Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Πέμπτη, 28 Μαίου 2020

Οι ασχολούμενοι με το αντικείμενο πρωτοπόροι δεν είχαν Κανονισμούς, αυτενεργούσαν κατ’ έμπνευσιν, δεν είχε άμεσες πληροφορίες ο ένας για τις επινοήσεις του άλλου. Η καταγεγραμμένη εξιστόρηση των επιτευγμάτων μπορεί να είναι επηρεασμένη και από την εθνικότητα ή και τη ”φιλοπατρία” του ιστορικού που τις κατέγραψε.

Η παιδική ηλικία του οπλισµένου σκυροδέµατος Θ. Γ. Βουδικλάρης Πολιτικός ΜηχανικόςΘα µιλήσουµε για το οπλισµένο σκυρόδεµα, ήτοι για κατασκευές που ανήκουν στην ίδια οικογένεια και είναι πρόγονοι των σηµερινών, µε σκυρόδεµα που παράγεται µε τσιµέντο που µοιάζει µε το σηµερινό, και περιέχει οπλισµό. Στοιχειώδης αναφορά θα γίνει και στην ανακάλυψη του τσιµέντου. Είναι αναγκαίο, για λόγους εκτάσεως του κειµένου, να γίνει επιλογή στην παρουσίαση των βηµάτων αυτού του νεογέννητου υλικού, που ήταν πολλά και µικρά, θα ήταν παράλογο να καταγραφούν όλα. Εποµένως πρέπει να γίνει από τον γράφοντα επιλογή των, κατά τη γνώµη του, πιο σηµαντικών ή πιο χαρακτηριστικών, επιλογή η οποία ασφαλώς εκτίθεται στην κριτική του αναγνώστη. Πολλά από αυτά τα µικρά βήµατα ήταν φαινοµενικώς (για εκείνη την εποχή) ασήµαντα, αφού η εξέλιξη του οπλισµένου σκυροδέµατος στο σπουδαιότερο υλικό των έργων της σηµερινής εποχής, δεν ήταν τότε προβλέψιµη, και άρα η ιστορική καταγραφή τους µπορεί να µην ήταν ακριβής και πλήρης. Οι ασχολούµενοι µε το αντικείµενο πρωτοπόροι δεν είχαν Κανονισµούς, αυτενεργούσαν κατ’ έµπνευσιν, δεν είχε άµεσες πληροφορίες ο ένας για τις επινοήσεις του άλλου. Η καταγεγραµµένη εξιστόρηση των επιτευγµάτων µπορεί να είναι επηρεασµένη και από την εθνικότητα ή και τη ”φιλοπατρία” του ιστορικού που τις κατέγραψε. Πράγµα το οποίον µπορεί, επίσης, να έχει επηρεάσει την εσωτερική ακρίβεια και του παρόντος κειµένου, ως προς την παράθεση των ιστορικών γεγονότων. Η κατασκευή άοπλων υδραυλικών κονιαµάτων (σκυροδεµάτων ”εν τη ευρεία εννοία”) είναι πολύ παληά, κάθε τόσο εµφανίζεται στη δηµοσιότητα και η ανακάλυψη κάποιας καινούργιας περιοχής ”πρώτης” χρησιµοποιήσεως, η Ελλάδα, η Αίγυπτος, η Ρώµη, η Γαλιλαία, η Βαβυλώνα, η Κίνα κ.ο.κ. Ίσως υπάρχει έντονη επιθυµία των ερευνητών να δείξουν ότι η δική τους ανακάλυψη είναι αρχαιότερη από κάθε προηγούµενη. Στον γήινο φλοιό, βέβαια, έχουν δηµιουργηθεί κροκαλοδέµατα πριν από εκατοµµύρια χρόνια. Περί τα τέλη του 18ου αιώνα, οι Άγγλοι John Smeaton και James Parker ανεκάλυψαν, τις καλές υδραυλικές ιδιότητες που είχε το υλικό που παραγόταν από το ψήσιµο ασβεστολίθου µε άργιλο. Ο εφηµέριος Parker πατεντάρησε την ευρεσιτεχνία του µε το όνοµα "τσιµέντο Parker" ή "Ρωµαϊκό τσιµέντο". Αντίστοιχα βήµατα έγιναν στις αρχές του 19ου αιώνα στη Γαλλία από τον Γάλλο Louis Vicat*. Θεωρείται ότι ο Vicat µελέτησε και πλησίασε πρώτος τις ενδεδειγµένες αναλογίες των δύο συστατικών, ασβεστολίθου και αργίλου, που θα έπρεπε να ψηθούν, για να επιτευχθεί το βέλτιστο αποτέλεσµα. Πατέρας του τσιµέντου, σε συστηµατική παρασκευή το 1824, θεωρείται γενικώς ο Άγγλος εργολάβος Josef Aspdin, ο οποίος του έδωσε το όνοµα ”τσιµέντο Portland”, για το οποίον πήρε δίπλωµα ευρεσιτεχνίας. Το όνοµα οφείλεται στο χρώµα των πετρωµάτων του Portland, προς το οποίο έµοιαζε το χρώµα του νέου υλικού.