Τι κάνει η ευρεσιτεχνία, που δεν κάνει η εφαρμοσμένη τεχνολογία σήμερα.
Η εφαρμοσμένη τεχνολογία σήμερα απλός εδράζει την κατασκευή στο έδαφος.
Η ευρεσιτεχνία την ενώνει με το έδαφος, κάνοντας αυτά τα δύο ένα, (σαν σάντουιτς)
Για μένα αυτή η ένωση της κατασκευής με το έδαφος, αλλάζει ευεργετικά την κατεύθυνση και το είδος των δυνάμεων, που εφαρμόζονται στην κατασκευή δυναμικά, κατά την διέγερση του σεισμού, και προκαλούν αστοχία.
Δυνάμεις που προκαλούν αστοχία στα κτήρια.
α) Οι δυνάμεις διάτμησης.
β) Οι ροπές στους κόμβους
Πως δημιουργούνται
1) ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΔΙΑΤΜΗΣΗΣ
α) Οι δυνάμεις διάτμησης, δημιουργούνται κυρίως στα κάθετα στοιχεία στήριξης κατά την επιτάχυνση του σεισμού, λόγο αδράνειας της μάζας.
Ερώτηση.
Η διάτμηση είναι η ίδια σε όλα τα στοιχεία στήριξης?
Απάντηση
Όχι. Η διάτμηση είναι μεγαλύτερης ισχύος στα στοιχεία του ισογείου.
Ερώτηση. Γιατί?
Απάντηση
Για δύο κύριους λόγους.
α) Έχουν να διαχειριστούν (σε μετακίνηση) περισσότερα φορτία μάζας, που συνεπάγεται σε μεγαλύτερη αδράνεια, οπότε στην δημιουργία μεγαλύτερης διάτμησης στην διατομή κάτοψις του στοιχείου.
β) Λόγο ακαμψίας των στοιχείων του ισογείου.
Όλα τα άλλα στοιχεία στήριξης, ( εκτός του ισογείου ) έχουν κάποια ελαστικότητα στους κόμβους, και στα στοιχεία στήριξης, η οποία είναι ευεργετική, διότι απορροφούν ενέργεια του σεισμού, λόγο μετατροπής της ενέργειας αυτής, σε θερμότητα.
Αυτή η ευεργετική απορρόφηση ενέργειας,καταργείται κατά μεγάλο βαθμό στα στοιχεία του ισογείου, για ένα κύριο λόγο.
Διότι κάτω από το στοιχείο ( κολόνα ) του ισογείου υπάρχει η βάση, η οποία είναι άκαμπτη, (διότι είναι συνήθως μέσα στο έδαφος) και μεταδίδει ακέραια την επιτάχυνση του σεισμού. ( Οπότε και αυξημένες διατμητικές τάσεις )
Στα στοιχεία ( κολόνες ) των πάνω ορόφων δεν συμβαίνει το ίδιο, διότι το στοιχείο του κάτω ορόφου έχει απορροφήσει κάποια ενέργεια, μεταδίδοντας στον πιο πάνω όροφο μικρότερη ενέργεια.
Σε συνδυασμό με τα αυξημένα φορτία της μάζας που έχει να διαχειριστεί, έχουμε αυξημένες κατά πολύ τις τάσεις ( δυνάμεις )
διάτμησης στα στοιχεία του ισογείου.
Για τον λόγο αυτό, οι περισσότερες αστοχίες συμβαίνουν στο ισόγειο.
Αυτό το φαινόμενο μπορούμε να το λύσουμε αυξάνοντας την διατομή κάτοψης των στοιχείων του ισογείου.
Αν όμως το κάνουμε αυτό, έχουμε άλλο πρόβλημα.
