Μηνύματα   Θέματα   Μέλη   Online

Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

  1. seismic
    seismic
    Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

    Αντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα
    Ο υδραυλικός ελκυστήρας δομικών έργων της εφεύρεσής μας καθώς και η μέθοδος εφαρμογής του στην κατασκευή δομικών έργων έχουν ως κύριο σκοπό την ελαχιστοποίηση των προβλημάτων που σχετίζονται με την ασφάλεια των δομικών κατασκευών στην περίπτωση αντιμετώπισης φυσικών φαινομένων όπως είναι ο σεισμός, οι ανεμοστρόβιλοι και οι πολύ ισχυροί άνεμοι.
    Σύμφωνα με την εφεύρεση, αυτό επιτυγχάνεται με μια συνεχή προένταση, (έλξη) του δώματος ενός μεγάλου ανεξάρτητου από τον φέροντα γεωμετρικού τμήματος της δομικής κατασκευής, προς το έδαφος, και του εδάφους προς την κατασκευή, κάνοντας αυτά τα δύο μέρη ένα σώμα «σάντουιτς».

    Αυτή τη δύναμη προέντασης την εφαρμόζει ο μηχανισμός του υδραυλικού ελκυστήρα δομικών έργων, ο οποίος κατά κύριο λόγο αποτελείται από ένα συρματόσχοινο που διαπερνά ελεύθερο στο κέντρο τα κάθετα στοιχεία στήριξης της δομικής κατασκευής, καθώς και το μήκος μιας γεώτρησης, κάτω απ’ αυτά.

    Στο κάτω άκρο του το συρματόσχοινο είναι πακτωμένο με ένα μηχανισμό τύπου άγκυρας που με τη σειρά του πακτώνεται στα πρανή της γεώτρησης και δεν μπορεί να ανέλθει.

    Αυτή η πάκτωση γίνεται γιατί η οπή της γεώτρησης είναι κατά κάτι μικρότερη από την πλήρως ανοιγμένη εξωτερική διάμετρο του μηχανισμού της άγκυρας.

    Στο επάνω μέρος του, το συρματόσχοινο, είναι πάλι πακτωμένο με ένα υδραυλικό μηχανισμό έλξης ο οποίος το έλκει με μία συνεχή δύναμη ανόδου.

    Αυτός ο μηχανισμός έλξης αποτελείται από ένα έμβολο, το οποίο ολισθαίνει σε ένα χιτώνιο, που έχει από κάτω του, ένα θάλαμο πιέσεως.

    Η ασκούμενη στο συρματόσχοινο έλξη στο επάνω άκρο του από τον υδραυλικό μηχανισμό λόγω της υδραυλικής πιέσεως ανόδου του θαλάμου προς το έμβολο, και η αντίδραση σ’ αυτήν την έλξη που προέρχεται από την πακτωμένη άγκυρα στο άλλο άκρο του γεννά την επιθυμητή θλίψη στο δομικό έργο, το οποίο πακτώνεται στο έδαφος, ώστε να έχει αντοχή στις οριζόντιες δυνάμεις του σεισμού.

    Ανάλυση, της χρησιμότητας του αντισεισμικού συστήματος με τίτλο: «Υδραυλικός Ελκυστήρας Δομικών Έργων».

    Τι κάνει η ευρεσιτεχνία ως καινοτομία:
    Οι δυνάμεις του σεισμού (οριζόντιες και κατακόρυφες), ξεκινάνε να μεταφέρονται, από κάτω (τις βάσεις) προς τα πάνω, (φέροντα οργανισμό). Την οριζόντια και κατακόρυφη (τεκτονική) μεταφορά των δυνάμεων τού σεισμού προς τον φέροντα οργανισμό, την εκτελούν κατ’ ανάγκη οι κολώνες τού ισογείου μέσω των βάσεων, και με την βοήθεια των κόμβων, στον πρώτο όροφο, στην συνέχεις από τον πρώτο στον δεύτερο, και ούτω καθ εξής.

    Όμως στην συνέχεια συμβαίνει το εξής παράδοξο:
    Η πρώτη η μεσαία και η τελευταία πλάκες, κατά την ταλάντωση έχουν διαφορετικού μεγέθους διαδρομές, και διαφορετική φορά. Αυτό συμβαίνει, λόγω της μεμονωμένης αδράνειας των πολλαπλών πλακών, καθώς επίσης και της προσθετικής ελαστικότητας των κολονών του κάθε ορόφου, σε διαφορετικό χωροχρόνο, από κάτω προς τα πάνω.

    Το αποτέλεσμα αυτής της καθυστερημένης μεταφοράς των δυνάμεων επιτάχυνσης, έχει ως αποτέλεσμα, οι πολλαπλές πλάκες να έχουν διαφορετικές πλάγιων κατευθύνσεων φορές, (λόγο μεμονωμένης αδράνειας της κάθε πλάκας, σε διαφορετικό χωροχρόνο). Κατ’ αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται πρόσθετες ροπές, και διατμητικές τάσεις διαφορετικών κατευθύνσεων στους κόμβους των κολονών, οι οποίες και λόγω ελαστικότητας, τείνουν να παραμορφώσουν τον κάθετο άξονα του σκελετού, σε σχήμα S.

    ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
    Για τους παραπάνω λόγους, επιβάλετε να σταματήσουμε αυτή την κάθετη αξονική άναρχη ανάπτυξη πρόσθετων ροπών και διατμητικών τάσεων, προερχόμενη από τις οριζόντιες δυνάμεις που αναπτύσσονται στις πλάκες οι οποίες στην πλειονότητα των περιπτώσεων ευρίσκονται σε διαφορά φάσης μεταξύ τους ανάλογα με τον όροφο (ύψος). Αυτή η άναρχη ανάπτυξη λοιπόν δημιουργεί πρόσθετα προβλήματα στους κόμβους των κολονών.

    Τα παραπάνω προβλήματα προς επίλυση, της διάτμησης και των ροπών που δημιουργούνται στους κόμβους λόγω της οριζόντιας(πλάγιας) επιτάχυνσης του σεισμού, και της άναρχης μετατόπισης του κάθετου άξονα του φέροντος οργανισμού, είναι πάρα πολύ μεγαλύτερα στους κόμβους των κολώνων του ισογείου.

    Αυτό συμβαίνει λόγω ενός πρόσθετου προβλήματος, που δημιουργείται μόνο στους κόμβους της βάσης με τις κολώνες. Αυτοί οι κόμβοι δεν έχουν καμία ελαστικότητα, ώστε να μπορέσουν να μεταφέρουν ομαλά τις βίαιες διατμητικές δυνάμεις που τους επιβάλλονται από την πακτωμένη με το έδαφος βάση.

    Το αποτέλεσμα είναι ότι αυτοί οι πρώτοι κόμβοι μεταφοράς των φορτίων που αναπτύσσονται από την δυναμική του σεισμού, που επιπροσθέτως φέρουν και αυξημένες θλιπτικές συνιστώσες, και σε συνδυασμό με την επιτάχυνση του σεισμού, να είναι οι πρώτοι που κόβονται σε ένα σεισμό.. Για τους λόγους αυτούς, επιβάλλεται σεισμική μόνωση των κόμβων αυτών, με την δημιουργία διπλής μονοκόμματης βάσης, και την τοποθέτηση ελαστικών εφεδράνων μεταξύ των.

    Ένα άλλο μεγάλο πρόβλημα, είναι η μεγάλη τάση ανόδου εναλλάξ των πλευρών του φέροντα οργανισμού, προερχόμενη από την αύξηση της ταλάντωσης του κτιρίου. Αυτή η τάση ανόδου του φέροντα προκαλεί πρόσθετες ροπές σε όλους τους κόμβους, αναγκάζοντάς τους να τείνουν να αλλάξουν την υφιστάμενη μέχρι πρότινος γωνία τους, λόγω εξαναγκασμού τους στο να παραλάβουν τα πρόσθετα καμπτικά φορτία, του φέροντος οργανισμού.

