυμάστε τον!

[seismic]

Και εγώ τον χαβά μου... Χρόνια πολλά!
Οι δυνάμεις που αναπτύσσονται στην κατασκευή κατά την ταλάντωση που προκαλεί ο σεισμός, υπάρχουν αλλά εμφανίζονται εκ του αποτελέσματος της αστοχίας.
Η απόκριση των κατασκευών προς τις σεισμικές μετατοπίσεις εξαρτάται από που σχεδιάζεται να τις εκτρέψουν ή αλλιώς να οδηγήσουν τις αναπτυσσόμενες πάνω στο σώμα του κτιρίου σεισμικές δυνάμεις. Οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί σχεδίασης χρησιμοποιούν τις διατομές των φερόντων στοιχείων για να αντισταθούν προς τις σεισμικές δυνάμεις.
Δηλαδή στέλνουν τις δυνάμεις στις διατομές. Αν ο σεισμός έχει μεγάλη επιτάχυνση και διάρκεια και η κατασκευή δεν διαθέτει μηχανισμούς απόσβεσης της σεισμικής ενέργειας, τότε η κατασκευή δεν θα σταθεί όρθια σε αυτόν τον σεισμό.
Είναι σχεδιαστικό λάθος των σύγχρονων κανονισμών να οδηγούν τις σεισμικές δυνάμεις, μόνον, πάνω στις διατομές των φερόντων στοιχείων. Μέρος των σεισμικών δυνάμεων θα μπορούσαν να απορροφηθούν από μηχανισμούς μετατροπείς της σεισμικής κινητικής ενέργειας σε θερμική ενέργεια και να σχεδιάσουν έτσι ώστε να εκτρέψουν τις σεισμικές δυνάμεις έξω από την κατασκευή οδηγώντας αυτές μέσα στο έδαφος θεμελίωσης
Ο σχεδιασμός αυτός απαιτεί την ένωση όλων των ανώτατων άκρων των παρειών των τοιχωμάτων,
με το έδαφος θεμελίωσης, χρησιμοποιώντας μηχανισμούς πάκτωσης και σεισμικής απόσβεσης. ( δύο σε ένα )
Αυτή η μέθοδος σχεδιασμού θα μπορούσε να συνεργαστεί μαζί με τις διατομές των φερόντων στοιχείων ώστε μαζί να μεγαλώσουν την απόκριση της κατασκευής προς τις σεισμικές δυνάμεις συντελώντας στην αποτροπή της καταστροφής των κτιρίων.

[seismic]

Μία ερώτηση που με απασχολεί πολύ καιρό είναι η εξής. Κούφια η ώρα γίνεται ένας σεισμός και μερικές κατασκευές δεν τα καταφέρνουν και έχουμε και θύματα. Τα μέσα ενημέρωσης αρχίζουν να κατηγορούν για κακοτεχνίες και ο εισαγγελέας επεμβαίνει για να καταλογίσει ευθύνες σε πολιτικούς μηχανικούς και κατασκευαστές. Το ερώτημα είναι
Φταίνε οι κακοτεχνίες και ο λάθος σχεδιασμός που έπεσαν οι κατασκευές ή φταίνε οι αστάθμητοι και τυχηματικοί παράγοντες του σεισμού? Π.χ κάθε σεισμός έχει άγνωστο αριθμό συχνοτήτων και κάθε κατασκευή αντιδρά διαφορετικά σε αυτές τις συχνότητες. Αν οι συχνότητες του σεισμού συμπέσουν με αυτές της κατασκευής και η κατασκευή καταρρεύσει ποιος θα φταίει? Ο κατασκευαστής, ο πολιτικός μηχανικός ή οι συχνότητες?

[seismic]

The new design method (solves seismic problems of structures)
https://www.researchgate.net/publicatio ... structures

[seismic]

Αυτές τις γωνίες τις χρυσοπληρώνουμε
Μια κούφια στρογγυλή μπάλα η μισή χωμένη μέσα στο έδαφος
Είναι η καλύτερη αντισεισμική και φθηνή κατοικία !

