ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ ΦΟΡΕΩΝ
Όταν μιλάμε για σεισμική «ενέργεια», δεν είναι ένας δείκτης που μπορούμε να υπολογίσουμε, αλλά ένας όρος που περιγράψει την συμπεριφορά του φέροντα η οποία μπορεί να αναλυθεί με μαθηματικές εξισώσεις ισορροπίας. 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.
Αν 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 και εκτονώνεται μετά για να επαναφέρει την δομή στην αρχική της μορφή. Ένα παράδειγμα είναι 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.
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 %). 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, οι οποίες είναι προεπιλεγμένες περιοχές αστοχίας, (συνήθως είναι τα άκρα των δοκών) ώστε να μην καταρρεύσει η δομή. (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.
Εδώ βλέπουμε ότι αδυνατούν οι υπάρχοντες κανονισμοί σχεδιασμού να ελέγξουν τις αναπόφευκτες ανελαστικές μετατοπίσεις για τον λόγο αυτό και έχουμε αστοχίες και καταρρεύσεις κατασκευών.
Κύριοι πολιτικοί μηχανικοί ξέρετε ότι μια κατασκευή μπορεί να αντέξει μεγάλη επιτάχυνση εδάφους για πολύ λίγο χρονικό διάστημα.
Αν η επιτάχυνση και το χρονικό διάστημα του σεισμού είναι μεγάλο, αυξάνονται προοδευτικά οι ανελαστικές μετατοπίσεις του κορμού των στοιχείων με αποτέλεσμα να σπάνε και να πέφτει η κατασκευή.
Θέλετε ή δεν θέλετε τον μηχανισμό μου που ελέγχει την μετατόπιση των φερόντων στοιχείων? Αν δεν τον θέλετε μπορείτε να μου πείτε τον λόγο?
Η απλή πάκτωση ή η προένταση μεταξύ του εδάφους και της ανώτατης στάθμης των παρειών ενός τοιχώματος με τένοντες άνευ συνάφειας σταματά την ροπή ανατροπής και την κάμψη των, οι οποίες είναι οι μοναδικές αιτίες που επιφέρουν παραμόρφωση σε όλο τον φορέα. Χωρίς παραμόρφωση δεν υπάρχει αστοχία. Έχετε αντίρρηση, ή κάνετε την πάπια μέχρι να λήξει η πατέντα?
Σας προσκαλώ σε ανοικτή συζήτηση.
