Σύμφωνα με τους σύγχρονους κανονισμούς, ο αντισεισμικός σχεδιασμός των κτιρίων γίνεται με βάση τις απαιτήσεις ικανοτικού σχεδιασμού και πλαστιμότητας. Η αναπόφευκτη ανελαστική συμπεριφορά υπό ισχυρή σεισμική διέγερση κατευθύνεται σε επιλεγμένα στοιχεία και μηχανισμούς αστοχίας. Ειδικότερα, η έλλειψη ικανοτικού σχεδιασμού των κόμβων και η σαφώς περιορισμένη πλαστιμότητα των στοιχείων οδηγούν σε ψαθυρές μορφές αστοχίας. Ο ικανοτικός έλεγχος των κόμβων γίνεται με την σύγκριση αντοχής των ροπών που δημιουργούνται προσθετικά σε όλους τους δοκούς που υπάρχουν στον κόμβο, με την σύγκριση αντοχής των ροπών όλων των υποστυλωμάτων.
Ελέγχονται ως προς την πλαστιμότητα, και την αποφυγή του σχηματισμού μηχανισμού (μαλακού ορόφου). Στις κολόνες δεν επιτρέπεται η δημιουργία πλαστικών αρθρώσεων, παρά μόνο στο σημείο κοντά στην βάση, ή στο σημείο που ενώνονται με το στερεό κιβώτιο του υπογείου.Φυσικά ελέγχουμε και την αντοχή τους στις τέμνουσες, και στην τέμνουσα βάσης.
Όταν μιλάμε για σεισμική «ενέργεια», δεν είναι ένας δείκτης που μπορούμε να υπολογίσουμε, αλλά ένας όρος που περιγράψει την συμπεριφορά του φέροντα η οποία μπορεί να αναλυθεί με μαθηματικές εξισώσεις ισορροπίας. Η συμπεριφορά της δομής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού είναι βασικά μια οριζόντια μετατόπιση (ας ξεχάσουμε για μια
στιγμή οποιαδήποτε κατακόρυφη συνιστώσα) που επαναλαμβάνεται μερικές φορές.
Άν η μετατόπιση είναι αρκετά μικρή για να κρατήσει όλα τα μέλη της δομής εντός της ελαστικής περιοχής, η ενέργεια που δημιουργείται, είναι ενέργεια που αποθηκεύεται στη δομή και εκτονώνεται μετά για να επαναφέρει την δομή στην αρχική της μορφή. Ένα παράδειγμα είναι το ελατήριο.
Αυτή την αποθήκευση της ενέργειας και εν συνεχεία την απόδοσή της προς την αντίθετη κατεύθυνση που εφαρμόζει το ελατήριο, στην δομική κατασκευή την αποθηκεύει και την
εκτονώνει το υποστύλωμα και η δοκός.
Με λίγα λόγια, όλη η επιτάχυνση του σεισμού μετατρέπεται σε αποθηκευμένη ενέργεια στην δομή.Όσο η μετατόπιση κρατά κάθε τμήμα οποιουδήποτε μέλους
εντός ελαστικής περιοχής, όλη η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη δομή θα κυκλοφορήσει στο τέλος του κύκλου, προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Εάν η σεισμική ενέργεια (που μετράται από την επιτάχυνση εδάφους) είναι πάρα πολύ μεγάλη, θα παράγει υπερβολικά μεγάλες μετατοπίσεις που θα προκαλέσουν μια πολύ υψηλή
καμπυλότητα στα κατακόρυφα και οριζόντια στοιχεία. Αν η καμπυλότητα είναι πολύ υψηλή, αυτό σημαίνει ότι η περιστροφή των τμημάτων των στηλών και των δοκών θα είναι πολύ πάνω από την ελαστική περιοχή (Θλιπτική παραμόρφωση σκυροδέματος πάνω από το 0,35% και τάσεις των ινών του οπλισμού πάνω από το 0,2 %).
Όταν η περιστροφή περάσει πάνω από αυτό το όριο ελαστικότητας, η δομή αρχίζει να «διαλύει την αποθήκευση της ενέργειας «μέσω πλαστικής μετατόπισης, το οποίο σημαίνει ότι τα τμήματα θα έχουν μια υπολειμματική μετατόπιση που δεν θα είναι σε θέση να ανακτηθεί (ενώ στην ελαστική περιοχή όλες οι μετατοπίσεις ανακτούνται).
