Από έναν αγράμματο μπετατζή
ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ - ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΕΡΕΥΝΑ
Συγραφέας μπετατζής Ιωάννης Λυμπέρης (seismic )
Ανεξάρτητος ερευνητής της αντισεισμικής τεχνολογίας των κατασκευών.
Εισαγωγή.
1) Γιατί καταρρέουν τα κτίρια στον σεισμό?
Καταρρέουν διότι σε έναν μεγάλης επιτάχυνσης και διάρκειας σεισμό ο σκελετός του φέροντα οργανισμού παραμορφώνεται πάρα πολύ ρηγματώνονται υπέρμετρα τα δομικά του στοιχεία μέχρι να αστοχήσουν ψαθυρά. Η βλάβη και η παραμόρφωση είναι αλληλένδετες καταστάσεις αφού ελέγχοντας την παραμόρφωση ελέγχεις και την βλάβη.
2) Πως σταματάμε την παραμόρφωση και τις βλάβες μιας κτίριο κατασκευής?
Με τον σημερινό αντισεισμικό κανονισμό είναι αναπόφευκτη η παραμόρφωση μιας κατασκευής όταν λικνίζεται από έναν μεγάλο σε διάρκεια και επιτάχυνση σεισμό, διότι αδυνατεί να την ελέγξει. Μάλιστα αν η ιδιοπερίοδος εδάφους κατασκευής συμπέσουν υπάρχει συντονισμός που έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της παραμόρφωσης του φέροντα στην διάρκεια του σεισμού. Είναι σχεδιαστικό κριτήριο η περίοδος της κατασκευής και εξαρτάτε από το ύψος του κτιρίου αλλά υπάρχει και η συχνότητα του σεισμού η οποία είναι ο άγνωστος ( Χ ) σε κάθε σεισμό. Χαμηλές κατασκευές έχουν πρόβλημα σε μεγάλες συχνότητες με μικρό πλάτος ταλάντωσης ενώ οι υψίκορμες έχουν πρόβλημα στις μικρές συχνότητες με μεγάλο πλάτος ταλάντωσης. Ένα κτίριο αντέχει μεγάλη επιτάχυνση για μικρή χρονική διάρκεια και το αντίστροφο. Ακόμα αν το έδαφος είναι μαλακό αναδεύει την μετατόπιση κατά δύο με τρις φορές περισσότερο από ότι αν είναι βράχος. 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%.
Αυτοί οι αστάθμητοι παράγοντες όταν συμπέσουν όλοι μαζί επιφέρουν μεγάλες παραμορφώσεις στην δομή οι οποίες δημιουργούν από ανελαστικές αστοχίες διαρροής έως και που ξεπερνούν το σημείο θραύσης των και έχουμε τις καταρρεύσεις των κατασκευών.
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.
Με λίγα λόγια διαχειρίζονται αναγκαστικά την αστοχία την οποία δεν μπορούν να ελέγξουν διότι δεν μπορούν να ελέγξουν την παραμόρφωση.
3) Τι είναι η ελαστική περιοχή μετατόπισης
Είναι η περιοχή όπου η παραμόρφωση που προκαλεί το λίκνισμα της κατασκευής είναι πολύ μικρή και δεν επιφέρει αστοχίες λόγο της ελαστικότητας της κατασκευής.
4)Τι είναι η ανελαστική περιοχή μετατόπισης
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 ο οποίος απελευθερώνει 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.
5) Τι είναι η πλαστιμότητα
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.
6 ) Τι είναι ο ικανοτικός σχεδιασμός των κόμβων
Τα κατακόρυφα στοιχεία πρέπει να είναι πιο ισχυρά από τα οριζόντια. Είναι επιθυμητό να σπάνε πρώτα τα δοκάρια στην άκρη τους, χωρίς κατάρρευση της οικοδομής, ώστε να επέρχεται χαλάρωση των εντάσεων. Ο ικανοτικός σχεδιασμός εξετάζει τις αντοχές όλων των κατακόρυφων διατομών με αυτές των οριζόντιων ώστε να διαπιστώσει αν οι κατακόρυφες διατομές είναι όπως πρέπει ισχυρότερες.