    Η προτεινόμενη λύση για την αντιμετώπιση των ανωτέρω αναφερθέντων προβλημάτων τα οποία δημιουργούνται στον φέροντα οργανισμό από τον σεισμό, συνοψίζεται στα εξής τρία σημεία:

    1) Να δημιουργηθούν οι συνθήκες για ελεγχόμενη αξονική ταλάντωση του φέροντος οργανισμού.

    2) Να βοηθηθούν οι κολώνες στην μεταφορά των οριζόντιων δυνάμεων του σεισμού, στις πλάκες, όχι μόνο από κάτω προς τα πάνω σε διαφορετικούς χωροχρόνους (διαφορά φάσης από πλάκα σε πλάκα ανάλογα το ύψος τοποθέτησης), όπως συμβαίνει στις σημερινές συμβατικές κατασκευές, αλλά και πλάγιο-αξονικά σε σχέση με τον κατακόρυφο άξονα προς όλες τις πλάκες ταυτόχρονα από μια προτεταμένη άκαμπτη κατασκευή (π.χ. φρεάτιο).

    3) Να ενισχυθούν οι κόμβοι διαστασιολογικά και με πρόσθετο οπλισμό (ή προένταση) ώστε να αντέχουν στην διάτμηση.

    Τα ανωτέρω επιτυγχάνονται με την τοποθέτηση στο κέντρο του φέροντος οργανισμού, αρχιτεκτονικά αξιοποιήσιμου ώστε να κατεβάσουμε το κόστος, προτεταμένου με το έδαφος αλλά ανεξάρτητου από τον φέροντα, άκαμπτου φρεατίου, ή σταυροειδούς κολώνας μεγάλων διαστάσεων, ή ακόμα και μεγάλου δωματίου. Απαραίτητη προϋπόθεση για τα ανωτέρω άκαμπτα γεωμετρικά σχήματα είναι να έχουν αξονική κάθετη συνέχεια, σε όλο το ύψος του κτιρίου, και να είναι εξ’ ολοκλήρου από οπλισμένο προτεταμένο με το έδαφος σκυρόδεμα.

    Τα ανωτέρω επιτυγχάνονται τοποθετώντας ένα δομικό τμήμα της κατασκευής στο κέντρο του φέροντος οργανισμού, ανεξάρτητο και προτεταμένο με το έδαφος, μεγάλων γεωμετρικών διαστάσεων, και αρχιτεκτονικά αξιοποιήσιμο (ώστε να μειώνεται το κόστος), αυτό μπορεί να είναι ένα φρεάτιο ανελκυστήρα, ή μία σταυροειδής κολώνα, ή ακόμα και ένα δωμάτιο.

    H προένταση αυτή που εφαρμόζει ο υδραυλικός ελκυστήρας στο φρεάτιο και στο έδαφος, κατά κύριο λόγο επιβάλλεται για να γίνουν αυτά τα δύο μέρη ένα σώμα, ώστε κατά την οριζόντια επιτάχυνση του σεισμού, το έδαφος, η βάση, και το δώμα του φρεατίου να έχουν την ίδια φάση επιτάχυνσης (στον ίδιο χωροχρόνο ως ένα σώμα στις τρεις διαστάσεις).

    Όσο πιο μεγάλες είναι οι γεωμετρικές διαστάσεις της βάσης(εμβαδόν διατομής), σε σχέση με το ύψος, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στο πέλμα, καθώς και στην εμφανιζόμενη διάτμηση.

    Αύξηση στην προένταση που τίθεται στο φρεάτιο, σημαίνει αύξηση στην αντοχή του στην διάτμηση, αύξηση στην συμπύκνωση των πρανών της γεώτρησης, και συνεπώς καλύτερη πάκτωση του μηχανισμού της άγκυρας.

    Για να πετύχουμε την ανεξαρτησία του άκαμπτου φρεατίου από τον φέροντα, αφήνουμε ένα διάκενο ανάμεσά τους. Αυτό το διάκενο χρησιμεύει για τους εξής λόγους:

    α) να μην μεταφέρεται η δυναμική του σεισμού από το φρεάτιο στον φέροντα,

    β) να παραμένει ο φέρων ανεξάρτητος στην σεισμική μόνωση που του προσφέρει η διπλή ραντιέφ βάση μακριά από το ταλαντευόμενο φρεάτιο,

    γ) να εξαντλεί ο φέρων τις μηχανικές αντοχές του υπάρχοντος οπλισμού του, (ώστε να μην μεταφέρει μεγάλες δυνάμεις κρούσης στο φρεάτιο), και λίγο πριν σπάσει, να γίνεται απόσβεση και να συγκρατείται ο φέρων, πάνω σε υδραυλικά συστήματα τοποθετημένα στο διάκενο του ανελκυστήρα, (ελαστικά, ή αποσβεστήρες),

    δ) να μην ακουμπάει ο φέρων οργανισμός επάνω στο φρεάτιο του ανελκυστήρα, ώστε να μεταφέρει τις πρόσθετες θλιπτικές δυνάμεις του βάρους του, καθιστώντας κατ’ αυτόν τον τρόπο δυνατή την εφαρμογή περαιτέρω δυνάμεων προέντασης στο φρεάτιο, ώστε να καταστεί αυτό πιο άκαμπτο.

    ε) να βοηθηθούν οι κολώνες στο να μεταφέρουν τις δυνάμεις του σεισμού, όχι μόνο κατακόρυφα, αλλά και πλάγιο-αξονικά στον ίδιο χωροχρόνο, με την βοήθεια του προτεταμένου άκαμπτου φρεατίου, και τους αποσβεστήρες.

    Όλη αυτή η ελαστικότητα του κάθετου άξονα του φέροντος, μπορεί να είναι ελεγχόμενη, ώστε κατ’ αυτόν τον τρόπο να επιτυγχάνεται η ομαλή μεταφορά των ροπών του κάθετου άξονά του προς το φρεάτιο

    Όταν θέλουμε τα επάνω πατώματα να πάλλονται περισσότερο από τα κάτω, μεγαλώνουμε το διάκενο των επάνω ορόφων, και θέτουμε λιγότερη πίεση στα υδραυλικά τους, σε σχέση με τα κάτω πατώματα. Λειτουργώντας κατ’ αυτόν τον τρόπο, και προκειμένου να ελέγχεται η καμπτικότητα του κατακόρυφου άξονα προς αποφυγή της καταστρεπτικής μεταφοράς ροπών προς τα κάτω πατώματα υπολογίζεται στατικά η μεταφορά των ροπών κατά την διάρκεια της κρούσης των πλακών του κάθε ορόφου επάνω στο φρεάτιο και στη συνέχεια υπολογίζεται το κατάλληλο διάκενο μεταξύ των πλακών του κάθε ορόφου και της άκαμπτης δομής και εφαρμόζεται η ανάλογη υδραυλική πίεση στους αποσβεστήρες.

    Για να ενισχύσουμε την ακαμψία της άκαμπτης δομής (φρεατίου), να μειώσουμε την ταλάντωση, να προλάβουμε την ανατροπή, και να αυξήσουμε την αντίσταση του φρεατίου στην διάτμηση που δημιουργείται από τις πλάγιες κρούσεις των πλακών προερχόμενες από την αδράνεια αυτών, είναι αναγκαίο να καταστήσουμε την άκαμπτη δομή ένα σώμα με το έδαφος.

    Αυτό το πετυχαίνουμε με τον μηχανισμό του υδραυλικού ελκυστήρα δομικών έργων, εφαρμόζοντας προένταση μεταξύ του δώματος και του εδάφους, κάνοντας αυτά τα δύο μέρη ένα σώμα.

    ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
    Είναι λάθος να αφήνουμε τις κολώνες να μεταφέρουν μόνες τους από κάτω προς τα πάνω τις οριζόντιες δυνάμεις του σεισμού στον φέροντα σκελετό, όπως συμβαίνει σήμερα στην πλειονότητα των μεθόδων κατασκευής κτηρίων.

