NOESIS:”Καινοτόμες Διατάξεις Αντισεισμικής Προστασίας Τριών Χωρικών Διευθύνσεων”
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ
Πρωταρχικό αντικείμενο του έργου υπήρξε η σχεδίαση, κατασκευή και επίδειξη μιας νέας γενιάς καινοτόμων διατάξεων προστασίας από σεισμούς και γενικότερα από πάσης φύσεως χαμηλόσυχνες διεγέρσεις σε όλες τις χωρικές κατευθύνσεις.
Το βασικό επιστημονικό υπόβαθρο της προτεινόμενης τεχνολογίας υπήρξε η κατασκευή διατάξεων βασισμένων στην ιδέα του KDamper, ενός καινοτόμου συστήματος μόνωσης/απορρόφησης κραδασμών με ενσωματωμένα στοιχεία αρνητικής στιβαρότητας (ΣΑΣ).
Η κύρια τεχνολογική πρόκληση του έργου υπήρξε η υλοποίηση στοιχείων αρνητικής ελαστικής σταθεράς (ΣΑΣ), με προβλέψιμη και επαναλήψιμη συμπεριφορά και με χαμηλό κόστος για την εμπορική τους εκμετάλλευση.
To έργο έχει περατωθεί επιτυχώς και πλήρως ως προς τους βασικούς επιστημονικούς και τεχνολογικούς του στόχους. Η επιστημονική αρχή του KDamper, από το επίπεδο TRL1 στο οποίο βρισκόταν στην αρχή του έργου, έφτασε σε επίπεδο TRL4 (TRL5) με την υλοποίηση διάφορων πειραματικών πρωτοτύπων.
ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ
Στο επιστημονικό επίπεδο διερευνήθηκαν συστηματικά διάφορα μοντέλα KDAMPER για πλήθος εφαρμογών τόσο γενικής μορφής (Κατακόρυφη αντικραδασμική-αντισεισμική έδραση, έδραση ακουστικών πατωμάτων για ηχομόνωση, οριζόντια σεισμική μόνωση), όσο και ειδικές (Aνεμογεννήτριες, Γέφυρες) και αναπτύχθηκαν μέθοδοι βελτιστοποίησης για τον υπολογισμό των κύριων παραμέτρων του. Η έκταση του επιστημονικού έργου αντικατοπτρίζεται και στο πλήθος των επιστημονικών εργασιών που προέκυψαν από αυτό.
Στοιχεία Αρνητικής Στιβαρότητας
Η κύρια τεχνολογική πρόκληση του έργου υπήρξε η υλοποίηση στοιχείων αρνητικής ελαστικής σταθεράς (ΣΑΣ), με προβλέψιμη και επαναλήψιμη συμπεριφορά και με χαμηλό κόστος για την εμπορική τους εκμετάλλευση.
Για το λόγο αυτό, στα πλαίσια του έργου σχεδιάσθηκαν, υλοποιήθηκαν και ελέγχθηκαν πειραματικά πολλές καινοτόμες διατάξεις υλοποίησης ΣΑΣ. Ειδικότερα, η καινοτόμος διάταξη με επίπεδα μεταλλικά ελάσματαοδήγησε στην πρώτη επιτυχημένη υλοποίηση και πειραματική επίδειξη της βασικής αρχής του KDAMPER.
Κατά την πρόοδο του έργου, οι βασικοί στόχοι του έργου εξειδικεύθηκαν σε δύο κατευθύνσεις:
Α) Διατάξεις έδρασης για μόνωση από πάσης φύσεως χαμηλόσυχνες κατακόρυφες διεγέρσεις
Ο παραμετρικός σχεδιασμός ΣΑΣ με χρήση ελικοειδών ελατηρίων πρισματικής διατομής οδήγησε όχι μόνο σε επιτυχημένη υλοποίηση και πειραματική επίδειξη, αλλά αποτέλεσε και τη βάση σχεδιασμού οικογένειας προϊόντων με δυνατότητες άμεσης εμπορικής εκμετάλλευσης σε στοχευμένες αγορές κατακόρυφης αντικραδασμικής – αντισεισμικής προστασίας. Νέες μορφές ΣΑΣ απλούστερης κατασκευής μπορούν να οδηγήσουν σε πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες εμπορικής εκμετάλλευσης.
Β) Διατάξεις μόνωσης οριζόντιων σεισμικών διεγέρσεων
Στον τομέα της οριζόντιας αντισεισμικής μόνωσης, δεδομένης της τυχαιότητας και του μεγάλου εύρους του τύπου των σεισμών, αλλά και του μεγάλου εύρους της μάζας των προς προστασία κατασκευών, η πρώτη βασική δυσκολία που αντιμετώπισε το έργο, υπήρξε η δυνατότητα προσδιορισμού των απαιτούμενων παραμέτρων του KDAMPER (κυρίως σταθερές ελαστικών στοιχείων και διαδρομές τους) και ιδιαίτερα του ΣΑΣ, με στόχο τη διατύπωση προδιαγραφών για τη σχεδίασή τους.
Για το λόγο αυτό, αναπτύχθηκε ειδική μέθοδος βελτιστοποίησης αυτών των παραμέτρων, πλήρως παραμετροποιημένη ως προς την μάζα των κατασκευών και λαμβάνοντας υπόψη τους αντισεισμικούς κανονισμούς EUROCODE.
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα σχεδιάσθηκαν καινοτόμες διατάξεις μόνωσης οριζόντιων σεισμικών διεγέρσεων για διάφορες κατακόρυφες μάζες. Κρίσιμο σημείο αποτελεί ο τρόπος υλοποίησης των απαιτούμενων ελαστικών στοιχείων (ελατηρίων) του συστήματος, για τα οποία υιοθετείται η καινοτόμος τεχνολογία με Επίπεδα Ελαστικά Μεταλλικά Ελάσματα, ως τα καταλληλότερα μεταλλικά στοιχεία για την εφαρμογή.
ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ
(Θ.Μαυρέλος-Ι.Τσιλίκας Ο.Ε)
Επιστημονικός Υπεύθυνος
Ι. Α. ΑΝΤΩΝΙΑΔΗΣ
Καθηγητής
Διευθυντής, Εργαστήριο Δυναμικής και Ακουστικής (ΕΔΑ)
Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
Διάρκεια Έργου: 28/06/2018 – 27/06/2022
