Εμφάνιση ενός μόνο μηνύματος
  #68  
Παλιά 24-11-13, 11:00
Το avatar του χρήστη seismic
seismic Ο χρήστης seismic δεν είναι συνδεδεμένος
Μέλος
 

Τελευταία φορά Online: 01-03-20 21:08
Γενική Περίληψη.
ΤΟ ΑΠΟΛΥΤΟ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ
Οι σεισμοί των τελευταίων δεκαετιών σε όλο τον κόσμο, καθώς και οι πρόσφατοι σεισμοί στη Ελλάδα, έχουν θέσει σε πρώτη προτεραιότητα το μείζον κοινωνικό και οικονομικό θέμα της σεισμικής συμπεριφοράς και της γενικότερης αντισεισμικής προστασίας των κατασκευών έναντι των σεισμών.
Λόγω της αναγκαιότητας του περιορισμού των επιπτώσεων του σεισμού
έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι βελτιστοποίησης της απόκρισης των κατασκευών προς τις σεισμικές κινήσεις.
Ένα σημαντικό τμήμα των εξελίξεων για την αντισεισμική ενίσχυση των κατασκευών, αντιτίθεται με τις σύγχρονες αρχιτεκτονικές ανάγκες, οι οποίες απαιτούν όσο το δυνατό ελεύθερες κατόψεις ( μη συμμετρική κατασκευή Ο/Σ ) και μείωση των φερόντων στοιχείων του κτιρίου.
Επίσης, οι αρχιτεκτονικές ανάγκες διαφοροποιούν καθ’ ύψος την επιφάνειας κάλυψης (κάτοψης) του κτιρίου.