    Οι οριζόντιες δυνάμεις του σεισμού δεν μεταφέρονται αβίαστα από τις κολώνες στον σκελετό, και τούτο διότι υπάρχουν άλλες δυνάμεις πού επενεργούν αντίθετα στη φορά των οριζόντιων δυνάμεων του σεισμού, προερχόμενες από την αδράνεια των πλακών με αποτέλεσμα να μην ανταποκρίνονται οι πλάκες άμεσα στην φορά των οριζόντιων δυνάμεων του σεισμού.
    Αυτή η αντίθεση των δυνάμεων επί του οριζοντίου άξονα της δομικής κατασκευής, δημιουργεί διατμητικές τάσεις, καθώς και ανομοιόμορφο λυγισμό σε σχήμα S (για τους λόγους που αναφέραμε ανωτέρω) παραμορφώνοντας τον κάθετο άξονα της κατασκευής, με τα γνωστά αποτελέσματα.

    Εδώ έρχεται η ευρεσιτεχνία να βοηθήσει τις κολώνες να μεταφέρουν τις δυνάμεις του σεισμού ομοιόμορφα και ομαλά, όχι μόνο κατακόρυφα προς τα επάνω, αλλά και οριζόντια στις πλάκες, με την βοήθεια του υδραυλικού ελκυστήρα, του προτεταμένου φρεατίου, και των υδραυλικών αποσβεστήρων τοποθετημένων στο διάκενο.

    Συμπερασματικά κατ’ αυτόν τον τρόπο, ο κατακόρυφος άξονας του σκελετού, διατηρεί την αρχική του μορφή, (και δεν παραμορφώνεται σε σχήμα S) λόγω ομοιόμορφης μετακίνησης της μάζας των πολλαπλών πλακών στον ίδιο χωροχρόνο που τους επιβάλει το προτεταμένο φρεάτιο, ανακουφίζοντας και βοηθώντας κατ’ αυτόν τον τρόπο τις κολώνες, στην μεταφορά των καταστρεπτικών δυνάμεων του σεισμού προς τις πλάκες.

    Δηλαδή, η ευρεσιτεχνία δημιουργεί ελεγχόμενη ευκαμψία, επί του κατακόρυφου άξονα του φέροντος, βοηθάει πλάγιο-αξονικά τις κολώνες να μεταφέρουν τις δυνάμεις του σεισμού στις πλάκες, αλλά ταυτόχρονα επιτυγχάνει και σεισμική μόνωση του οριζόντιου άξονα του φέροντα, (με διπλές μονοκόμματες βάσεις που φέρουν ελαστικά μεταξύ τους).

    Επιπλέον σταματάει και την μονόπλευρη τάση ανύψωσης του κτιρίου, προερχόμενη από την αύξηση του συντονισμού ταλάντωσης, η οποία εξαρτάται, από το ύψος του κτηρίου, την χρονική διάρκεια του σεισμού, καθώς και από το εύρος κύματός του.
    Ακόμα βοηθάει στην αποτροπή καθίζησης της οικοδομής.
    Πως αυτό γίνεται εφηκτό ....?

    Η υγροποίηση του εδάφους (καθίζηση) καθώς και οι ρωγμές, που προκαλεί ο σεισμός, είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, το οποίο όμως και αυτό η ευρεσιτεχνία έχει εν μέρη λύσει.


  2. seismic
    seismic
    ΕΥΕΡΓΕΤΙΚΆ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΠΡΟΈΝΤΑΣΗΣ ( ΕΛΞΗΣ ) ΜΕΤΑΞΥ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΕΔΑΦΟΥΣ.

    1) Αν έχουμε ένα τοιχίο κολόνας πακτωμένο με το έδαφος, και οπλισμένο με ΟΣ, ή
    2) Αν έχουμε ένα τοιχίο κολόνας προτεταμένο με το έδαφος ( σαν σάντουιτς )
    και τους εφαρμόσουμε μία οριζόντια έλξη, αυτά το δύο τοιχία, θα έχουν περισσότερη αντοχή στην πλάγια έλξη, από......μία κολόνα, που απλός πατάει πάνω στο έδαφος.

    Αν τώρα έχουμε δύο κολόνες τοιχία, (όπως τα ανωτέρω τοιχία, ασύνδετα με το έδαφος ) αλλά συνδέονται μεταξύ τους στο πάνω μέρος τους με έναν δοκό.

    Αν τους εφαρμόσουμε πάλη μία πλάγια δύναμη, κατά την γνώμη μου, θα συμβεί το εξής.
    1) πρώτα τα τοιχία τα ίδια, θα φέρουν μία μικρή αντίσταση στην πλάγια δύναμη.
    2) Όταν αυτή η αντίσταση των τοιχίων καμφθεί, αυτά δεν υποχωρούν, όπως πριν, διότι τότε μία άλλη δύναμη ενεργεί.

    3)Αυτή η άλλη πρόσθετη δύναμη που αντιστέκεται στην πλάγια έλκη, είναι στους κόμβους.

    Αυτή η δύναμη των κόμβων, προκύπτει από την ένωση των δύο τοιχίων με την δοκό, δημιουργώντας σε αυτά μία δομική ακεραιότητα, και οντότητα.

    Αυτή η δύναμη των κόμβων, αντιστέκεται, στην πλάγια δύναμη, σαν ροπή.

    Αν τώρα προσθέσουμε όλες τις δυνάμεις αντίστασης ....αντιδρώντας.... προς την άλλη πλάγια δύναμη, θα δούμε ότι.

    Τα τοιχία που είναι πακτωμένα, ή προτεταμένα με το έδαφος, θα φέρουν περισσότερη αντίσταση στην πλάγια δύναμη, από ότι αυτά που απλώς πατάνε πάνω στο έδαφος.

    Η αντίσταση των κόμβων, δεν θα υπάρξει ποτέ, αν τα προτεταμένα ή πακτωμένα με το έδαφος τοιχία καταφέρουν μόνα τους, να φέρουν αντίσταση στις πλάγιες δυνάμεις που τους εφαρμόζουμε.

    Εδώ βλέπουμε ξεκάθαρα, ότι τα προτεταμένα, ή πακτωμένα με το έδαφος τοιχία, είναι ένα + στην αντίδραση της κατασκευής, ως προς τις αδρανειακές οριζόντιες εντάσεις που υφίσταται η κατασκευή, λόγο αντίθετης επιτάχυνσης του σεισμού.

    Αν η διατομή κάτοψης των τοιχίων είναι η ανάλογη, και η πάκτωση,ή προένταση η ανάλογη, τότε οι κόμβοι δεν θα χρειαστούν να υποβάλουν καμία ροπή αντίστασης, στις πλάγιες δυνάμεις.

    Οπότε καταργούμε τις ροπές των κόμβων.

    Αυτή την ένωση, της κατασκευής με το έδαφος, την εφαρμόζει ο ελκυστήρας, εξασκώντας μια δύναμη προέντασης μεταξύ κατασκευής και εδάφους, με έξη διαφορετικές μεθόδους τοποθέτησης.

