Προσομοίωση προέντασης των στύλων της κατασκευής μεταξύ δώματος και του εδάφους

[seismic]

Η ανάσχεση των παραμορφώσεων και μετατοπίσεων συντελούμενες με διαφορά φάσης και με το καθ ύψος αυξητικό πλάτος ταλάντωσης επί του κορμού των στοιχείων του υποστυλώματος και της δοκού του φέροντα οργανισμού που παρατηρείται να επιβάλλονται από έναν μεγάλο σεισμό είναι ένα ζητούμενο.
Η ελαστικότητα δεν συντελεί προς τον σκοπό αυτό. Η δυναμική ανάσχεση είναι η λύση αρκεί αυτή να εφαρμόζετε από δυνάμεις οι οποίες προέρχονται από παράγοντες έξωθεν της κατασκευής όπως είναι το έδαφος της γης κάτω από αυτή. Η μέθοδος και ο μηχανισμός της ευρεσιτεχνίας αυτό προσφέρουν. Ο μηχανισμός πακτώνεται αρχικά στο έδαφος κάτω από την κατασκευή στα βάθη μιας γεώτρησης και με την βοήθεια ενός τένοντα που διαπερνά ελεύθερος μέσα από σωλήνα τα υποστυλώματα ή τα τοιχώματα μεταφέρει στο ανώτατο άκρο τους πάνω στο δώμα την δύναμη πάκτωσης του άλλου άκρου του τένοντα ευρισκόμενος μέσα στο έδαφος. Πάνω στο δώμα μία βίδα με ελατήριο ή ένα υδραυλικό σύστημα που συγκρατεί τον τένοντα εξασφαλίζει την πάκτωση του άνω άκρου του υποστυλώματος με το έδαφος. Η ανάσχεση των ανοδικών φορτίων ( προκαλούμενα από την ροπή ανατροπής ) από τον τένοντα που αντλεί δυνάμεις από το έδαφος σταματά την παραμόρφωση των υποστυλωμάτων.
Ο τένοντας της ευρεσιτεχνίας έχει δύο πακτώσεις στα άκρα. Αν η πάκτωση του κάτω άκρου γίνει μέσα στο σκυρόδεμα της βάσης της κατασκευής και όχι μέσα στα βάθη μιας γεώτρησης μέσα στο έδαφος τότε προκύπτουν σοβαρές διαφορές ως προς την χρησιμότητα της ευρεσιτεχνίας.
Ο τένοντας και στις δύο περιπτώσεις δέχεται μεγάλες εντάσεις εφελκυσμού από την ροπή ανατροπής.
1) Αν η πάκτωση του κάτω άκρου είναι μέσα στο έδαφος τις ανοδικές εντάσεις του τένοντα προερχόμενες από την ροπή ανατροπής του υποστυλώματος τις παραλαμβάνει το έδαφος.
2) Αν η πάκτωση του κάτω άκρου είναι μέσα στο σκυρόδεμα της βάσης οι ανοδικές εντάσεις του τένοντα προερχόμενες από την ροπή ανατροπής του υποστυλώματος οδηγούνται πάνω στους δοκούς και τους πεδιλοδοκούς μέσω των κόμβων της οποίες λυγίζει και της σπάει. Στον σεισμό τα υποστυλώματα χάνουν την εκκεντρότητα ανασηκώνοντας την βάση τους, δημιουργώντας στροφές σε όλους στους κόμβους της κατασκευής. Για αυτό υπάρχει όριο εκκεντρότητας, δηλαδή όριο περιοχής της βάσης που ανασηκώνεται από την ροπή ανατροπής. Για να περιορίσουμε τις στροφές στη βάση βάζουμε ισχυρές πεδιλοδοκούς στα υποστυλώματα. και ισχυρή κοιτόστρωση οπλισμένη πάνω κάτω. Στα μεγάλα επιμήκη υποστυλώματα, (τοιχώματα) λόγω των μεγάλων ροπών που κατεβάζουν είναι πρακτικά αδύνατη η παρεμπόδιση της στροφής με τον κλασικό τρόπο κατασκευής των πεδιλοδοκών. Αυτό το ανασήκωμα της βάσης σε συνδυασμό με την ελαστικότητα έχει σαν αποτέλεσμα όταν το ένα υποστύλωμα του πλαισίου σηκώνει προς τα επάνω το ένα άκρο της δοκού, την ίδια στιγμή το άλλο υποστύλωμα στο άλλο άκρο της το κατεβάζει βίαια προς τα κάτω. Αυτό καταπονεί την δοκό και τις πλάκες με τάσεις στροφών διαφορετικής κατεύθυνσης στα δύο άκρα, παραμορφώνοντας τον κορμό της σε σχήμα S Την ίδια παραμόρφωση στον κορμό του υφίσταται και το υποστύλωμα, λόγο των στροφών στους κόμβους, και την διαφορά φάσης μετατόπισης των καθ ύψος πλακών.