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. Οπότε υπάρχει μεγάλη ανάγκη σήμερα να εφεύρουμε έναν πιο σύγχρονο αντισεισμικό σχεδιασμό ο οποίος να ανταποκρίνεται στον απόλυτο αντισεισμικό σχεδιασμό, με μικρότερο κατασκευαστικό κόστος.
ΛΥΣΗ
Το μεγαλύτερο πρόβλημα όπως σχεδιάζουν σήμερα είναι ότι στέλνουν τις εντάσεις του σεισμού στα δοκάρια των οποίων κάμπτετε ο κορμός τους και τα σπάνε.
Αυτό συμβαίνει διότι είναι ασύνδετη η κατασκευή με το έδαφος με αποτέλεσμα όλες οι εντάσεις να οδηγούνται στα κομβικά σημεία.
Οι περισσότερες έρευνες πάνω στην αντισεισμική τεχνολογία προσπαθούν να διαχειριστούν καλύτερα την διαρροή των διατομών ώστε αυτές να γίνονται στο κατάλληλο μέρος την δοκού και να μην αστοχεί ο κόμβος. Βασικά βελτιώνουν την πλαστιμότητα της κατασκευής η οποία καλή πλαστιμότητα βασίζεται στις πολλές μικρές διαρροές και όχι στην δημιουργία μιας μεγάλη ρωγμής στην δοκό. Και φυσικά βελτιώνουν λανθασμένους υπολογισμούς του ικανοτικού κανονισμού που αντί να αστοχεί η δοκός αστοχούσαν οι κόμβοι με εκρηκτική διάτμηση.
Όλη η επιστήμη του πολιτικού μηχανικού, όλα τα papers στον κόσμο ασχολούνται πως να βελτιώσουν την πλαστιμότητα.
Η γνώμη μου μετά από έρευνα είναι ότι...
Η πλαστιμότητα δεν είναι αναντικατάστατη. Η πλαστιμότητα είναι ένας μηχανισμός για την καλύτερη διαχείριση της αστοχίας η οποία είναι προϊόν της παραμόρφωσης. Αδυνατώντας να ελέγξουμε την ανελαστική παραμόρφωση την διαχειριζόμαστε με τον μηχανισμό της πλαστιμότητας για καλύτερο αποτέλεσμα. Αν όμως ο σεισμός έχει πολύ μεγάλη διάρκεια και επιτάχυνση οι διαρροές γίνονται μεγάλες ρωγμές οι οποίες αν περάσουν το σημείο θραύσης τους και είναι πολλές πάνω στην δομή η δομή θα καταρρεύσει.
Συμπέρασμα
Η πλαστιμότητα δεν είναι η λύση στον αντισεισμικό σχεδιασμό αλλά η καλύτερη διαχείριση της αστοχίας πριν την κατάρρευση.
Η λύση στον αντισεισμικό σχεδιασμό ως προς τα προβλήματα που δημιουργεί ο σεισμός μπορεί να προέλθει μόνον όταν μπορέσουμε να ελέγξουμε την παραμόρφωση της κατασκευής δυναμικά μη επιτρέποντας στην κατασκευή ανελαστικές μετατοπίσεις. Αλλά για να το πετύχουμε αυτό δεν αρκεί να αντλούμε την δυναμική της κατασκευής μόνο από τις διατομές. Χρειαζόμαστε άλλες δυνάμεις προερχόμενες έξωθεν της κατασκευής, χωρίς μάζα, οπότε και χωρίς εντάσεις αδράνεια, για να αντιμετωπίσουμε τις έξωθεν σεισμικές δυνάμεις. Αυτή την έξωθεν της κατασκευής δύναμη την αντλώ από το έδαφος με έναν μηχανισμό πάκτωσης, την μεταφέρω σε όλες τις ανώτατες παρειές των τοιχωμάτων οι οποίες έχουν πολυμορφικές κατόψεις, με την βοήθεια τενόντων άνευ συνάφειας ώστε να μου επιτραπεί να εφαρμόσω μερική προένταση μεταξύ του εδάφους και των διατομών της κατασκευής ώστε να σταματήσω δύο βασικές αιτίες που προκαλούν την παραμόρφωση, αυτή της αποκόλλησης της βάσης από το έδαφος και αυτή της κάμψης των κορμών των φερόντων στοιχείων.
