Ας τα πάρουμε από την αρχή.
1.Το σκυρόδεμα αντέχει μόνο θλίψη Δεν αντέχει διάτμηση και εφελκυσμό.
Τοποθετούμε αδρανή χάλυβα στα τοιχώματα σκυροδέματος για να αντέχει τον εφελκυσμό.
Όμως στον σεισμό,στην διεπιφάνεια του χάλυβα και του σκυροδέματος δημιουργείται διάτμηση την οποία το σκυρόδεμα δεν αντέχει.
Η ένταση της διάτμησης μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος είναι μεγαλύτερη κοντά στην βάση λόγο διαφοράς δυναμικού στην πρόσφυση και λόγο του μοχλοβραχίονα των τοιχωμάτων καθ ύψος ο οποίος πολλαπλασιάζει και κατεβάζει μεγάλες εντάσεις θλίψης και εφελκυσμού στην βάση.
Αν θέλουμε να μην αστοχεί το σκυρόδεμα πρόωρα από διάτμηση στην διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα, και να ακυρώνεται η συνεργασία τους πρέπει να βρούμε έναν μηχανισμό όπου το σκυρόδεμα και ο χάλυβας να συνεργάζονται έτσι ώστε να μην δημιουργούν διάτμηση.
Ο εφελκυσμός δημιουργείται από την ανοδική δύναμη της στροφής του τοιχώματος και από την αντίθεση των στατικών φορτίων.
Με έναν ελεύθερης διέλευσης τένοντα και ένα περικόχλιο στο δώμα έχουμε σταματήσει την ανοδική δύναμη δηλαδή την στροφή του τοιχώματος και με μία πάκτωση στο έδαφος την έχουμε εκτρέψει μέσα του.
Με αυτή την μέθοδο δεν υπάρχει διάτμηση στην διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα, οπότε καταργήσαμε μια αιτία αστοχίας.
2.Στην προσομοίωση που έκανα επιβλήθηκε θλίψη στα υποστυλώματα. Η θλίψη που επιβλήθηκε ήταν στο 25% της αντοχής των υποστυλωμάτων και μετά επιβλήθηκε μεγαλύτερη δύναμη που έφτανε στο 50% της αντοχής των υποστυλωμάτων.
Ακόμα αυτή η δύναμη των 600kN και των 1200kN επιβλήθηκε αρχικά μόνο στα τέσσερα γωνιακά υποστυλώματα και μετά σε όλα τα εννέα υποστυλώματα.
Μετρήθηκε η παραμόρφωση με και χωρίς την τεχνητή θλίψη δηλαδή μετρήθηκε η φέρουσα ικανότητα της κατασκευής να μην παραμορφώνεται καθώς και η τέμνουσα της βάσης αυτή που φαίνεται στην μεσαία φωτογραφεία της εικόνας
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε κάθε περίπτωση η θλίψη αύξανε την φέρουσα ικανότητα και την αντοχή της διατομής προς την τέμνουσα βάσης.
Αυτή η αύξηση της ικανότητας προς την παραμόρφωση και την τέμνουσα βάσης μεγάλωνε όσο αυξανόντουσαν τα φορτία θλίψης και ο αριθμός των υποστυλωμάτων τα οποία θλιβόντουσαν.
Η προσομοίωση μας έδειξε ότι με την θλίψη αυξάνει η δυσκαμψία στα υποστυλώματα και η αντοχή προς την τέμνουσα της βάσης λόγο της τριβής των αδρανών.
Ακόμα μας έδειξε ότι όσο πιο πολλά υποστυλώματα θλιβόντουσαν τόσο αύξανε και η φέρουσα ικανότητα και η αντοχή προς την τέμνουσα βάσης.
Και αυτό είναι φυσικό γιατί η κατασκευή σαν μια οντότητα έχει μια τέμνουσα βάσης οπότε όσα πιο πολλά υποστυλώματα τοποθετούμε τόσο πιο λίγα φορτία αναλαμβάνει το κάθε ένα, και όσο πιο πολλά δύσκαμπτα υποστυλώματα τοποθετούμε τόσο πιο δύσκαμπτη γίνεται και η κατασκευή.