    ΝΕΟ ΒΙΝΤΕΟ ΕΥΡΕΣΙΤΕΧΝΙΑΣ ΓΙΑ ΑΥΤΟΥΣ ΠΟΥ ΔΕΝ ΚΑΤΑΛΑΒΑΝ ΩΣ ΤΩΡΑ ΤΗΝ ΕΥΡΕΣΙΤΕΧΝΙΑ<span class="Apple-style-span" style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: Verdana, Arial, Tahoma, Calibri, Geneva, sans-serif; background-color: rgb(250, 250, 250); ">
  3. seismic
    seismic
    ΤΕΧΝΙΚΌ ΜΑΝΙΦΈΣΤΟ

    Κύριοι θα μου επιτρέψετε να πω την γνώμη μου ως προς την ευρεσιτεχνία.
    Θέλω την γνώμη σας σε αυτά που θα πω.
    Τι κάνει η ευρεσιτεχνία, που δεν κάνει η εφαρμοσμένη τεχνολογία σήμερα.
    Η εφαρμοσμένη τεχνολογία σήμερα απλός εδράζει την κατασκευή στο έδαφος.
    Η ευρεσιτεχνία την ενώνει με το έδαφος, κάνοντας αυτά τα δύο μέρει ένα, (σαν σάντουιτς)
    Για μένα αυτή η ένωση της κατασκευής με το έδαφος, αλλάζει ευεργετικά την κατεύθυνση και το είδος των δυνάμεων, που εφαρμόζονται στην κατασκευή δυναμικά,κατά την διέγερση του σεισμού, και προκαλούν αστοχία.
    Πιες δυνάμεις προκαλούν αστοχία στα κτήρια.
    α) Οι δυνάμεις διάτμησης.
    β) Οι ροπές στους κόμβους
    Πως δημιουργούνται
    1) ΔΥΝΆΜΕΙΣ ΔΙΆΤΜΗΣΗΣ
    α) Οι δυνάμεις διάτμησης, δημιουργούνται κυρίως στα κάθετα στοιχεία στήριξης κατά την επιτάχυνση του σεισμού, λόγο αδράνειας της μάζας.
    Ερώτηση.
    Η διάτμηση είναι η ίδια σε όλα τα στοιχεία στήριξης?
    Απάντηση
    Όχι. Η διάτμηση είναι μεγαλύτερης ισχύος στα στοιχεία του ισογείου.
    Ερώτηση. Γιατί?
    Απάντηση
    Για δύο κύριους λόγους.
    α) Έχουν να διαχειριστούν (σε μετακίνηση) περισσότερα φορτία μάζας, οπότε και μεγαλύτερα φορτία,που συνεπάγεται σε μεγαλύτερη αδράνεια οπότε και μεγαλύτερη διάτμηση στον λαιμό του στοιχείου.
    β) Λόγο ακαμψίας των στοιχείων του ισογείου.
    Όλα τα άλλα στοιχεία στήριξης, ( εκτός του ισογείου ) έχουν κάποια ελαστικότητα στους κόμβους, και στα στοιχεία στήριξης, η οποία είναι ευεργετική, διότι απορροφούν ενέργεια του σεισμού, λόγο μετατροπής της ενέργειας αυτής, σε θερμότητα.

    Αυτή η ευεργετική απορρόφηση ενέργειας, καταργείτε κατά μεγάλο βαθμό στα στοιχεία του ισογείου, για ένα κύριο λόγο.
    Διότι κάτω από το στοιχείο του ισογείου υπάρχει η βάση, η οποία είναι άκαμπτη, (διότι είναι συνήθως μέσα στο έδαφος) και μεταδίδει ακέραια την επιτάχυνση του σεισμού. ( Οπότε και αυξημένες διατμητικές τάσις )
    Στην κολόνες των πάνω ορόφων δεν συμβαίνει το ίδιο, διότι το στοιχείο του κάτου ορόφου έχει απορροφήσει κάποια ενέργεια, μεταδίδοντας στο πιο πάνω μικρότερη ενέργεια.

    Και σε συνδυασμό με τα αυξημένα φορτία της μάζας που έχει να διαχειριστεί, έχουμε αυξημένες κατά πολύ τις τάσεις διάτμησης στα στοιχεία του ισογείου.
    Για τον λόγο αυτό, οι περισσότερες αστοχίες συμβαίνουν στο ισόγειο.
    Αυτό το φαινόμενο μπορούμε να το λύσουμε αυξάνοντας την διατομή κάτοψης των στοιχείων του ισογείου.
    Αν όμως το κάνουμε αυτό, έχουμε άλλα προβλήματα.

    α) Χάνουμε την ελαστικότητα των στοιχείων. ( οπότε και την απόσβεση της επιτάχυνσης )
    β) Αυξάνουμε τις ροπές των κόμβων. Διότι άκαμπτα κάθετα στοιχεία σε αδράνεια, συνεπάγεται σε μεγαλύτερη μεταφορά ροπών στους κόμβους.
    Μπρος γκρεμός, και πίσω ρέμα?
    2) ΡΟΠΈΣ ΣΤΟΥΣ ΚΌΜΒΟΥΣ
    Οι ροπές στους κόμβους, οι οποίες και αυτές καταλήγουν να καταπονούν τα κάθετα και οριζόντια στοιχεία στήριξης, με διατμητικές τάσεις, συμβαίνουν για τον εξής λόγο.
    Κατά την επιτάχυνση του σεισμού, έχουμε την γνωστή αδράνεια του φέροντος οργανισμού, αλλά και την αδράνεια των φερόντων μαζών που έχουν να διαχειριστούν, και επιβαρύνουν με οριζόντιες διατμητικές τάσεις τα κάθετα στοιχεία.
    Σε ένα πολυόροφο κτήριο, τα κάθετα στοιχεία, είναι ενιαία από τον πρώτο όροφο, μέχρι τον τελευταίο.
    Αυτό που τα κάνει να μην πέφτουν στην επιτάχυνση του σεισμού, λόγο της ροπής αδράνειας, είναι η δομική ακεραιότητα που τους προσδίδει η ένωσή τους
    με τις δοκούς.
    Αυτή η ένωση με τους δοκούς, στην επιτάχυνση του σεισμού, αντιδρά σαν ροπή των κόμβων, που καταλήγει σε διατμητικές τάσεις στους λαιμούς των κάθετων και οριζόντιων στοιχείων.
    Αν ο σχεδιασμός δεν είναι σωστός, καταλήγει σε αστοχία, του κάθετου στοιχείου, που είναι ψαθυρό, και όχι του οριζόντιου.
    Ο λόγος είναι ότι το κάθετο στοιχείο, ( κολόνα ) έχει μικρότερη διατομή κάτοψις, εν σχέση με την δοκό, της οποίας η διατομή κάτοψις αποτελεί δομική οντότητα με την διατομή κάτοψις της πλάκας, οπότε υπολογίζεται σαν ενιαία διατομή.
    Αν λάβουμε υπόψιν ότι μία κολόνα φέρει επάνω της τουλάχιστον δύο δοκούς, καταλαβαίνουμε την διαφορά αντοχής της κολόνας, με τα οριζόντια στοιχεία στήριξης.
    Εκτός όμως την μεμονωμένη ξεχωριστή, ροπή αδράνειας των στοιχείων, έχουμε και την ροπή αδράνειας ολόκληρου του κτηρίου, η οποία είναι μεγαλύτερη στις ψιλές κατασκευές, και επηρεάζει με πρόσθετες ροπές τους κόμβους.

    Αυτό συμβαίνει διότι κατά την ροπή αδράνειας του κτηρίου, αυτό έχει την τάση να σηκωθεί μονόπλευρα, ( κατά την ταλάντωση ) δημιουργώντας ένα κενό κάτω από τις βάσεις.
    Αυτό το κενό, ακυρώνει την αντίσταση του εδάφους προς την βάση, οπότε η κολόνα από εκεί που κράταγε το κτίριο, μένει μετέωρη στον αέρα.
    Βέβαια αυτό στον φέροντα δεν συμβαίνει ποτέ, διότι τα στατικά φορτία της κατασκευής, έρχονται λόγο βαρύτητας, να καθηλώσουν την κολόνα με την βάση στο έδαφος.

