Σύνοψη Αριθμητικής Διερεύνησης των Αξονικών Δυνάμεων σε Τοιχώματα Σκυροδέματος C25/30
Σύμφωνα με την αριθμητική διερεύνηση του πειράματος,
Το δοκίμιο του πειράματος με κλίμακα 1 προς 7 και βάρους 1000 kg σε φυσική κλίμακα έχει 61,4 m3 οπλισμένου σκυροδέματος.
Ιδικό βάρος οπλισμένου σκυροδέματος 2450 kg / m3
Τα 61,4 m3 έχουν μάζα 61,4 m3 Χ 2450 kg / m3 = 150430 kg ή 150,43 ton.
Το ωφέλιμο φορτίο και τα δάπεδα έχουν βάρος 17 ton.
Η τοιχοποιία 20 ton.
Γενικό σύνολον μάζας κατασκευής 150,43+17,0+20,0= 187,43 ton.
Επιτάχυνση εδάφους 2,41g
Αδράνεια κατασκευής
Αδράνεια = Μάζα Χ επιτάχυνση
Δύναμη Αδράνειας=187430 kg×23,6631 m/s2 = 4.435.174,833 N
Μετατροπή της δύναμης σε κιλοΝιούτον (kN): 4.435,1kN ή 452,25 ton.
Η δύναμη αδράνειας είναι ίση με την τέμνουσα βάσης:
Τέμνουσα βάσης = 4.435,1kN ή 452,25 ton.
Υπολογισμός Ροπής Ανατροπής
Το συνολικό ύψος των ορόφων είναι 8,33m+1,00m ανεστραμμένη δοκός = 9,33m.
Το ύψος του πρώτου ορόφου είναι 8,33/2=4,165m
Το ύψος του δεύτερου ορόφου είναι 4,165m+1,00m ανεστραμμένη δοκός = 5,165m.
Μάζα δύο ορόφων 179,4 ton.+ μάζα ανεστραμμένης δοκού 7,83 ton = 187,43 ton.
Αδράνεια δύο ορόφων 179.400kgX23,6631 m/s2 = 4245.1kN
Αδράνεια ανεστραμμένης δοκού = 190 kN
Αδράνεια πρώτου ορόφου 4245.1kN/2=2122,5 kN
Αδράνεια δεύτερου ορόφου + ανεστραμμένης δοκού = 2122,5 + 190 = 2312,55 kN
Ροπή ανατροπής πρώτου ορόφου 4,165mΧ2122,5 kN = 8840,2 kNm.
Ροπή ανατροπής δεύτερου ορόφου + ανεστραμμένης δοκού = 5,165m. Χ 2312,55 kN = 11944,3 kNm.
Ολική ροπή ανατροπής 8840,2 kNm. + 11944,3 kNm. = 20784,5 kNm.
Κατανομή Ροπής στα Υποστυλώματα
Κάθε υποστύλωμα πρέπει να παραλάβει το αναλογικό μερίδιο της ροπής ανατροπής. Αν η ροπή κατανέμεται ισομερώς στα 4 γωνιακά τοιχώματα, η ροπή ανά τοίχωμα είναι: 20784,5 kNm. / 4 = 5196,1 kNm.
Κατανομή Τέμνουσας Δύναμης ανά Υποστύλωμα
Αν το κτίριο στηρίζεται σε 4 γωνιακά τοιχώματα, η τέμνουσα δύναμη που αναλαμβάνει κάθε γωνιακό τοίχωμα είναι:
4.435,1kN / 4 = 1108,8 kN
κάθε ένα από τα τέσσερα τοιχώματα από σκυρόδεμα C25/30 δέχθηκε αξονικές δυνάμεις θλίψης και εφελκυσμού της τάξεως των 5196,1 kNm. Η διατομή 1 m² του κάθε τοιχώματος αντέχει θλιπτική δύναμη έως 2000 τόνους ή 19613 kN, λαμβάνοντας υπόψη συντελεστή ασφαλείας 1.5 για το σκυρόδεμα.
Συμπεράσματα
Η διαφορά μεταξύ της φέρουσας ικανότητας και της ροπής ανατροπής υπολογίζεται ως εξής:
19613 kN - 5196,1 kNm = 14417 kN.
Το 50% του ορίου θραύσης της διατομής είναι:
14417 kN / 2 = 7208,5 kN, και προσθέτοντας τη ροπή ανατροπής 5196,1 kNm και τα στατικά φορτία 458,5 kN, προκύπτει συνολική θλιπτική δύναμη 12863 kN.
Ως εκ τούτου, η γενική θλιπτική δύναμη που αναμένεται να αναλάβει η διατομή του τοιχώματος υπό επιτάχυνση 2,41g είναι 12863 kN. Δεδομένου ότι το όριο θραύσης για διατομή 1 m² με συντελεστή ασφαλείας 1.5 είναι 19613 kN, δεν παρατηρείται κίνδυνος αστοχίας λόγω θλίψης στα 12863 kN.
Για να εξουδετερωθεί ο εφελκυσμός, το θλιπτικό φορτίο κάθε τένoντα στα άκρα του τοιχώματος πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 5196,1 kN και μικρότερο από 7208,5 kN.
Η προένταση που απαιτείται από την επιφάνεια του εδάφους για την πάκτωση του μηχανισμού αγκύρωσης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη διπλάσια της ροπής, δηλαδή > 10392 kN.
