Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

[seismic]

Θα εξηγήσω πιο αναλυτικά και θα αιτιολογήσω πως επιτυγχάνει η ευρεσιτεχνία τα πάρα πάνω αναφερθέντα επιτεύγματα της προηγούμενης ανάρτησης.
Ας εξετάσουμε πρώτα τα δύο πρώτα επιτεύγματα της ευρεσιτεχνίας.

α) Όλοι οι όροφοι ενός φέροντα οργανισμού, από τον πρώτο όροφο μέχρι το δώμα, μετατοπίζονται όλοι μαζί τον ίδιο χρόνο με το ίδιο πλάτος ταλάντωσης.
Αυτό σημαίνει μηδενικές παραμορφώσεις στο κτήριο οπότε και αστοχίες κατά την μετατόπιση που επιβάλει ο σεισμός, και μικρότερη πιθανότητα δημιουργίας μαλακού ορόφου.

β) Εκτροπή των φορτίσεων του σεισμού πάνω σε ισχυρότερες διατομές.
Δηλαδή αύξηση της ικανότητας του φέροντα στην παραλαβή πλάγιων φορτίσεων.

Όλοι ξέρουμε ότι ο φέροντας οργανισμός κατά την μετατόπιση του εδάφους πότε κατά την μία κατεύθυνση και πότε κατά την άλλη αντιδρά και παραμορφώνεται λόγο αδράνειας, δηλαδή λόγο άρνηση της στο να ακολουθήσει το έδαφος.
Κάθε κατασκευή έχει διαφορετική αντίδραση σε αυτήν την μετατόπιση.
Οι ελαστικές κατασκευές αντιδρούν σαν ένα ελατήριο το οποίο αποθηκεύει την ενέργεια της μετατόπισης και την αποδίδει πίσω.
Για να είναι μια κατασκευή ελαστική, πρέπει τα υποστυλώματα και οι δοκοί να διαθέτουν στον κορμό τους την απαιτούμενη ελαστικότητα ώστε να μπορούν να καμπυλώσουν αρκετά χωρίς να δημιουργηθούν σε αυτά ρωγμές.
Την καμπυλότητα στα υποστυλώματα και τις δοκούς την δημιουργεί η στροφή, η αλλιώς ροπή ή αλλιώς η στρέψη του κόμβου, για την οποία ευθύνονται δύο παράγοντες.
α) Παράγοντας είναι η γωνιακή επιτάχυνση του φέροντα σκελετού, η οποία τείνει να ανατρέψει όλη την κατασκευή, όταν υπάρχει η μετατόπιση του εδάφους.
Αυτός ο παράγοντας της ανατροπής είναι μεγαλύτερος στα πολύ ψιλά κτίρια.
Για να γίνει ανατροπή ολόκληρου του σκελετού, πρέπει τα αριστερά υποστυλώματα να έχουν την δυνατότητα ( μέσω των δοκών ) να σηκώσουν επάνω τα απέναντι δεξιά υποστυλώματα, και ούτω καθεξής εναλλάξ τα δεξιά να σηκώσουν τα αριστερά.
β) Παράγοντας
Εδώ σε αυτήν την φάση ταυτόχρονα αρχίζει να επιδρά και ο άλλος δεύτερος παράγοντας ο οποίος δεν είναι άλλος από τα αστήρικτα πλέον στατικά φορτία.
Είναι αστήρικτα διότι την στιγμή που τα δεξιά υποστυλώματα σηκώνουν επάνω τα αριστερά, στα αριστερά υποστυλώματα υπάρχει έλλειψη αντίδρασης του εδάφους κάτω από την βάση τους, οπότε τα στατικά φορτία που παρελάμβαναν σπρώχνουν τα αριστερά υποστυλώματα προς τα κάτω, και αυτά μέσο των δοκών δημιουργούν τις στροφές στους κόμβους.
Αυτός είναι ο λόγος της δημιουργίας των στροφών στους κόμβους.