*Είναι αυτός που επινόησε τη βελόνη Vicat, που χρησιµοποιείται µέχρι σήµερα για τον έλεγχο της πήξεως του τσιµέντου 1 / 15 Ίσως να υπάρχουν και παλαιότερες, άγνωστες, αλλά η πρώτη εµφάνιση κατασκευής οπλισµένου σκυροδέµατος θεωρείται ότι έγινε στη διεθνή Έκθεση των Παρισίων του 1854 από τον Jean-Louis Lambot, µε µια βάρκα (συχνά αναφέρεται ως σχεδία) από τσιµεντοκονίαµα ενισχυµένο µε σιδερένιο πλέγµα. Η βάρκα σωζόταν και επέπλεε για πολλά χρόνια στη λίµνη του πάρκου Mirval, ίσως να υπάρχει ακόµα εκεί.Φωτογραφία των αρχών του 20ου αιώνα µιας από τις βάρκες του Lambot στην λίµνη Mirval O LambotΜια από τις βάρκες του σε µουσείο στο ΠαρίσιΗ επινόηση του Lambot εκίνησε την περιέργεια και το ενδιαφέρον του κοινού, αλλά µόνον αυτό. Οι µηχανικοί δεν φάνηκαν να της δίνουν τη σηµασία που θα οδηγούσε σε µεγάλο αριθµό αντίστοιχων εφαρµογών. Η συνέχεια δόθηκε ύστερα από µερικά χρόνια από τον Παριζιάνο κηπουρό Joseph Monier, που κατασκεύαζε από το 1861 γλάστρες από τσιµεντοκονίαµα, στη µάζα του οποίου ενσωµάτωνε δικτυωτό συρµάτινο πλέγµα. Έφτιαξε έτσι γλάστρες που είχαν µεγαλύτερη αντοχή από τις ξύλινες και µικρότερο βάρος από τις λίθινες. Οι πολλοί θεωρούν τον Monier ως τον εφευρέτη του οπλισµένου σκυροδέµατος.Ο Joseph MonierΗ γέφυρα Chazelet του J. MonierΤο σύστηµα οπλισµού του σκυροδέµατος του Monier (1867)2 / 15 Η κατασκευή ήταν βεβαίως εµπειρική, το πλέγµα έµπαινε στο µέσον του πάχους του τοιχώµατος, ο Monier δεν ήταν σε θέση να συλλάβει τη θέση εµφανίσεως του εφελκυσµού και τον πραγµατικό ρόλο του πλέγµατος, δεν γνώριζε τη στατική λειτουργία. Πειραµατιζόµενος συνεχώς βελτίωνε τις γλάστρες του, τις οποίες παρουσίασε στη 2η ∆ιεθνή Έκθεση των Παρισίων τον Ιούλιο του 1867. Τον ίδιο µήνα πήρε το υπ’ αριθµ. 77165 δίπλωµα ευρεσιτεχνίας. Συνέχισε να πειραµατίζεται µε σωλήνες και µικρές δεξαµενές(1868), πανέλα όψεων κτιρίων (1869), γέφυρες (1873) και δοκούς (1878), εξασφαλίζοντας διαδοχικά διπλώµατα ευρεσιτεχνίας. Η πείρα, του έµαθε ότι όταν έβαζε το πλέγµα στην κάτω επιφάνεια, η αντοχή µεγάλωνε. Το 1875 κατασκευάστηκε µε το σύστηµα Monier η πρώτη πεζογέφυρα, ανοίγµατος 16 m και πλάτους 4 m. Συγχρόνως, στην ίδια Έκθεση των Παρισίων του 1867, παρουσίασε τα επιτεύγµατά του ο Γάλλος µεγαλοεργολάβος – επιχειρηµατίας Francois Coignet. Ο Coignet ασχολήθηκε από πολύ νέος µε το τσιµέντο και το σκυρόδεµα. Ήδη από το 1847 έφτιαχνε σπίτια στη Lyon χρησιµοποιώντας χυτό, άοπλο σκυρόδεµα. Το 1852 εξασφάλισε µία πατέντα για την παραγωγή clinker τσιµέντου, σε µια εγκατάσταση που είχε δηµιουργήσει κοντά στο Παρίσι. Ξεκίνησε να πειραµατίζεται µε το οπλισµένο σκυρόδεµα από τον ίδιο χρόνο, και για λόγους εµπορικής προβολής, άρχισε το 1853 να φτιάχνει ένα τετραώροφο κτίριο µε αυτό το υλικό, σε µια κοινότητα κοντά στο Παρίσι, την πρώτη κατασκευή κτιρίου µε οπλισµένο σκυρόδεµα.