[seismic]

Ας εξετάσουμε με απλά παραδείγματα τις μηχανικές ιδιότητες διαφόρων υλικών και πως αυτά αντιδρούν όταν τους επιβληθούν δυνάμεις.
Ένα κερί με το φιτίλι που το διαπερνά είναι σαν μια κολόνα από οπλισμένο σκυρόδεμα. Πες ότι το κερί είναι το σκυρόδεμα και το φιτίλι ο οπλισμός του χάλυβα. Το κερί κολάει πάνω στο φιτίλι όπως το σκυρόδεμα κολάει πάνω στον χάλυβα και δεν μπορούμε να τραβήξουμε έξω από το κερί το φιτίλι και τον χάλυβα έξω από το σκυρόδεμα. Αυτή η συνεργασία των υλικών ονομάζεται μηχανισμός συνάφειας.
Η δυναμική της συνάφειας εξαρτάτε από την δυναμική και των δύο υλικών. Αν π.χ τοποθετήσουμε μέσα σε βούτυρο τον χάλυβα η συνάφεια θα είναι μικρότερη από το αν τοποθετήσουμε τον χάλυβα μέσα σε σκυρόδεμα. Δηλαδή ο χάλυβας σε ένα τράβηγμα ολισθαίνει και βγαίνει έξω πιο εύκολα όταν είναι μέσα σε βούτυρο παρά αν είναι μέσα σε σκυρόδεμα. Εδώ τι βλέπουμε? Βλέπουμε ότι η καλή συνάφεια χρειάζεται δύο ισοδύναμα υλικά. Αν το ένα από τα δύο υλικά που συνεργάζονται με τον μηχανισμό της συνάφειας είναι πιο αδύναμο από το άλλο θα είναι και το πρώτο που θα καταστραφεί, ακυρώνοντας τον μηχανισμό συνεργασίας της συνάφειας.
Έχετε αναρωτηθεί γιατί μετά από ένα σεισμό σε μια σεισμόπληκτη κατασκευή βλέπεται σπασμένα κομμάτια σκυροδέματος αλλά ποτέ δεν θα δείτε έναν χάλυβα κομμένο?
Απάντηση. Γιατί το σκυρόδεμα είσαι σαν το βούτυρο αν συγκριθεί με την αντοχή του χάλυβα.
Έχετε αναρωτηθεί πόσα κιλά σηκώνει ένας χάλυβας προέντασης διατομής 50 χιλιοστών ?
Απάντηση 140 τόνους
Έχετε αναρωτηθεί πόσα κιλά είναι ένας όροφος ολοκληρωμένος εμβαδού 100 τετραγωνικών μέτρων με τα ντουβάρια τα έπιπλα τα μπετά τα πατώματα και τους ανθρώπους χωρίς τις βάσεις ?
Απάντηση Είναι περίπου 100 τόνους.
Συμπέρασμα ένας και μόνο χάλυβας από τους χιλιάδες που τοποθετούν στην κατασκευή σηκώνει άνετα την κατασκευή του κτιρίου με εμβαδόν 100 τ.μ στον αέρα χωρίς να σπάσει.
Τότε με τόσο πολύ οπλισμό που τοποθετείτε στην κατασκευή γιατί έχουμε αστοχίες?
Απάντηση Γιατί αστοχεί διατμητικά πρώτα το σκυρόδεμα το οποίο δεν αντέχει την υπεραντοχή του χάλυβα στον εφελκυσμό.
Αυτός είναι μόνο ένας παράγοντας αστοχίας των κατασκευών.
Στις επόμενες αναρτήσεις θα επεκταθώ και σε άλλους ψαθυρούς παράγοντες του μηχανισμού της συνάφειας τον οποίον συνεχίζουν να χρησιμοποιούν οι πολιτικοί μηχανικοί και μετά αναρωτιόμαστε γιατί πέφτουν οι κατασκευές στον σεισμό/
Βάλτε βάλτε σίδερα τσάμπα είναι 'ίσως με πιο πολλά σίδερα το βούτυρο δουλέψει καλύτερα...

