Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

[seismic]

ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ
Αν πάρουμε δύο πλαίσια τα οποία είναι ενωμένα στα άκρα
τους με δύο χιαστί συνδέσμους (όπως οι σιδεροσκαλωσιές των οικοδο-
μών)
Τα δύο πλαίσια αποκτούν
α) Δομική οντότητα.
β) Ακαμψία.
Δεν σταματούν όμως την ταλάντωση την οποία μπορεί να δημι-
ουργήσει η επιτάχυνση.
Κατά την ταλάντωση που υφίσταται κατά τον σεισμό, (κυρίως
το ψηλό κτήριο με πολύ υψηλό κέντρο βάρους κατασκευασμέ-
νο 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 τους με τα χιαστί, κατά την ταλάντωση, δεν καταπονείται
όπως καταπονούνται οι κόμβοι σχήματος (Γ) από τα καθοδικά
φορτία της κατασκευής.
Ο λόγος είναι ο εξής:
Κατά την ταλάντωση της σιδηροκατασκευής όταν αυτή είναι
δομικά άκαμπτη, δημιουργείται κενό στήριξης του ενός πλαι-
σίου από το έδαφος, διότι το ένα πλαίσιο σηκώνει το άλλο
εναλλάξ.
Οπότε κατά τη χρονική περίοδο της ταλάντωσης της σκαλωσιάς, όπου το ένα πλαίσιο είναι
αστήριχτο από το έδαφος, και το άλλο είναι στηριγμένο σε αυτό, υφί-
σταται μία ροπή στους κόμβους της κατασκευής λόγω των καθοδικών φορτί-
ων, προερχόμενα από το βάρος της κατασκευής.
Στην περίπτωση των κόμβων (Γ) αυτή η ροπή ολόκληρου
του κτηρίου μετατρέπεται αυτόματα σε ροπή των κόμβων (Γ) η
οποία δημιουργεί τέμνουσες στα άκρα του.
Στην περίπτωση των χιαστί (Χ) αυτή η ροπή μεταφέρεται δια-
γώνια από το άνω μέρος του αστήριχτου πλαισίου,στην κάτω
γωνία του στηριγμένου πλαισίου, μέσω της μπάρας του χιαστί.
Αν η μπάρα του χιαστί αντέχει την κάμψη που του εξασκούν
τα καθοδικά φορτία που μετατρέπονται σε ροπή, τότε δεν υπάρχει
κανένα πρόβλημα στη 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 ( Χ ) και ( Γ ) είναι
πιο ισχυρός.
Το ερώτημα είναι αν μπορούμε να κάνουμε αυτή την σιδηρο-
κατασκευή ακόμα πιο ισχυρή απο ότι αυτή είναι, με τον
συνδυασμό των δύο τρόπων στήριξης (Χ) και (Γ) μαζί.
Ερώτηση
Υπάρχει και άλλος τρόπος στήριξης, τον οποίο θα προ-
σθέσουμε στους άλλους δύο τρόπους και οι τρις τρόποι μαζί
να κατασκευάσουν το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα των σι-
δηροκατασκευών?
Απάντηση
Ναι υπάρχει.
Αναφέραμε ότι την ψαθυρή αστοχία στις κατασκευές, την δη-
μιουργούν οι ροπές, προερχόμενες από δύο διασταυρώμενες φορτίσεις
κατά την ταλάντωση οι οποίες είναι :
α) Οι αδρανειακές εντάσεις
β) τα καθοδικά αστήριχτα φορτία της κατασκευής,που δημι-
ουργούνται κατά τη 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 αντίδραση των δυνάμεων της βάσης. Δηλαδή κατά
την ταλάντωση.
Πακτώνοντας, ή προεντείνωντας την σιδηροκατασκευή με το
έδαφος, καταργούμε στην ουσία τα αστήριχτα καθοδικά φορ-
τία που δημιουργούν τις ροπές στους κόμβους.
Συμπέρασμα
H αντισεισμική μέθοδος κατασκευών καθώς και ο μηχανισμός του ελκυστήρα, ( Seismic stop ) εφαρμόζεται και τοποθετείτε
σε σιδηροκατασκευέ ς 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 οντότη-
τα σιδηροκατασκευής, που συν των άλλων είναι και ελαφριά
που συνεπάγεται μικρότερη αδράνεια,οπότε και λιγότερες
φορτίσεις, και μεγαλύτερη αντοχή στις τέμνουσες που έχει
μία σιδηροκατασκευή, από ότι έχει ένας σκελετός οπλισμένου
σκυροδέματος.
Η ευρεσιτεχνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν προεντεταμένο αγκύριο, για την βελτίωση και την συγκράτηση των πρανών του εδάφους.
Π.Χ http://postimage.org/image/29l3p1xpg/
Γενικά αντικαθιστά όλα τα είδει πασσάλων προσφέροντας καλύτερη πρόσφυση με το έδαφος λόγο υδραυλικής πίεσης.
Γενικά είναι ένας μηχανισμός ο οποίος πακτώνεται στα πρανή της γεώτρησης, λόγο των θλιπτικών δυνάμεων που εξασκεί πλάγιο αξονικά αυτής, και κατ αυτόν τον τρόπο μπορεί να δεχθεί φορτίσεις κάθετες, και ανοδικές, προστατεύοντας τις κατασκευές από την καθίζηση και την ταλάντωση.
Μπορεί να τοποθετηθεί τόσο σε υπό κατασκευή, όσο και σε υφιστάμενες κατασκευές διάφορων φορέων όπως είναι όλοι οι φέροντες οργανισμοί κτηρίων, γέφυρες, φράγματα, κ.λ.π.
Χρησιμεύει και για την προστασία των ελαφριών κατασκευών από τους ανεμοστρόβιλους που πλήττουν κυρίως την Αμερική, αλλά και την προστασία γενικά των μεγάλων κατασκευών, από τις φορτίσεις του αέρα.
Η εφαρμοσμένη τεχνολογία σήμερα απλός εδράζει την κατασκευή στο έδαφος.
Η ευρεσιτεχνία την ενώνει με το έδαφος, ( μέσω προέντασης ) κάνοντας αυτά τα δύο ένα, (σαν σάντουιτς)
Αυτό γίνεται πρώτη φορά παγκοσμίως.
Για μένα αυτή η ένωση της κατασκευής με το έδαφος, έχει ευεργετικά αποτελέσματα διότι εκτός των αναφερθέντων καλών χρησιμεύει ακόμα για να....
α) Εξασφαλίζει δομική οντότητα εδάφους κατασκευής.
β) Κατά την διέγερση του σεισμού,αλλάζει ευεργετικά την κατεύθυνση στις φορτίσεις και στις τέμνουσες, και τις κατευθύνει κάθετα του στοιχείου, όπου η διατομή του είναι μεγάλη και ισχυρή.
γ) Οι δυνάμεις απόσβεσης είναι υδραυλικές
δ) Απαλείφει την διαφορά φάσης εδάφους κατασκευής
ε) Απαλείφει την διαφορά φάσης των ορόφων
ζ) Συνεργάζεται με τα εφέδρανα, ώστε να εξασφαλίσει οριζόντια και κάθετη σεισμική μόνωση.
η) Αυξάνει τα δυναμικά χαρακτηριστικά της κατασκευής.
θ) χαμηλώνει την πιθανότητα της ιδιοσυχνότητας στις κατασκευές.
ι) Λόγο υδραυλικής πίεσης που εξασκεί ο μηχανισμός του ελκυστήρα, κρατάει πάντα τον τένοντα τανυσμένο, διορθώνοντας αυτόματα κατ αυτόν τον τρόπο την έρπη του χάλυβα, όπου υφίσταται κατά τη μακροπρόθεσμη προέντασή του, και διορθώνει αυτόματα την ένταση πάκτωσης της άγκυρας με τα πρανή της γεώτρησης, ακόμα και όταν αυτά υποχωρήσουν λόγο χαλαρότητας των πρανών της γεώτρησης.
Το σύστημα είναι υπό αριθμητική διερεύνηση ( σε επίπεδο υπολογιστηκής προσομοίωσης ) από το εργαστήριο στατικής και αντισεισμικών ερευνών του Ε.Μ.Π, με τα πρώτα αποτελέσματα να είναι αρκετά ενθαρρυντικά.
Περισσότερα ...στην ιστοσελίδα http://www.antiseismic-systems.com/