    Αυτό συμβαίνει λόγο αδυναμίας των κόμβων, να παραλάβουν τα φορτία αυτά,( που δημιουργούνται από το κενό ) τα οποία μετατρέπονται σε ροπές των κόμβων, και αστοχούν, αν περάσουν το όριο ελαστικότητας.
    Αυτά που εξήγησα φαίνονται καθαρά στα πρώτα λεπτά του πειράματος που έχω κάνει.
    αντισεισμικα συστήματα - YouTube
    Στο πείραμα στα πρώτα λεπτά, βλέπουμε έναν ξύλινο σκελετό, ο οποίος διότι είναι ελαφρύς,κατά την επιτάχυνση, ταλαντεύεται σηκώνοντας την κατασκευή μονόπλευρα, εναλλάξ.
    Μόλις όμως του βάλουμε τα στατικά φορτία των δύο τούβλων, αυτός ναι μεν ταλαντεύεται, αλά οι βάσεις δεν σηκώνονται μονόπλευρα.
    Οι κόμβοι δεν αντέχουν το στατικό φορτίο.
    ΛΎΣΗ
    Εδώ από την ανάλυση που έκανα πάρα πάνω, βλέπουμε γιατί αστοχεί μία κατασκευή, όταν αυτή περάσει τα όρια σχεδίασης.
    Υπάρχουν όρια σχεδίασης πιο ισχυρά?
    Η ο ΕΑΚ έχει κάποια αντοχή, και από εκεί και πέρα υπάρχει μόνο η ψαθυρή αλήθεια?
    Για μένα η αντοχή του ΕΑΚ έχει συγκεκριμένα όπια αντοχής, (σε διάτμηση και ροπές )για τους δύο λόγους που ανάφερα πάρα πάνω.
    (Αυτό το φαινόμενο μπορούμε να το λύσουμε αυξάνοντας την διατομή κάτοψης των στοιχείων του ισογείου.
    Αν όμως το κάνουμε αυτό, έχουμε άλλα προβλήματα.

    α) Χάνουμε την ελαστικότητα των στοιχείων. ( οπότε και την απόσβεση της επιτάχυνσης )
    β) Αυξάνουμε τις ροπές των κόμβων. Διότι άκαμπτα κάθετα στοιχεία σε αδράνεια, συνεπάγεται σε μεγαλύτερη μεταφορά ροπών στους κόμβους.
    Μπρος γκρεμός, και πίσω ρέμα?)
    Η ΛΎΣΗ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΊΝΩ
    Φαίνεται και στην συνέχεια του πειράματος που σας παρέθεσα στο link, αλλά φαίνεται και σε αυτά που θα πω πάρα κάτω.
    Υπάρχει ένα σοβαρό πρόβλημα για να εφαρμόσουμε προένταση μεταξύ εδάφους και δώματος, ή απλή πάκτωση του εδάφους με την κατασκευή.
    α) Ο λυγισμός
    β) Η αντοχή των υλικών.
    Για να δουλέψει ευεργετικά στον σεισμό η προένταση, ή η πάκτωση της κατασκευής με το έδαφος, χρειάζεται μεγάλη διατομή κάτοψις των στοιχείων στήριξης, και μεγάλη αντοχή υλικών, αν πρόκειται να εφαρμόσουμε προένταση, ώστε να έχουμε πρόσθετα τα ευεργετήματα αυτής, στα πλαίσια της επαλληλίας.
    Αυτά τα δύο στοιχεία που χρειάζομαι μου τα προσφέρουν τα προκατασκευασμένα σπίτια, τα οποία είναι εξ ολοκλήρου από οπλισμένο σκυρόδεμα.

    Κοίτα τη παθαίνει η συμβατική κατοικία.

    Japan collapse video - YouTube
    Φαντάσου σπίτια ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΈΝΑ από οπλισμένο σκυρόδεμα, βιδωμένα στις τέσσερις γωνίες με την σεισμική βάση.......και ανάποδα να τα γυρίσεις δεν θα πάθουν τίποτα.
    Θα αντιδράσουν σαν την βιδωμένη σιδερένια σκαλωσιά του βίντεο
    Ερώτηση
    Γιατί όταν δεν τα βιδώσουμε με την βάση, τι θα πάθουν?
    Απάντηση
    Αν έχουμε ψιλά κτήρια εξ ολοκλήρου κατασκευασμένα από οπλισμένο σκυρόδεμα, αυτά θα αντέχουν μεν στην διάτμηση, αλλά οι κόμβοι τους θα έχουν αυξημένα φορτία, λόγο του κενού που αναφέραμε ότι δημιουργείται κατά την ροπή αδράνειας, και λόγο μεγαλύτερου στατικού φορτίου που έχουν από τον φέροντα σκελετό.
    Για τον λόγο αυτό, οι κατασκευές των προκατασκευασμένων είναι για λίγους ορόφους.
    Αν όμως κάνουμε ένα σώμα το προκατασκευασμένο με το έδαφος, ...δεν μπορεί να σηκωθεί μονόπλευρα,στην ροπή αδράνειας, οπότε, καταργούμε τις ροπές των κόμβων.

    Υπάρχει και το οικονομικό μέρος.
    Πιστεύω ότι αυτή η μέθοδος θα βάλει τα προκατασκευασμένα από σκυρόδεμα σπίτια, και μέσα στην πόλη.

    Έως τώρα αυτά τα σπίτια είναι μόνο για εξοχικά.
    Ο κύριος λόγος είναι ότι, ο νόμος δεν τους επιτρέπει, το ύψος τους να ξεπερνά τους δύο ορόφους.
    Όταν όμως γίνουν άτρωτα στον σεισμό, και μπορούν να αντέχουν πολλούς ορόφους, τότε θα επιτραπεί και η δόμηση στην πόλη.

    Τώρα δεν τα βάζουν μέσα σε πόλεις, διότι αν στην πόλη επιτρέπετε να χτίσεις ένα δεκαόροφο, και το προκατασκευασμένο αντέχει δύο ορόφους, δεν σε συμφέρει να χάσεις τον αέρα για άλλους οκτώ ορόφους.

    Αν όμως το κάνω να αντέχει, τότε θα καταργηθούν οι συμβατικοί τρόποι κατασκευής, γιατί τα προκατασκευασμένα είναι πιο φτηνά,30-50% γιατί είναι βιομηχανοποιημένα.
    Έτσι θα έχουν κέρδος οι βιομήχανοι από αυτή την αλλαγή.

    Εκτός όμως από αντισεισμικό, η ευρεσιτεχνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν προεντεταμένο αγκύριο, για την βελτίωση εδαφών
    Π.Χ View image: 001
    Διότι, και βελτιώνει την πυκνότητα των χαλαρών εδαφών, αλλά δεν αφήνει και το έργο να πάει ούτε πάνω,( στην ταλάντωση ) ούτε κάτω ( σε υποχώρηση του εδάφους ) εφαρμόζοντας μία πολύ ισχυρή πάκτωση.
  4. seismic
    seismic
    Ας πάρουμε δύο σπλαίσια τα οποία είναι ενωμένα στα άκρατους με δύο χιαστί.( όπως οι σιδεροσκαλωσιές των οικοδομών )
  5. seismic
    seismic
    Ας πάρουμε δύο σπλαίσια τα οποία είναι ενωμένα στα άκρατους με δύο χιαστί.( όπως οι σιδεροσκαλωσιές των οικοδομών )

    Λόγο των χιαστών τα δύο πλαίσια αποκτούν
    α) Δομική οντότητα.
    β) Ακαμψία.

    Δεν σταματούν όμως την ταλάντωση η οποία μπορεί να δημιουργήσει η επιτάχυνση.

    Κατά την ταλάντωση που υφίσταται κατά τον σεισμό, ( κυρίως το ψιλό κτήριο με πολύ υψηλό κέντρο βάρους κατασκευασμένο από σιδεροκατασκευή,) το χιαστί ( Χ )διαμοιράζει καλύτερα τα καθοδικά φορτία του φέροντα από ότι ο κόμβος σχήματος ( Γ ).

    Η δομική οντότητα των δύο πλαισίων που τους προσδίδει η ένωσή των με τα χιαστί, κατά την ταλάντωση, δεν καταπονείται όπως καταπονούνται οι κόμβοι σχήματος ( Γ ) από τα καθοδικά φορτία τις κατασκευής.