[seismic]

Πως σκέφτηκα την ιδέα της αντισεισμικής ευρεσιτεχνίας.
Μία ημέρα παρακολουθούσα ένα ντοκιμαντέρ με θέμα την αντισεισμικότητα της παγόδας. Ένας κορμός διαπερνούσε καθ ύψος τους τρεις - τέσσερις κατά τα άλλα ασύνδετους ξύλινους ορόφους. Χρησίμευε στην αποτροπή της δημιουργίας - διαφοράς φάσης μετατόπισης - των ορόφων συνεισφέροντας σε μια ομαλή αξονική ελαστική ελεγχόμενη κάμψη της παγόδας.
Εκείνη την στιγμή μου ήρθε η ιδέα να ενώσω με το έδαφος μέσο προέντασης έναν πυρήνα φρεατίου, χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό αγκύρωσης και να κατασκευάσω γύρω από αυτόν έναν άλλο ασύνδετο φορέα με μεγάλη ελαστικότητα και πλαστιμότητα και μεταξύ αυτών των δύο φορέων θα τοποθετούσα ελαστικά απόσβεσης κρούσεων. Αυτή την ιδέα την είχαν και οι Ιάπωνες πολιτικοί μηχανικοί και την εφάρμοσαν στον πύργο του Τόκιο! Με μια διαφορά από την δική μου ιδέα. Δεν ένωσαν τον πυρήνα με το έδαφος. Και όμως δουλεύει και σε ουρανοξύστη!
Πόσο μάλλον στα χαμηλότερα κτίρια!

Και η πατέντα μου.

[seismic]

Η ένταση των δυνάμεων που αναπτύσσονται πάνω στην κατασκευή διαφοροποιείτε από τους εξής παράγοντες.
1) Από την επιτάχυνση της μετατόπισης του κτιρίου που του την επιβάλει ο σεισμός.
2) Από την μάζα ( τα κιλά του κτιρίου )
3) Από το ύψος που βρίσκεται η μάζα του κτιρίου
4) Από την διάρκεια κλυδωνισμού.
5) Από τους μηχανισμούς απόσβεσης που διαθέτει το κτίριο.
6) Από τον συντονισμό εδάφους κατασκευής (ιδιοπερίοδο ) κατά την οποία το κτίριο δέχεται την μέγιστη σεισμική ένταση και αυτό συμβαίνει όταν οι συχνότητες κατά τις οποίες παρουσιάζει την μεγαλύτερη ταλάντωση η κατασκευή συμπέσουν με τις συχνότητες μετατόπισης του σεισμού.
Όταν η συχνότητα του εδάφους ταυτίζεται με την ιδιοσυχνότητα του κτιρίου έχουμε συντονισμό.
Κατά το συντονισμό το κτίριο έχει το μέγιστο δυνατό πλάτος και τη μέγιστη δυνατή ενέργεια. Αν δεν υπάρχουν αποσβεστικές δυνάμεις, τότε το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται θεωρητικά άπειρο. Έτσι, η ταλάντωση μπορεί να γίνει τόσο έντονη, ώστε να καταστραφεί το κτίριο.
Ένα κτίριο αντέχει μεγάλη επιτάχυνση όταν ο σεισμός έχει μικρή διάρκεια και το αντίστροφο αντέχει μικρή επιτάχυνση σε μεγάλη διάρκεια κλυδωνισμού.
Η αντοχή ενός κτιρίου εξαρτάτε από την δυναμική που διαθέτει, την επιτάχυνση, την σεισμική διάρκεια και τους μηχανισμούς σεισμικής απόσβεσης.
Αν ο συντονισμός συνδυαστεί με μεγάλη επιτάχυνση, διάρκεια και ελλιπή μηχανισμούς απόσβεσης το κτίριο το περιεχόμενό του έμψυχο και άψυχο δεν έχουν καμία τύχη.

