ΠΛΑΣΤΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ
Σύμφωνα με τους σύγχρονους κανονισμούς, ο αντισεισμικός σχεδιασμός των κτιρίων γίνεται με βάση τις απαιτήσεις του ικανοτικού σχεδιασμού και πλαστιμότητας. Η αναπόφευκτη ανελαστική συμπεριφορά υπό ισχυρή σεισμική διέγερση κατευθύνεται σε επιλεγμένα στοιχεία και μηχανισμούς αστοχίας.
Ειδικότερα, η έλλειψη ικανοτικού σχεδιασμού των κόμβων και η σαφώς περιορισμένη πλαστιμότητα των στοιχείων οδηγούν σε ψαθυρές μορφές αστοχίας.
Η Πλαστιμότητα των δομικών στοιχείων και των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα χαρακτηρίζεται από την ικανότητα τους να παραμορφώνονται πέραν του ορίου διαρροής, χωρίς να απομειώνεται σημαντικά η αντοχή τους
Σύμφωνα με την § 5.2.1 του ΕΚ8 υπάρχει επιλογή σχεδιασμού της διαθέσιμης πλαστιμότητας του κτιρίου.
Τα κτίρια οπλισμένου σκυροδέματος ( Ο.Σ ) μπορούν να μελετηθούν με δύο διαφορετικές μεθόδους σχεδιασμού.
α) Να σχεδιαστούν διαθέτοντας την αναγκαία πλαστιμότητα που σημαίνει να διαθέτουν την απαιτούμενη - αναγκαία ικανότητα να καταναλώνουν σεισμική ενέργεια, χωρίς όμως να χάνουν την αντοχή τους σε όλες τις φορτίσεις κατά το λίκνισμα του σεισμού.
β) Να σχεδιαστούν διαθέτοντας μικρή πλαστιμότητα δηλαδή χαμηλή ικανότητα κατανάλωσης ενέργειας, αλλά να διαθέτουν πολύ μεγάλη δυναμική.
Η συμπεριφορά της δομής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού είναι βασικά μια οριζόντια μετατόπιση (ας ξεχάσουμε για μια στιγμή οποιαδήποτε κατακόρυφη συνιστώσα) που επαναλαμβάνεται μερικές φορές.
Άν η μετατόπιση είναι αρκετά μικρή για να κρατήσει όλα τα μέλη της δομής εντός της ελαστικής περιοχής, η ενέργεια που δημιουργείται, είναι ενέργεια που αποθηκεύεται στη δομή ( στον κορμό των στοιχείων ) και εκτονώνεται μετά για να επαναφέρει την δομή στην αρχική της μορφή. Σαν το ελατήριο.
Αυτή την αποθήκευση της ενέργειας και εν συνεχεία την απόδοσή της προς την αντίθετη κατεύθυνση που εφαρμόζει το ελατήριο, στην δομική κατασκευή την αποθηκεύει και την εκτονώνει το υποστύλωμα και η δοκός.
Με λίγα λόγια, όλη η επιτάχυνση του σεισμού μετατρέπεται σε αποθηκευμένη ενέργεια στην δομή.
Όσο η μετατόπιση κρατά κάθε τμήμα οποιουδήποτε μέλους εντός ελαστικής περιοχής, όλη η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη δομή θα κυκλοφορήσει στο τέλος του κύκλου, προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Αυτή η περιοχή μετατόπισης ονομάζεται ελαστική περιοχή, στην οποία δεν παρατηρούνται αστοχίες.
Εάν η σεισμική ενέργεια (που μετράται από την επιτάχυνση εδάφους) είναι πάρα πολύ μεγάλη, θα παράγει υπερβολικά μεγάλες μετατοπίσεις που θα προκαλέσουν μια πολύ υψηλή καμπυλότητα στα κατακόρυφα και οριζόντια στοιχεία.
