Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

[seismic]

Η συνεργασία μεταξύ σκυροδέματος και χάλυβα σε μια κατασκευή από Ο.Σ. επιτυγχάνεται με τη συνάφεια.
Με τον όρο συνάφεια ορίζεται η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών που παρεμποδίζουν τη σχετική ολίσθηση μεταξύ των ράβδων του οπλισμού και του σκυροδέματος που τις περιβάλλει.

Οι επιμέρους μηχανισμοί της συνάφειας είναι η πρόσφυση, η τριβή και, για την περίπτωση ράβδων χάλυβα με νευρώσεις, η αντίσταση του σκυροδέματος το οποίο εγκλωβίζεται μεταξύ των νευρώσεων.

Η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών αυτών θεωρείται ισοδύναμη με την ανάπτυξη διατμητικών τάσεων στη επιφάνεια επαφής σκυροδέματος και χάλυβα.

Όταν οι τάσεις αυτές φθάσουν στην οριακή τιμή τους επέρχεται καταστροφή της συνάφειας με τη μορφή διάρρηξης του σκυροδέματος κατά μήκος των ράβδων και αποκόλλησης των ράβδων χάλυβα.

1) Το ερώτημα είναι αν η συνάφεια μεταξύ χάλυβα και Ο.Σ είναι μικρότερη από την εφελκυστική ικανότητα του χάλυβα.

Αν είναι μικρότερη, τότε δεν καταλαβαίνω τι νόημα έχει ο επιπλέον οπλισμός ( για την παραλαβή μεγαλύτερων εφελκυστικών τάσεων ) πέραν της αντοχής της συνάφειας μεταξύ χάλυβα και Ο.Σ.

Βέβαια η μείωση των τάσεων επιτυγχάνεται με αύξηση της επικάλυψης και μείωση της διαμέτρου των ράβδων του οπλισμού.

Η αύξηση της οριακής τιμής τους επιτυγχάνεται με αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος.

Η παρουσία εγκάρσιου οπλισμού (συνδετήρων) δρα ευνοϊκά περιορίζοντας το άνοιγμα των αναπτυσσόμενων ρωγμών στη επιφάνεια οπλισμού και σκυροδέματος.

2) Ερώτημα...καλά όλα αυτά αλλά, πως αντιμετωπίζουμε την διαφορετικότητα της ελαστικότητας του σκυροδέματος και του χάλυβα πάνω στην ακτίνα καμπυλότητας?

Δηλαδή κατά την ταλάντωση του φέροντα τα κάθετα στοιχεία ( κολόνες ) εμφανίζουν την ακτίνα καμπυλότητας η οποία εξωτερικά των στοιχείων τείνει να μεγαλώσει, αξιώνοντας από την επικάλυψη του σκυροδέματος να είναι πιο πλάστιμη και από τον χάλυβα αν δεν θέλουμε την αστοχία του.

Αφού ξέρουμε ότι η πλαστιμότητα του Ο.Σ είναι κατά πολύ μικρότερη της πλαστιμότητας του χάλυβα, αυτό δεν είναι μεγάλο πρόβλημα συμβάλλοντας στην αστοχία?

Για εμένα είναι μεγάλο πρόβλημα για τρεις βασικούς λόγους.

α) διότι το σκυρόδεμα αδυνατεί να είναι τόσο ελαστικό ώστε να επιμηκυνθεί όσο απαιτεί η ακτίνα καμπυλότητας, και αφετέρου

β) η συνάφεια καταστρέφεται διότι δημιουργούνται μεγάλες διατμητικές τάσεις μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος λόγο
διαφορετικής ακτίνας καμπυλότητας που έχουν αυτά τα υλικά λόγο της θέσεως που κατέχουν στο υποστύλωμα.

και γ) Αν ένα υλικό είναι πλάστιμο όπως είναι ο χάλυβας, και το άλλο υλικό είναι μη πλάστιμο όπως είναι το σκυρόδεμα,...πιστεύω ότι αυτή η σχέση δημιουργεί μεγάλες ακτινωτές διατμητικές τάσεις στην συνάφεια των δύο υλικών.

Τελικά η πλαστιμότητα δεν είναι τόσο πλάστιμη σε υλικά διαφορετικής πλαστιμότητας.
Μήπως οι υπερστατικοί ( προτεταμένοι με το έδαφος ) φορείς είναι καλύτεροι ?

Υ.Γ
Ξέρουμε ότι σε έναν φορέα εάν αρχίσει το φαινόμενο του λυγισμού, ο οπλισμός τείνει να επιμηκυνθεί, για να ακολουθήσει τον λυγισμό του κάθετου στοιχείου.

Επειδή όμως ο χάλυβας υπόκεινται σε μεγάλες εφελκυστικές τάσεις, αντιδρά στην παραμόρφωση που του επιβάλουν τα εξωτερικά φορτία του σεισμού.

Ερώτημα που αντιδρά ακριβώς ο οπλισμός?
Αντιδρά
α) στην συνάφεια που υπάρχει μεταξύ αυτού και του σκυροδέματος
β) στο περισφιγμένο σκυρόδεμα, που προσπαθεί πλάγιο αξονικά με καμπτικές τάσεις να του μεγαλώσει την ακτίνα καμπυλότητας.
Ερώτημα
Αν αυτό εφαρμόζει το περισφιγμένο σκυρόδεμα στον χάλυβα το ίδιο δεν εφαρμόζει και ο χάλυβας στην επικάλυψη του σκυροδέματος?
Αυτό με την σειρά του εγκρίνεται.
Για τους λόγους αυτούς, θα ήταν καλό να περιορίσουμε την πλαστιμότητα
Βλάπτει σοβαρά τις κατασκευές, αν αυτές δεν είναι κατασκευασμένες από λάστιχο.