[seismic]

Ότι και να κάνει η αντισεισμική τεχνολογία πάντα θα έχει έναν μεγάλο εχθρό να αντιμετωπίσει και δεν είναι άλλος από τον μεγάλο σεισμό που διαρκεί πολύ. Και τούτο γιατί ο μεγάλος σεισμός αυξάνει την μετατόπιση επιφέροντας ανελαστική παραμόρφωση στην κατασκευή την οποία η σημερινή αντισεισμική τεχνολογία αδυνατεί να ελέγξει. Δηλαδή δεν έχει βρει τον αντισεισμικό σχεδιασμό εκείνον ο οποίος ( σε έναν πολύ μεγάλο σεισμό με διάρκεια ) να έχει την δυνατότητα να συγκρατεί την κατασκευή μέσα στην ελαστική φάση παραμόρφωσης στην οποία δεν παρουσιάζονται διαρροές ή μεγάλες αστοχίες.
Και δεν μπορεί να ελέγξει την ανελαστική μετατόπιση - παραμόρφωση για έναν και μόνο λόγο. Μία μεγάλη εξωτερική δύναμη όπως είναι αυτή του σεισμού δεν ελέγχεται με την απόκριση των διατομών της κατασκευής αλλά με μία άλλη μεγάλη δύναμη εξωτερικού παράγοντα αυτή του εδάφους.
Ακόμα και με ιδιοπερίοδο στην οποία επέρχεται ο συντονισμός, η παραμόρφωση παραμένει σταθερή διότι το λίκνισμα διατηρείτε μέσα στην ελαστική περιοχή, αφού ελέγχετε η μετατόπιση σε κάθε κύκλο σεισμικής φόρτισης, από την εξωτερική δύναμη προερχόμενη από το έδαφος.
Η πλαστιμότητα έχει γίνει σημαία των αντισεισμικών κανονισμών, λόγο της ανικανότητας ελέγχου της παραμόρφωσης.
Ναι οι διαρροές συντελούν στην απόσβεση της σεισμικής ενέργειας.
Ναι η ελαστική μετατόπιση καταναλώνει και αυτή σεισμική ενέργεια.
Αλλά θα μπορούσαμε με τον κατάλληλο σχεδιασμό να είχαμε μεν ελαστική μετατόπιση, αποκλείοντας την ανελαστική μετατόπιση.
Αυτός ο σχεδιασμός απαιτεί μεγάλα τοιχώματα διαφραγματικής λειτουργίας, των οποίων όλες οι παρειές να είναι πακτωμένες από το ανώτατο επίπεδό τους με το έδαφος, χρησιμοποιώντας για να πετύχουμε την πάκτωση αυτή, αγκυρώσεις εδάφους, τένοντες άνευ συνάφειας για την μεταφορά της δύναμης που αντλούμε από το έδαφος πάνω στο δώμα και ένα ελαστικό απόσβεσης ενέργειας, τοποθετημένο μεταξύ του κοχλία πάκτωσης και του ανώτατου άκρου της παρειάς του τοιχώματος.

[seismic]

Μία απλή ερώτηση στους πολιτικούς μηχανικούς.
1) Εάν εφαρμόσουμε προένταση μεταξύ ενός γωνιακού τοιχώματος από τα ανώτατα τρία άκρα των παρειών του με το έδαφος θα τα κάνουμε ένα σώμα με το έδαφος.
Το τοίχωμα σε αυτήν την κατάσταση δεν μπορεί να ανατραπεί όταν του επιβάλουμε μια πλάγια δύναμη γιατί είναι προτεταμένο με το έδαφος.
2) Σε μια πλάγια σεισμική δύναμη τα τοιχώματα δέχονται μια ροπή ανατροπής. Όμως οι δοκοί με τους οποίους τα τοιχώματα συνδέονται στους κόμβους δεν τα αφήνουν να ανατραπούν διότι δημιουργούν αντίρροπες ροπές.
Εδώ βλέπουμε δύο διαφορετικούς σχεδιασμούς που αντιστέκονται στις ίδιες δυνάμεις του σεισμού.
Ρωτώ.
Τι θα ήταν το καλύτερο για την κατασκευή για να βγει αλώβητη από έναν ισχυρό σεισμό?
1) Η πρώτη μέθοδος σχεδιασμού?
2)Η δεύτερη μέθοδος σχεδιασμού?
3)Ή και οι δύο μέθοδοι να συνεργαστούν μαζί?
Αν η σωστή απάντηση είναι η ( 3 ) τότε .... γιατί κάθεστε με σταυρωμένα χέρια και δεν την εφαρμόζεται?
Άχ τι κάνει η συνεργασία και των δύο μεθόδων μαζί.... Πείραμα συνεργασίας με επιτάχυνση 2,41g

