Μη καταστροφική δοκιμασία σε όλο το κτήριο

[panos]

Το έχω υπόψη μου. Είδα βάλανε καινούρια βιντεάκια. Ναι κατι παρόμοιο σκέφτομαι!

[pk10gr]

Εγω δεν το ειχα υποψη μου ομως... Και εκτος απο εντυπωσιακο οφειλω να πω οτι ηταν και τρομακτικοεκπαιδευτικο... Ειδικα το βιντεακι με το 6οροφο κτιριο Ο/Σ με τις κοντες κολωνες στο σεισμο του Kobe...

[iovo]

@paktomenos: Τώρα έκανα τις αναζητήσεις αλλά ήμουν γενικά πολύ κοντά σε αυτα

@Παναγιώτης: Ωπλισμένος παρακαλώ!

[ΑΡΗΣ ΧΑΝΙΑ]

Στο μεταπτυχιακό θα σας περιγράψω ότι θυμάμαι από ένα μάθημα, αλλά ανάλογες συσκευές υπάρχουν και στο εμπόριο και τις χρησιμοποιούν συνάδελφοι.

 

Στο κτίριο των αντισεισμικών τοποθετήσαμε ανά όροφο επιταχυνσιογράφους. Αυτοί συνδέθηκαν με ένα καταγραφικό.

Στην συνέχεια σε κάποιο σημείο του κτιρίου χτυπήσαμε με ένα βαρύ αντικείμενο ένα σημείο του Φ.Ο.

Με τον τρόπο αυτό (αν θυμάμαι καλά) δημιουργήσαμε white noise, δηλαδή δημιουργήσαμε ταλαντώσεις (διεγέρσεις) σε μεγάλο φάσμα συχνοτήτων. Οι επιταχυνσιογράφοι κατέγραψαν την συμπεριφορά του κτιρίου σε αυτήν την διέγερση. Βλέποντας το καταγραφικό σε κάποιο σημείο έβλεπες σε πιο σημείο το κτίριο "συντονίζεται". Με τον τρόπο αυτό βρίσκαμε την ιδιοπερίοδο του.

 

"Ρισκάρω" να περιγράψω τα πράγματα και λίγο λάθος επειδή δεν μπορώ να βρω τις σημειώσεις μου, οπότε αυτά που γράφω μην τα θεωρήσετε απολύτως σωστά. Ας μας πει και κάποιος άλλος αν έχει ανάλογη εμπειρία

[CostasV]

Αν ξέραμε με ασφάλεια και πέραν πάσης αμφιβολίας ποιό είναι αυτό το μέγεθος, δεν θα χρειαζόταν να κάνουμε τον έλεγχο έτσι κ' αλλιώς ...

 

Ακριβώς επειδή, δεν ξέρουμε τι κατασκευή πετύχαμε, κάνουμε την δοκιμασία. Και αν περάσει το τεστ, καλώς, ... ειδάλλως , φτου και από την αρχή μέχρι να περάσει το τεστ σαν το γιοφύρι της Αρτας

 

Το μόνο - θεωρητικά πάντα - που θα μπορούσες να κάνεις, είναι να εφαρμόσεις ένα (ή περισσότερα) φορτίο με κάποιο γρύλλο σε κάθε πλευρά, να μετράς μετακινήσεις στην κορυφή ή/και άλλα σημεία του κτιρίου, να παρακολουθείς και για εμφάνιση ρηγματώσεων όλο το κτίριο, και να εξάγεις κάποια συμπεράσματα....

Αν εφαρμόσεις ένα φορτίο με γρύλλο:

1. θα πρέπει να φροντίσεις για επαρκή στήριξη του γρύλλου, που πρακτικά σημαίνει ότι δεν μπορεί να είναι πάνω από μερικά μέτρα από το έδαφος, αλλοιώς μεγαλώνει ο μοχλοβραχίονας και καθίσταται ακόμη δυσκολότερη η στήριξή του

2. έστω ότι εφαρμόζεις την δύναμη με ένα γρύλλο, ας πούμε στο ύψος του πρώτου ορόφου. Τότε από τον δεύτερο όροφο και πάνω δεν θα "συμμετέχει" το κτίριο στην δοκιμασία, διότι θα κινηθεί μονοκόματα. Ασε που καθώς η εφαρμογή της δύναμης θα γίνει σταδιακά (εκτιμώ σε μερικά δευτερόλεπτα) , μπορεί να μετακινηθεί, όσο του επιτρέπει το έδαφος, και η βάση του κτιρίου. Οπότε δεν προκύπτουν αξιόλογα συμπεράσματα από αδράνεια, ελαστικότητα, κτλ

