Υποστυλώματα που ακουμπούν στο μέσο τους σε παλίο κτιριο.

[statik]

Γεια σας

Εχω μοντελοποιηση το παρακάτω κτιριο (sap2000) για το οποίο:

Πρόκειται για κτίριο του 70 με άδεια και μελέτη , βασικά είναι διώροφο αλλά επειδή στο ισόγειο υπήρχε παλιά οικία με υπ/τα αλλά και πέτρινοι τοίχοι που υπάρχει και ακόμα  (δεν αποτυπώνονται κάτω) έγινε προσθήκη ορόφου ΜΕ ΝΕΑ ΥΠ/ΤΑ ύψους 7μ (το αριστερό τμήμα παρακάτω) και επέκταση του ισογείου (δεξί  τμήμα κάτω). Όπως το βλέπετε παρακάτω έγινε και η αντίστοιχη μελέτη του ΄70. Έγινε και θεμελίωση για τα νέα υπ/τα.

Το ερώτημά μου είναι είναι στην  μοντελοποίηση των 7μετρων υπ/των. Επειδή υπάρχει μέχρι σε ύψους 4μ το υπάρχων ισόγειο στο οποίο ακουμπούν τα 7μετρα υπ/τα , είτε στα παλιά υπ/τα είτε στην πέτρινη τοιχοποιία είτε στην παλια πλάκα του ισογείου,  δεν θα ήταν σκόπιμο σε αυτό το ύψος να μπει κάποια δέσμευση? Δηλαδή σε υψος 4μ  να μπει ένας κόμβος με οριζόντιο ελατήριο?

Αυτό σκέφτομαι να κάνω αλλά ΔΕΝ ξέρω πόση ακαμψία να βάλω στο ελατήριο. Καμιά βοήθεια?

Όπως είναι το παρακάτω μοντέλο τα υπ/τα είναι ελευθέρα μέχρι την κορυφή (7μ) κάτι που δεν ισχύει .

 

Edited Οκτώβριος 25 , 2018 by Pavlos33

[Earl]

Την ακαμψία των ελατηρίων σου θα μπορούσες να την υπολογίσεις κατα Humbly που όμως έχει κυρίως εφαρμογή σε έδαφος. Η οριζόντια ατένεια θα μπορούσε να υπολογιστεί ως: Kx=2G(1+v)A^0.5. Ως Α θα θεωρήσεις την επιφάνεια επιρροής του κόμβου. Τι μέτρο διάτμησης και λόγο Poisson θα χρησιμοποιήσεις όμως; 

Πρακτικά μπορείς να θεωρήσεις ότι έως τα 4m που είναι το υπάρχον κτήριο δεν μπορεί να υπάρξει οριζόντια μετατόπιση. Οπότε μπορείς να βάλεις μία σειρά ελατηρίων με μεγάλη ακαμψία => 1000000kN/m που να προβάλουν αντίσταση προς τη μεριά του κτηρίου και μόνο. 

Με τη περίπτωση του σεισμού όμως τι θα κάνεις; 

Edited Οκτώβριος 25 , 2018 by Earl

[Steelman]

Για τον υπολογισμό του ελατηρίου και συγκεκριμένα για την σταθερά του ελατηρίου c.
Για μια απλή ράβδο πακτωμένη και ελεύθερη στο άνω άκρο ισχύει:

F= C*δ ->  C= P/δ [kN/m]. Θεωρητικά προσωπικά εγώ φορτίζω τον στύλο με 1kN και υπολογίζω την μετατόπιση αυτή για 1kN. Δηλαδή η σταθερά μετά θα είναι:

C=1[kN] / δ [m] ή μπορείς και αλλιώς, π.x. να πεις πόσο πρέπει να είναι η δύναμη για να έχω 1cm μετακίνηση. Iσχύει ο νόμος του Hook και συγκεκριμένα:

Δl= (σ/E)*l = (N/ΕF)*l

Θέτεις Δl=1 και N=C

1= (C*l) /(E*F) και η ζητούμενη σταθερά είναι:

C= E*F/l [kN/m] για την περίπτωση που έχεις δοκό πακτωμένη στο έδαφος, στο άνω άκρο είναι ελεύθερη και η δύναμη επιδρά στον άξονα κάθετα.

https://image.ibb.co/iu39Aq/elathrio.jpg

Εαν έχεις την παρακάτω περίπτωση ισχύει:

https://image.ibb.co/cGBwqq/elathrio-2.jpg

f=(1/E*I) * (P*l^2/2)*(2/3) = (P*l^3)/(3*E*I), για f=1 και P=C

C=3*E*I/l^2 [kN/m]

E το μέτρο ελαστικόητας 

Ι η ροπή αδρανείας

l το μήκος

P η δύναμη

Edited Οκτώβριος 26 , 2018 by Steelman

[statik]

Ευχαριστώ για τις απαντήσεις.

Αντί για ελατήριο μηπως θα μπορούσα να βάλω στην σταθμη 4μ καποιο δοκαρι ετσι ωστε να εξασφαλιστεί η  δεσμευση της ελευθερης μετακινησης? Μπορώ να βάλω την δοκό με μηδενικό βάρος και φορτίο.  

[Earl]

Δοκάρι κάθετο στο υποστύλωμα με πάκτωση στο άκρο του; Δοκίμασέ το και σύγκρινε τις αντιδράσεις σου με ένα ελατήριο με μεγάλη ακαμψία να δεις τη διαφορά. Χρησιμοποίησε όποιο σου δώσει μικρότερη αντίδραση γιατί θα είναι σαν να επιτρέψεις μία μικρή μετακίνηση λόγω πχ σεισμού. 

[AlexisPap]

Αν τα υποστυλώματα αλληλεπιδρούν ουσιωδώς με το υφιστάμενο, πρέπει -μάλλον- να προσομοιώσεις και το υφιστάμενο.

Αν όχι, το αγνοείς πλήρως.

Το να βάλεις ένα ελατήριο δεν βλέπω πως θα βοηθήσει...

[Steelman]

Δεν έχει νόημα για τον σεισμό από την στιγμή που υπάρχει διπλανό κτίριο/κτίρια. Η οριζόνται μετατόπιση μετραφέρεται στα διπλανα κτίρια. Αν είναι ίδια καθ' ύψος ακόμη καλύτερα. Αν όχι θα κάνεις έλεγχο εκεί που υπάρχουν υψομετρικές διαφορές.

Για την ιστορία αυτό με τον σεισμό και τα διπλάνά κτίρια είναι λίγο αστείο. Κανονικά αφήνεις απόσταση με το διπλανό κτίριο όσο είναι η μέγιστη μετατόπιση από τον σεισμό. Ειδικά αν υπάρχουν διαφορές καθ΄'υψος.  Στην πράξη δεν γίνεται. 

Το ελατήριο στην ουσία προσωμειώνει την ακαμψία. Για να υπολογιστεί σωστά πρέπει να ξέρεις την γεωμετρία και την ποιότητα υλικών. Την γεωμετρία για την ροπή αδρανείας, την ποιότητα υλικών για το μέτρο ελαστικότητας. Αν θες να γίνει σωστά, πρέπει να δεις την μετατόπιση κτιρίου που θα έχεις από τον σεισμό στο δικό σου κτίριο. Εκεί που έχεις επαφή με το διπλανό κτίριο μετατρέπεις την ακαμψία σε δύναμη. Την εφαρμόζεις στο διπλανό κτίριο στο σημείο που έχεις επαφή. Από το διπλανό κτίριο θεωρητικά έχεις τις μετατοπίσεις. Μετά βλέπεις τις δυνάμεις και αν αντέχουν οι διατομές στο δικό σου ή γειτονικό κτίριο. Αν το κτίριο συνορεύει με άλλο κάνεις το ίδιο.

 

Edited Οκτώβριος 28 , 2018 by Steelman