[seismic]

Σε έναν πρόβολο από οπλισμένο σκυρόδεμα εμφανίζεται κάμψη οπότε υπάρχει και κρίσιμη περιοχή αστοχίας στην οποία εμφανίζονται οι μέγιστες τιμές εφελκυσμού και θλίψης.
Σε έναν προτεταμένο πρόβολο υπάρχει κρίσιμη περιοχή αστοχίας?
Δεδομένου ότι στην προένταση η επιβολή θλιπτικών δυνάμεων στις διατομές εφαρμόζεται για τον μηδενισμό των εφελκυστικών εντάσεων, μπαίνει το ερώτημα αν εμφανίζεται ή όχι κρίσιμη περιοχή αστοχίας για τις δυνάμεις εφελκυσμού και αν ναι που εμφανίζεται?
Θα μου πείτε ότι όλα έχουν όρια....
Συμφωνώ όλα έχουν όρια. Αλλά άλλα τα όρια του σκυροδέματος στην θλίψη και άλλα στον εφελκυσμό. Στον μηχανισμό συνεργασίας σκυροδέματος και χάλυβα της συνάφειας το σκυρόδεμα από την μία παρειά του τοιχώματος δέχεται θλίψη την οποία αντέχει και από την άλλη παρειά, προσπαθώντας να συγκρατήσει τον χάλυβα από το να ολισθήσει, δέχεται δυνάμεις διάτμισης τις οποίες το σκυρόδεμα δεν αντέχει λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό. Το αποτέλεσμα είναι διάρρηξη του σκυροδέματος επικάλυψης και αποκόλληση των ράβδων του χάλυβα, οπότε και καταστροφή του μηχανισμού της συνάφειας. Εδώ βλέπουμε ότι ο χάλυβας δεν εξαντλεί την υπέρ αντοχή του στον εφελκυσμό. Στην προένταση το σκυρόδεμα δέχεται μόνο δυνάμεις θλίψης στα δύο του άκρα τις οποίες αντέχει και δεν παραλαμβάνει καμία δύναμη διάτμισης. Αυτό δίνει την δυνατότητα στον χάλυβα ( τένοντα ) να εξαντλήσει τις υπέρ αντοχές του στον εφελκυσμό. Συμπέρασμα. Ένας τένοντας προέντασης κάνει πολλαπλάσια δουλειά από έναν χάλυβα του μηχανισμού της συνάφειας. Αν θέλουμε να αυξήσουμε στο μέγιστο την απόδοση του μηχανισμού της συνάφειας κάνουμε το εξής. Εν μέρει 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.

[seismic]

Πάκτωση κατασκευής εδάφους με επιβολή φορτίων στην διατομή των τοιχωμάτων ή απλή πάκτωση εδάφους κατασκευής?

