seismic έγραψε: 06 Αύγ 2022, 15:31
ΤΑΣΟΣ ΑΝΑΣΤΟΠΟΥΛΟΣ έγραψε: 05 Αύγ 2022, 15:06
Όχι εργασία δε θα στείλεις, ούτε κιχ δε θα βγάλεις.
Έστειλα
Τίτλος Εργασίας Το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα
Συγγραφέας Ιωάννης Ν. Λυμπέρης
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Στόχος της εργασίας είναι 1) Να αποτρέψουμε τις ανελαστικές παραμορφώσεις των κατασκευών 2) Να αυξήσουμε την απόκριση των διατομών των τοιχωμάτων του φέροντα από οπλισμένο σκυρόδεμα προς την τέμνουσα βάσης 3) Να αποτρέψουμε την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης που αναπτύσσεται πάνω στην διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό 4) Η αύξηση της φέρουσα ικανότητα του εδάφους θεμελίωσης 5) Να εκτρέψουμε τις σεισμικές εντάσεις μέσα στο έδαφος πριν αναπτυχθούν στις διατομές. Η μέθοδος πακτώνει τις παρειές των τοιχωμάτων με το έδαφος θεμελίωσης, χρησιμοποιώντας αφενός, διαστελλόμενους μηχανισμούς πάκτωσης τοποθετημένους βαθειά μέσα στο έδαφος που διεγείρονται από την επιφάνεια του εδάφους με την βοήθεια υδραυλικών γρύλων και επικαλύπτουμε μετά την έλξη και πάκτωση τους μηχανισμούς με οπλισμένο σκυρόδεμα και αφετέρου η μέθοδος εφαρμόζει θλίψη στις διατομές των παρειών των τοιχωμάτων καθ ύψος, χρησιμοποιώντας τένοντες προέντασης ενωμένους με τους μηχανισμούς πάκτωσης εδάφους. Τα βασικά αποτελέσματα πειραμάτων και προσομοιώσεων έδειξαν σημαντική αύξηση της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου και ποσοστιαία αύξηση 40% ως προς την τέμνουσα βάσης.
1. Εισαγωγή
Ο σεισμός επιβάλει στην κατασκευή μια οριζόντια μετατόπιση και μερικές κάθετες συνιστώσες, που περιέχουν άγνωστο αριθμό συχνοτήτων και άγνωστη στάθμη επιτάχυνσης, παράγοντες που συντελούν στην παραμόρφωση των κατασκευών και στην διαφορετική συμπεριφορά τους.
Άν η παραμόρφωση 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.
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.
Ο σχεδιασμός της αντοχής ενός σημερινού κτιρίου περιορίζετε στα όρια του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, και μετά περνά σε ανελαστικές μετατοπίσεις παρουσιάζοντας διαρροές και πλαστικές παραμορφώσεις.
Αν τα τμήματα των διατομών που βιώνουν τις πλαστικές παραμορφώσεις, ξεπερνούν το όριο του σημείου θραύσης, και είναι και πάρα πολλές πάνω στην δομή, η δομή θα καταρρεύσει.
Άλλοι παράγοντες σοβαρών αστοχιών είναι Η πρωτογενής ροπή ανατροπής της κατασκευής και των τοιχωμάτων, η τέμνουσα βάσης, η ανεπαρκή φέρουσα ικανότητα του εδάφους θεμελίωσης, και η διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης που αναπτύσσεται πάνω στην διεπιφάνεια σκυροδέματος και χάλυβα λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό
Η αναπόφευκτη ανελαστική συμπεριφορά των κατασκευών, η πρωτογενής ροπή ανατροπής της κατασκευής και των τοιχωμάτων,η τέμνουσα βάσης, η ανεπαρκή φέρουσα ικανότητα του εδάφους θεμελίωσης και η διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης είναι καταστροφικοί παράγοντες των κατασκευών οι οποίοι χρίζουν μεγαλύτερης έρευνας.