Συμπέρασμα.
Η αύξηση των υποστυλωμάτων αυξάνει την συνολική διατομή αντίδρασης οπότε και την φέρουσα ικανότητα οπότε αν τοποθετήσουμε τοιχώματα αντί τα υποστυλώματα θα έχουμε αύξηση των διατομών οπότε και τις φέρουσας ικανότητας. Όσο αυξάνουμε την θλίψη αυξάνουμε την δυσκαμψία και την τριβή των αδρανών οπότε αυξάνουμε την φέρουσα ικανότητα και την αντοχή προς την τέμνουσα βάσης.
Η δυσκαμψία μειώνει της ρωγμές της πρώτης εικόνας του σχεδίου. Για να αντιμετωπίσουμε την κατακόρυφη αστοχία της τρίτης εικόνας χρειαζόμαστε κάνναβο οπλισμού αλλά και επιβολή θλίψης σε περισσότερα των δύο ακραίων σημείων πάνω στα τοιχώματα, ώστε να αυξηθεί η δυσκαμψία για να μειωθούν οι κατακόρυφες εντάσεις διάτμησης.
Η δυσκαμψία μειώνει την μεταφορά ροπών στους κόμβους που σπάνε τους δοκούς. Η πάκτωση των τενόντων στο έδαφος βοηθά τους συνδετήριους δοκούς να σταματήσουν την στροφή των τοιχωμάτων η οποία μεταφέρει και αυτή μεγάλες ροπές στους κόμβους που σπάνε τους δοκούς.
Συμπέρασμα
Με την μέθοδό μου σταμάτησα
1.την
παραμόρφωση οπότε αυξήθηκε η φέρουσα ικανότητα και μειώθηκαν οι εντάσεις εφελκυσμού και διάτμησης οι οποίες μεταφέρθηκαν μέσα στο έδαφος.
2.Σταμάτησα
την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης
3.
Μείωσα τις ροπές στους κόμβους
4.Αύξησα την
φέρουσα ικανότητα του εδάφους
5.Έλεγξα
τον συντονισμό εδάφους κατασκευής
6.Διόρθωσα
τα βέλη του λοξού εφελκυσμού
7.Αύξησα
την ενεργό διατομή του σκυροδέματος του τοιχίου για να παραλαμβάνει μεγαλύτερη θλίψη.
Για να σπάσει το σκυρόδεμα στην βάση της πρώτης εικόνας αριστερά, πρέπει να συγκεντρωθούν όλα τα φορτία θλίψης στην μια άκρη και για να γίνει αυτό, πρέπει να σηκωθεί το τοίχωμα από την μία μεριά, και να κάνει και ρωγμές, για να συγκεντρωθεί όλη η ένταση θλίψης στην άλλη άκρη. Με την πάκτωση των ελεύθερων τενόντων στα άνω άκρα των τοιχωμάτων χρησιμοποιώντας για τον σκοπό αυτό τον κοχλία και την πάκτωση του άλλου άκρου του τένοντα πάνω στην αγκύρωση, δεν υφίσταται κάμψη στον κορμό του τοιχώματος ούτε και αστοχία εφελκυσμού και ανάκλησης της μιας παρειάς, οπότε όλο το πέλμα είναι ενεργό και παραλαμβάνει την θλίψη.
8.Μείωσα
τις κατακόρυφες αξονικές εντάσεις διάτμησης που δημιουργούνται μέσα στο σώμα του τοιχώματος λόγο κατακόρυφης εσωτερικής κάμψης.
9.Μείωσα τις
ρωγμές που δημιουργούνται λόγο κάμψης
10.Αύξησα την ικανότητα των διατομών ως προς την
τέμνουσα βάσης λόγο τριβής.
11.Μείωσα τις ροπές στους κόμβους
12.Μετέφερα τις εντάσεις αδράνειας μέσα στο έδαφος.
Technical Report
Causes and solutions for failures in reinforced concrete load-bearing structures
https://www.researchgate.net/publicatio ... structures