Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

[seismic]

α) Αν έχουμε ένα πενταώροφο φέροντα σκελετό οικοδομής που αποτελείτε από κολόνες διαστάσεων 0,30 x 0,40 x 3,00 m που εδράζεται σε βάσεις με κοιλοδοκούς , ή πάνω σε κοιτόστρωση.
β) Αν έχουμε ένα άλλο πενταώροφο φέροντα σκελετό οικοδομής που αποτελείτε από τοιχεία διαστάσεων 0,30 x 1,80 x 3,00 m που εδράζεται σε βάσεις με κοίλο δοκούς , ή πάνω σε κοιτόστρωση.

Ερώτηση
Ποιος φορέας θα καταπονήσει περισσότερο με τέμνουσες, τους κοιλοδοκούς των βάσεων ή την κοιτόστρωση, καθώς και τους δοκούς και τις πλάκες σε τυχόν διέγερση ενός σεισμού?
Αυτός που έχει μικρές κολόνες, ή αυτός που έχει τοιχία?

Φυσικά ο φέρον σκελετός με μικρές κολόνες είναι αυτός ο οποίος θα καταπονήσει λιγότερο τους κοιλοδοκούς των βάσεων ή την κοιτόστρωση, καθώς και τους δοκούς και τις πλάκες.

Ο λόγος είναι απλός.
Ένα βασικό στοιχείο που κάνει έναν φορέα σκελετού πλάστιμο, είναι η διατομή της κάτοψης των κολονών, καθώς και η διαστασιολόγηση αυτής της διατομής.
Π.Χ Αν έχουμε μία μικρή τετράγωνη διατομή κολόνας, αυτή είναι πιο πλάστιμη από μία μεγάλη και παραλληλόγραμμη διατομή τοιχίου.
Το αποτέλεσμα είναι να γίνεται μηχανική απόσβεση των φορτίσεων του σεισμού πάνω στο τόξο καμπυλότητας της μικρής κολόνας, και να καταπονούν λιγότερο τους κοιλοδοκούς των βάσεων ή την κοιτόστρωση, καθώς και τους δοκούς και τις πλάκες.
Βέβαια προυπόθεση είναι η στάθμη επιπόνησης της ακτίνας
καμπυλότητας του φορέα, ( κολόνας )να είναι μικρότερη από τη στάθμη αστοχίας.

Άλλη προυπόθεση για να είναι πλάστιμος ο φορέας είναι οι μικρές κολόνες να έχουν όλες τις ίδιες διατομές.

Αν όλος ο φέρον σκελετός έχει μόνο τοιχία, γιατί καταπονεί περισσότερο τους κοιλοδοκούς των βάσεων ή την κοιτόστρωση, καθώς και τους δοκούς και τις πλάκες?
Γιατί για να υπάρξει καταπόνηση των κόμβων, πρωτίστως πρέπει οι τάσεις των δύο άκρων των κόμβων να τείνουν να αλλάξουν τις μοίρες των κόμβων.
Αυτό δεν συμβαίνει όταν το τοιχίο είναι προτεταμένο στα δύο άκρατου με το έδαφος.
Διότι αν δεν αλλάξει μοίρες ο κάθετος άξονας του τοιχίου, δεν αλλάζουν οι μοίρες του κόμβου.

Αν το τοιχίο δεν είναι προτεταμένο στα δύο άκρατου με το έδαφος, τότε δημιουργείτε η καταστροφική γωνία ( 3 ) κάτω από το τοιχίο ( όπως βλέπουμε στο link http://postimage.org/image/8akpj21th/ ) με αποτέλεσμα ....
το τοιχίο να είναι άκαμπτο και πιο ισχυρό από ότι είναι ο κοιλοδοκός της βάσεως ή η κοιτόστρωση, καθώς και οι δοκοί και οι πλάκες, και να είναι αυτά που αστοχούν πρώτα, και διότι αυτά είναι τα μόνα στοιχεία αντίστασης ως προς τις φορτίσεις του σεισμού.
Αν προεντίνουμε το τοιχίο με το έδαφος στα δύο του άκρα, έχουμε μία πρόσθετη αντίσταση στις φορτίσεις του σεισμού βοηθώντας πάρα πολύ την υπάρχουσα αντίσταση των κόμβων.

Τώρα αν ο τένοντας είναι μικρής διατομής, θα φέρει μία μικρή αντίσταση πριν αστοχήσει.
Αν ο τένοντας είναι μεγάλης διατομής, θα φέρει μεγάλη αντίσταση πριν αστοχήσει.

Έτσι και αλιώς, με μικρή ή μεγάλη διατομή ο τένοντας προσφέρει ένα ( + ) πρόσθετης βοήθειας στους κόμβους στον σημερινό σχεδιαζόμενο κανονισμό..