Aντισεισμικό σύστημα τοποθετημένο σε φρεάτιο του φέροντα

[seismic]

Ως προς τους προτεταμένους φορείς από οπλισμένο σκυρόδεμα με σκελετό, τους μονολιθικούς φορείς από Ο.Σ και τοιχοποιία, και τους φορείς από σύμμεικτες και μεταλλικές κατασκευές, και σε αυτούς με κεντρικό πυρήνα αναφερθήκαμε στα προηγούμενα άρθρα.

Διαπιστώνετε και μόνοι σας ότι υπάρχει πληθώρα φορέων, ώστε να διαλέξουμε τον κατάλληλο για τον σωστό σχεδιασμό, και τις ανάγκες του κάθε έργου κατά περίπτωση, τόσο ως προς τις επιβαλλόμενες παραμορφώσεις, όσο και προς τον οικονομικό σχεδιασμό.

α)Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να έχουμε τον έλεγχο της πλαστιμότητας, τόσο στον δείκτη μετακίνησης του φορέα, όσο και στο δείκτης πλαστιμότητας καμπυλοτήτων.

β) Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να έχουμε κατάργηση ή τον πλήρη έλεγχο στις τέμνουσες των κόμβων.

γ) Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να έχουμε μεγαλύτερες αντοχές στην τέμνουσα βάσης.

δ) Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να πούμε ότι η θεμελίωση του εδάφους θα αντέξει τις θλιπτικές φορτίσεις σε μαλακά εδάφη κατηγορίας ( Χ ) χωρίς την βοήθεια πασσάλων.

ε) Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να πούμε ότι έχουμε τον πλήρη έλεγχο στις στρεπτικές ροπές του φέροντα, ( με προτεταμένα φρεάτια κατάλληλα τοποθετημένα σε επί μέρους θέσεις του φέροντα )

ζ) Είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να πούμε ότι έχουμε τον πλήρη έλεγχο του κάθετου άξονα του φέροντος ως προς την διαφορά φάσης των πλακών, καθώς και ως προς την μεταφορά των ροπών των ορόφων.
Γενικά έχουμε τον πλήρη έλεγχο των παραμορφώσεων στα επιτρεπτά όρια της πλαστιμότητας του φορέα.
η) Έχουμε σεισμική μόνωση τόσο στον οριζόντιο, όσο και στον κάθετο άξονα του κτιρίου.

Βασικά έχουμε την μέθοδο κατασκευών, ώστε να μπορούμε να σχεδιάσουμε τον απόλυτο αντισεισμικό φέροντα.

[seismic]

Η Εδαφομηχανική και η χρησιμότητα του υδραυλικού ελκυστήρα.

Ο Πολιτικός Μηχανικός σχεδόν καθημερινά αντιμετωπίζει προβλήματα που
αφορούν το έδαφος.
Το χρησιμοποιεί σαν μέσο θεμελίωσης των τεχνικών
έργων, σαν υλικό κατασκευής επιχωμάτων, φραγμάτων και άλλων χωμάτινων
έργων, σχεδιάζει κατασκευές για να το αντιστηρίξει σε περιπτώσεις εκσκαφών ή
σηράγγων και τέλος πρέπει να επιλύσει ειδικά προβλήματα που έχουν σχέση με το
έδαφος, όπως: αποστραγγίσεις, αντλήσεις, διάδοση κραδασμών και σεισμικών
δονήσεων κλπ. Τα ανωτέρω προβλήματα και οι μέθοδοι επίλυσής τους εξαρτώνται
άμεσα από τη μηχανική συμπεριφορά των εδαφικών υλικών, που αποτελεί το
κύριο αντικείμενο της Εδαφομηχανικής ή γενικότερα της Γεωτεχνικής Μηχανικής.

Θεωρώ δεδομένο ότι σαν μηχανικοί ξέρετε να αντιμετωπίζετε τα πάρα πάνω προβλήματα με διάφορους τρόπους, όπως ξέρετε και το κόστος που μπορεί να φθάσει η κατασκευή ώστε να περιορίσετε τις παραμορφώσεις του εδάφους.