Βασικά εξασκώ στα ανώτατα σημεία των παρειών των τοιχωμάτων μια δύναμη ευστάθειας προερχόμενη από το έδαφος ώστε να ισορροπήσω την στροφή και την κάμψη του κορμού του τοιχώματος που επιφέρει όλες τις αστοχίες στην κατασκευή.
Ο τένοντας είναι άνευ συνάφειας για τρις λόγους.
1. Γιατί ο μηχανισμός της συνάφειας δημιουργεί διατμητική αστοχία στο σκυρόδεμα επικάλυψης και χάνεται πρόορα η συνεργασία σκυροδέματος χάλυβα με ψαθυρά αποτελέσματα.
Για να αποφύγουμε την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης η οποία δημιουργείτε λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό, ο οποίος γυρνά την αστοχία σε διατμητική μορφή πρέπει να καταργήσουμε στον κύριο οπλισμό των τοιχωμάτων τον μηχανισμό της συνάφειας και να τον αντικαταστήσουμε με κύριο οπλισμό άνευ συνάφειας.
2) Ο τέντας άνευ συνάφειας αλλάζει πολλά Πρώτον αλλάζει η περιοχή όπου εξασκούνται οι εντάσεις
Οι εντάσεις εξασκούνται τώρα στα ανώτατα άκρα των τοιχωμάτων
Οι εντάσεις δεν είναι πια διατμητικές αλλά είναι εντάσεις θλίψης τις οποίες οι προδιαγραφές αντοχής του σκυροδέματος λένε ότι το σκυρόδεμα μπορεί να τις παραλάβει. Δηλαδή το σκυρόδεμα τώρα αναλαμβάνει μόνο θλίψη και ο τένοντας μόνο εφελκυσμό.
Αυτό σημαίνει μεγαλύτερη αντοχή της κατασκευής στο σεισμό, διότι δεν ακυρώνεται η δυναμική της κατασκευής λόγο της πρόωρης διατμητικής αστοχίας του σκυροδέματος.
Σημαίνει οικονομία στον χάλυβα διότι με αυτή την μέθοδο εξαντλεί τις ικανότητες που έχει σε εφελκυσμό.
3) Ο μηχανισμός της συνάφειας δημιουργεί μοχλοβραχίονα που σημαίνει ότι κατεβάζει πολλές ροπές στην βάση, δημιουργεί κρίσιμη περιοχή αστοχίας δηλαδή συγκέντρωση μεγάλων εντάσεων σε μια συγκεκριμένη περιοχή της διατομής, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει
ισομερισμός εντάσεων στην διατομή με ψαθυρά διατμητικά αποτελέσματα.
Ο προτεταμένος τένοντας άνευ συνάφειας πακτωμένος στο ανώτατο επίπεδο της παρειάς του τοιχώματος και στο έδαφος καταργεί τον μοχλοβραχίονα, οπότε δεν κατεβάζει ροπές οι οποίες προκαλούν την διατμητική αστοχία.
Το τοίχωμα πλέων δέχεται μόνο εντάσεις θλίψης, ουδεμία ένταση εφελκυσμού ή διάτμισης.
Τις εντάσεις εφελκυσμού τις εκτρέπει ο άνευ συνάφειας τένοντας μέσα στο έδαφος αφαιρώντας αυτές από τους κόμβους και τις διατομές.
Όσο για τις εντάσεις θλίψης και αυτές στο έδαφος μεταβιβάζονται, αρχικώς με την βοήθεια των διατομών των τοιχωμάτων και μετέπειτα με την βοήθεια των μηχανισμών πάκτωσης οι οποίοι τις μεταβιβάζουν στο βάθη της γης.
Χωρίς αποκόλληση του πέλματος βάσης και χωρίς κάμψη του κορμού του τοιχώματος δεν υφίστανται ροπές στους κόμβους. Χωρίς ροπές στους κόμβους η πλαστιμότητα είναι αχρείαστη αφού ελέγχουμε την μετατόπιση να βρήσκεται πάντα μέσα στην ελαστική περιοχή όπου δεν υπάρχουν αστοχίες, οπότε η παραμόρφωση είναι ελαστική. Ικανοτικός και πλαστιμότητα γιοκ.