Βασικά ο σχεδιασμός της αντοχής ενός σημερινού κτιρίου περιορίζετε στα όρια του ελαστικού φάσματος σχεδιασμού, και μετά περνά στις προεπιλεγμένες πλαστικές περιοχές, οι οποίες είναι προεπιλεγμένες περιοχές αστοχίας, (συνήθως είναι τα άκρα των δοκών) ώστε να μην καταρρεύσει η δομή. (Η δομή καταρρέει όταν αστοχήσουν τα υποστυλώματα με λοξό
/ σχήμα αστοχίας) Αν τα τμήματα που βιώνουν τις πλαστικές παραμορφώσεις, ξεπερνούν το όριο του σημείου θραύσης, και είναι και πάρα πολλές πάνω στην δομή, η δομή θα καταρρεύσει.
Ένας σκελετός μιας οικοδομής αποτελείτε από τα υποστυλώματα ( κάθετα στοιχεία ) και τις δοκούς και πλάκες ( οριζόντια στοιχεία ) Οι δοκοί τα υποστυλώματα και οι πλάκες ενώνονται στους κόμβους. Όταν ο σκελετός είναι σε κατάσταση ηρεμίας, όλες οι φορτίσεις είναι κατακόρυφες.Όταν γίνεται σεισμός δημιουργούνται πρόσθετες οριζόντιες φορτίσεις στον σκελετό. Η συνισταμένες των οριζόντιων και κατακόρυφων φορτίσεων καταπονούν τους κόμβους, διότι αλλάζουν τις μοίρες των, δημιουργώντας πότε ανοικτές και πότε κλειστές γωνίες. Οι κατακόρυφες στατικές φορτίσεις ισορροπούν με την αντίδραση του εδάφους. Οι οριζόντιες φορτίσεις του σεισμού, λόγο ανασήκωσης που υφίστανται οι βάσεις των υποστυλωμάτων, και λόγο της ελαστικότητας που έχει ο κορμός τους, μετατοπίζουν τις καθ ύψος πλάκες με διαφορετικό πλάτος ταλάντωσης, και διαφορά φάσης. Δηλαδή οι πάνω πλάκες μετατοπίζονται περισσότερο από τις κάτω. Αυτές οι ιδιομορφές που παίρνει ο σκελετός είναι πάρα πολλές, τόσες όσες και οι διαφόρων κατευθύνσεων μετατοπίσεις του σεισμού οι οποίες παραμορφώνουν τον σκελετό, και αστοχεί. Το ιδανικό θα ήταν αν μπορούσαμε να κατασκευάσουμε έναν σκελετό οικοδομής ο οποίος κατά την διάρκεια του σεισμού να μετατοπίζει όλες του τις πλάκες με το ίδιο πλάτος ταλάντωσης που έχει το έδαφος, χωρίς διαφορά φάσης, διατηρώντας την ίδια μορφή κατά την διέγερση του σεισμού. Κατ αυτόν τον τρόπο δεν θα είχαμε καμία παραμόρφωση του σκελετού, οπότε καμία αστοχία. Η έρευνα που κάνω πάνω στον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών αποσκοπεί ακριβώς σε αυτό. Αυτό το πέτυχα κατασκευάζοντας μεγάλα επιμήκη άκαμπτα υποστυλώματα με σχήμα κάτοψης, - , + , Γ , ή Τ στα οποία εφαρμόζω μία δύναμη σε όλα τα άκρατους στο δώμα, ( ώστε να δουλεύει όλη η διατομή σε αμφίπλευρες καταπονήσεις ) προερχόμενη από το έδαφος. Αυτή η δύναμη αποσκοπεί στο να σταματήσει αμφίπλευρα την στροφή των υποστυλωμάτων και την καμπυλότητα που δημιουργείται στον κορμό τους, οπότε και την παραμόρφωση που δημιουργεί την αστοχία σε όλο τον φέροντα. Στον σεισμό τα υποστυλώματα χάνουν την εκκεντρότητα ανασηκώνοντας την βάση τους, δημιουργώντας στροφές σε όλους στους κόμβους της κατασκευής. Για αυτό υπάρχει όριο εκκεντρότητας, δηλαδή όριο περιοχής της βάσης που ανασηκώνεται από την ροπή ανατροπής. Για να περιορίσουμε τις στροφές στη βάση βάζουμε ισχυρές πεδιλοδοκούς στα υποστυλώματα. Στα μεγάλα