Τα προβλήματα που προκύπτουν από την εφαρμογή των παραπάνω αρχιτεκτονικών απαιτήσεων είναι είτε η δημιουργία
«μαλακού ορόφου», είτε οι ουσιαστικές αποκλίσεις από την επιθυμητή συμμετρική διάταξη των στοιχείων ακαμψίας, καθώς και την εντονότερη καταπόνηση της κατασκευής, λόγω συγκέντρωσης εντατικών μεγεθών, αλλά και στρεπτομεταφορικών ταλαντώσεων.
Σχεδιάζουμε πλάστιμες κατασκευές, αλλά χρειαζόμαστε και την δυσκαμψία, για τις στρεπτομεταφορικές μετακινήσεις των ασύμμετρων ορόφων.
Σχεδιάζουμε με μεθόδους διαρροής ( ή αλλιώς πλαστικές περιοχές ) οι οποίες είναι προεπιλεγμένες περιοχές αστοχίας ώστε να είναι οι πρώτες που αστοχούν-διαρρέουν σε έναν ισχυρό σεισμό ώστε να προστατέψουμε τα υποστυλώματα από αστοχίες, μεταφέροντας τις διαρροές στις δοκούς.
Ο αναφερθείς σχεδιασμός είναι πολύ χρήσιμος αλλά ανεπαρκής για τις σημερινές αρχιτεκτονικές ανάγκες.
Στην προσπάθειά μου να σχεδιάσω το απόλυτο αντισεισμικό σύστημα
Α) Σχεδίασα έναν μηχανισμό ο οποίος προσδίδει στα άκαμπτα κάθετα στοιχεία μεγαλύτερη ακαμψία και αντοχή στις τέμνουσες, όσο και στις πλάγιες φορτίσεις.
Β) Σχεδίασα πιο αποτελεσματικές μεθόδους διαρροής.
Γ) Σχεδίασα πιο αποτελεσματική μέθοδο για την αποφυγή του μηχανισμού ορόφου
Δ) Σχεδίασα πιο αποτελεσματική μέθοδο για να εδράσω την κατασκευή.
Πως κατόρθωσα να τα συνδυάσω όλα αυτά μαζί?
Βίντεο σχεδιασμού. https://www.youtube.com/watch?v=KPaNZcHBKRI
Α) Σχεδίασα έναν μηχανισμό ο οποίος προσδίδει στα άκαμπτα κάθετα στοιχεία μεγαλύτερη ακαμψία και αντοχή στις τέμνουσες, όσο και στις πλάγιες φορτίσεις.
Ο μηχανισμός του υδραυλικός ελκυστήρας δομικών έργων της παρούσας
εφεύρεσης καθώς και ο τρόπος κατασκευής των δομικών
κατασκευών χρησιμοποιώντας τον υδραυλικό ελκυστήρα της
παρούσας εφεύρεσης έχουν ως κύριο σκοπό την ελαχιστοποί-
ηση των προβλημάτων που σχετίζονται με την ασφάλεια των
δομικών κατασκευών στην περίπτωση αντιμετώπισης φυσι-
κών φαινομένων όπως είναι ο σεισμός, οι ανεμοστρόβιλοι
και οι πολύ ισχυροί πλευρικοί άνεμοι. Σύμφωνα με την εφεύ-
ρεση αυτό επιτυγχάνεται με μια συνεχή προένταση (έλξη) της
δομικής κατασκευής προς το έδαφος και του εδάφους προς
την κατασκευή, κάνοντας αυτά τα δύο μέρη ένα σώμα. Αυτή τη
δύναμη προέντασης την εφαρμόζει ο μηχανισμός του υδραυ-
λικού ελκυστήρα δομικών έργων. Αυτός αποτελείται από ένα
συρματόσχοινο το οποίο διαπερνά ελεύθερο στο κέντρο τα κά-
θετα στοιχεία στήριξης της δομικής κατασκευής, καθώς και το
μήκος μιας γεώτρησης, κάτω απ’ αυτά. Στο κάτω άκρο του είναι
πακτωμένο με ένα μηχανισμό τύπου άγκυρας που πακτώνεται
στο ύψος της θεμελίωσης στα πρανή μιάς γεώτρησης και δεν
μπορεί να ανέλθει. Στο επάνω μέρος του, το συρματόσχοινο,
είναι πάλι πακτωμένο με ένα υδραυλικό μηχανισμό έλξης ο
οποίος το έλκει με μία συνεχή δύναμη ανόδου. Η ασκούμενη
έλξη στο συρματόσχοινο από τον υδραυλικό μηχανισμό και η
αντίδραση σ’ αυτήν την έλξη που προέρχεται από την πακτω-
μένη άγκυρα στο άλλο άκρο του γεννά την επιθυμητή προένταση
στο δομικό έργο η οποία προσδίδει στα άκαμπτα κάθετα στοιχεία μεγαλύτερη ακαμψία και αντοχή στις τέμνουσες, όσο και στις πλάγιες φορτίσεις.
Β) Σχεδίασα πιο αποτελεσματικές μεθόδους διαρροής, τοποθετώντας σεισμικό αρμό στα κομβικά σημεία, με την προσθήκη ελαστομερούς υλικού καθ ύψος, τοποθετημένο μεταξύ των πλακών και του προτεταμένου με το έδαφος άκαμπτου φρεατίου.
Γ) Σχεδίασα πιο αποτελεσματική μέθοδο για την αποφυγή του μηχανισμού ορόφου
Διότι το άκαμπτο προτεταμμένο με το έδαφος φρεάτιο επιτυγχάνει τον έλεγχο των παραμορφωσιακών μεγεθών του κάθετου άξονα του πλάστιμου φέροντα, προερχόμενες από την διαφορά φάσης των καθ ύψος πλακών Το φρεάτιο μη έχοντας διαφράγματα, αφενός, και σαν εξολοκλήρου προτεταμένος φορέας αφετέρου, αποκλείει τον μηχανισμό ορόφου.
Ακόμα η μέθοδος αυτή εξασφαλίζει Απόσβεση και απόκριση

Απόσβεση αναπτύσσεται σε όλα τα συστήματα που εκτελούν ταλάντωση .