Σε αυτό το βίντεο πείραμα ( 1 )
https://www.youtube.com/watch?v=RoM5pEy7n9Q το οποίο ενσωματώνει την ευρεσιτεχνία στο 2,40 λεπτό διακρίνονται οι δοκοί που στηρίζουν την σεισμική βάση να ανασηκώνονται εμπεδώνοντας την θεωρεία ότι οι εντάσεις του σεισμού εκτρέπονται μέσα στο έδαφος αφαιρώντας εντάσεις από τις διατομές των κομβικών σημείων.
Σε αυτό το βίντεο πείραμα ( 2 )
https://www.youtube.com/watch?v=l-X4tF9C7SE το οποίο δεν ενσωματώνει την ευρεσιτεχνία διακρίνεται η αστοχία να οδηγείτε στους κόμβους των οποίων οι διατομές αστοχούν υπό μορφή διάτμησης.
Πως λειτουργεί η ευρεσιτεχνεία.
Όπως βλέπουμε στο σχήμα ( 3 )
Ο σεισμός επιβάλει μια επιταχυνόμενη μετατόπιση στην βάση της κατασκευής την ( Α ) Η κατασκευή αρνείται να ακολουθήσει την επιταχυνόμενη μετατόπιση με αποτέλεσμα να δημιουργείτε μια δύναμη αντίθετης κατεύθυνσης αυτή της αδράνειας ( Β ) Η δύναμη ( Β ) κατευθύνετε στην άρθρωση ( 1 ) η οποία πάει να περιστρέψει το τοίχωμα. ( Γ ) Κατά την περιστροφή δημιουργείται η ανοδική δύναμη ( 2 ) Αυτήν την δύναμη την παραλαμβάνει ο τένοντας ( 3 ) από την ανώτατη στάθμη του τοιχώματος και την στέλνει μέσα στο έδαφος.
Στο σχήμα ( 4 )
του λοστού έχουμε ένα διπλό μοχλοβραχίονα Ο πρώτος εκτίνεται κατακόρυφα με απόσταση ( Γ – Β ) και ο δεύτερος εις πλάτος με απόσταση ( Β – Α ) Για να βρούμε την την ανοδική δύναμη εξόλκευσης του ήλου στο σημείο Α του λοστού πολλαπλασιάζουμε την δύναμη Γ επί την απόσταση Γ-B και διαιρούμε το γινόμενο με την απόσταση Β-Α
Αυτή η μαθηματική σχέση του διπλού μοχλοβραχίονα υφίστατε και στα επιμήκη τοιχώματα των οποίων η ευρεσιτεχνία ενώνει με μηχανισμούς πάκτωσης το έδαφος με όλες τις παρειές των τοιχωμάτων από το ανώτατο επίπεδό τους χρησιμοποιώντας τεταμένους τένοντες άνευ συνάφειας
Για να βρούμε το μέγεθος της ροπή ευστάθειας που θα πρέπει να επιβάλει στο ανώτατο επίπεδο της παρειάς του τοιχώματος ο μηχανισμός της ευρεσιτεχνίας, για να μην ανατραπεί το τοίχωμα θα πρέπει η ροπή ευστάθειας να είναι μεγαλύτερη της ροπής ανατροπής του τοιχώματος. Και διότι το επιμήκη υποστύλωμα διαθέτει διπλό μοχλοβραχίονα αυτόν του ύψους και αυτόν του πλάτους η μαθηματική λύση είναι ίδια με αυτή του λοστού. Βλέπε σχήμα ( 3 )
Για να μην ανατραπεί το τοίχωμα ώστε να μην χάσει την καθετότητά του και για να μην έχουμε αποκόλληση της βάσης θεμελίωσης από το έδαφος και κάμψη του κορμού του, πρέπει η καθοδική δύναμη ( 3 ) σχήματος 3, να είναι μεγαλύτερη > της δύναμης ( 2 )
Για να βρούμε την ανοδική δύναμη ( 2 )
Ανοδ. Δυν.2 = Δύναμη αδράνειας Β * Ύψος τοιχώματος / Πλάτος εκτεινόμενο από την άρθρωση μέχρι τον τένοντα 3
Αυτή η μαθηματική σχέση του διπλού μοχλοβραχίονα μας δίνει την δύναμη που πρέπει να επιβάλει ο τένοντας ( 3 ) στην διατομή του τοιχώματος Βάζοντας φυσικά και έναν συντελεστή ασφαλείας προστρέχουμε στις προδιαγραφές των τενόντων του εμπορείου και διαλέγουμε τον κατάλληλο τένοντα για την παραλαβή αυτών των εντάσεων.
