Επιστημονική απορία πάνω στην σεισμική μηχανική

[seismic]

ο Τσολκας το παιζει πολτικος μηχανικος?

Δεν το παίζω πολιτικός μηχανικός
Το παίζω συγγραφέας της Springer Nature
για Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering

https://link.springer.com/series/6011
https://link.springer.com/book/9783032297259

[seismic]

Αξίωμα SHIELD – Αρχή της Δομογεωσυζευγμένης Κινηματικής Απόκρισης

Η σεισμική ασφάλεια επιτυγχάνεται όταν η κατασκευή εξαναγκάζεται να ακολουθεί την εδαφική κίνηση ως ενιαίο δομογεωσυζευγμένο κινηματικό σύστημα, καταστέλλοντας την ανάπτυξη σχετικών μετατοπίσεων και ελαχιστοποιώντας τη χρονική υστέρηση της απόκρισης. Η διπλή προένταση επί του ιδίου τένοντα, μέσω τριών σταθμών σταθεροποίησης και αμφίπλευρης πάκτωσης από το δώμα έως το έδαφος, αξιοποιώντας τον μοχλοβραχίονα που σχηματίζει το πλάτος των τοιχωμάτων, συγκροτεί τον μηχανισμό που εξισορροπεί τις σεισμικές δράσεις και εξουδετερώνει τις δράσεις που διεγείρουν την ανάπτυξη ελαστικών παραμορφώσεων, επιβάλλοντας κινηματική συμβατότητα μεταξύ κατασκευής και εδάφους. Υπό αυτές τις συνθήκες, το έργο παραμόρφωσης εκτρέπεται από την ανωδομή μέσω του δομογεωσυζευγμένου μηχανισμού και διαχέεται στο αδέσμευτο περιβάλλον έδαφος.

[seismic]

Δοκιμάστηκε σε αριθμητική σεισμική προσομοίωση ένα κτίριο 8 ορόφων, ύψους 25 m, μάζας 1.200 τόνων και κάτοψης 8 × 8 m (64 m²).
Έγινε σύγκριση μεταξύ συμβατικής σεισμικής μόνωσης με ελαστομεταλλικά εφέδρανα και του συστήματος SHIELD.
Χρησιμοποιήθηκε το Opensees, το πραγματικό σεισμογράφημα του σεισμού Tohoku (Ιαπωνία, 2011), με οριζόντια επιτάχυνση 2,7 g, κατακόρυφη 1,8 g και συνισταμένη τρισδιάστατη επιτάχυνση 3,57 g. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με IDA (Incremental Dynamic Analysis), FEA (Finite Element Analysis) και Ανάλυση Ευαισθησίας.
Στην IDA το σεισμογράφημα κλιμακώνεται προοδευτικά μέχρι να εντοπιστεί το σημείο αστοχίας της κατασκευής. Στη συγκεκριμένη μελέτη η κλιμάκωση έφτασε έως τα 22 g. Αυτό δεν αποτελεί επίπεδο σεισμικού σχεδιασμού, αλλά χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τη διερεύνηση των ορίων αντοχής του φορέα.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά:
• Τα ελαστομεταλλικά εφέδρανα εμφάνισαν κατάρρευση περίπου στο 1 g.
• Το SHIELD παρέμεινε αριθμητικά σταθερό μέχρι το ανώτατο επίπεδο της ανάλυσης, δηλαδή τα 22 g.
• Ακόμη και στα 22 g, η σχετική μετατόπιση του δώματος ήταν μόλις 1,06 cm που αντιστοιχεί στο 0,004% του ύψους
Για ένα κτίριο ύψους 25 m, το όριο σχετικής μετακίνησης 2% που χρησιμοποιείται στον Ευρωκώδικα 8 αντιστοιχεί σε περίπου 50 cm. Συνεπώς, η υπολογισμένη μετατόπιση του SHIELD ήταν περίπου 47 φορές μικρότερη από το συγκεκριμένο όριο.
Τα παραπάνω αποτελέσματα προέρχονται από τις συγκεκριμένες αριθμητικές αναλύσεις και δείχνουν ότι, στο εξεταζόμενο μοντέλο, το SHIELD παρουσίασε εξαιρετικά υψηλή σεισμική απόδοση.
Το κυριότερο αποτέλεσμα είναι στο δεύτερο διάγραμμα το οποίο δείχνει ότι ακόμα και στα 22g ότι οι τένοντες δεν δέχονται μεγάλες σεισμικές δυνάμεις πέραν αυτών της προέντασης Αυτό σημαίνει ότι ο σεισμός δεν παράγει έργο μέσα στην κατασκευή.
Η μηχανική ερμηνεία αυτού του αποτελέσματος είναι ότι η σεισμική ενέργεια δεν εισέρχεται ουσιαστικά στην ανωδομή μέσω του μηχανισμού προέντασης, αλλά εκτρέπεται προς το έδαφος μέσω της δομογεωσυζευγμένης διάταξης του SHIELD.
«Για λόγους σύγκρισης, οι συμβατικές κατασκευές σχεδιάζονται περίπου μέχρι τα 0,5g, ενώ στη συγκεκριμένη IDA το μοντέλο με ελαστομεταλλικά εφέδρανα έφτασε σε κατάρρευση περίπου στο 1g. Αντίθετα, το SHIELD παρέμεινε αριθμητικά σταθερό μέχρι τα 22g.»