Επίπεδα πολυώροφα μικτά συστήματα

Στο επίπεδο πολυώροφο πλαίσιο της ακόλουθης μελέτης <B_532> απεικονίζεται η διακύμανση του φαινομένου συντελεστή δυσκαμψίας k_j και του συντελεστή κατανομής ροπής a_j σε ακραία και μεσαία κολόνα από όροφο σε όροφο.

Όταν στο πλαίσιο υπάρχουν και τοιχία, οι δυσκαμψίες και οι κατανομές των ροπών τους διαφέρουν τόσο πιο έντονα, όσο αυξάνει ο αριθμός των ορόφων.

Παράδειγμα 5.3.2 (3^ος όροφος) :

Δυσκαμψίες κολονών: K_3,1=4.6/0.329=14, K_3,2=25.9/0.329=79 K_3,3=4.6/0.329=14.

Δυσκαμψία ορόφου: Κ ₃ = (20+15)/0.329=107. Η φαινομένη σχετική δυσκαμψία του ορόφου προκύπτει επίσης από το άθροισμα των δυσκαμψιών των κολονών του ορόφου,διλαδή K₃= K_3,1+K_3,2+ K_3,3=107.

Αν ληφθεί υπόψη η επιρροή των τεμνουσών δυνάμεων (Shear effect=ON), οι μετατοπίσεις ισούνται με δ ₁ =0.14, δ ₂ =0.30, δ ₃ =0.34, δ ₄ =0.32 mm, δηλαδή μικρή διαφορά.

Λαμβάνοντας όμως υπόψη και την επιρροή των στερεών σωμάτων (Rigid body=ON), οι μετατοπίσεις προκύπτουν σημαντικά μικρότερες και συγκεκριμένα ίσες με δ ₁ =0.12, δ ₂ =0.22, δ ₃ =0.24, δ ₄ =0.21 mm. Αυτό έχει ως συνέπεια πολύ μεγαλύτερες τιμές δυσκαμψίας.

Στην περίπτωση υπογείου, οι σεισμικές δυνάμεις στην οροφή του είναι μηδενικές. Ωστόσο, η κατάσταση πλήρους πάκτωσης στη βάση των κολονών ισχύει μόνο για εκείνες που συντρέχουν στα περιμετρικά τοιχία του υπογείου.

Στο πολυώροφο μικτό πλαίσιο, οι συντελεστές των υποστυλωμάτων χαρακτηρίζονται από σχετικά μικρή διακύμανση με τον k να κυμαίνεται από 5 έως7 και τον a από 0.35 έως 0.55.,ενώ οι συντελεστές των τοιχίων από πολύ μεγάλη με τον k από 0.10 έως 1.50 και τον a από 1.0 έως -1.0 [*] ⁴Αν το πλαίσιο είχε περισσότερους ορόφους, η τιμή του συντελεστή k μειώνεται περαιτέρω. Αξίζει να σημειώσουμε ότι ενδέχεται να λάβει ακόμη και αρνητικές τιμές στους ανώτερους ορόφους, γεγονός που σημαίνει ότι σε αυτούς τα τοιχία λειτουργούν ‘σε βάρος’ των πλαισίων. Επισημαίνουμε, επομένως, ότι παρά το ότι στους κατώτερους ορόφους τα τοιχία λειτουργούν ανακουφιστικά, στους ανώτερους ορόφους μπορεί να λειτουργούν ακόμη και αρνητικά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο προτείνεται να χρησιμοποιούνται μικτά συστήματα σε πολυώροφα κτίρια. Στα μικτά συστήματα, τα τοιχία λειτουργούν αποτελεσματικά στους κατώτερους ορόφους, ενώ τα πλαίσια στους ανώτερους. .