Με αυτήν την μέθοδο καταργούμε τον μοχλοβραχίονα του τοιχώματος διότι δεν κατεβαίνει ουδεμία ροπή στην βάση.
Αν θέλουμε να αφαιρέσουμε εντάσεις από τον τένοντα της ευρεσιτεχνίας και να έχουμε και κάποια ελαστική απόσβεση στην ένταση και να μοιραστούν τα φορτία μεταξύ του μηχανισμού και των διατομών των φερόντων στοιχείων, τότε ανάμεσα στο περικόχλιο του τένοντα και το ανώτατο επίπεδο της παρειάς του τοιχώματος τοποθετούμε ένα υλικό απόσβεσης ή ένα ελατήριο ή ένα υδραυλικό σύστημα.
Ένα βιομηχανοποιημένο προϊόν έχει τις ίδιες προδιαγραφές. Οι δομικές κατασκευές όμως διαφέρουν η μία από την άλλη και έχουν κάθε μία διαφορετικές ανάγκες διαφορετικούς προβληματισμούς. Οι σύγχρονες αρχιτεκτονικές ανάγκες θέλουν υψίκορμα κτίρια με ελεύθερες κατόψεις και μεγάλα ανοίγματα και με μείωση των φερόντων στοιχείων.
Αυτό έρχεται σε αντίθεση πολλές φορές με την φέρουσα ικανότητα του κτιρίου και είναι πεδίο διαμάχης των αρχιτεκτόνων και των δομοστατικών.
Είναι εντελώς αδύνατον ο σχεδιασμός μιας αντισεισμικής κατασκευής να είναι ίδιος για όλα τα πάρα πάνω συστήματα δόμησης.
Οπότε και εγώ με την αντισεισμική πατέντα που διαθέτω έπρεπε να προσαρμοστώ στον σχεδιασμό της αντισεισμικής θωράκισης κάθε κατασκευής.
Έχουμε κατασκευές που είναι εξ ολοκλήρου από σκυρόδεμα είτε αυτές είναι προκατασκευασμένες είτε γίνονται επί τόπου με καλούπια. Αυτές οι κατασκευές έχουν μεγάλη δυναμική και μικρό συντελεστή πλαστιμότητας.
Έχουμε κατασκευές με μεγάλη πλαστιμότητα και μικρή δυναμική.
Η πατέντα αποτελείτε από τον μηχανισμό πάκτωσης εδάφους ή βράχου.
Για να πακτώσει στο έδαφος ισχυρά ακολουθούνται διάφορες μέθοδοι οι οποίες δεν επηρεάζουν την άνω δομή του κτιρίου με φορτία διότι ότι έλξη και να εφαρμόσουμε επάνω στους μηχανισμούς για να διασταλούν και να πακτώσουν ισχυρά στο έδαφος την εφαρμόζουμε πριν κατασκευαστεί το κτίριο μεταξύ του ύψους θεμελίωσης και του μηχανισμού στα βάθη της γεώτρησης.
Αυτός ο μηχανισμός εφαρμόζει μόνιμες πιέσεις προς τα πρανή μιας γεώτρησης πετυχαίνοντας πρόσφυση. Διατηρώντας αυτές τις πιέσεις προς τα πρανή της γεώτρησης την γεμίζουμε με ένεμα σκυροδέματος.
Κατά αυτήν την μέθοδο κατασκευάζουμε πασσάλους πολύ ισχυρής τριβής και πρόσφυσης ικανότερους από τους γνωστούς πασσάλους τριβής και αιχμής.
Οπότε αρχικά έχουμε κατασκευάσει με τον μηχανισμό της πατέντας έναν ή περισσότερους ισχυρούς πασσάλους θεμελίωσης κάτω από το κτίριο οι οποίοι είναι ικανοί να δεχθούν αυξημένα στατικά φορτία, αλλά και μεγαλύτερες εντάσεις έλξης από ότι μπορούν να αναλάβουν οι πάσσαλοι του εμπορείου.