[seismic]

Το τεύχος Μεταλλικές κατασκευές που περιλαμβάνει την δημοσίευση της προηγούμενης απάντησης
ΑΡΧΕΙΟ ΤΕΥΧΩΝ http://metalkat.gr/index.php?option=...d=76&Itemid=66

Είναι το τεύχος 1 ον του 2012 Διαβάστε το εξώφυλλο κάτω κάτω έχει τον τίτλο.
( Το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα μεταλλικών σύμμεικτων και άλλων δομικών έργων )

[seismic]

Αν εφαρμόσουμε θλιπτικό φορτίο 1,200 kN σε κόμβους της ανώτατης στάθμης, λόγω της δύναμης προέντασης.
Αρχικά φορτίζουμε τα τέσσερα γωνιακά υποστυλώματα, ενώ στην συνέχεια φορτίζουμε όλα τα εννέα υποστυλώματα του κτιρίου.
Η επιβαλλόμενη τάση σε κάθε υποστύλωμα είναι.
1200kN ( κολόνες 0,30 m x 0,40 m x 3,00m ) = 10 MPa

Στην οριακή κατάσταση αστοχίας του υποστυλώματος λόγο θλίψης ( λαμβάνοντας υπόψη και τον συντελεστή ασφαλείας που έχει τιμή 1,5 για το σκυρόδεμα ),η τάση θραύσης για σκυρόδεμα C 30 είναι. 30MPa/1.5=20 MPa

Επομένως η επιβαλλόμενη τάση στα υποστυλώματα είναι στο 50% της τάσης θραύσης.