Τα αξονικά φορτία εφελκυσμού του τένοντα πρέπει να υπολογισθούν και αυτό έκανα τόσο στο πειραματικό μοντέλο όσο και σε φυσικού μεγέθους κατασκευές.
1)Πειραματικά.
Πέτυχα επιτάχυνση 43,34g φυσικού σεισμού πάνω σε πειραματικό μοντέλο υπό κλίμακα 1 προς 7 χωρίς την παραμικρή αστοχία του μοντέλου.
Οι κατασκευές σήμερα σχεδιάζονται να αντέχουν 0,36g
Κανένα πείραμα παγκοσμίως δεν έχει γίνει σε αυτή την επιτάχυνση.
Ο μεγαλύτερος σεισμός που έγινε στην Ελλάδα είναι της τάξεως του 1g
Ο μεγαλύτερος σεισμός που έγινε στον κόσμο είναι της τάξεως των 3g
Μερικοί μου είπαν ότι το μοντέλο είναι μικρό και δεν αντιπροσωπεύει την αλήθεια για την αντοχή των κατασκευών. Αυτό είναι σωστό αλλά αν το μοντέλο είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με τους κανόνες της μικροκλίμακας ( που είναι και μπορώ να το αποδείξω )τότε η απόκλιση λάθους βάση των κανονισμών δεν μπορεί να ξεπερνά το 20% οπότε μπαίνει το ερώτημα Αν η επιτάχυνση είναι 43,34g και τα έργα σχεδιάζονται σήμερα να αντέχουν 0,36g παίζει κανένα ρόλο η απόκλιση λάθους του 20% ?
Ένα άλλο ερώτημα που μπαίνει είναι γιατί το ίδιο μοντέλο με την μέθοδο της ευρεσιτεχνίας δεν έπαθε το παραμικρό και μόλις αφαίρεσα την δική μου μέθοδο από το μοντέλο αυτό έγινε κομμάτια?
Θέλησα να προχωρήσω πάρα πέρα και να αποδείξω με
2)μαθηματικά τις αξονικές δυνάμεις που δημιουργήθηκαν πάνω στο μοντέλο δηλαδή την ένταση που πήραν οι τένοντες για να σταματήσουν την ροπή αδράνειας του μοντέλου. Βρήκα ότι το μοντέλο μάζας 850kg με επιτάχυνση 43,34g δέχεται ροπή ανατροπής 384 kN ή 38,4t χωρίς την παραμικρή αστοχία. Δεν μένει παρά να δούμε τώρα με μαθηματικές πράξεις πόσο μεγάλη είναι αυτή η ένταση σε πραγματικού μεγέθους κατασκευές ώστε να συγκρίνουμε τις δυνάμεις που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο με αυτές που αναπτύσσονται στις πραγματικές κατασκευές. Σας παρουσιάζω σχέδια δύο κατασκευών η μία εμβαδού 100 τετραγωνικών μέτρων ανά όροφο και η άλλη εμβαδού 400 τετραγωνικών μέτρων ανά όροφο. Οι υπολογισμοί έγιναν για έναν μέχρι και 6 ορόφους για να βρούμε τα αξονικά φορτία των τενόντων όταν η κατασκευή δέχεται έναν πολύ μεγάλο σεισμό εντάσεως 1g. Από εδώ και πέρα πρέπει να βρω την αντοχή του μηχανισμού στα φορτία αυτά πάνω στο φυσικό έδαφος και θα έχω ολοκληρώσει έναν μεγάλο κύκλο έρευνας.
https://s2.postimg.org/r817dnh6x/DSC04323.jpg
https://s2.postimg.org/v4ej9qhmx/DSC04322.jpg
https://s2.postimg.org/euod6dh49/DSC04321.jpg
https://s2.postimg.org/7rghqxjg9/DSC04320.jpg
https://s2.postimg.org/ll4ug5jt5/DSC04319.jpg