Το κτίριο επιθεωρήθηκε το 1855 από µια επιτροπή 14 αρχιτεκτόνων, µε επί κεφαλής τον Henri Labrouste. Ο Labrouste στην αναφορά του γράφει ότι ολόκληρο το σπίτι έγινε από τσιµέντο και τεχνητές πέτρες. Παρατηρεί ότι χρησιµοποιήθηκαν διάφορα υλικά µικρής αξίας, ανακατεµένα µε ασβέστη και νερό, για να διαµορφωθούν οι κορνίζες που περιβάλλουν το κτίσµα. Επισηµαίνει ότι χρησιµοποιήθηκε µίγµα από τέφρα, σκουριά και ασβέστη που συµπυκνώθηκε. Η αναφορά εκφράζει αµφιβολίες για την αντοχή της κατασκευής, για την οποία αποφαίνεται ότι ”µπορεί να είναι επικίνδυνη”. Το κτίσµα παρέµεινε για πολλά χρόνια εγκαταλελειµµένο, αλλάζοντας κάθε τόσο καταπατητές. Παρά το ότι η κατάστασή του έχει χειροτερέψει, βρίσκεται ακόµα εκεί, όρθιο, µέχρι σήµερα, ύστερα από 160 χρόνια. Έχει µάλιστα χαρακτηρισθεί ως στοιχείο παγκόσµιας κληρονοµιάς και, από το 1998, ιστορικό διατηρητέο µνηµείο.3 / 15 Ο Coignet συνέχισε να εξελίσσει την εφεύρεσή του, κερδίζοντας διαδοχικά διπλώµατα ευρεσιτεχνίας και κατασκευάζοντας έργα σε ολόκληρο τον κόσµο. Έχει κατασκευάσει, µεταξύ των άλλων, την εκκλησία Le Vesinet, κοντά στο Παρίσι, µε ύψος οβελίσκου που ξεπερνάει τα 40 µέτρα, το πρώτο σύγχρονο µνηµειακό κτίριο από οπλισµένο σκυρόδεµα. Επίσης ένα φάρο στο Port Said, υδατογέφυρα για το υδραγωγείο των Παρισίων και άλλα έργα.Aqueduc de la Vanne, του Francois Coignet - Yδατογέφυρα µεταφοράς νερου στο µητροπολιτικό ΠαρίσιΤο κτίριο του Coignet στο no.72 της οδού Charles-Michels κατά το 2010Τα Γραφεία Νέας Υόρκης της εταιρείας CoignetΟ Φάρος του Port Said, έργο του CoignetΛέγεται ότι ο εργολάβος Wilkinson κατασκεύασε στο Newcastle, το 1865, µια αγροικία από σκυρόδεµα µε ενσωµατωµένες σιδερένιες ράβδους.Το σύστηµα οπλισµού του Wilkinson (πατέντα του 1854)Η ταχεία εξέλιξη και βελτίωση των γνώσεων και των κατασκευών µε το νεοφανές υλικό άρχισε όταν οι ευρεσιτεχνίες εξήχθησαν από τη Γαλλία, κυρίως στη Γερµανία και την Αµερική. Στην Αµερική ο Thaddeus Hyatt είχε, ανεξαρτήτως και συγχρόνως µε τον Lambot και τον Monier, την ιδέα να συνδέσει το σκυρόδεµα µε το σίδερο, για να συνθέσει στοιχεία µε αντοχή σε κάµψη και σύγχρονη αντοχή στη φωτιά, για να λύσει ένα πρόβληµα που τον απασχολούσε. Τις πειραµατικές του προσπάθειες, που άργησε πολύ να τις ανακοινώσει, οδηγούσε µια διαβολεµένη διαίσθηση. Στα δοκίµιά του τοποθετούσε τον οπλισµό στην εφελκυόµενη περιοχή, τον έκαµπτε στα άκρα και έβαζε και “συνδετήρες”. Προχώρησε επίσης σε κατασκευές από οπλισµένο σκυρόδεµα, αν και στην αρχή το χρησιµοποιούσε για να πετύχει, κυρίως, πυρασφάλεια..∆οκίµια του Hyatt4 / 15 Σε βιβλίο που δηµοσίευσε το 1877 ανακοίνωσε τα συµπεράσµατά του από τα πειράµατα και τις κατασκευές του: Η συνάφεια µεταξύ ραβδοσιδήρου και σκυροδέµατος είναι πλήρης, δίνει δε οικονοµικώτερες λύσεις εν σχέσει µε την χρησιµοποίηση ελασµάτων Ι (διπλού ταυ). Ο συντελεστής θερµικής διαστολής αµφοτέρων των υλικών είναι σχεδόν ο αυτός. Ο λόγος των µέτρων ελαστικότητος των υλικών τούτων δέον να τεθεί ίσως προς 20. Σκυρόδεµα οπλισµένο στην εφελκυόµενη ζώνη ενδείκνυται, όχι µόνο για οικοδοµικές κατασκευές….. Ο συντελεστής 20 συνιστά αξιοθαύµαστη προσέγγιση για εκείνη την εποχή.