 

Για αυτό λέω το εκκρεμές βάρος (πώς ονομάζονται αλήθεια οι γερανοί όπου κρέμεται αυτό το βάρος ; ) είναι καλύτερο. Αν δεις ότι το κτίριο δεν περνάει το τεστ, του ρίχνεις άλλη μια και φτου και από την αρχή

 

 

Εdit : Αρη, αυτό ακριβώς λέω. Να πάρει πάλι με πρόλαβαν (εννοώ οι επινοητές της μεθόδου).

[paktomenos]

Μου αρέσει πάντως ο τίτλος που έδωσες, Μη καταστροφική δοκιμασία σε όλο το κτίριο. Δεν μπορώ καν να φανταστώ τι θα εννοούσες ώς "καταστροφική".

 

Φιλοσοφώντας πάντα, δεν πρέπει να ξεχνάμε πως η ταχύτητα επιβολής της φόρτισης παίζει τεράστιο ρόλο, οπότε θα έπρεπε να βρείς κάποιο τρόπο να την ελαττώσεις. Αν απλά ρίξεις ένα βάρος υπό μορφή εκκρεμούς, ξέχνα το

[CostasV]

Ως εκκρεμές, εννοώ εκείνες τις μεγάλες (μεταλικές νομίζω, βάρους μερικών τόννων) μπάλες που κρέμονται από έναν γερανό και συνήθως χτυπάει πλευρικά ένα κτίριο για να το κατεδαφίσει. Στην περίπτωσή μου, η μπάλα αυτή θα κτυπά σε ένα μηχανισμό υποδοχής που θα μεταφέρει την κρούση σε όσο μεγαλύτερη πλευρική επιφάνεια είναι πρακτικό να μεταφερθεί. Αυτή η κρούση θα είναι στιγμιαία φόρτιση που θα διεγείρει την κατασκευή, και μετά θα μετρηθούν μετατοπίσεις, ταχύτητες και επιταχύνσεις (κατά την πλευρική κατεύθυνση) όσων κομβικών σημείων είναι δυνατό και εφικτό να μετρηθούν. Από αυτά μπορούν να προκύψουν ιδιοσυχνότητες και μητρώο ελαστικότητας. Η διάρκεια φόρτισης θα πρέπει να είναι όσο μικρότερη γίνεται, της τάξης το πολύ δεκάτων, ίσως μόνο ενός δεκάτου, του δευτερολέπτου.

 

Αυτό που έλεγα, σχετικά με το αν δεν περάσει το τεστ, τότε γκρεμίζουμε το κτίριο, ήταν φυσικά αστείο

 

Πείτε μου όμως, για ένα τυπικό τετραώροφο κτίριο (στην φάση κατασκευής μετά τα τούβλα, πριν τον σοβά) πόση είναι η μάζα (τάξη μεγέθους) κάθε ορόφου, εάν το εμβαδόν κάθε πλάκας είναι 150 m2; Και πόσα πλευρικά g πρέπει κατ'ελάχιστον να αντέχει μία τέτοια κατασκευή;

 

 

ΕDIT: Ψάχνοντας βρίσκει κανείς. Αυτό που περιγράφω στο αρχικό μήνυμα είναι η... γνωστή σε όλους μας "ανάλυση ιδιομορφών" και όπως το λένε οι εγγλέζοι modal analysis. Παραθέτω απόσπασμα από την http://en.wikipedia.org/wiki/Modal_testing

 

Impact Hammer Modal Testing

An ideal imapact to a structure is a perfect impulse, which has an infinitely small duration, causing a constant amplitude in the frequency domain; this would result in all modes of vibration being excited with equal energy. The impact hammer test is designed to replicate this; however, in reality a hammer strike cannot last for an infintely small duration, but has a known contact time. The duration of the contact time directly influnces the frequency content of the force, with a larger contact time causing a smaller range of bandwidth. A load cell is attachetd to the end of the hammer to obtain a recording of the force. Imapct hammer testing is ideal for small light weight structures; however as the size of the structure increases issues can occur due to a poor signal to noise ratio. This is common on large civil engineering structures.