Αν η καμπυλότητα είναι πολύ υψηλή, αυτό σημαίνει ότι η περιστροφή των τμημάτων των στηλών και των δοκών θα είναι πολύ πάνω από την ελαστική περιοχή (Θλιπτική παραμόρφωση σκυροδέματος πάνω από το 0,35% και τάσεις των ινών του οπλισμού πάνω από το 0,2 %) πέραν του ορίου διαρροής.
Όταν η περιστροφή περάσει πάνω από αυτό το όριο ελαστικότητας, η δομή αρχίζει να «διαλύει την αποθήκευση της ενέργειας «μέσω πλαστικής μετατόπισης, το οποίο σημαίνει ότι τα τμήματα θα έχουν μια υπολειμματική μετατόπιση που δεν θα είναι σε θέση να ανακτηθεί (ενώ στην ελαστική περιοχή όλες οι μετατοπίσεις ανακτούνται).
Βασικά ο σχεδιασμός της αντοχής ενός σημερινού κτιρίου περιορίζετε στα όρια του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, και μετά περνά στις προεπιλεγμένες πλαστικές περιοχές διαρροής, οι οποίες είναι προεπιλεγμένες περιοχές μικρών και πολλών διαρροών αστοχίας, (συνήθως σχεδιάζονται να συμβούν στα άκρα των δοκών) ώστε να μην καταρρεύσει η δομή.
Αυτός είναι ο μηχανισμός της πλαστιμότητας που καταναλώνει σεισμική ενέργεια.
(Η δομή καταρρέει όταν αστοχήσουν τα υποστυλώματα με λοξό / σχήμα αστοχίας)
Αν τα τμήματα που βιώνουν τις πλαστικές παραμορφώσεις, ξεπερνούν το όριο του σημείου θραύσης, και είναι και πάρα πολλές πάνω στην δομή, η δομή θα καταρρεύσει.
Αυτά είναι τα όρια αντοχής της σημερινής αντισεισμικής τεχνολογίας των κατασκευών.
Σκοπός του σύγχρονου αντισεισμικού κανονισμού είναι να κατασκευάσει δομές που: α) Σε συχνούς σεισμούς μεγάλης πιθανότητας να συμβούν δεν θα πάθουν τίποτα, β) Σε σεισμούς μέσης πιθανότητας να συμβούν θα πάθουν μικρές, επιδιορθώσιμες ζημιές και γ) Σε πολύ ισχυρούς σεισμούς μικρής όμως πιθανότητας να συμβούν δεν θα έχουμε απώλειες ανθρώπινων ζωών. Άρα δεν θα πρέπει να χρησιμοποιούμε τον όρο «απόλυτα” στις αντισεισμικές κατασκευές. Θα πρέπει να χρησιμοποιούμε τον όρο «ποιοτικές” κατασκευές που σημαίνει εφαρμογή τουλάχιστον των απαιτήσεων όλων των σύγχρονων κανονισμών. Η ποιότητα των κατασκευών και η ασφάλειά τους, είναι και συνάρτηση της οικονομικής κατάστασης των χωρών, μεταξύ των άλλων παραγόντων. Είναι ευνόητο ότι φτωχές χώρες δεν μπορούν να συγκριθούν με χώρες όπου έχουν ακριβούς σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς. Συμπέρασμα… δεν υπάρχει απόλυτος αντισεισμικός σχεδιασμός σήμερα, και δεν πρέπει να αναφερόμαστε σε απόλυτο αντισεισμικό σχεδιασμό, αλλά σε ποιοτικό σχεδιασμό. Οπότε υπάρχει μεγάλη ανάγκη σήμερα να εφεύρουμε έναν πιο σύγχρονο αντισεισμικό σχεδιασμό ο οποίος να ανταποκρίνεται στον απόλυτο αντισεισμικό σχεδιασμό, με μικρότερο κατασκευαστικό κόστος.
