Πειραματική Διερεύνηση Κυλιόμενων Ελαστομερών Εφεδράνων Χαμηλού Κόστους

Η παρούσα εργασία εξετάζει πειραματικά την συμπεριφορά συσκευών σεισμικής μόνωσης που βασίζονται στην κύλιση σφαιρών από ελαστομερές υλικό. Οι σφαιρικοί μονωτήρες κυλάνε ανάμεσα σε επίπεδες ή κοίλες επιφάνειες σκυροδέματος. Η προτεινόμενη εφαρμογή του συστήματος είναι σε μονώροφες κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία, σε φτωχές χώρες. Αρχικά, τα εφέδρανα υποβλήθηκαν σε δοκιμή θλίψης για τον προσδιορισμό της φέρουσας ικανότητάς τους. Στη συνέχεια, 8 διαφορετικές κατηγορίες μονωτήρων υποβλήθηκαν σε 61 σεισμικές δοκιμές ανά κατηγορία (σύνολο 488 δοκιμών), για να διαπιστωθεί η σεισμική τους συμπεριφορά. Οι παράμετροι που εξετάστηκαν ήταν η διάμετρος της σφαίρας, το θλιπτικό φορτίο και η γεωμετρία των επιφανειών σκυροδέματος. Αποδείχθηκε πως η θλιπτική αντοχή των μονωτήρων είναι πολλαπλάσια του θλιπτικού φορτίου σχεδιασμού. Κατά τις σεισμικές δοκιμές, οι μονωτήρες μείωσαν σημαντικά τις επιταχύνσεις της ανωδομής, ενώ διατήρησαν ήπιες μέγιστες και πρακτικά μηδενικές παραμένουσες μετακινήσεις. Παρατηρήθηκε ότι η παραμόρφωση των σφαιρών υπό θλιπτικό φορτίο είναι καθοριστική για την σεισμική τους συμπεριφορά, με τη δύναμη επαναφοράς των συστημάτων αυτών να πηγάζει, σε μεγάλο βαθμό, από το παραμορφωμένο σχήμα του ελαστομερούς. Το κόστος της κάθε σφαίρας ήταν μικρότερο των 17$.