Ακόμα ξέρετε ότι οι άκαμπτοι φορείς σε διέγερση σεισμού, επιφορτίζουν με περισσότερες τάσεις την θεμελίωση, από ότι οι πλάστιμοι φορείς.
Σε περίπτωση μάλιστα όπου ο φορέας είναι ( σαν αυτόν που προτείνω εγώ )προτεταμένος με το έδαφος, ( υπερτασικός ) τότε οι επιφορτίσεις των τάσεων της θεμελίωσης είναι ακόμα μεγαλύτερες.

Ακόμα ξέρουμε ότι το έδαφος είναι γενικά ιδιαίτερα ανομοιογενές λόγω
της φυσικής του γένεσης και των επακόλουθων μετακινήσεων του φλοιού της γης,
έχει μεταβλητή σύνθεση και ανεξέλεγκτη μηχανική συμπεριφορά, οπότε αυτοί οι λόγοι μπορούν να δημιουργήσουν διαφορετικές παραμορφώσεις του εδάφους σε κάθε θεμελίωση του ιδίου φορέα, έστω και αν τα φορτία και η θεμελίωση είναι ίδια.
Δεδομένων αυτών που αναφέραμε πάρα πάνω, η χρήση του υδραυλικού ελκυστήρα θα δημιουργούσε σοβαρά προβλήματα στις κατασκευές, διότι στα χαλαρά εδάφη ο σχεδιασμός του φορέα θα περνούσε τις μέγιστες ανεκτές μετακινήσεις λόγο μεγαλύτερων παραμορφώσεων του εδάφους.

Αυτά όμως δεν συμβαίνουν με τον υδραυλικό ελκυστήρα, διότι είναι σχεδιασμένος έτσι ώστε... όχι μόνο να μην δημιουργεί προβλήματα παραμόρφωσης του εδάφους θεμελίωσης, αλλά και να τα επιλύει, μειώνοντας στο ελάχιστο το πρόβλημα της παραμόρφωσης των εδαφών της θεμελίωσης που οφείλετε τόσο στα στατικά φορτία της κατασκευής, όσο και στις μέλλουσες σεισμικές φορτίσεις.
Πως ο υδραυλικός ελκυστήρας επιτυγχάνει την ελάχιστη παραμόρφωση της βάσεως του εδάφους, από οποιαδήποτε άλλη μέθοδο

Αν είχαμε ένα συρματόσχοινο του οποίου η μία άκρη ήταν πακτωμένη με την βοήθεια μιας άγκυρας στα βάθη μιας γεώτρησης κάτω από την βάση, και στο άλλο του άκρο αφού διαπερνούσε ελεύθερο τα κάθετα στοιχεία, του εξασκούσαμε προένταση στο δώμα της κατασκευής, τότε θα είχαμε την παραμόρφωση του εδάφους αν ήταν χαλαρό.

Αυτό δεν συμβαίνει με τον υδραυλικό ελκυστήρα.
Η αιτία βρίσκεται στον μηχανισμό της άγκυρας, και συγκεκριμένα στους δύο σωλήνες που φέρει.

http://postimage.org/image/2dmcy79yc/

Αυτοί οι σωλήνες έχουν διαφορετική διάμετρο, έτσι ώστε ο ένας να ολισθαίνει μέσα στον άλλον.
Ο εσωτερικός σωλήνας είναι συνδεδεμένος με τον τένοντα.
Ο εξωτερικός σωλήνας που είναι και ο υποδοχέας του τένοντα, καταλήγει κάτω από την βάση, και αυτός είναι η αιτία που η βάση δεν υποχωρεί όταν το έδαφος παραμορφωθεί.

Αυτός ο σωλήνας όταν δέχεται τα φορτία της βάσης, τείνει να υποχωρήσει κάθετα.