 

Αρα, για να το λέει η wikipedia, έχει γίνει κάπου κάπως κάποτε μια παρόμοια δοκιμή...

 

Να πάρει ευχή, το σκέφτηκαν και άλλοι πριν από μένα

[DuKe]

Η πιο μη καταστροφική μέθοδος που μπορείς να έχεις είναι αυτή της προσομείωσης με κάποιο πρόγραμμα ανελαστικής ανάλυσης που σου δίνει ως απόκριση όλα αυτά που ζητάς καθώς και κάποιους δείκτες βλάβης τοπικά ανά στοιχείο αλλά και ολικά ανά όροφο και του κτιρίου όλου. Σαν διέγερση συνήθως εισάγεις κάποιο επιταχυνσιογράφημα είτε πραγματικό φυσικό είτε τεχνιτό.

Οι αριθμητικές μέθοδοι ανάλυσης των προγραμμάτων αυτών λογικά προέκυψαν απο πειράματα σαν αυτά που αναφέρεις σε εργαστήρια πανεπιστημίων σε κατασκευές κλίμακας 1:1 ή μικρότερης. Οπότε δεν βλέπω τον λόγο να μην είναι αρκετά αξιόπιστα... αρκεί να γίνει ακριβής εισαγωγή των παραμέτρων που εκφράζουν τα υλικά της κατασκευής. Τέτοια προγράμματα είναι το drain 2d και idarc αν θες να κάνεις ένα search στο ιντερνετ

 

edit

Για τον υπολογισμό των μαζών που ζητάς απλώς υπολόγισε τους όγκους των υλικών που αναλογούν σε κάθε επίπεδο ορόφου και πολλαπλασίασε τους με το ειδικό βάρος του υλικού, βάλε χοντρικά 25KN/m^3 αν το κτίριο σου είναι Ο.Σ. Σαν όρια του ορόφου θα πάρεις απο το μέσω του πάνω ορόφου εώς το μέσω του κάτω, μιας και η ταλαντούμενη συγκεντρωμένη μάζα τοποθετείται στο ύψος της πλάκας.

[CostasV]

Ευχαριστώ για την απάντηση.

 

Θα το γνωρίζεις ήδη αλλά η προσομοίωση είναι υπολογισμός. Δεν είναι δοκιμασία, test. Οι υπολογισμοί δεν "ξέρουν" αν έπεσε σωστό χαρμάνι, άν "δέσανε" καλά τα σίδερα, ή οτιδήποτε άλλο (και φαντάζομαι είναι και άλλα) δεν έγινε όπως το λέει η μελέτη. Η δοκιμασία αντικατοπτρίζει το "πραγματικό" αποτέλεσμα, όσο καλύτερα γίνεται. Και μπορεί να "αποδείξει" ότι μία κατασκευή έχει γίνει σωστά ή όχι. Ο υπολογισμός δεν μπορεί.

 

Τελείως χονδρικά να υποθέσω 120 τόννοι ανά πλάκα 150 m2 (για τετραώροφο κτίριο) για τον φέροντα οργανισμός και την τοιχοποιία; Και πόσα πλευρικά g πρέπει να αντέχει κατ'ελάχιστο; Τα νούμερα αυτά τα θέλω για να υπλογίσω την απαιτούμενη ορμή της μπάλας που κρέμεται από τον γερανό. Τελικά πώς λέγεται αυτό το μηχάνημα;

[iovo]

Ο Duke αναφέρεται στις ημιεμπειρικές σχέσεις υπολογισμού των πλαστικών γωνιών στροφής οι οποίες βασίζονται σε στατιστικές επεξεργασίες αποτελεσμάτων πειραμάτων αλλά και αναλυτικές σχέσεις.

O CostasV εχει δίκιο και παλι όμως πρόκειται για υπολογισμό και όχι για πείραμα. Υπάρχουν όμως Papers (και Ελληνικά) που έχουν μελετήσει ακριβώς αυτό το πράγμα

πχ

 

Evaluating assumptions for seismic assessment of existing buildings

V.G. Bardakis and S.E. Dritsos

Department of Civil Engineering, University of Patras, Patras 26500, Greece