επιμήκη υποστυλώματα, (τοιχία) λόγω των μεγάλων ροπών που κατεβάζουν είναι πρακτικά αδύνατη η παρεμπόδιση της στροφής με τον κλασικό τρόπο κατασκευής των πεδιλοδοκών. Αυτό το ανασήκωμα της βάσης σε συνδυασμό με την ελαστικότητα που παρουσιάζει ο κορμός των επιμήκη υποστυλωμάτων έχει σαν αποτέλεσμα όταν το ένα υποστύλωμα του πλαισίου σηκώνει προς τα επάνω το ένα άκρο της δοκού, την ίδια στιγμή το άλλο υποστύλωμα στο άλλο άκρο της το κατεβάζει βίαια προς τα κάτω. Αυτό καταπονεί την δοκό με τάσεις στροφών διαφορετικής κατεύθυνσης στα δύο άκρα, παραμορφώνοντας τον κορμό της σε σχήμα S Την ίδια παραμόρφωση στον κορμό του υφίσταται και το επιμήκη υποστύλωμα, λόγο των στροφών ( ροπών ) που παρουσιάζονται στους κόμβους, και την διαφορά φάσης μετατόπισης των καθ ύψος πλακών. Για να σταματήσουμε τo ανασήκωμα της βάσης πακτώνουμε με τον μηχανισμό της ευρεσιτεχνίας την βάση με το έδαφος. Αν όμως θέλουμε να σταματήσουμε και το ολικό ανασήκωμα του δώματος του υποστυλώματος που προέρχεται από το ανασήκωμα της βάσης αλλά και από την ελαστικότητα του κορμού του, τότε το καλύτερο σημείο για την επιβολή αντίθετων τάσεων ισορροπίας είναι το δώμα. Αυτή η αντίθετη τάση στο δώμα πρέπει να προέρχεται από μία εξωτερική πηγή, και όχι εφαρμοζόμενη από πηγή ευρισκόμενη πάνω στον ίδιο τον φέροντα. Αυτή η εξωτερική πηγή είναι το έδαφος κάτω από την βάση. Από εκεί αντλώ αυτήν την εξωτερική δύναμη. Στο έδαφος κάτω από την βάση ανοίγουμε μια γεώτρηση, και πακτώνουμε ( με την βοήθεια της άγκυρας του μηχανισμού της ευρεσιτεχνίας ) στα πρανή της, και με την βοήθεια ενός τένοντα που περνά ελεύθερος μέσα από μία σωλήνα το υποστύλωμα, μεταφέρουμε αυτήν την δύναμη που πήραμε από το έδαφος, πάνω από το δώμα. Εκεί πάνω από το δώμα τοποθετούμε ένα στοπ με μία βίδα, για να σταματήσουμε την άνοδο του δώματος των επιμήκη υποστυλωμάτων, η οποία υφίσταται κατά τον σεισμό, και παραμορφώνει όλες τις πλάκες. Με αυτόν τον τρόπο ελέγχουμε το πλάτος ταλάντωσης όλης την κατασκευής. Δηλαδή την παραμόρφωση που προκαλεί την αστοχία. Κατ αυτόν τον τρόπο δεν έχουμε αλλαγές στην ιδιομορφία του φέροντα, διότι διατηρεί την ίδια μορφή που έχει πριν από τον σεισμό, και κατά τον σεισμό. Η αντίδραση του μηχανισμού στην άνοδο του δώματος των επιμήκη υποστυλωμάτων και η άλλη αντίδραση στο αντικριστό κάτω μέρος της βάσης των εκτρέπουν την πλάγια φόρτιση του σεισμού στην κατακόρυφη τομή των η οποία είναι μεγάλη και ισχυρή. Με αυτήν την εκτροπή της πλάγιας φόρτισης του σεισμού στην κατακόρυφη τομή των υποστυλωμάτων, καταργούνται οι στροφές στους κόμβους διότι τις πλάγιες φορτίσεις του σεισμού τις αναλαμβάνουν 100% τα επιμήκη υποστυλώματα, διότι αδυνατούν να στρέψουν τον κορμό τους. Αναλυτικά 1) Κατά την διάρκεια του σεισμού δύο είναι οι κύριες φορτίσεις που επηρεάζουν την στατικότητα του κτηρίου. α) Οι οριζόντιες φορτίσεις του σεισμού, β) οι κάθετες συνιστώσες των στατικών φορτίων του