Την αναπόφευκτη ανελαστική συμπεριφορά των κατασκευών πρέπει να την ελέγξουμε. Τις διατομές των τοιχωμάτων πρέπει να τις κάνουμε ποιο ισχυρές, ικανές να παραλαμβάνουν την τέμνουσα βάσης. Την πρωτογενή ροπή ανατροπής της κατασκευής και των τοιχωμάτων πρέπει να την αποτρέψουμε ώστε να μην δημιουργεί τις δευτερεύουσες ροπές γύρω από τους κόμβους. Πρέπει να αυξήσουμε την φέρουσα ικανότητα του εδάφους
Πρέπει να εξαλείψουμε τον εφελκυσμό στις παρειές των τοιχωμάτων που προκαλούν την διατμητική αστοχία στο σκυρόδεμα επικάλυψης.
Το κυριότερο όμως που πρέπει να κάνουμε είναι να αφαιρέσουμε μέρος των εντάσεων από τις διατομές του φέροντα οργανισμού και να τις εκ τρέψουμε σε ποιο ισχυρές περιοχές.
2. Η ιδέα της μεθόδου σχεδιασμού.
2.1. Σύντομη περιγραφή της μεθόδου
Το κύριο αντικείμενο της μεθόδου σχεδιασμού καθώς και η χρήση των μηχανισμών πάκτωσης της εφεύρεσης είναι να προστατέψουν τις κατασκευές από τους ισχυρούς σεισμούς, τους ανεμοστρόβιλους, να εξασφαλίσουν ισχυρή θεμελίωση και να στηρίξουν στο έδαφος ανεμογεννήτριες αντικαθιστώντας την βάση οπλισμένου σκυροδέματος που δουλεύει βαρυτικά. Σύμφωνα με την μέθοδο εφαρμόζονται δύο διαφορετικές εντάσεις θλίψης - προέντασης. Η πρώτη θλίψη εφαρμόζεται στο έδαφος μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους θεμελίωσης και του μηχανισμού πάκτωσης που βρίσκετε τοποθετημένος στα βάθη μιας γεώτρησης με την βοήθεια υδραυλικών γρύλων και τενόντων προέντασης. Η δεύτερη θλίψη εφαρμόζεται στις παρειές των τοιχωμάτων μεταξύ των κόμβων της ανώτατης στάθμης και της πάκτωσης του εδάφους. Η επιβαλλόμενη δύναμη θλίψη στο έδαφος είναι διπλάσια από τα φορτία υπολογισμού. Η επιβαλλόμενη δύναμη θλίψης των τοιχωμάτων είναι στα πλαίσια της επαλληλίας της αντοχής των διατομών και μπορεί να φθάσει και στο 70% του συντελεστή θραύσης.
Ο εν λόγω μηχανισμός περιλαμβάνει μία χαλύβδινη ράβδο προέντασης που διασχίζει ελεύθερα τις παρειές των τοιχωμάτων μέσα από σωλήνες διόδου και επίσης το μήκος μιας γεώτρησης κάτω από αυτά. Το κάτω άκρο του εν λόγω χαλύβδινου καλωδίου συνδέεται με έναν διαστελλόμενο μηχανισμό αγκύρωσης που ενεργοποιείτε και διαστέλλεται προς τα πρανή της γεώτρησης με την έλξη υδραυλικών γρύλων από την επιφάνεια του εδάφους Το άνω άκρο του εν λόγω τένοντα προέντασης χρησιμεύει για την δεύτερη εφαρμογή προέντασης των διατομών και εφαρμόζεται χρησιμοποιώντας πάλη υδραυλικούς γρύλους Η δεύτερη προένταση εφαρμόζεται μεταξύ των κόμβων της ανώτατης στάθμης και του μηχανισμού πάκτωσης εδάφους Η δύναμη έλξης που εφαρμόζεται στο χαλύβδινο καλώδιο μέσω των υδραυλικών μηχανισμών σε δύο φάσεις καθώς και η αντίδραση σε αυτές τις δύο διαφορετικές έλξεις από την πάκτωση του μηχανισμού στο έδαφος δημιουργούν την επιθυμητή θλίψη τόσο στο έδαφος όσο και στις διατομές του τοιχώματος.