Με ότι σχεδιασμό και να επιλέξεις σε μικρό ή μεγάλο βαθμό θα υπάρχει και ελαστική περιοχή μετατόπισης και ανελαστική μετατόπιση αφού ο σημερινός ΝΕΑΚ θεωρεί ότι η ανελαστική μετατόπιση είναι '' αναπόφευκτη - μη ελέγξιμη''. Εγώ ελέγχω την μετατόπισή - παραμόρφωση ακόμα και στον συντονισμό. Και ο δυναμικός ανελαστικός σχεδιασμός μπάζει από παντού, αφού το φάσμα σχεδιασμού με όλες τους συντελεστές που λαμβάνονται υπόψιν αδυνατεί να σταθεί χωρίς ψαθυρές αστοχίες σε μεγάλους σεισμούς με διάρκεια. Υπάρχουν πάρα πολλοί αστάθμητοι παράγοντες οι οποίοι μπορούν να επιφέρουν την καταστροφή και στις ποιο σύγχρονες αντισεισμικές κατασκευές. Βασικά οι συντελεστές που καθορίζουν την σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών είναι πολυάριθμοι, και εν μέρη πιθανοτικού χαρακτήρα. (Άγνωστη η διεύθυνση του σεισμού, άγνωστο το ακριβές περιεχόμενο των συχνοτήτων της σεισμικής διέγερσης, άγνωστη η διάρκειά της.) Ακόμα οι μέγιστες πιθανές επιταχύνσεις που δίδουν οι σεισμολόγοι, και καθορίζουν τον συντελεστή αντισεισμικού σχεδιασμού έχουν πιθανότητα υπέρβασης, μεγαλύτερης του 10%.
Ο συσχετισμός των ποσοτήτων όπως είναι οι “αδρανειακές εντάσεις – δυνάμεις απόσβεσης – ελαστικές δυνάμεις- δυναμικά χαρακτηριστικά κατασκευής – αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής – επιβαλλόμενη κίνηση εδάφους” είναι μη γραμμικής κατεύθυνσης Για την πατέντα...Τεχνικά είναι εφικτό 100% Το κόστος εξαρτάτε από την κατασκευή. Υπάρχουν έργα σπουδαιότητας όπως πυρηνικοί σταθμοί, νοσοκομεία, σχολεία, γέφυρες, φράγματα που το κόστος έρχεται σε δεύτερη μοίρα. Υπάρχουν περιοχές αυξημένης σεισμικής επικινδυνότητας που παρουσιάζουν μεγάλους με διάρκεια σεισμούς και το κόστος έρχεται σε δεύτερη μοίρα και η ασφάλεια προέχει. Υπάρχουν και μικρές κατασκευές με συνεχή δόμηση που αυτές χρειάζονται 100% την ευρεσιτεχνία. Για το κόστος 16000 ευρώ για εμβαδόν ορόφου 100 τ.μ + 3000 ευρώ για κάθε επιπλέον όροφο πέραν του ισογείου και του πρώτου ορόφου. Όμως αυξάνεται πάρα πολύ η αντοχή στον σεισμό και αν έχεις κάτι πολύ δυνατό που δεν χρειάζεται να είναι τόσο δυνατό τότε του αφαιρείς οπλισμό και το κάνεις πιο φθηνό. Άλλα έργα .... ανεμογεννήτριες. Ρίχνει το κόστος στήριξης κατά 80% αντικαθιστώντας εντελώς την βάση σκυροδέματος που δουλεύει βαρυτικά. Το ίδιο θα μπορούσε να συμβεί και με την θεμελίωση όλων των κατασκευών αφού αντικαθιστάτε η θεμελίωση εις πλάτος με αυτή της ευρεσιτεχνίας που είναι μια πακτωμένη με το έδαφος θεμελίωση εις βάθος η οποία αντέχει ανοδικές και καθοδικές εντάσεις.
![Εικόνα](https://scontent.fath4-2.fna.fbcdn.net/v/t1.6435-9/251169884_5014760398536876_1864522282392187885_n.jpg?_nc_cat=103&ccb=1-5&_nc_sid=825194&_nc_ohc=oNTMY-U4QiUAX9ZIMxD&_nc_ht=scontent.fath4-2.fna&oh=aa32322ab33b24e0844fda7b5037bf61&oe=61A42D16)