Σύστηµα οπλισµού του Thaddeus HyattΤο 1874 ο Hyatt κατασκεύασε στην οδό Farrington του Λονδίνου µια κατοικία από οπλισµένο σκυρόδεµα, που σώζεται µέχρι σήµερα, παρά το ότι την εξέθεσε σε δοκιµασία πυρκαγιάς.O µηχανολόγος William E. Ward κατασκεύασε το 1871 - 1875 ένα κτίριο στο Port Chester N.Y., που θεωρείται το πρώτο κτίριο οπλισµένου σκυροδέµατος που έγινε στην Αµερική.Η ταχεία εξέλιξη του οπλισµένου σκυροδέµατος στη Γερµανία αρχίζει το έτος 1884, όταν οι Εταιρείες Freytag u. Heidschuch από το Neustadt a.d.H και Martenstein u. Josseaux από το Offenbach a.M. εξαγόρασαν την ευρεσιτεχνία Monier. Οι εταιρείες εκχωρούν τα δικαιώµατα στον Γερµανό µηχανικό G. A. Wayss ο οποίος ιδρύει µια εργοληπτική Εταιρεία στο Βερολίνο και, µαζί µε τον Bauschinger, εκτελούν πειράµατα σε εργαστήρια του Μονάχου επί δοκιµίων θόλων, αµφιερείστων πλακών, σωλήνων κ.τ.ο., αποδεικνύοντας την εξαιρετική οικονοµική σηµασία του συστήµατος. Συνεχίζουν ερευνώντας τη συνάφεια. Τα εξαγόµενα των πειραµάτων καταχωρεί ο Wayss στο βιβλίο του ”Das System Monier, Eisengerippe mit Zementumhullung”, Wien 1887 (Το σύστηµα Monier, σιδερένια πλέγµατα µε περίβληµα τσιµέντου), υπογραµµίζοντας την καλή στατική συνεργασία των δύο υλικών και την προστασία του οπλισµού από την οξείδωση, από το σκυρόδεµα.5 / 15 Συγχρόνως ένας ανώτερος κρατικός τεχνικός υπάλληλος, ο Matthias Koenen, απεσταλµένος της κυβερνήσεως για την παρακολούθηση των πειραµάτων, αναπτύσσει βάσει αυτών και προτείνει την πρώτη εµπειρική µέθοδο στατικού υπολογισµού των κατασκευών οπλισµένου σκυροδέµατος. Επισηµαίνει ότι το σίδερο πρέπει να χρησιµοποιείται για την ανάληψη των εφελκυστικών τάσεων και το σκυρόδεµα για τις θλιπτικές, έχοντας αντιληφθεί πλήρως τη στατική λειτουργία και βάζοντας τις βάσεις της θεωρίας του οπλισµένου σκυροδέµατος. Η µέθοδος περιλαµβάνεται στο βιβλίο του Wayss και επίσης δηµοσιεύεται το 1886 στο περιοδικό ”Zentralblatt der Bauverwaltung”. Μετά την υπερνίκηση και των δυσχερειών εφαρµογής στην πράξη, η Αστυνοµία Κατασκευών του Βερολίνου έδωσε την άδεια εκτεταµένης εφαρµογής του συστήµατος. To 1888 o Doering στο Βερολίνο εξασφαλίζει δίπλωµα ευρεσιτεχνίας, σύµφωνα µε την οποία αυξάνεται η αντοχή πλακών και δοκών µε προένταση των συρµάτων που αποτελούν τον οπλισµό. Τον ίδιο χρόνο στην Αµερική απονέµεται αντίστοιχο δίπλωµα στον P.H. Jackson, για διαφορετικό τρόπο προεντάσεως. Είναι η πρώτη εµφάνιση της ιδέας της προεντάσεως, που όµως σκοντάφτει στις ανεπαρκείς γνώσεις των υλικών. Ως πρώτο επιστηµονικό βιβλίο για το οπλισµένο σκυρόδεµα θεωρείται το βιβλίο του E. Moersch “Der Betoneisenbau, seine Anwendung und Theorie” – 1902, στο οποίον ανέπτυξε περαιτέρω τις απόψεις του Koenen, αξιοποιώντας και τις έρευνες που έκανε ο ίδιος στο Πολυτεχνείο της Στουτγάρδης µε τους Bach και Graf. Το βιβλίο αυτό επανεκδιδόµενο, βελτιούµενο και εµπλουτιζόµενο συνεχώς, απετέλεσε τη βάση του πολύτοµου κλασικού συγγράµµατος “Der Eisenbeton”, το οποίον ανέδειξε τον καθηγητή E. Moersch ∗ ως τον πατριάρχη της θεωρίας του οπλισµένου σκυροδέµατος. Ακολούθησαν Melan, Emperger, Visintini, Saliger κ.