Η Αναφορά [1]και [2] δείχνει έναν μηχανισμό πάκτωσης ανοιγμένο και έναν κλειστό.
2.2 Η ιδέα της μεθόδου.
Εάν τοποθετήσουμε σε ένα τραπέζι δύο τοιχώματα και στο ένα βιδώσουμε τις παρειές τους πάνω το τραπέζι, Αν κάποιος μετατοπίσει το τραπέζι, το ασύνδετο τοίχωμα θα ανατραπεί. 1) Το βιδωμένο τοίχωμα αντέχει την πρωτογενή ροπή ανατροπής Κάνουμε ακριβώς το ίδιο σε κάθε τοίχωμα κτιρίου για να αποτρέψουμε την δημιουργία των δευτερευουσών ροπών στις διατομές γύρω από τους κόμβους. 2) Την κάμψη των τοιχωμάτων η οποία και αυτή δημιουργεί δευτερεύουσες ροπές στους κόμβους την αποτρέπουμε εφαρμόζοντας θλίψη στις διατομές. 3) Η απόκριση των διατομών προς την τέμνουσα βάσης αυξάνει με την θλίψη των διατομών.
4) Η διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης την αποτρέπουμε όταν εξουδετερώσουμε τον εφελκυσμό στην παρειά που έλκεται, και ξέρουμε ότι η επιβολή θλιπτικών εντάσεων στην διατομή εξουδετερώνει τον εφελκυσμό, διότι επιβάλει αντίθετες δυνάμεις ισορροπίας. 5) Οι σεισμικές εντάσεις αφενός εκτρέπονται μέσα στο έδαφος μέσο του πακτωμένου με το έδαφος τένοντα, και αφετέρου σταματά την πρωτογενή ροπή ανατροπής του τοιχώματος αποτρέποντας την δημιουργία δευτερευουσών ροπών πάνω στους κορμούς των στοιχείων ευρισκόμενοι γύρο από τους κόμβους. 5) Η συμπύκνωση των χαλαρών εδαφών από τους μηχανισμούς πάκτωσης και η πλήρωση των γεωτρήσεων με οπλισμένο σκυρόδεμα αυξάνουν την φέρουσα ικανότητα της θεμελίωσης. Η γεωτρήσεις που ανοίγουμε για την τοποθέτηση του μηχανισμού μας δείχνουν και την ποιότητα του εδάφους θεμελίωσης. 6) Αυτή η μέθοδος σχεδιασμού δεν επιτρέπει ανελαστικές παραμορφώσεις ακόμα και όταν υπάρχει συντονισμός εδάφους κατασκευής με μεγάλη σεισμική διάρκεια και μεγάλη επιτάχυνση, διότι ελέγχει και τους τρις βαθμούς ελευθερίας σε κάθε κύκλο φόρτισης, έτσι ώστε η κατασκευή να βρίσκονται πάντα μέσα στην ελαστική περιοχή μετατόπισης. Ξέρουμε ότι η προένταση την οποία η μέθοδος σχεδιασμού χρησιμοποιεί στις διατομές των τοιχωμάτων θεωρείτε ελαστική διότι επαναφέρει την δομή στην αρχική της θέση ακόμα και μετά από ανελαστικές μετατοπίσεις. Ακόμα η προένταση στις παρειές των τοιχωμάτων καθ ύψος αυξάνει την ενεργό διατομή, διορθώνει τα βέλη του λοξού εφελκυσμού, και χρησιμοποιεί λιγότερο οπλισμό.