Επίσης, σε πολλές πρακτικές εφαρμογές, προστίθενται ειδικές συσκευές οι οποίες, μέσω της αύξησης της απόσβεσης, οδηγούν σε μείωση της απόκρισης.
Στη δυναμική ανάλυση, ενδιαφερόμαστε για τα αποτελέσματα της απόσβεσης στην απόκριση.
Η κύρια επιρροή της απόσβεσης σε συστήματα που ταλαντώνονται είναι ότι μειώνει το εύρος της απόκρισης.
Ως συνέπεια, η ελεύθερη ταλάντωση σταματά όταν, μετά την αρχική διέγερση, η κατασκευή αφήνεται ελεύθερη να ταλαντωθεί.
Στις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, η απόσβεση γρήγορα εξαλείφει το παροδικό μέρος της απόκρισης και μειώνει το εύρος της μόνιμης απόκρισης.
Η απόσβεση επηρεάζει σημαντικά την απόκριση κατασκευών που υφίστανται φορτία μεγάλης διάρκειας και πολλών κύκλων φόρτισης, όπως είναι οι σεισμοί.
Η απόσβεση επηρεάζει την απόκριση η οποία υπόκειται σε πολλές αλλαγές κατά τη διάρκεια των οποίων καταναλώνεται ενέργεια.
Η πρόσθετη απόσβεση παράγεται από ειδικές συσκευές απόσβεσης ενσωματωμένες στην κατασκευή.
Είναι συνήθως κυλινδρικά συστήματα με ένα εσωτερικά τοποθετημένο έμβολο και γεμάτα με υδραυλικό υγρό.
Η ενδογενής απόσβεση παράγεται από δυνάμεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό των κυλινδρικών συστημάτων, αναπτύσσοντας μοριακή τριβή στα υδραυλικά υγρά, η οποία μετατρέπετε σε θερμική ενέργεια.
Η κατανάλωση ενέργειας στο υδραυλικό σύστημα είναι μια πολύπλοκη διεργασία που επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την πίεση που εφαρμόζεται στην διεπιφάνεια των υγρών, του εμβόλου, και του θαλάμου.


Οι δυνάμεις που προκαλούν κατανάλωση ενέργειας ονομάζονται δυνάμεις απόσβεσης και πάντα αντιτίθενται στην κίνηση του συστήματος που εκτελεί ταλάντωση.
Η μέθοδος σχεδιασμού στο πάρα πάνω βίντεο εξασφαλίζει απόσβεση
1) Οριζοντίως στην βάση
2) στο ύψος των ( διαφραγμάτων ) πλακών και του φρεατίου. ( σεισμικός αρμός )
3) στο δώμα, που είναι τοποθετημένο το υδραυλικό σύστημα.
Και όλα αυτά, χωρίς να καταργεί την πλαστιμότητα του φέροντα, που από μόνη της και αυτή είναι ένας μηχανισμός απόσβεσης σεισμικής ενέργειας.
Δ) Σχεδίασα πιο αποτελεσματική μέθοδο για να εδράσω την κατασκευή.
Διευκρίνηση φορτίσεων προέντασης, που εφαρμόζονται μεταξύ δώματος και εδάφους
Όταν ο μηχανισμός του υδραυλικού συστήματος εφαρμόζει προένταση μεταξύ εδάφους και δώματος, εσείς νομίζετε ότι το έδαφος θα υποχωρήσει γιατί είναι μαλακό, και δέχεται περισσότερα φορτία από την πρόσθετη φόρτιση της προέντασης
Δεν συμβαίνει όμως αυτό.
Όταν λέμε ότι ο μηχανισμός του υδραυλικού συστήματος εφαρμόζει προένταση μεταξύ εδάφους και δώματος, στην πραγματικότητα αυτό που γίνεται είναι ότι εξασκούνται φορτία προέντασης μεταξύ βάσης και δώματος, και την ίδια στιγμή φορτίσεις προς στα πρανή της γεώτρησης.

Δηλαδή ποτέ ο υδραυλικός ελκυστήρας δεν φορτίζει το έδαφος με πρόσθετες κάθετες φορτίσεις πέραν των στατικών φορτίσεων του φέροντα,
όταν εφαρμόζουμε την προένταση
Απεναντίας βοηθάει το έδαφος να μην πάθει καθίζηση από τα φορτία της κατασκευής, λόγο των πλάγιων φορτίσεων που εξασκεί στα πρανή της γεώτρησης.

Δηλαδή είναι ένας μηχανισμός που πακτώνεται στα πρανή της γεώτρησης,
στηρίζοντας την βάση, και ταυτόχρονα εφαρμόζει προένταση στα κάθετα στοιχεία, πλην του εδάφους.
Το έδαφος δηλαδή δεν δέχεται ουδεμία προένταση.
Αυτός ο μηχανισμός είναι ισχυρός τόσο στα κάθετα, όσο και στα ανοδικά φορτία, προστατεύοντας τον φέροντα και από την ταλάντωση, και από την καθίζηση του εδάφους.