α.Ως πρώτος ”Κανονισµός” για τον υπολογισµό και την εκτέλεση έργων οπλισµένου σκυροδέµατος αναφέρονται οι ”Προσωρινές κατευθυντήριες γραµµές για την προπαρασκευή, εκτέλεση, και δοκιµασία κατασκευών εκ σιδηροφόρου σκυροδέµατος” που εξέδωσε η Γερµανική Επιτροπή Σκυροδέµατος το 1902, σε συνεργασία µε τον Σύνδεσµο Ενώσεων Γερµανών Αρχιτεκτόνων και Μηχανικών. Ακολούθησαν οι Κανονισµοί του 1916, 1925, 1932 κ.ο.κ. Από της χορηγήσεως της αδείας εφαρµογής του οπλισµένου σκυροδέµατος το 1886 µέχρι το τέλος του 19ου αιώνα έχουν εγκριθεί πολλές ευρεσιτεχνίες και έχει κατασκευασθεί πλήθος έργων, σε όλο τον κόσµο, κυρίως θόλοι, τόξα, πλάκες, κλίµακες, δεξαµενές κλπ., σπανιότερα δοκοί και ακόµα σπανιότερα στύλοι. Ώθηση στην κατασκευή δοκών, και µάλιστα µεγάλων ανοιγµάτων, έδωσε ή εξέλιξη του χρησιµοποιουµένου οπλισµού. Ο Αυστριακός καθηγητής Josef Melan εισήγαγε τη χρήση µορφοσιδήρου σχήµατος “L” , “U” και “Ι”, που χρησιµοποιήθηκε πολύ σε αποθήκες, εργοστάσια και γέφυρες (κυρίως στη Αµερική) κατά το ”σύστηµα Melan”.∗Το δικτύωµα Moersch εξακολουθεί να χρησιµοποιείται µέχρι σήµερα για την κατανόηση της λειτουργίας της δοκού οπλισµένου σκυροδέµατος. 6 / 15 Γέφυρα του συστήµατος Melan στις ΗΠΑΤο 1898 κατασκευάστηκε στο Steyr, µε το σύστηµα Melan, η µέχρι τότε µεγαλύτερη γέφυρα ανοίγµατος 42,4 m, µε (σχετικώς) πολύ µικρό βέλος τόξου. Μεγάλος αριθµός γεφυρών κατασκευάστηκε στη Γερµανία, κυρίως από το 1895 και εντεύθεν.Η Γέφυρα του ∆ράκου (Zmajski most) στην Λουµπλιάνα της Σλοβενίας. Κατασκευάσθηκε από την εταιρεία της Βιέννης Pittel+Brausewetter µε το σύστηµα MelanΗ τοξωτή γέφυρα στο Waterloo της Αϊόβα, µε το σύστηµα Μelan (από καρτ-ποστάλ του 1900)Στις γέφυρες χρησιµοποιήθηκε επίσης το σύστηµα Moeller και, ακόµη περισσότερο (ιδίως για µεγάλα ανοίγµατα), τα συστήµατα Vierendeel και Visintini. Ο Arthur Vierendeel επινόησε και υπολόγισε τον φορέα του το 1895 και κατασκεύασε το 1902, µε δαπάνες του, την πρώτη γέφυρα, ανοίγµατος 31,50 m. Απέδειξε την ορθότητα των υπολογισµών του συγκρίνοντας τις παραµορφώσεις εκ της φορτίσεως προς τις προκύπτουσες από τον υπολογισµό. Ο φορέας είναι µια µορφή ”δικτυώµατος” χωρίς τις λοξές (κατά τη διαγώνιο) ράβδους. ∆ιαθέτει µεγάλο βαθµό εσωτερικής στατικής αοριστίας, τα κατακόρυφα στοιχεία του πρέπει να έχουν σηµαντική ακαµψία κατά το επίπεδο του φορέα. Πολλές γέφυρες µε το σύστηµα αυτό κατασκευάστηκαν (κατ’ αρχήν) στο Βέλγιο (αλλά όχι µόνο), πατρίδα του µηχανικού που το επινόησε. Η µέθοδος χρησιµοποιείται και σήµερα.