    Ο λόγος είναι ο εξής
    Κατά την ταλάντωση της σιδηροκατασκευής, όταν αυτή είναι δομικά άκαμπτη, δημιουργείται κενό στήριξης του ενός πλαισίου από το έδαφος, διότι το ένα πλαίσιο σηκώνει το άλλο εναλλάξ.
    Οπότε κατά την χρονική περίοδο που το ένα πλαίσιο είναι αστήριχτο από το έδαφος, και το άλλο είναι στηριγμένο, υφίσταται μία ροπή στην κατασκευή λόγο των καθοδικών φορτίων.

    Στην περίπτωση των κόμβων ( Γ ) αυτή η ροπή ολοκλήρου του κτηρίου μετατρέπετε αυτόματα σε ροπή των κόμβων ( Γ ) η οποία δημιουργεί τέμνουσες στα άκρα του.

    Στην περίπτωση των χιαστί ( Χ ) αυτή η ροπή μεταφέρεται διαγώνια από το άνω μέρος του αστήριχτου πλαισίου,στην κάτω γωνία του στηριγμένου πλαισίου, μέσο της μπάρας του χιαστή.

    Αν η μπάρα του χιαστή αντέχει την κάμψη που του εξασκούν τα καθοδικά φορτία που μετατρέπονται σε ροπή, τότε κανένα πρόβλημα στην δομική οντότητα του κτηρίου.

    Πάντως τα χιαστί ( Χ ) προσδίδουν καλύτερη δομική οντότητα στην κατασκευή από ότι προσδίδουν οι κόμβοι.
    Φυσικά ο συνδυασμός και των δύο, τρόπων στήριξης είναι πιο ισχυρός.

    Το ερώτημα είναι αν μπορούμε να κάνουμε αυτή την σιδηροκατασκευή ακόμα πιο ισχυρή και από ότι αυτή είναι, με τον συνδυασμό των δύο τρόπων στήριξης ( Χ ) και ( Γ ) μαζί.

    Ερώτηση
    Υπάρχει και ένας άλλος τρόπος στήριξης, τον οποίο θα προσθέσουμε στους άλλους δύο τρόπους και οι τρις τρόποι μαζί να κατασκευάσουν το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα των σιδηροκατασκευών?

    Απάντηση
    Ναι υπάρχει.
    Αναφέραμε ότι την ψαθυρή εργασία στις κατασκευές, την δημιουργούν οι ροπές, προερχόμενες από δύο άλλες φορτίσεις οι οποίες δημιουργούν την ταλάντωση και είναι.
    α) επιτάχυνση, στην οποία αδρανή η κατασκευή και την σηκώνει μονόπλευρα.
    β) τα καθοδικά αστήριχτα φορτία της κατασκευής,που δυμιουργούνται κατά την φάση μονομερούς ανόδου αυτής.

    Τα καθοδικά φορτία πάντα υπάρχουν.....οι ροπές όμως δεν υπάρχουν αν αυτά τα καθοδικά φορτία ισορροπούν με την αντίθετη φορά των δυνάμεων του εδάφους
    Οι ροπές εμφανίζονται μόνο όταν τα καθοδικά φορτία είναι χωρίς την αντίθεση των δυνάμεων της βάσης. Δηλαδή κατά την ταλάντωση.

    Πακτώνοντας, ή προεντείνωντας την σιδηροκατασκευή με το έδαφος, καταργούμε στην ουσία τα αστήριχτα καθοδικά φορτία που δημιουργούν τις ροπές.

    Συμπέρασμα.
    Το αντισεισμικό σύστημα του ελκυστήρα, μπαίνει και σε σιδηροκατασκευές με χιαστί ( Χ ) και κόμβους ( Γ ) και είναι ο τρίτος τρόπος ο οποίος συνδυάζετε άψογα με τους άλλους δύο ώστε να κατασκευάσουμε την απόλυτη αντισεισμική οντότητα σιδηροκατασκευής, που συν των άλλων είναι και ελαφριά που συνεπάγεται σε μικρότερη αδράνεια,οπότε και λιγότερες φορτίσεις, και μεγαλύτερη αντοχή στις τέμνουσες που έχει μία σιδηροκατασκευή, από ότι έχει ένας σκελετός οπλισμένου σκυροδέματος.
    Κατά την διέγερση του σεισμού ο φέρον οργανισμός ( σκελετός οικοδομής ) με την σημερινή μέθοδο κατασκευής παρουσιάζει προβλήματα τα οποία εγώ με την ευρεσιτεχνία λύνω.
    Ποια είναι αυτά.
    α) Τέμνουσες
    Τι είναι αυτές, και που υφίστανται πάνω στον σκελετό της οικοδομής.

    Οι τέμνουσες είναι δύο αντίθετες δυνάμεις, των οποίων οι άξονες τους είναι παράλληλοι και περνούν ο ένας πλησίον του άλλου, όπως π.χ το ψαλίδι.

    Στον σκελετό οι τέμνουσες υφίστανται σε πολλά σημεία του.
    Τα κυριότερα σημεία που οι τέμνουσες είναι ψαθυρές είναι.

    α) Στο κάτω μέρος της κολόνας του ισογείου, κοντά στο σημείο που ενώνετε με την βάση.
    Ερώτηση...γιατί σε εκείνο το σημείο οι τέμνουσες είναι πιο ψαθυρές?

    Απάντηση...Διότι ο σεισμός έχει μια φορά που την μεταδίνει ατόφια στην βάση της κολόνας διότι αυτή είναι θαμμένη στο έδαφος, και την αναγκάζει το έδαφος να κινηθεί στον ρυθμό της επιτάχυνσης και φοράς του σεισμού.

    Ο σκελετός αντιδρά σε αυτήν την κίνηση, λόγο αδράνειας και στο κάτω σημείο της κολόνας δημιουργείται η τέμνουσα.
    Το κάτω σημείο της κολόνας του ισογείου είναι πιο ψαθυρό, για τρεις κύριους λόγους.
    1) διότι έχει να διαχειριστεί περισσότερα στατικά φορτία του φέροντος, από ότι έχουν να διαχειρισθούν οι άλλες κολόνες των πάνω ορόφων,

    2) διότι έχει να διαχειρισθεί περισσότερες οριζόντιες φορτίσεις του σεισμού

    3) διότι δεν υπάρχει καθόλου ελαστικότητα στο κάτω σημείο της κολόνας του ισογείου, η οποία χρησιμεύει για την απορρόφηση της ενέργειας του σεισμού, ενώ αυτή η ελαστικότητα υπάρχει στις πάνω κολόνες.

    Οπότε για τους τρεις λόγους που ανέφερα συμπεραίνουμε ότι οι τέμνουσες σε αυτές τις κολόνες του ισογείου είναι μεγαλύτερες από ότι είναι στις κολόνες των πάνω ορόφων, διότι διαχειρίζονται μεγαλύτερες οριζόντιες και κάθετες φορτίσεις κατά την διέγερση του σεισμού.

    Τι κάνει η ευρεσιτεχνία για να λύση το πρόβλημα της αστοχίας που προκαλούν οι τέμνουσες στις κολόνες του ισογείου.

    Από την στιγμή που ο μηχανισμός του υδραυλικού ελκυστήρα εφαρμόζει κάθετη προένταση στις κολόνες ή τα τοιχία, ξέρουμε ότι η προένταση αυτή στα πλαίσια της επαλληλίας (μέσα στο πλαίσιο αντοχής της κολόνας ) έχει ευεργετικά αποτελέσματα.

    Πια είναι τα ευεργετικά αποτελέσματα της προέντασης ως προς τις τέμνουσες των κολονών του ισογείου.

    Η προένταση (γενικά η θλίψη) έχει πολύ θετικά αποτελέσματα, καθότι βελτιώνει τις τροχιές του λοξού εφελκυσμού.

    Από την άλλη έχεις και το άλλο καλό...τη μειωμένη ρηγμάτωση λόγω θλίψης, κάτι που αυξάνει την ενεργό διατομή και αυξάνει και τη δυσκαμψία της κατασκευής.