Πόσο επηρεάζει την απόδοση η ελαστικότητα του τένοντα άνευ συνάφειας χωρίς προένταση?
Ο τένοντας προέντασης περνά μέσα από σωλήνα σχεδόν ίδιας διατομής με την διατομή του τένοντα οπότε δεν μπορεί να λυγίσει πολύ. Τώρα ναι ο τένοντας έχει ελαστικότητα όπως έχει και το σκυρόδεμα και το έδαφος θεμελίωσης όπου πακτώνω. Η ελαστικότητα του εδάφους και του τένοντα θα ήταν πρόβλημα αν η κατασκευή δεν είχε και αυτή μία ελαστικότητα πριν αρχίσει τις διαρροές. Η ελαστικότητα της κατασκευής εξαρτάτε από το αν είναι υψίκορμη, από το μέγεθος των διατομών των κάθετων στοιχείων καθώς και από την διαστασιολόγηση που έχουν πάνω στην δομή. Π.χ ένα υποστύλωμα μικρής τετράγωνης διατομής θεωρείτε πιο ελαστικό από ένα επιμήκη τοίχωμα. Αν τοποθετήσω τον μηχανισμό πάκτωσης στις δύο παρειές ενός τοιχώματος πλάτους ενός μέτρου χωρίς να επιβάλω θλίψη στην διατομή του και το πέλμα βάσης του πάρει κλίση 10 μοιρών τότε το ένα του άκρο θα ανασηκωθεί από το έδαφος 12 cm. Αν το τοίχωμα έχει πλάτος 2 m και το πέλμα βάσης του πάρει κλίση 10 μοιρών τότε το ένα του άκρο θα ανασηκωθεί από το έδαφος 32 cm. Αν η επιμήκυνση του τένοντα υπερβαίνει π.χ τα 5 εκατοστά για το πρώτο μικρό τοίχωμα από τις 10 μοίρες οι 5 μοίρες κλίσης θα τις αναλώσει η ελαστικότητα του τένοντα. Στο δεύτερο μεγάλο τοίχωμα αν η μια του άκρη σηκωθεί 5 cm λόγο της ελαστικότητας του τένοντα το κακό είναι μικρό γιατί 1,5 μοίρες θα καταναλωθούν από την ελαστικότητα του τένοντα. Αν το τοποθετήσεις στις 4 γωνίες ενός κτιρίου εξολοκλήρου από σκυρόδεμα διαστάσεων 10Χ10 το κακό είναι πάρα πολύ μικρό. Βέβαια μπορούμε να κάνουμε και προένταση αν μας ενδιαφέρει περισσότερο η δυναμική του κτιρίου εις βάρος της πλαστιμότητας. Ακόμα οι εντάσεις που θα πάρει ο τένοντας από την ροπή ανατροπής, έχουν να κάνουν εκτός από τα φορτία της μάζας με την επιτάχυνση του εδάφους, με το ύψος του τοιχώματος αλλά και με το πλάτος που έχει.

[seismic]

Γράφω γράφω γράφω και με γράφουν κανονικά. Αλήθεια η επιστήμη εκπροσωπείται από τα συμφωνούντα συμφέροντα πίσω από το τραπέζι ή από τους επιστήμονες?
Λέω για σκεφτείτε να έχω εφεύρει το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα και οι αρμόδιοι για τους δικούς τους λόγους να με σνομπάρουν.
Αυτό θα είναι έγκλημα κατά της ανθρωπότητας ναι ή όχι?
Όχι ότι είμαι ο μόνος που φρενάρει το σύστημα αλλά λέω.... ρε που πάμε?

[seismic]

Προσθήκη διαδρόμου και τουαλέτας κατασκευασμένη σχεδιαστικά και τεχνικά από εμένα. (Μπετά χτισίματα τσιμεντοκονίες πλακάκια )

[seismic]

Ένα τοίχωμα έχει δύο διατομές την οριζόντια και την κάθετη. Η κάθετη είναι πολύ πιο ισχυρή προς μια τέμνουσα δύναμη από την οριζόντια αφού είναι μεγαλύτερου εμβαδού. Σήμερα είναι κατασκευασμένος έτσι ο σχεδιασμός των κτιρίων όπου οι σεισμικές δυνάμεις οδηγούνται στις μικρές διατομές των φερόντων στοιχείων, τις κάμπτουν και τις σπάνε.
Αν σχεδιάσουμε να εφαρμόσουμε θλίψη στις διατομές των τοιχωμάτων με ταυτόχρονη πάκτωση στο έδαφος με τον ίδιο τένοντα τότε οι δυνάμεις του σεισμού επιστρέφουν όλες μέσα στο έδαφος. Οι μισές μέσω του τένοντα και οι άλλες μισές μέσο των μεγάλων ισχυρών κατακόρυφων διατομών.
Και ούτε γάτα ούτε ζημιά!