Γέφυρα µε φορέα Vierendeel στο Grammene του ΒελγίουΣχηµατική παράσταση φορέα Vierendeel7 / 15 Γέφυρα Gustav-Heinemann επί του Spree στο ΒερολίνοΓέφυρα Vierendeel στο Gelik του ΒελγίουΣτο σύστηµα του Αυστριακού καθηγητή Arthur Visintini γίνεται µίµηση των µεταλλικών δικτυωµάτων, µόνο που οι ράβδοι είναι από οπλισµένο σκυρόδεµα και µπορούν να αναλάβουν και ροπές κάµψεως. Έγινε ευρεία χρήση του συστήµατος σε πολλές χώρες, Αµερική ∆ανία, Ρωσία, Ουγγαρία κλπ.Η Γέφυρα Oberwaltersdorf κατά το σύστηµα VisintiniΗ Γέφυρα Pottenstein στην Κάτω Αυστρία κατά το σύστηµα VisintiniΓέφυρα Vierendeel ανοίγµατος 40,0 mΓέφυρα Schwanenstad στην Αυστρία κατά το σύστηµα VisintiniΌσο προχωρούσαν τα πειράµατα και οι εφαρµογές τόσο περισσότερο γινόταν αντιληπτή η σηµασία της προσφύσεως του χάλυβα µε το σκυρόδεµα. Αυτό οδήγησε στη δηµιουργία χαλύβων µε επιφάνεια που βελτίωνε τη συνάφεια, τους “προγόνους” των σηµερινών νευρώσεων. Ο Ernest Ransome στην Αµερική εξασφάλισε το 1993 δίπλωµα ευρεσιτεχνίας για τη µορφή των χαλύβων που χρησιµοποιούσε στις κατασκευές του. Επρόκειτο για ράβδους τετραγωνικής διατοµής, συνεστραµµένες εν ψυχρώ, µε τις οποίες πετύχαινε πολύ µεγάλη αύξηση της συνάφειας.8 / 15 Οπλισµός RansomeTo 15όροφο κτίριο του Ransome στο Cincinati (1903), ο πρώτος ουρανοξύστης από σκυρόδεµαΣτον Ransome οφείλεται ο πρώτος ”ουρανοξύστης” της Αµερικής (και του κόσµου), ένα κτίριο 15 ορόφων, που κατασκευάστηκε στο Cincinnati – Ohio, το 1903. Έκτοτε η διάδοση του οπλισµένου σκυροδέµατος στην Αµερική ήταν ταχύτατη.Οπλισµός ThacherΠλησιέστερα προς τις σηµερινές νευρώσεις είναι ο οπλισµός που αποδίδεται στον µηχανικό Edwin Thacher, ένα επίσης σηµαντικό συντελεστή της εξελίξεως του οπλισµένου σκυροδέµατος στην Αµερική. Στον οπλισµό Thacher η ενίσχυση της συνάφειας επιτυγχάνεται µε τη δηµιουργία ”κόµβων” στην επιφάνεια της ράβδου. Στην κατασκευή γεφυρών στην Αµερική, µεγάλη ώθηση έδωσε και ο Γερµανός Μηχανικός Friedrich von Emperger, µαθητής του Melan, που έζησε στη Ν. Υόρκη από το 1890 µέχρι το 1897. Ασχολήθηκε επίσης µε το Μετρό της Ν. Υόρκης και της Βοστώνης.Η Abteibrucke, στο Βερολίνο, έργο του von Emberger9 / 15 Αξιοσηµείωτη είναι η έναρξη εφαρµογής του οπλισµένου σκυροδέµατος πρώτα στις θεµελιώσεις και εν συνεχεία στους πασσάλους, στην αρχή από τους Γάλλους και ύστερα από τους Γερµανούς. Στη Γαλλία, επόµενος του Coignet πρωτοπόρος ήταν ο αυτοδίδακτος µηχανικός Francois Hennebique. Αυτός ξεκίνησε ως χτίστης, που έγινε αργότερα κατασκευαστής µε ειδίκευση στη συντήρηση – ανακαίνιση παλαιών εκκλησιών. Στη εργοληπτική του Εταιρεία εφήρµοζε στο οπλισµένο σκυρόδεµα µια δική του µέθοδο, που πήρε το όνοµά του. Η µεγάλη συµβολή της µεθόδου Hennebique ήταν η εφαρµογή της ριζοσπαστικής ιδέας για τη µόρφωση του φορέα δια συνεργασίας της πλακός µε τη δοκό, την επίτευξη µονολιθικότητας της κατασκευής και την εν χρόνω εισαγωγή των συνδετήρων, τόσο για τη συνεργασία του επάνω και του κάτω πέλµατος της δοκού, όσο και την ανάληψη της διατµήσεως. Ήτοι η ”γέννηση” της πλακοδοκού και των πλεονεκτηµάτων της, τα οποία απεδείχθησαν αργότερα και