Αδυνατεί όμως να υποχωρήσει κάθετα, διότι είναι συνδεδεμένος με πίρους και μπάρες πυραμοειδούς μορφής, στο άλλο άκρο του, οι οποίες μπάρες μεταβιβάζουν τα φορτία της βάσης στα πρανή της γεώτρησης.
Αυτή η μεταβίβαση των φορτίων μέσο των μπαρών, υποβοηθείται και από τις άλλες πυραμοειδούς μορφής μπάρες οι οποίες είναι ανεστραμμένες και συνδεδεμένες με τον εσωτερικό σωλήνα του τένοντα.
Κατ αυτόν τον τρόπο, οι μπάρες σπρώχνουν κατά ένα σημείο από διαφορετική κατεύθυνση, και αποκλείουν την ολίσθηση στα πρανή της γεώτρησης.
Η πάνω σωλήνα μεταβιβάζει τάσεις της βάσης στα πρανή της γεώτρησης, και η κάτω σωλήνα μεταβιβάζει τάσεις του τένοντα στα πρανή της γεώτρησης.

http://postimage.org/image/2mlql3ag4/

Δηλαδή έχουμε ένα νέο είδος πασσάλου τριβής, με το επιπλέον πλεονέκτημα την συνεχή τάση στα πρανή της γεώτρησης που εφαρμόζεται μέσο του τένοντα και των στατικών φορτίων του φέροντα.

Ξέρουμε ότι το σύνολο σχεδόν των παραμορφώσεων του εδάφους
είναι μή-αντιστρεπτές, δηλαδή δεν αναιρούνται με την απομάκρυνση του αιτίου
που τις προκάλεσε
Οι πάσσαλοι τριβής αφού εισχωρήσουν στο έδαφος δημιουργούν παραμορφώσεις που είναι μη - αντιστρεπτές, που αυτό σημαίνει μικρή τριβή όταν δέχονται καθοδικά φορτία, και μηδαμινή τριβή και αντίσταση σε ανοδικά φορτία.

http://postimage.org/image/14tj1webo/

Ο υδραυλικός ελκυστήρας έχει το πλεονέκτημα ( λόγο συνεχών τάσεων στα πρανή της γεώτρησης )
να έχει μεγαλύτερες πλάγιες τριβές από ότι ο πάσσαλος τριβής.

Είναι σαφές ότι τα φορτία της
κατασκευής που ασκούνται στο έδαφος στα σημεία έδρασης των στοιχείων
θεμελίωσης μεταφέρονται και πέραν των σημείων αυτών με την ανάπτυξη τάσεων, οι
οποίες προκαλούν παραμόρφωση του εδάφους στην περιοχή της θεμελίωσης. Όσο
αυξάνει η απόσταση από τα σημεία έδρασης, οι αναπτυσσόμενες τάσεις μειώνονται
και συνεπώς μειώνονται και οι απαιτήσεις ανθεκτικότητας του εδάφους.
Σε όλες τις περιπτώσεις, όμως, οι πρόσθετες τάσεις λόγω των φορτίων της
κατασκευής είναι σημαντικές μόνο σε μια περιοχή κάτω από τα σημεία έδρασης
(ζώνη επιρροής).

Με τον υδραυλικό ελκυστήρα έχουμε για πρώτη φορά δύο ζώνες επιρροής.
α) μία κάτω από την βάση.
β) μία προς τα πρανή της γεώτρησης.

Κατ αυτόν τον τρόπο έχουμε διπλή στήριξη της βάσης στο έδαφος.

Ακόμα η συμπύκνωση της χαλαρότητας του εδάφους από τις τάσεις του υδραυλικού μηχανισμού, προσφέρουν καλύτερη θεμελίωση.
Όταν μάλιστα τοποθετήσουμε και άλλους ελκυστήρες κοντά στον κύριο ελκυστήρα, τότε η βελτίωση του εδάφους είναι σημαντική διότι η ζώνη επιρροής δεν υφίσταται μόνο στα πρανή της γεώτρησης, αλλά καθ όλο το εμβαδόν του φέροντα, και πέραν από αυτόν.

Δηλαδή μπορούμε σε ένας φέροντα με κοιτόστρωση να τοποθετήσουμε δύο ειδών ελκυστήρες.
α) Τους υδραυλικούς ελκυστήρες με τους οποίους θα εφαρμόσουμε προένταση στα κάθετα στοιχεία μεταξύ δώματος και εδάφους.
β) Τον απλό ελκυστήρα, ( http://postimage.org/image/15or8eeuc/ )με τον οποίον θα εφαρμόσουμε προένταση μεταξύ του επιπέδου της βάσης και των πρανών της γεώτρησης.
Κατ αυτόν τον τρόπο, θα έχουμε συμπύκνωση των εδαφών σε όλο το εμβαδόν της κοιτόστρωσης, και πέραν αυτής.