α) Χάνουμε την ελαστικότητα των στοιχείων. ( οπότε και την απόσβεση της επιτάχυνσης )
2) ΡΟΠΕΣ ΣΤΟΥΣ ΚΌΜΒΟΥΣ
Οι ροπές στους κόμβους, οι οποίες και αυτές καταλήγουν να καταπονούν τα κάθετα και οριζόντια στοιχεία στήριξης, με διατμητικές τάσεις, συμβαίνουν για τον εξής λόγο.
Κατά την επιτάχυνση του σεισμού, έχουμε την γνωστή αδράνεια του φέροντος οργανισμού, αλλά και την αδράνεια των φερόντων μαζών που έχουν να διαχειριστούν, και επιβαρύνουν με οριζόντιες διατμητικές τάσεις τα κάθετα στοιχεία.
Σε ένα πολυόροφο κτήριο, τα κάθετα στοιχεία, είναι ενιαία από τον πρώτο όροφο, μέχρι τον τελευταίο.
Η δομική ακεραιότητα όλων των στοιχείων του φέροντος οργανισμού, ( κολόνες, δοκοί, πλάκες ) επιτυγχάνετε όταν αυτά ενωθούν στα κομβικά σημεία
Αυτά τα κομβικά σημεία
στην αδράνεια του φέροντος οργανισμού, αντιδρούν με ροπές, που καταπονούν με διατμητικές τάσεις τα κάθετα και οριζόντια στοιχεία
Αν ο σχεδιασμός δεν είναι σωστός, καταλήγει σε αστοχία, του κάθετου στοιχείου, που είναι ψαθυρό, και όχι του οριζόντιου.
Ο λόγος είναι ότι το κάθετο στοιχείο, ( κολόνα ) έχει μικρότερη διατομή κάτοψις, σε σχέση με την δοκό, της οποίας η μάζα, καθ όλο το μήκος της αποτελεί δομική οντότητα με την πλάκα, οπότε υπολογίζεται σαν ενιαίο σώμα ισχυρότερη του κάθετου στοιχείου
Αν λάβουμε υπ’ όψιν ότι μία κολόνα φέρει επάνω της τουλάχιστον δύο δοκούς, καταλαβαίνουμε την διαφορά αντοχής ( ως προς την διάτμηση ) μεταξύ της κολόνας, και των οριζόντιων στοιχείων στήριξης.
Κατά την ταλάντωση ενός ψιλού κτηρίου, αυτό έχει την τάση να σηκωθεί μονόπλευρα λόγο ροπής δημιουργώντας ένα κενό κάτω από τις πίσω βάσεις.
Δηλαδή οι μπροστινές κολόνες προσπαθούν να σηκώσουν τις πίσω κολόνες, λόγο τις δομικής οντότητας που έχουν, και τους την προσφέρει η ένωσή τους με τις δοκούς
Αυτό το κενό, ακυρώνει την αντίσταση του εδάφους προς την βάση, οπότε η βάση, από εκεί που κράταγε το κτίριο μένει μετέωρη στον αέρα.
Βέβαια αυτό στην πράξη δεν συμβαίνει ποτέ, διότι τα στατικά φορτία της κατασκευής, κατά την μονόπλευρη άνοδό του, έρχονται να καθηλώσουν την κολόνα με την βάση στο έδαφος,δημιουργώντας ροπές στους κόμβους,
Αυτές οι ροπές,δημιουργούν λοξή διάτμηση στην διατομή κάτοψης του κάθετου στοιχείου, το οποίο δεν αντέχει τα φορτία, και έχουμε ψαθυρά αποτελέσματα, ακυρώνοντας την δομική οντότητα της κατασκευής.
Αυτά που εξήγησα φαίνονται καθαρά στα πρώτα λεπτά του πειράματος που έχω κάνει.
http://www.youtube.com/watch?v=JJIsx1sKkLk
Στο πείραμα στα πρώτα λεπτά, βλέπουμε έναν ξύλινο φέροντα οργανισμό, ( σκελετό οικοδομής ) ο οποίος κατά την αδράνεια ταλαντεύεται και σηκώνετε μονόπλευρα, εναλλάξ.