πειραµατικώς. Κατασκεύασε µε το σύστηµα της ολοσώµου συνδέσεως πλακών – δοκών – στύλων ένα κτίριο στο Παρίσι, στην οδό Danton αρ. 1. Ο Hennebique είναι από τους πρώτους που εφήρµοσε το οπλισµένο σκυρόδεµα στις θεµελιώσεις, στους πασσάλους και στις πασσαλοσανίδες, και γενικώτερα στην αντιµετώπιση προβληµάτων υπογείου ύδατος. Το 1892 έφτιαξε µια Εταιρεία στο Παρίσι και ανεζήτησε ξένους συνεργάτες για να µεταφέρουν και να διαδώσουν τη µέθοδό του. Η συµβολή του Hennebique στη διάδοση του οπλισµένου σκυροδέµατος είναι πολύ σηµαντική.Το σύστηµα οπλισµού HennebiqueΠεζογέφυρα του Hennebique, 1905Η γέφυρα Νeuf στην Βιέννη. Hennebique, 189910 / 15 Η διαµονή Hennebique, στο Bourg-la-Reine (1904)Το 1891 ο George Bartholomew κατασκεύασε στην Αµερική στο Bellefontaine τον πρώτο δρόµο από σκυρόδεµα. Ο δρόµος υπάρχει ακόµα. Το 1896 ο καθηγητής Charles Rabut ίδρυσε στην Ecole des Ponts et Chaussees το πρώτο στον κόσµο τµήµα διδασκαλίας του οπλισµένου σκυροδέµατος. Μεταξύ των µαθητών του ήταν και ο νεαρός Eugene Freyssinet. Μεγάλη ώθηση στην ανοδική τροχιά του οπλισµένου σκυροδέµατος έδωσε η ίδρυση, το 1898, της Deutsche Beton - Verein, µε σκοπό την οικονοµική και επιστηµονική έρευνα του οπλισµένου σκυροδέµατος. Ο Οργανισµός αυτός προχώρησε σε µεγάλο αριθµό πειραµάτων, για πολλά χρόνια, σε πολύ βελτιωµένο επιστηµονικό επίπεδο. Ο µέχρι θραύσεως εργαστηριακός έλεγχος των δοκιµίων συνοδευόταν από φωτογράφηση της πορείας και της εξελίξεως των ρωγµών, από την αρχή µέχρι το τέλος. Τα πειραµατικά εξαγόµενα κάθε οµάδας δηµοσιευόντουσαν µε όλες τις λεπτοµέρειες σε βιβλία και ήταν στη διάθεση όλων των ενδιαφεροµένων µηχανικών. Αυτά τα εξαγόµενα χρησιµοποιήθηκαν για την σύνταξη των Κανονισµών κατασκευής έργων από άοπλο και οπλισµένο σκυρόδεµα. Η τεχνολογία του οπλισµένου σκυροδέµατος πέρασε φυσιολογικά και στις Ευρωπαϊκές χώρες τις γειτονικές προς τη Γαλλία, τη Γερµανία και την Αυστρία.Στο Βέλγιο, εκτός του Vierendeel, ο µηχανικός P. Christoph εργάστηκε σε σωλήνες και δεξαµενές και έγραψε το βιβλίο “Le beton arme et ses applications” που µεταφράστηκε σε πολλές γλώσσες.11 / 15 Στην Ελβετία πρωτοπόρος ήταν ο µηχανικός Samuel de Mollins, που συνεργάστηκε µε την Εταιρεία του Hennebique, από το 1892, και διέδωσε τη µέθοδό του και το οπλισµένο σκυρόδεµα, κατασκευάζοντας εργοστάσια, κτίρια και γέφυρες. Αντιµετώπισε και υπερνίκησε αντιδράσεις από υπερσυντηρητικούς δυσφηµιστές του υλικού. Υποστήριξη και συµπαράσταση και βρήκε από τους καθηγητές Karl Wilhelm Ritter και Francois Schuele, µε τους οποίους συνεργάστηκε για την κατασκευή γεφυρών του Ελβετικού σιδηροδροµικού δικτύου των Άλπεων. Στην Ολλανδία πρωτοστάτησε ο µηχανικός L. Sanders, ∆ιευθυντής του πρώτου εργοστασίου τσιµέντου που ιδρύθηκε στο Άµστερνταµ. Η δουλειά του παρουσιάζει την ιδιοµορφία, ότι δεν έκανε εργαστηριακή έρευνα, αλλά πειραµατιζόταν µε δοκούς µεγάλου ανοίγµατος απ’ ευθείας στο ίδιο το έργο. Τα συµπεράσµατά του προσπάθησε να συνδέσει µε τη θεωρία Bach – Schuele και κατέγραψε