seismicos έγραψε:Άκρος επιστημονική δημοσίευση για την αντισεισμικότητα των κατασκευών.
1. Το ελαστικό υποστύλωμα έχει την δυνατότητα να μετατοπίζετε στον σεισμό ελαστικά καθώς έχει και την αναγκαία πλαστιμότητα σε ανελαστικές μετατοπίσεις. Από την άλλη δεν κατεβάζει μεγάλες ροπές στην βάση
Το υποστύλωμα όμως δεν έχει δυναμική όπως έχει ένα άκαμπτο οπλισμένο τοίχωμα, καθώς και δεν διαθέτει δεύτερο μοχλοβραχίονα εις πλάτος, ο οποίος μειώνει την ροπή ανατροπής.
Το τοίχωμα έχει μεγάλη δυναμική προς τον σεισμό, διαθέτει δεύτερο μοχλοβραχίονα εις πλάτος που μειώνει την ροπή ανατροπής, αλλά δεν διαθέτει μεγάλη πλαστιμότητα και από την άλλη κατεβάζει μεγάλες ροπές στην βάση λόγο ακαμψίας και σπάει δοκούς και πεδιλοδοκούς. Ακόμα λόγο μεγαλύτερης μάζας αυξάνει την αδράνεια της κατασκευής οπότε και τα σεισμικά φορτία.
Ερώτηση
Υπάρχει κατακόρυφο φέρον στοιχείο το οποίο να διαθέτει διπλό μοχλοβραχίονα, πλαστιμότητα, ελαστικότητα, δυναμική, και να μην μεταδίδει την ροπή του στους δοκούς και τους πεδιλοδοκούς, και να είναι ισχυρό προς την τέμνουσα της βάσης, και οικονομικό με τον ελάχιστο οπλισμό χάλυβα?
Ναι υπάρχει. Όμως δεν το χρησιμοποιούν
Ονομάζεται επιμήκη τοίχωμα με προεντεταμένα και πακτωμένα με το έδαφος άκρα.
2. Αν θέλουμε να αυξήσουμε την απόκριση της κατασκευής στον σεισμό αυξάνουμε την μάζα του σκυροδέματος κατασκευάζοντας τοιχώματα και μεγάλους δοκούς. Ακόμα αυξάνουμε τον οπλισμό του χάλυβα. Ωραία κατασκευάσαμε μια δυναμική άκαμπτη κατασκευή κάτι σαν προκάτ από οπλισμένο σκυρόδεμα το οποίο έχει μεγάλη δυναμική.
Κανονικά θα έπρεπε να αντέχει τον σεισμό.
Δεν τον αντέχει όμως προπαντός όταν η κατασκευή είναι υψίκορμη.
Οι λόγοι είναι οι εξής.
Αυξάνοντας την μάζα αυξάνουμε και την αδράνεια της κατασκευής οπότε και τα σεισμικά φορτία.
Αυξάνοντας το ύψος και την ακαμψία αυξάνουμε την ροπή ανατροπής
Αυτοί οι τρις παράγοντες αν δεν ανατρέψουν την κατασκευή θα δημιουργήσουνε τουλάχιστον μια μικρή ανάκληση στο εμβαδόν της βάσης του κτιρίου.
Η κατασκευή χάνοντας την μερική στήριξη του εδάφους θα εκτρέψει τα αστήρικτα πλέον στατικά φορτία στις διατομές των δοκών και θα τις σπάσει.
Αυτό συμβαίνει όταν αυξάνουμε τις διαστάσεις του φέροντα οργανισμού για να αυξήσουμε την δυναμική απόκριση της κατασκευής.
Ερώτηση
Υπάρχει λύση?
Ναι υπάρχει λύση.
Πρέπει να αυξήσουμε την δυναμική της κατασκευής χωρίς να αυξήσουμε όμως την μάζα της η οποία προκαλεί μεγαλύτερη αδράνεια.