Μετά από την εργασία πάκτωσης του μηχανισμού επιμηκύνουμε σταδιακά τον τένοντα με την βοήθεια περικοχλίων μέχρι το ανώτατο άκρο της παρειάς του τοιχώματος φροντίζοντας αυτός να περάσει μέσα από μία σωλήνα ώστε να αποφύγουμε την συνάφεια με το σκυρόδεμα.
Όταν είμαστε στο ανώτατο άκρο της κατασκευής έχουμε τρις επιλογές. Ή να εφαρμόσουμε πλήρη προένταση, ή να εφαρμόσουμε μερική προένταση, ή απλά να πακτώσουμε τον τένοντα.
Η επιλογή εξαρτάτε από το είδος της κατασκευής.
Αν έχουμε σχεδιάσει κατασκευή με μέτρια πλαστιμότητα, δηλαδή με μετρίου μεγέθους τοιχώματα, τότε εφαρμόζουμε από το ανώτατο άκρο μια μικρή προένταση πριν πακτώσουμε το άνω άκρο του τένοντα στο δώμα.
Αν έχουμε σχεδιάσει κατασκευή με μεγάλη πλαστιμότητα τότε απλά πακτώνουμε και τοποθετούμε μεταξύ που περικοχλίου πάκτωσης και του δώματος ένα υλικό απόσβεσης σεισμικής ενέργειας το οποίο εκτός της σεισμικής απόσβεσης ενέργειας επιτυγχάνει να διατηρεί την πλαστιμότητα της κατασκευής και σταματά την ανελαστική μετατόπιση δυναμικά λίγο πριν το σημείο θραύσης.
Αν έχουμε σχεδιάσει κατασκευή με μεγάλη δυναμική και πολύ μικρή πλαστιμότητα, δηλαδή κατασκευές εξ ολοκλήρου από οπλισμένο σκυρόδεμα τότε εφαρμόζουμε στους κόμβους της ανώτατης στάθμης πλήρη προένταση.
Υπάρχει και ένας άλλος σύμμεικτος σχεδιασμός εντελώς δικός μου αυτός του βίντεο.
https://www.youtube.com/watch?v=IO6MxxH0lMU
Ο σχεδιασμός αυτός αποτελείτε από δύο ανεξάρτητους φορείς διαφορετικής πλαστιμότητας. Ένα ή περισσότερα πολυμορφικής διατομής επιμήκη τοιχώματα τοποθετούνται στον χώρο προεντίνοντας όλα τα ανώτατα άκρα τους με το έδαφος.
Γύρο από αυτά κατασκευάζουμε έναν ελαστικό πλάστιμο φορέα, ο οποίος δεν εφάπτεται με τα προτεταμένα άκαμπτα ανεξάρτητα τοιχώματα διότι τα διαχωρίζουν σεισμικοί αρμοί.
Τι επιτυγχάνουμε με αυτόν τον σχεδιασμό.
Αρχιτεκτονικά έχουμε άπλετο φως και θέα.
Αντισεισμικά οι κρούσεις του πλάστιμου φορέα επάνω στα άκαμπτα τοιχώματα ή καλύτερα πάνω στους σεισμικούς αρμούς, αλληλοεξουδετερώνουν τις σεισμικές εντάσεις.
Δεύτερον ο πλάστιμος ελαστικός φορέας διατηρεί την μετατόπισή του μέσα στην ελαστική περιοχή χωρίς αστοχίες, και δεν περνά ποτέ σε ανελαστικές μετατοποίσεις και πολύ περισσότερο σε ολοκληρωτική θραύση. .
Τρίτον δεν μας απασχολεί πλέων αν χάσουμε την πλαστιμότητα των προτεταμένων τοιχωμάτων διότι αυτά δεν φέρουν επάνω τους ουδέν στατικό φορτίο του πλάστιμου φορέα οπότε φούλ πλήρη προένταση..
Τέταρτον με αυτή την μέθοδο σχεδιασμού είναι δυνατή και η τοποθέτηση ευέδρανων για να πετύχουμε και οριζόντια σεισμική μόνωση για κατασκευές που φέρουν ευπαθή αντικείμενα όπως είναι τα μουσεία και τα νοσοκομεία.
seismic