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 τείνει να παραμορφωθεί, λόγο στατικών φορτίων και από την επιβολή φορτίσεων προερχόμενες από την προένταση.
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.
Άρχισα να κάνω δικά μου πειράματα για να ελέγξω πρώτον την πρόσθετη ακαμψία και αντοχή στις τέμνουσες που προσδίδει η ευρεσιτεχνία σε άκαμπτες κατασκευές.
Σας παρουσιάζω τα αποτελέσματα των πειραμάτων που διεξήχθηκαν πάνω στην ίδια πλαισιωτή κατασκευή ( μοντέλο ) με και χωρίς το σύστημα της ευρεσιτεχνίας.
Η δοκιμές διεξήχθηκαν σε διαφορετικές επιταχύνσεις.
Πείραμα με το σύστημα της ευρεσιτεχνίας.
1) https://www.youtube.com/watch?v=8ubLKyyO2q0
2) https://www.youtube.com/watch?v=zOyoEWpvsjM
3) https://www.youtube.com/watch?v=Q6og4VWFcGA
Πείραμα χωρίς το σύστημα της ευρεσιτεχνίας, σε πολύ μικρότερη επιτάχυνση, λόγο κινδύνου ανατροπής του μοντέλου.
https://www.youtube.com/watch?v=Ux8TzWYvuQ0
1)Συμπέρασμα
Το συμπέρασμα που βγάζω εγώ είναι ότι αν το μοντέλο ήταν πιο πολλών ορόφων, θα είχε ακόμα περισσότερη ταλάντωση από ότι αυτό των δύο ορόφων....Πρώτο συμπέρασμα είναι ότι αυτό το αντισεισμικό είναι πάρα πολύ απαραίτητο για τα ψιλά κτίρια για να σταματάει την ταλάντωση από τον αέρα, και τον σεισμό, καθώς και για να εφαρμοσθεί στην πρώτη μέθοδο με το κεντρικό φρεάτιο ώστε να ελέγχει την πλαστιμότητα του φέροντα που πάλλεται γύρο του.
Ακόμα
Αν αυτό το μοντέλο από Ο.Σ του πειράματος ήταν κατασκευασμένο από οπτόπλινθους ( τούβλα ) χωρίς κολόνες, φαντάζεστε και μόνοι σας τι θα συνέβαινε αν δεν υπήρχαν οι κοχλίες και οι ντίζες.
2)Συμπέρασμα απαραίτητο το αντισεισμικό στην συνεχή δόμηση.