Αυτό συμβαίνει διότι είναι ελαφρύς, και οι κόμβοι του αντέχουν τις ροπές, που δημιουργούνται από το στατικό βάρος της αστήρικτης πλευράς του φέροντα οργανισμού.
Μόλις όμως του βάλουμε τα στατικά φορτία των δύο τούβλων, αυτός ναι μεν ταλαντεύεται, αλλά οι βάσεις δεν σηκώνονται μονόπλευρα,
διότι οι κόμβοι δεν αντέχουν πια το πρόσθετο στατικό φορτίο των τούβλων.
ΛΥΣΗ
Εδώ από την ανάλυση που έκανα πάρα πάνω, βλέπουμε γιατί αστοχεί μία κατασκευή, όταν αυτή περάσει τα όρια σχεδίασης.
Δεν υπάρχει απόλυτος αντισεισμικός σχεδιασμός
Ο Ελληνικός αντισεισμικός κανονισμός έχει κάποια αντοχή, και από εκεί και πέρα υπάρχει μόνο η ψαθυρή αλήθεια.
Για μένα η αντοχή του έχει συγκεκριμένα όρια για τον λόγο που ανέφερα πάρα πάνω.
(Αυτό το φαινόμενο μπορούμε να το λύσουμε αυξάνοντας την διατομή κάτοψης των στοιχείων του ισογείου.
Αν όμως το κάνουμε αυτό, έχουμε άλλο πρόβλημα.
Χάνουμε την ελαστικότητα των στοιχείων. ( οπότε και την απόσβεση της επιτάχυνσης ) )
Η ΛΥΣΗ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΩ
Φαίνεται και στην συνέχεια του πειράματος που σας παρέθεσα στο link, αλλά φαίνεται και σε αυτά που θα πω πάρα κάτω.
Υπάρχουν τρία προβλήματα που πρέπει να λύσουμε, για να εφαρμόσουμε προένταση μεταξύ εδάφους και δώματος,.... ή απλή πάκτωση του εδάφους με την κατασκευή.
α) Ο λυγισμός
β) Η αντοχή των υλικών.
γ) Η αντοχή του εδάφους
Για να δουλέψει ευεργετικά στον σεισμό η προένταση, ή η πάκτωση της κατασκευής με το έδαφος, χρειάζεται μεγάλη διατομή κάτοψις των στοιχείων στήριξης, και μεγάλη αντοχή υλικών, αν πρόκειται να εφαρμόσουμε προένταση, ώστε να έχουμε πρόσθετα τα ευεργετήματα αυτής, στα πλαίσια της επαλληλίας.
Αυτά τα δύο στοιχεία που χρειάζομαι μου τα προσφέρουν τα προκατασκευασμένα σπίτια, τα οποία είναι εξ ολοκλήρου από οπλισμένο σκυρόδεμα.
Το γ) πρόβλημα των χαλαρών εδαφών, μου το λύνει η κυτόστρωση, και ο ιδικός μηχανισμός του υδραυλικού ελκυστήρα, που βελτιώνει την αντοχή του εδάφους, και παρέχει πρόσθετη στήριξη στην βάση.
Κοίτα τη παθαίνει η συμβατική κατοικία.
http://www.youtube.com/watch?v=Hgc19...eature=related
Φαντάσου σπίτια ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΈΝΑ από οπλισμένο σκυρόδεμα, βαρέου τύπου, βιδωμένα στις τέσσερις γωνίες με την σεισμική βάση.......και ανάποδα να τα γυρίσεις δεν θα πάθουν τίποτα.
Ερώτηση
Όταν δεν τα βιδώσουμε με την βάση, τι θα πάθουν?
Απάντηση
Αν έχουμε ψιλά κτήρια εξ ολοκλήρου κατασκευασμένα από οπλισμένο σκυρόδεμα, αυτά θα αντέξουν στην διάτμηση, αλλά οι κόμβοι τους θα έχουν αυξημένα φορτία, λόγο του κενού που αναφέραμε ότι δημιουργείται κάτω από την βάση κατά την ροπή αδράνειας, και λόγο μεγαλύτερου στατικού φορτίου που έχουν.
