Πρόσκληση για έρευνα έξω από την πεπατημένη μέσα από αυτό το φόρουμ

[seismic]

Εφαρμοζόμενο πεδίο έρευνας Μέθοδος όπλισης υποστυλωμάτων

Η συμπεριφορά της δομής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού είναι βασικά μια οριζόντια μετατόπιση (ας ξεχάσουμε για μια στιγμή οποιαδήποτε κατακόρυφη συνιστώσα) που επαναλαμβάνεται μερικές φορές.
Αυτή η σεισμική ενέργεια (που μετράται από την επιτάχυνση εδάφους) δημιουργεί οριζόντιες φορτίσεις, στροφές στους κόμβους του φέροντα οργανισμού που μετατρέπονται σε τέμνουσες. Μέσο των κόμβων οι οποίοι ενώνουν τα υποστυλώματα με τους δοκούς η δομή αποθηκεύει αυτήν την ενέργεια πάνω στον κορμό αυτών των δύο στοιχείων και εν συνεχεία την αποδίδει προς την αντίθετη κατεύθυνση Το ερώτημα είναι...πια είναι η καλύτερη μέθοδος όπλισης των υποστυλωμάτων ώστε αυτά να μπορούν να παραλάβουν περισσότερες σεισμικές φορτίσεις ( χωρίς να αστοχούν ) από ότι παραλαμβάνουν σήμερα με την πεπατημένη μέθοδο σχεδιασμού.

Η αντίδραση των κόμβων προς την φόρτιση του σεισμού είναι δεδομένη, και είναι η πεπατημένη μέθοδος σχεδιασμού.
Αν θέλουμε να ενισχύσουμε τον φέροντα οργανισμό πρέπει να βοηθήσουμε τους κόμβους ( χωρίς να τους καταργούμε ) με μία άλλη έξτρα μέθοδο παραλαβής σεισμικών φορτίσεων ώστε η μία μέθοδος να βοηθά την άλλη.

Δύο είναι οι παράγοντες που δημιουργούν την παραμόρφωση ή αλλιώς την στροφή όλων των κόμβων του φέροντα οργανισμού όταν αυτός μετατοπίζεται από τον σεισμό.
α) παράγοντας.
Στον σεισμό το κάθε ένα υποστύλωμα ξεχωριστά δέχεται επάνω του μία ροπή ανατροπής η οποία τα αναγκάζει να χάσουν την εκκεντρότητα ανασηκώνοντας την βάση τους, δημιουργώντας στροφές σε όλους στους κόμβους της κατασκευής.
Σήμερα για να περιορίσουμε τις στροφές στη βάση βάζουμε ισχυρές πεδιλοδοκούς στα υποστυλώματα.
Στα μεγάλα επιμήκη υποστυλώματα, (τοιχία) λόγω των μεγάλων ροπών που κατεβάζουν είναι πρακτικά αδύνατη η παρεμπόδιση της στροφής με τον κλασικό τρόπο κατασκευής των πεδιλοδοκών.
β) παράγοντας
Η ελαστικότητα που έχει ο κορμός του υποστυλώματος το αναγκάζει να χάσει την εκκεντρότητα και να δημιουργήσει στροφές στους κόμβους.

Και αυτός ο παράγοντας που συντελεί στην παραμόρφωση των κόμβων έχει όρια αντοχής.
Όσο η μετατόπιση κρατά κάθε τμήμα οποιουδήποτε μέλους
εντός ελαστικής περιοχής, όλη η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη δομή θα κυκλοφορήσει στο τέλος του κύκλου, προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Κανένα πρόβλημα....όμως..
Εάν η σεισμική ενέργεια (που μετράται από την επιτάχυνση εδάφους) είναι πάρα πολύ μεγάλη, θα παράγει υπερβολικά μεγάλες μετατοπίσεις που θα προκαλέσουν μια πολύ υψηλή καμπυλότητα στα κατακόρυφα και οριζόντια στοιχεία. Αν η καμπυλότητα είναι πολύ υψηλή, αυτό σημαίνει ότι η περιστροφή των τμημάτων των στηλών και των δοκών θα είναι πολύ πάνω από την ελαστική περιοχή (Θλιπτική παραμόρφωση σκυροδέματος πάνω από το 0,35% και τάσεις των ινών του οπλισμού πάνω από το 0,2 %).
Όταν η περιστροφή περάσει πάνω από αυτό το όριο ελαστικότητας, η δομή αρχίζει να «διαλύει την αποθήκευση της ενέργειας «μέσω πλαστικής μετατόπισης, το οποίο σημαίνει ότι τα τμήματα θα έχουν μια υπολειμματική μετατόπιση που δεν θα είναι σε θέση να ανακτηθεί (ενώ στην ελαστική περιοχή όλες οι μετατοπίσεις ανακτούνται).
Βασικά ο σχεδιασμός της αντοχής ενός σημερινού κτιρίου περιορίζετε στα όρια του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, και μετά περνά στις προεπιλεγμένες πλαστικές περιοχές, οι οποίες είναι προεπιλεγμένες περιοχές αστοχίας, (συνήθως είναι τα άκρα των δοκών) ώστε να μην καταρρεύσει η δομή. (Η δομή καταρρέει όταν αστοχήσουν τα υποστυλώματα με λοξό
/ σχήμα αστοχίας) Αν τα τμήματα που βιώνουν τις πλαστικές παραμορφώσεις, ξεπερνούν το όριο του σημείου θραύσης, και είναι και πάρα πολλές πάνω στην δομή, η δομή θα καταρρεύσει.