Βασικά αυτό που κάνει η ευρεσιτεχνία είναι ότι κάνει πολύ πιο ισχυρά τα άκαμπτα μεγάλα κάθετα στοιχεία, προσδίδοντας σε αυτά μεγαλύτερη αντοχή τόσο στην τέμνουσα, όσο και στις πλάγιες φορτίσεις.
Υπάρχουν πολλοί σχεδιασμοί για την τοποθέτησή του συστήματος οι οποίοι εξαρτώνται από τις αρχιτεκτονικές ανάγκες σχεδιασμού.
Το νέον της ευρεσιτεχνίας είναι ότι πακτώνει την κατασκευή στο έδαφος αφενός, και αφετέρου εισάγει ένα ( νέο ) καθοδικό φορτίο στους κόμβους της ανώτατης στάθμης του δώματος, αντίθετης φοράς προς την ανοδική τάση του, προερχόμενη από την ταλάντωση που προκαλεί ο σεισμός.
Αυτό το κάθετο φορτίο στους ανώτατους κόμβους ( απόκριση στην άνοδο του δώματος ) έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση της ταλάντωσης του δομικού έργου, η οποία είναι υπεύθυνη για τις παραμορφώσεις και αστοχίες του έργου.
Με λίγα λόγια εισάγει μία νέα απόκριση στην άνοδο του δώματος, η οποία δεν υφίσταται στις σχεδιαζόμενες κατασκευές σήμερα.
Από την άλλη αυτή η κάθετη τάση
α) μειώνει τις ιδιοσυχνότητες
β) έχει καλύτερη απόκριση προς τον μηχανισμό ορόφου, διότι δεν υπάρχουν διαφράγματα
γ) Απαλείφει το πρόβλημα της ανεπαρκούς σινάφιας που υφίσταται στη διεπιφάνεια σκυροδέματος χάλυβα.
Αν αποφασίσουμε να επιβάλουμε και μερική προένταση στα κάθετα στοιχεία, ( μέσο του μηχανισμού της ευρεσιτεχνίας ) αυτό θα το κάνουμε μόνο για να αυξήσουμε την ενεργό διατομή και για να αυξήσουμε την ικανότητα των υποστυλωμάτων, προς την διάτμηση και να βελτιώσουμε τα λοξά βέλη, και τον λοξό εφελκυσμό, και την τέμνουσα βάσης.
Η προένταση όμως καταπονεί με περισσότερα φορτία θλίψης τις διατομές, και η απαίτηση χρησιμοποίησης ισχυρότερου σκυροδέματος είναι δεδομένη.
Όσο για την οπή μεταξύ του φρεατίου και των πλακών, υπάρχουν λύσεις προς διερεύνηση.
1) Λύση είναι η τοποθέτηση σκληρού φελιζόλ γύρο από το φρεάτιο, και κατασκευή παχιάς πλάκας με διαδοκίδες.
2) Λύση είναι διπλό τοιχίο στο φρεάτιο, με προσθήκη φελιζόλ μεταξύ των δύο φρεατίων. Το μέσα προτεταμένο, το εξωτερικό ( με διαφράγματα ) για να στηρίζει της πλάκες.
3) Λύση είναι σιδηροδοκός σχήματος Γ πακτωμένος περιμετρικά με το φρεάτιο, ( κάτω από τα διαφράγματα ) Επάνω στον γωνιακό σιδηροδοκό εφέδρανα που θα στηρίζουν την πλάκα, και σεισμικό αρμό μεταξύ πλάκας και φρεατίου.
Εγώ πιστεύω ότι η πρώτη είναι η λύση, και μάλιστα το ιδανικό θα ήταν αν το φρεάτιο και η οπή της πλάκας είχαν κυκλικό σχήμα.
Ακόμα...
Ο τρόπος που δουλεύει το φρεάτιο, έχει σχέση με το γεωμετρικό σχήμα που παίρνει στο χώρο το κτίριο κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.
Η ενέργεια που αποθηκεύεται στο κτίριο μοιάζει με αυτήν ενός ελατηρίου που παραμορφώνεται. Δηλ. έχει σχέση με την παραμόρφωσή του και τις ασκούμενες δυνάμεις. Όταν μιλάμε για σεισμική απόκριση αυτό ακριβώς εννοούμε, δηλ. "την παραμόρφωση και τα φορτία που αναπτύσσονται στο κτίριο, εξ αιτίας της εδαφικής κίνησης στη βάση της κατασκευής". Το κτίριο κατά την σεισμική του ταλάντωση παίρνει διάφορες γεωμετρικές μορφές. Αυτές οι ιδιομορφές του αντιστοιχούν στις ιδιοπεριόδους του και είναι τόσες όσοι οι βαθμοί της ελευθερίας κίνησής του.
Αυτές ακριβώς οι ιδιομορφές καθορίζουν το είδος του στατικού φορέα και για την περίπτωση του φρεατίου βρίσκονται μεταξύ δύο οριακών καταστάσεων - στατικών συστημάτων. Η μία μπορεί να περιγραφεί σαν μία συνεχής δοκός με ανυποχώρητες στηρίξεις στις θέσεις των πλακών και πάκτωση στη βάση του φρεατίου και η άλλη με έναν εντελώς ελεύθερο πρόβολο πακτωμένο στη βάση μιας κοιτόστρωσης η οποία έχει όριζόντια σεισμική μόνωση.
Μία διευκρίνηση ακόμα.... Η πρώτη ( προτεταμένο φρεάτιο ) δίνει στην δεύτερη πλάστιμη κατασκευή την ελευθερία κινήσεων που χρειάζεται να έχει τοποθετώντας όλο και μεγαλύτερο σεισμικό αρμό καθ ύψος, στο ύψος των διαφραγμάτων, ώστε να αποφύγει την μεταφορά φορτίων προς τους κάτω ορόφους, η οποία θα προερχόταν από την πρωταρχική κρούση των πάνω πλακών με το φρεάτιο.
Άλλη μία διευκρίνηση...είναι ότι ο πλάστιμος φορέας δεν είναι πακτωμένος με το έδαφος διότι του έχω τοποθετήσει εφέδρανα, ή αυτή την άλλη οριζόντια σεισμική μόνωση της φωτογραφίας.

Τόσο οι καθ ύψος διαφορετικοί σεισμικοί αρμοί, όσο και η οριζόντια σεισμική μόνωση που τοποθέτησα στην μέθοδο, πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψιν στη βάση υπολογισμού των παραμορφώσεων.
Απάντηση με παράθεση