    Παράδηγμα...
    Εάν έχουμε δύο τσιμεντόλιθους και τους τοποθετήσουμε τον έναν πάνω στον άλλον.
    Αν μετά εφαρμόσουμε στον πάνω τσιμεντόλιθο μία δεξιά οριζόντια φόρτιση 10 κιλών, και στον κάτω τσιμεντόλιθο μία αριστερή οριζόντια φόρτιση 10 κιλών, θα παρατηρήσουμε ότι αυτοί θα ολισθήσουν στο σημείο που εφάπτονται.
    Αυτή είναι η τέμνουσα που σπάει την κολόνα.

    Αν όμως καθίσει κάποιος πάνω στους δύο τσιμεντόλιθους, εφαρμόζοντας σε αυτούς ένα κάθετο φορτίο όπως εφαρμόζει και η προένταση, τότε θα παρατηρήσουμε ότι οι αριστερόστροφες και δεξιόστροφες δυνάμεις που εφαρμόσαμε πριν, δεν επαρκούν για να αναγκάσουν τους τσιμεντόλιθους να ολισθήσουν.
    Συμπέρασμα.
    Η θλίψη ή η προένταση, αυξάνει την αντοχή των κολονών του ισογείου ως προς τις τέμνουσες.

    Εκτός από τις τέμνουσες που αναφέραμε πάρα πάνω, που κατά κύριο λόγο εφαρμόζονται στο κάτω μέρος της κολόνας του ισογείου, οι τέμνουσες εφαρμόζονται και σε άλλα σημεία του φέροντος σκελετού.

    Πια είναι τα άλλα σημεία που εφαρμόζονται τέμνουσες???
    Στους κόμβους ( γωνίες ) που σχηματίζονται στο σημείο ένωσης, της κολόνας με την δοκό, ή της δοκού με την πλάκα, ή της βάσης με την κολόνα, ή της πεδιλοδοκού με την βάση, ή της κοιτόστρωσης ( ραντιέφ ή αλιώς κοιτόστρωση= μονοκόμματη βάση με εμβαδόν όσο το εμβαδόν του ισογείου του σκελετού ) με την κολόνα.


    Πως δημιουργούνται οι τέμνουσες σε αυτά τα σημεία?
    Η ροπή που εφαρμόζεται στους κόμβους κατά τον σεισμό, δημιουργεί τέμνουσες ( λόγο αντίστασης του κόμβου, ) και στην κολόνα, και στην δοκό.
    Εκτός των λόγων που αναφέραμε πριν, υπάρχει και ένας πρόσθετος λόγος που δημιουργεί ροπές στους κόμβους, οπότε και τέμνουσες στις κολόνες και τους δοκούς.

    Ο πρόσθετος λόγος είναι η -ταλάντωση,- που επέρχεται στο σκελετό (κυρίως στον πολύ ψιλό σκελετό )κατά τον σεισμό.

    Τι προβλήματα δημιουργεί η ταλάντωση στο κτήριο???

    Αυτό είναι ένα μεγάλο ερώτημα, που για να απαντηθεί πρέπει να χωρισθεί σε δύο ενότητες.
    α) Η πρώτη ενότητα έχει να κάνει με την ίδιο συχνότητα του κτηρίου με τον σεισμό.
    Από αυτή εξαρτάτε η ταλάντωση του κτιρίου.

    Το ψιλό το κτήριο έχει πρόβλημα από τον μακρινό σεισμό, διότι το μήκος κύματος του μακρινού σεισμού, είναι μεγάλο, και ταλαντεύει το ψιλό κτήριο περισσότερο από το μεσαίο, και πολύ περισσότερο από το μικρό.

    Αντίθετα το μικρό σε ύψος κτήριο έχει πρόβλημα με τον κοντινό σεισμό, όπου το εύρος κύματος που έχει είναι μικρότερο, αλλά με μεγαλύτερη συχνότητα.
    Αυτά φαίνονται καθαρά σε αυτό το βίντεο.
    SDOF Resonance Vibration Test - YouTube

    β) η δεύτερη ενότητα έχει να κάνει με το σχήμα του κτηρίου, και τις διαστάσεις των κολονών, τοιχίων ( διαστασιολόγιση διατομής κάτοψης ) και την φορά του σεισμού, αλλά κατά κύριο λόγο με τα κάθετα φορτία του φέροντος σκελετού.

    Ας εξετάσουμε τρεις διαφορετικούς φορείς κατασκευών

    α) Φέρον οργανισμός ( σκελετός οικοδομής )

    Ξέρουμε ότι μία κολόνα μικρής διατομής ( εν σχέση με το ύψος της ) είναι πιο ελαστική, από μία κολόνα μεγάλης διατομής.

    Ξέρουμε δεδομένα ότι οι πολλές μεμονωμένες κολόνες και τα πολλά τοιχία δημιουργούν δομική οντότητα μεταξύ των, με την σύνδεσή τους με τους δοκούς.

    Δηλαδή αν μία κολόνα ύψους 7 ορόφων υψωνόταν μόνη της χωρίς την σύνδεση αυτής με τις άλλες κολόνες, ( με την βοήθεια των δοκών ) αυτή θα έπεφτε με τον αέρα και μόνο.

    Συμπέρασμα
    Όλη η δομική οντότητα του σκελετού της οικοδομής ως προς τις πλάγιες φορτίσεις, που μεταδίδει ο αέρας ή η αδράνεια του σκελετού στον σεισμό, εξαρτάτε από την ένωση των κολονών και δοκών στους κόμβους.

    Αυτό ξεχωρίζει την στατική, με την δυναμική των κατασκευών.
    Η στατική ασχολείται με τα κάθετα μόνο φορτία του σκελετού, ενώ η δυναμική των κατασκευών με τις πλάγιες φορτίσεις προερχόμενες από τον αέρα, ή τον σεισμό.

    Τι παθαίνει ο σκελετός της οικοδομής κατά την ταλάντωση προερχόμενη από τον σεισμό και τον αέρα?

    Ας εξετάσουμε απλά βάση των νόμων της φυσικής, τα φορτία που δέχεται ο σκελετός της οικοδομής κατά την διέγερση του σεισμού.

    α) Αδράνεια.
    Τα σώματα τους αρέσει να εξακολουθούν να κάνουν αυτό που κάνουν.
    Αν είναι ακίνητα, τους αρέσει να μένουν ακίνητα.
    Αν κινούνται τους αρέσει να συνεχίζουν να κινούνται.
    Παράδειγμα ΑΔΡΑΝΕΙΑ (Eureka! Episode 1 - Inertia - Greek Subs) - YouTube

    Συμπέρασμα. Όταν ο σεισμός κινείται κατά μία κατεύθυνση, ο σκελετός της οικοδομής αντιδρά σε αυτήν την κίνηση, λόγο της αδράνειας.
    Αυτή η αντίδραση δημιουργεί τις τέμνουσες του ισογείου.

    Αυτή η αντίδραση είναι που προκαλεί και την ταλάντωση, η οποία εξαρτάτε από την συχνότητα του σεισμού, το εύρος κύματος αυτού, και το ύψος του κτηρίου ( εν σχέση του εμβαδού του )

    Αυτή η ταλάντωση τείνει να ανατρέψει και τον φέροντα σκελετό με πολύ ψιλό κέντρο βάρους.
    Δηλαδή ο φέροντας ( κολόνες, δοκάρια, πλάκες ) σαν δομική οντότητα που του την προσφέρουν οι κόμβοι ( γωνίες ) αντιδρά σε αυτή την ταλάντωση στους κόμβους.

    Τι φορτία δέχονται οι κόμβοι κατά την διέγερση του σεισμού?
    Τα κύρια φορτία που δέχονται είναι δύο

    α) Την αδράνεια της μάζας ( της πλάκας, των πραγμάτων, της τοιχοποιίας, ) τα οποία ονομάζουμε οριζόντιες φορτίσεις.