Η μέγιστη τιμή μετατόπισης χωρίς την εφαρμογή της προέντασης (συμβατικές κατασκευές ) είναι 900,62kN για μετατόπιση 0.1296 m

Η μέγιστη τιμή μετατόπισης με την εφαρμογή θλιπτικού φορτίου 1,200 kN σε όλους τους κόμβους της ανώτερης στάθμης είναι 1,179.33kN για μετατόπιση 0.0864 m

H βελτίωση στη φέρουσα ικανότητα είναι 1,179.33 - 900.62 = 272.71 kN

Επομένως η βελτίωση στη μέγιστη τέμνουσα βάσης είναι 278.71/900.92=30.9%

Επομένως παρατηρείται μια σημαντική βελτίωση στη φέρουσα ικανότητα του κτιρίου, λόγω της εφαρμογής των θλιπτικών δυνάμεων σε όλα τα 9 υποστυλώματα του πενταώροφου κτιρίου κατά 30.9%
Αυτά κάνει η προένταση του ελκυστήρα.
30.9% περισσότερη αντοχή στις πλάγιες φορτίσεις από τον ΕΑΚ?
Τοποθετημένα στον χειρότερο φορέα που έχει κολόνες με μικρή διατομή κάτοψης, και μόνο ένα θλιπτικό φορτίο στο κέντρο της κάθε κολόνας.
Φαντάσου πόσο πιο πολύ θα αυξηθεί η φέρουσα ικανότητα του κτηρίου, αν εφαρμόζαμε τα θλιπτικά αυτά φορτία σε τέσσερα σημεία στις γωνίες ενός φρεατίου, και στα δύο άκρα των τοιχίων της κατασκευής.
Διαπιστώθηκε ότι η εφαρμογή του συστήματος έχει εν γένει ευεργετικές επιδράσεις στη φέρουσα ικανότητα της κατασκευής σε πλευρικά φορτία, καθώς σε κάθε περίπτωση την αυξάνει.

Κρίνεται ότι τα αποτελέσματα της προκαταρκτικής διερεύνησης είναι ενθαρρυντικά, αλλά απαιτείται περαιτέρω αναλυτικότερη διερεύνηση του συστήματος σε δύο φάσεις.
Πρώτον σε επίπεδο αναλυτικότερης προσομοίωσης, όπου θα εξεταστούν περισσότερα και λεπτομερέστερα μοντέλα κατασκευών και με περισσότερες φορτίσεις.

Δεύτερον, σε επίπεδο πειράματος σε σεισμική τράπεζα, όπου θα πρέπει να εξεταστεί μία σειρά κατασκευών υπό κλίμακα και να αξιολογηθεί η συμπεριφορά του συστήματος και της μεθόδου σε πραγματικές συνθήκες φόρτισης.

Υ.Γ
Αν βάλουνε ένα καλαμάκι πάνω σε ένα τραπέζι και το προεντείνομαι ( το βιδώσουμε ) κάθετα με το τραπέζι, αυτό θα αποκτήσει μία ελάχιστη αντοχή σε μία πλάγια δύναμη.
Αν όμως βιδώσουμε ένα παραλληλόγραμμο σχήμα στα δύο άκρα του, αυτό θα αποκτήσει μεγάλη αντοχή σε μία εφαρμοζόμενη πλάγια δύναμη.
Αν μάλιστα έχουμε ένα τετράγωνο φρεάτιο το οποίο το προεντείνομαι με το τραπέζι στα τέσσερα άκρα του, αυτό θα αποκτήσει τεράστια αντοχή σε μία πλάγια δύναμη.

Χρειάζονται πανεπιστημιακές γνώσεις για να καταλάβουν ότι ένα αντικείμενο αποκτά άλλες αντοχές σε πλάγιες δυνάμεις όταν το προεντείνομαι με το τραπέζι, από ένα άλλο που απλώς εδράζεται στο τραπέζι?
Έλεος?
Αυτό κάνει η εφεύρεση με απλά λόγια, σε όλες τις κολόνες τοιχία και φρεάτια της οικοδομής,βοηθώντας αυτά τα στοιχεία να φέρουν μία προσθετική αντίσταση στις πλάγιες δυνάμεις του σεισμού. ...αλιώς πρέπει να γράφω σεντονοποστς

Κάνει και κάτι άλλο η προένταση.
Αυξάνει την αντοχή των υλικών στις εφαρμοζόμενες τέμνουσες.
Αυτό το ξέρουν όλοι οι μηχανικοί.
Στο Μετσόβιο που βίδωσαν το καλαμάκι,( γιατί καλαμάκι είναι για μένα οι κολώνες 0,30 x 0,40 σε πενταώροφο κτίριο ) αυξήθηκε η αντοχή του κτηρίου στις πλάγιες δυνάμεις του σεισμού κατά 30,9% περισσότερο από ότι αντέχουν τα κτίρια με τις ίδιες κολόνες σήμερα.
Αν μπει το αντισεισμικό σε φρεάτια και τοιχία,προτεταμένα σε δύο και τέσσερα σημεία, πόσο πιο πολύ θα αυξηθεί η αντοχή του κτιρίου στην τέμνουσα βάσης?