Δηλαδή μπορούμε να αυξήσουμε τον γραμμικό και εγκάρσιο οπλισμό, και την ποιότητα του σκυροδέματος, καθώς και να μειώσουμε την διάμετρο ( όχι την ποσότητα ) του οπλισμού, για να πετύχουμε μεγαλύτερη αντοχή, ως προς την διατμητική αστοχία του σκυροδέματος επικάλυψης λόγο της υπέρ αντοχής του χάλυβα στον εφελκυσμό.
Αυτό κάνουν σήμερα και έχουν βελτιώσει σημαντικά την δυναμική και την πλαστιμότητα, αυξάνοντας όμως σημαντικά το κόστος της κατασκευής σε οπλισμό χάλυβα.
Ένας χάλυβας διαμέτρου Φ/50 έχει την δυνατότητα να σηκώσει ένα διώροφο κτίριο εμβαδού 100 τ.μ στον αέρα και σήμερα τοποθετούν 8500 κιλά χάλυβα στο διώροφο και πάλη έχουμε αστοχίες στους μεγάλους σεισμούς. Και αυτό οφείλεται γιατί το σκυρόδεμα δεν αντέχει να συγκρατήσει τον οπλισμό του χάλυβα μέσα του για να συνεργαστούν και σπάει.
Υπάρχει άλλη λύση?
Ναι υπάρχει και άλλη λύση και είναι αυτή που προτείνω.
Αυτή η λύση αφαιρεί το 80% του οπλισμού οπότε η κατασκευή γίνεται οικονομικότερη.
Αυτή η λύση αυξάνει στο τριπλάσιο την δυναμική απόκριση της κατασκευής προς τις σεισμικές μετατοπίσεις, χωρίς να αυξάνει την μάζα δηλαδή την αδράνεια που προκαλεί τα σεισμικά φορτία και αυτό συμβαίνει διότι η δύναμη αυτή που κοντράρει τον σεισμό προέρχεται από έναν εξωτερικό παράγοντα αυτόν του εδάφους, οπότε δεν έχει μάζα προστιθέμενη στην κατασκευή.
Αυτή η λύση εκτρέπει τα σεισμικά φορτία έξω από την κατασκευή και η κατασκευή δεν καταπονείτε από τον σεισμό.
Αυτή η λύση ονομάζεται επιμήκη τοίχωμα με προεντεταμένα και πακτωμένα με το έδαφος άκρα.
Kian Lajevardi added a reply https://www.researchgate.net/post/Scien ... structures
πολύ ενδιαφέρουσα ιδέα της χρήσης ενός επιμήκους τοίχου με προεντεταμένα και ενοποιημένα άκρα στο έδαφος ως εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές ελαστικές κολώνες και στους άκαμπτους ενισχυμένους τοίχους. Αυτή η μέθοδος φαινομενικά προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, όπως βελτιωμένη ολκιμότητα, ελαστικότητα και δυναμική, ενώ ελαχιστοποιεί τη μετάδοση των ροπών σε δοκούς και δοκούς. Επιπλέον, φαίνεται να είναι μια πιο οικονομική λύση με μειωμένες απαιτήσεις σε οπλισμό χάλυβα.
Θα ήταν ωφέλιμο να διερευνηθεί περαιτέρω έρευνα και εμπειρικά στοιχεία για την επικύρωση της αποτελεσματικότητας και της απόδοσης αυτού του επιμήκους σχεδιασμού τοίχων σε εφαρμογές πραγματικού κόσμου. Υπάρχουν περιπτωσιολογικές μελέτες, προσομοιώσεις ή πειραματικές δοκιμές που να αποδεικνύουν τις δυνατότητές του για την ενίσχυση της σεισμικής ανθεκτικότητας των κατασκευών; Η ενσωμάτωση αυτής της μεθόδου σε μηχανολογικές πρακτικές θα μπορούσε ενδεχομένως να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζουμε και κατασκευάζουμε κτίρια σε σεισμικά ενεργές περιοχές, δικαιολογώντας έτσι περαιτέρω έρευνα και συζήτηση εντός της ακαδημαϊκής και επαγγελματικής κοινότητας.