Ένας ελαστικός σκελετός ο οποίος αποτελείται συνήθως από μικρών διατομών υποστυλώματα και δοκούς, αντιδρά διαφορετικά από έναν άκαμπτο σκελετό, ο οποίος αποτελείται συνήθως από επιμήκη μεγάλα υποστυλώματα και δοκούς.
Ο ελαστικός σκελετός κατά την μετατόπιση καμπυλώνει τον κορμό των στοιχείων του λόγο αδυναμίας αυτών να παραλάβουν τους δύο παράγοντες φόρτισης. ( αδράνεια στατικά φορτία )
Ο άκαμπτος σκελετός με τα μεγάλα επιμήκη υποστυλώματα και τους μεγάλους δοκούς, διαθέτει πολύ πιο ισχυρούς κόμβους, οι οποίοι μπορεί και να έχουν την δυνατότητα να σηκώσουν τον φέροντα ολόκληρο μονόπλευρα, μέχρι σημείου ανατροπής.
Συμπέρασμα.
Τόσο ο ελαστικός φορέας, όσο και ο άκαμπτος παρουσιάζουν προβλήματα, στον σεισμό.
Ο μεν ελαστικός έχει πρόβλημα υπαρκτό στους κόμβους, ο δε άκαμπτος φορέας παρουσιάζει πρόβλημα ανατροπής ολόκληρου του φέροντα.
Λύση
Κατακόρυφη προένταση μεταξύ του δώματος και του εδάφους εφαρμοζόμενη σε επιμήκη υποστυλώματα ( - ) στα δύο άκρα αυτών για να δουλεύει όλη η διατομή σε αμφίπλευρες καταπονήσεις.
Η ένωση αυτή του εδάφους με το δώμα εφαρμοζόμενη στα άκρα όλων των επιμήκη υποστυλωμάτων σταματά την ανύψωση της βάσης τους και του δώματός τους.
Αυτό σταματά αυτόματα και την ανατροπή του φέροντα οργανισμού.
Σταματά και την στρέψη των κόμβων, για δύο λόγους.
α) Διότι ο ένας από τους δύο παράγοντες, τα αστήρικτα στατικά φορτία δεν υπάρχουν πια, αφού ο φέροντας είναι πακτωμένος στο έδαφος από τον μηχανισμό της ευρεσιτεχνίας, οπότε υπάρχει πάντα η αντίδραση του εδάφους.
β) Η αντίδραση του μηχανισμού στην άνοδο του δώματος ( κάθε επιμήκη υποστυλώματος ) και η άλλη αντίδραση στο ( Π ) της βάσης εκτρέπουν την πλάγια φόρτιση στην κατακόρυφη διατομή η οποία είναι μεγάλη και ισχυρή.
Με αυτήν την εκτροπή της φόρτισης καταργείται η στροφή στον κόμβο διότι την πλάγια φόρτιση την αναλαμβάνει 100% το επιμήκη υποστύλωμα.
Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα ο πρώτος και ο τελευταίος όροφος να μετατοπίζονται με σχεδόν το ίδιο πλάτος ταλάντωσης.
Αυτό σημαίνει ότι η κατασκευή δεν διαμορφώνει διάφορες ιδιομορφές όσες είναι και οι διαφορετικής φοράς μετατοπίσεις του σεισμού, αλλά διατηρεί αμεταμόρφωτη σχεδόν την δομή της, τόσο ώστε αυτή να μην εκτρέπεται εκτός της ελαστικής περιοχής.
Βασικά αυτό που κάνει η ευρεσιτεχνία είναι να
ελέγχει την ιδιοσυχνότητα που συντονίζει την κατασκευή, και συγκρατεί το πλάτος ταλάντωσης του δώματος πολυώροφων κτιρίων σχεδόν στα επίπεδα του πλάτους ταλάντωσης των βάσεων.
Η αποφυγή μαλακού ορόφου έγκειται στην εκτροπή των πλάγιων φορτίσεων που επιτυγχάνει η ευρεσιτεχνία οδηγώντας αυτές στην κατακόρυφη τομή των επιμήκη υποστυλωμάτων.
Φορτίσεις κατακόρυφες δεν δημιουργούν μαλακό όροφο.