Ο συνδυασμός αδράνεια και στατικά φορτία, δημιουργούν τα λοξά κρακ στους τοίχους.
Για αυτό είναι λοξά τα κρακ, διότι ακολουθούν την συνισταμένη των δυνάμεων της αδράνειας και των στατικών φορτίον
Για τον λόγο αυτό, οι κατασκευές των προκατασκευασμένων είναι για λίγους ορόφους.
Αν όμως κάνουμε ένα σώμα το προκατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδεμα με το έδαφος,
http://postimage.org/image/r1aadhj8/
...δεν μπορεί να σηκωθεί μονόπλευρα, στην ροπή αδράνειας, οπότε, καταργούμε τις ροπές των κόμβων.
Υπάρχει και το οικονομικό μέρος.
Πιστεύω ότι αυτή η μέθοδος θα βάλει τα προκατασκευασμένα από σκυρόδεμα σπίτια, και μέσα στην πόλη.
Έως τώρα αυτά τα σπίτια είναι μόνο για εξοχικά.
Ο κύριος λόγος είναι ότι, ο νόμος δεν τους επιτρέπει, το ύψος τους να ξεπερνά τους δύο ορόφους.
Όταν όμως γίνουν άτρωτα στον σεισμό, και μπορούν να αντέχουν πολλούς ορόφους, τότε θα επιτραπεί η δόμηση <τους> στην πόλη.
Τώρα δεν επιτρέπονται μέσα σε πόλεις, διότι αν στην πόλη επιτρέπετε να χτίσεις ένα δεκαόροφο, και το προκατασκευασμένο αντέχει δύο ορόφους, δεν σε συμφέρει να χάσεις τον αέρα για άλλους οκτώ ορόφους.
Αν όμως το κάνω να αντέχει, τότε θα καταργηθούν οι συμβατικοί τρόποι κατασκευής, γιατί τα προκατασκευασμένα είναι πιο φτηνά, 30-50% γιατί είναι βιομηχανοποιημένα.
Έτσι θα έχουν κέρδος οι βιομήχανοι από αυτή την αλλαγή.
Εκτός όμως από αντισεισμικό, η ευρεσιτεχνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν προεντεταμένο αγκύριο, για την βελτίωση εδαφών
Π.Χ
http://postimage.org/image/29l3p1xpg/
Διότι, και βελτιώνει την πυκνότητα των χαλαρών εδαφών, αλλά δεν αφήνει και το έργο να πάει ούτε πάνω,( στην ταλάντωση ) ούτε κάτω ( σε υποχώρηση του εδάφους )
Έχω αναφέρει τους τρόπους τοποθέτησης σε υφιστάμενα και υπό κατασκευή κτήρια, και άλλες κατασκευές, όπως φράγματα, γέφυρες, κ.λ.π
Κάνει και για την προστασία των ελαφριών κατασκευών από τους ανεμοστρόβιλους που πλήττουν κυρίως την Αμερική.
Η αναγνώριση.
Dear John,
This seems like a very promising system. I believe we can try to get a grant for testing it on our shaking tables in UC-Berkeley. I will be glad to work with you on such tests to prove the concept. We have several small tables that we can use with small fund but we will have to make a small model for this system. We also have a big table that we can use but it would be costly in this case and requires a larger structural system to build and test. I will read more about your system in your website.
Regards,
Khalid
Khalid M. Mosalam, PhD, PE
Professor and Vice Chair
733 Davis Hall
Structural Engineering, Mechanics and Materials
Civil and Environmental Engineering
University of California
Berkeley, CA 94720-1710
http://www.ce.berkeley.edu/~mosalam
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
http://gnomihalkidikis.gr/index.php?...ure&Itemid=311