κτηρίου. Με τον σημερινό αντισεισμικό σχεδιασμό, αυτές οι συνισταμένες φορτίσεις συνεργάζονται άψογα για να διατελέσουν το καταστροφικό τους έργο. Η πλάγια φόρτιση ανασηκώνει την βάση του τοιχίου και λυγίζει τον κορμό του. Το τοιχίο αφού χάσει την εκκεντρότητα λόγο της ταλάντωσης, ανασηκώνει, ή κατεβάζει βίαια την δοκό. Σε αυτή την φάση όταν η δοκός σηκώνεται προς τα επάνω στο ένα της άκρο, τα στατικά φορτία έρχονται σε αντίθεση με αυτήν την άνοδο και δημιουργούν μία καμπυλότητα στον κορμό της. Το άλλο άκρο της δοκού σπρώχνεται βίαια προς τα κάτω από το άλλο τοιχίο το οποίο έχει χάσει την εκκεντρότητα. Διαπίστωσα ότι…Αν το τοιχία χάσουν την εκκεντρότητα ( είτε λόγο του ότι ανασηκώνουν την βάση τους, είτε λόγο του ότι καμπυλώνεται ο κορμός τους ) τότε μόνο έρχονται σε αντίθεση με τα στατικά φορτία του κτηρίου, και μόνο τότε αυτή η αντίθεση των φορτίσεων δημιουργεί ροπές στους κόμβους. Συμπέρασμα Την μεγαλύτερη καταστροφή δεν την κάνουν οι πλάγιες φορτίσεις του σεισμού, αλλά η αδυναμία των κόμβων να έλθουν σε αντίθεση με τα στατικά φορτία. Αυτό πρέπει να το σταματήσουμε. Πρέπει να σταματήσουν αυτές οι ροπές στους κόμβους. Αυτές οι ροπές δημιουργούν τις τέμνουσες και την καμπυλότητα στον κορμό των υποστυλωμάτων και των δοκών. Αυτές δημιουργούν το μεγάλο πρόβλημα της αστοχίας. Εφαρμόζοντας την μέθοδο της ευρεσιτεχνίας, καταργούνται οι στατικές αντίθετες φορτίσεις που δημιουργούν το μισό πρόβλημα, διότι το τοιχίο φορώντας την ευρεσιτεχνία δεν χάνει την εκκεντρότητα, και δεν καμπυλώνει τον κορμό του, οπότε δεν έρχεται σε αντίθεση με τα στατικά φορτία, διότι καταργεί την ροπή στους κόμβους. Με την ευρεσιτεχνία τοποθετημένη στα επιμήκη υποστυλώματα έχουμε μειώσει τις φορτίσεις του σεισμού στο ήμισυ, διότι καταργούμε τα φορτία των κάθετων στατικών συνιστωσών στους κόμβους οι οποίες υφίστανται στην πεπατημένη τεχνολογία. 2) Και οι πλάγιες φορτίσεις του σεισμού που τις οδηγούμε? Η αντίδραση ισορροπίας του μηχανισμού στο δώμα ως προς την τάση ανόδου του επιμήκη υποστυλώματος, και η άλλη αντίδραση του εδάφους στο Π της βάσης αυτού, δημιουργεί αντίθετες δυνάμεις στην κατακόρυφη τομή του επιμήκη υποστυλώματος. ( Τοιχίο ) Δηλαδή δημιουργεί τέμνουσες πάνω στην πολύ μεγάλη κατακόρυφη τομή του επιμήκη υποστυλώματος. Αυτή η κατακόρυφη τομή του επιμήκη υποστυλώματος είναι πολύ πιο ισχυρή από την μικρή οριζόντια τομή του. Στην μικρή αδύναμη οριζόντια τομή του επιμήκη υποστυλώματος οδηγούνται σήμερα όλες οι φορτίσεις του σεισμού ( λόγο ροπών ) και για αυτόν τον λόγο παρατηρούνται εύκολα αστοχίες. Ενώ με την εφαρμοζόμενη εκτροπή της πλάγιας φόρτισης του σεισμού από την ευρεσιτεχνία, πάνω στην κατακόρυφη τομή των υποστυλωμάτων, καταργούνται οι στροφές ( ροπές ) στους κόμβους διότι τις πλάγιες φορτίσεις του σεισμού τις αναλαμβάνουν 100% τα επιμήκη υποστυλώματα, και αφού αδυνατούν να στρέψουν τον κορμό τους, δεν δημιουργούν ουδεμία ροπή στους κόμβους.