    β) Τα φορτία της κατασκευής ( το ιδικό βάρος της πλάκας των πραγμάτων, της τοιχοποιίας ) τα οποία ονομάζουμε κάθετες φορτίσεις.

    Για να εξετάσουμε τώρα πως ενεργούν πάνω στον κόμβο οι οριζόντιες και οι κάθετες φορτίσεις.

    Ένας κόμβος με γωνία 90 μοιρών από οπλισμένο σκυρόδεμα για να παραμείνει ακέραιος, πρέπει κατά τον σεισμό, να διατηρήσει την γωνία του στις ίδιες μοίρες.

    Η ταλάντωση όμως κατά τον σεισμό, όπως ξέρουμε, αλλάζει την κλίση της κολόνας, και από κατακόρυφος που ήταν ο άξονας της, αλλάζει μερικές μοίρες ( εναλλάξ του κάθετου άξονα )

    Η κολόνα κατά την φάση που η κλίση της αλλάζει, αναγκάζει μέσο του κόμβου που τους ενώνει με τα άλλα στοιχεία το δοκό να μετακινήσει και αυτός τον οριζόντιο άξονα του μερικές μοίρες προς τα πάνω.

    Εδώ υπάρχει το πρόβλημα του σκελετού κατά την ταλάντωση, διότι την στιγμή που η δοκός δέχεται φορτία με τάση ανόδου από την κολόνα, τότε έρχονται σε αντίθεση με τα καθοδικά φορτία του βάρους του κτηρίου.

    Τα καθοδικά φορτία υπερνικούν τα φορτία ανόδου της δοκού, με αποτέλεσμα η δοκός να αναγκάζεται να παραμείνει οριζόντια.

    Η κολόνα όμως, δεν παραμένει οριζόντια, ( αλλάζει μερικές μοίρες ο κάθετος άξονας της )
    Το αποτέλεσμα είναι ο κόμβος που προσδίδει δομική οντότητα στα στοιχεία αυτά να τείνει από 90 μοίρες που είναι, να γίνει 80 μοίρες, ή 100 μοίρες, εναλλάξ κατά την ταλάντωση.

    Ο κόμβος όμως είναι πολύ άκαμπτος και γερός, και αντί να αλλάξει μοίρες, μεταδίδει τα καθοδικά και οριζόντια φορτία στις διατομές των στοιχείων ( διατομή κάτοψις κολόνας, διατομή δοκού και πλάκας )

    Οπότε στην πράξη δεν σπάει ο κόμβος, αλλά το πιο ψαθυρό στοιχείο λίγο πιο πέρα από τον κόμβο.
    Την ψαθυρότητα την δημιουργεί η αντίθεση των φορτίων, στο λαιμό της κολόνας και της δοκού, δημιουργώντας τις τέμνουσες.

    Πιο είναι πιο ψαθυρό στοιχείο, η κολόνα ή η δοκός?
    Φυσικά είναι η κολόνα, διότι αυτή έχει μικρότερη διατομή από την διατομή της δοκού, διότι η διατομή της δοκού είναι ένα σώμα ακέραιο με την διατομή της πλάκας, και οι δύο μαζί υπερτερούν της διατομής της κολόνας.
    Και όπως ξέρουμε, μεγαλύτερη διατομή, περισσότερη αντοχή ως προς τις τέμνουσες.

    Από ότι αναφέραμε πιο πάνω, οι κύριες φορτίσεις που είναι ψαθυρές για τον φέροντα οργανισμό κατά την διέγερση του σεισμού, είναι δύο.

    α) Οριζόντιες φορτίσεις ( προερχόμενες από την αδράνεια )
    β) Κάθετες φορτίσεις ( προερχόμενες από το ιδικό βάρος του φέροντος, της τοιχοποιίας, και των πραγμάτων )

    Ακόμα αναφέραμε πιο πάνω, ότι η κολόνα κατά τον σεισμό, μετατοπίζει τον κάθετο άξονά της πότε δεξιά πότε αριστερά, ενώ η δοκός διατηρεί τον οριζόντιο άξονά της λόγο των κάθετων φορτίσεων.

    Συμπέρασμα
    Αν μπορέσουμε να σταματήσουμε τον κάθετο άξονα της κολόνας να αλλάζει μοίρες εναλλάξ, ( λόγο πλάγιων φορτίσεων ) τότε δεν θα υπάρχουν τέμνουσες στα στοιχεία της κολόνας και της δοκού, διότι ο κόμβος θα παραμείνει 90 μοίρες.

    Πως μπορούμε να σταματήσουμε τον κάθετο άξονα της κολόνας να αλλάζει μοίρες εναλλάξ?

    Μπορούμε με τρεις τρόπους

    α) Ή να πακτώσουμε την βάση με το έδαφος.
    β) Ή να πακτώσουμε το δώμα με το έδαφος.
    γ) Ή να προ εντείνουμε το δώμα με το έδαφος στα πλαίσια της επαλληλίας ( στα πλαίσια αντοχής της κολόνας στην θλίψη και την κάμψη )

    Βασική προυπόθεση για να εφαρμόσουμε τους πάρα πάνω τρεις τρόπους, είναι οι κολόνες να μην είναι πολύ μικρές, ή να είναι αντί κολόνες τοιχία.
    ( μεγάλη διατομή κάτοψις σε μήκος )

    Γιατί οι κολόνες τοιχία πρέπει να έχουν μεγάλη διατομή κάτοψις σε μήκος ?
    Για τέσσερις κύριους λόγους.

    α) Για να μην κάμπτονται εύκολα κατά την προένταση( όπως οι μικρές κολόνες )
    β) Για να αντέχουν να διαχειρισθούν και τα στατικά φορτία, και τα πρόσθετα φορτία της προέντασης.
    γ) Για να μπορούμε να κάνουμε εύκολα την κατάλληλη διαστασιολόγιση στην διατομή κάτοψις
    Δηλαδή οι κολόνες τοιχία, μπορούμε σε ένα σχέδιο κάτοψις ενός φέροντος οργανισμού να τις τοποθετήσουμε κατά διαφορετικές διευθύνσεις, έτσι ώστε από όποια κατεύθυνση και αν έλθει ο σεισμός να φέρουν αντίσταση.
    δ) Όταν η διατομή του τοιχίου κατά μήκος είναι μεγάλη, μπορούμε να το πακτώσουμε στα δύο άκρα του.

    Η πάκτωση ή προένταση των δύο άκρων του τοιχίου, είναι πολύ καλύτερη από ότι η πάκτωση μιας κολόνας στο κεντρικό σημείο της, γιατί...
    κατά την ταλάντωση του τοιχίου στις πλάγιες φορτίσεις του σεισμού, το ένα άκρο του τοιχίου προσπαθεί να σηκώσει το άλλο άκρο του.

    Αν είναι πακτωμένο, ή καλύτερα προεντεταμένο στα δύο άκρα του, αυτή η τάση ανόδου της βάσης του τοιχίου δεν μπορεί να γίνει, διότι είναι προεντεταμένη με το έδαφος.
    Οπότε αφού δεν μπορεί να ταλαντευτεί το τοιχίο, καταργούμε την ταλάντωση ( το κάνουμε άκαμπτο )
    Οπότε καταργούμε στην πράξη.

    α) Την μετατόπιση του κάθετου άξονα της κολόνας, που συνεπάγεται σε κατάργηση ....
    β) των ροπών στους κόμβους που προκαλούν τις τέμνουσες των κολονών και των δοκών.

    Με λίγα λόγια, το πακτωμένο ή προεντεταμένο τοιχίο, μπορεί μόνο του ( χωρίς την βοήθεια των κόμβων ) να παραλάβει τις οριζόντιες φορτίσεις του σεισμού, χωρίς να καταργεί και την πρόσθετη αντίσταση των κόμβων πάνω στις πλάγιες φορτίσεις.
Εμφάνιση αποτελεσμάτων : 1 έως 5 από 5
Bookmarks