στο βιβλίο του ”Het cement ijzer in Theorie en Praktyk”. Τον ακολούθησε ο µηχανικός de Muralt, ο οποίος επεξέτεινε τις κατασκευές οπλισµένου σκυροδέµατος σε επενδύσεις διωρύγων και στα θαλάσσια έργα, αίροντας τις αµφιβολίες που αφορούσαν το θαλασσινό νερό. Στην Αγγλία η υποδοχή του οπλισµένου σκυροδέµατος δεν ήταν ενθουσιώδης. Οι πρώτοι πειραµατισµοί έγιναν από την Εταιρεία New Expanded Metal Company, µε συντηρητική αντιµετώπιση. Υπήρχε µια ”υποψία” για το νέο, σύνθετο υλικό. Αυτό οδήγησε στη πρώιµη σύνταξη πολύ αυστηρών κανονισµών, για τον φόβο των αστοχιών, µε πολύ επιβαρυντικές επιπτώσεις στην οικονοµία και, κατά συνέπειαν, αποτρεπτικών για τη χρήση του οπλισµένου σκυροδέµατος.Η αλλαγή της νοοτροπίας άρχισε από το 1900 περίπου, µε πρωτεργάτη τον µηχανικό Ch. F. Marsh, που έγραψε το βιβλίο “Reinforced Concrete”, στο οποίο παρουσίαζε και γνωστοποιούσε στους µηχανικούς τις ιδιότητες και τα πλεονεκτήµατα του νέου υλικού. Στη ∆ανία και τις Σκανδιναυϊκές χώρες η χρήση του οπλισµένου σκυροδέµατος στις κατασκευές µεταφυτεύτηκε από τις Γερµανικές Εταιρείες. Στην αρχή περιορίστηκε σε θολωτές κατασκευές, τοίχους και στέγες στις µεγάλες πόλεις. Ύστερα, περί το 1895 ως 1900 επεκτάθηκε στην κατασκευή σιδηροδροµικών γεφυρών κατά το σύστηµα Monier. Έτσι κατασκευάστηκαν οι γέφυρες του σιδηροδροµικού δικτύου της Κοπενχάγης Helsingor.12 / 15 Τέλος στη Ρωσία, οι κατασκευές άρχισαν από το 1885 µε το σύστηµα Monier, µε το οποίο εκτελέστηκε µεγάλος αριθµός έργων. Από το 1891 η Εταιρεία “Aktiengesellschaft fur Beton” έκανε, σε µεγάλη έκταση, δοκιµαστικές φορτίσεις και µετρήσεις, µε ευνοϊκά αποτελέσµατα. Αυτό έδωσε νέα ώθηση στα έργα οπλισµένου σκυροδέµατος. Με βάση τα αποτελέσµατα αυτά ο καθηγητής Belelubsky γνωµοδότησε υπέρ της ελεύθερης εφαρµογής του συστήµατος και η εφαρµογή ήταν ευρύτατη. Το 1901 ο Emperger (µαθητής του Melan) εκδίδει το περιοδικό “Beton und Eisen”, το οποίον αργότερα µετονοµάζεται σε “Beton und Stahlbeton”, µε µεγάλη συµβολή στη διάδοση των γνώσεων του σκυροδέµατος. Ακόµα µεγαλύτερη συµβολή είχε το επίσης δηµιούργηµά του και εκδιδόµενον από το 1907 “Beton-Kalender”. Ο Labes ”απαίτησε”, το 1906, για τις γέφυρες των Γερµανικών σιδηροδρόµων την ασφάλεια έναντι ρηγµατώσεως, για λόγους ανθεκτικότητας, πράγµα που οδήγησε σε αντιοικονοµική αύξηση διαστάσεων. Ο Koenen πρότεινε, το 1907, την προένταση του οπλισµού και προχώρησε σε δοκιµές επί προεντεταµένων δοκών, τα αποτελέσµατα των οποίων παρουσιάζει ο Bach το 1910. Οι δοκιµές απέδειξαν την αποφυγή των ρωγµών δια της προεντάσεως. Το 1912 ο Koenen µε τον Moersch διαπιστώνουν την απώλεια της προεντάσεως µε την πάροδο του χρόνου, λόγω συστολής ξηράνσεως και ερπυσµού. Το 1908 στην Αµερική ο Thomas Edison επινόησε ένα καλούπι το οποίον επέτρεπε την ενιαία σκυροδέτηση µικρών κατοικιών, µερικές εκ των οποίων κατασκεύασε και υπάρχουν ακόµα στο NJ. Ασχολήθηκε επίσης µε την αδιαβροχοποίηση των επιφανειών σκυροδέµατος και πήρε ένα σχετικό δίπλωµα ευρεσιτεχνίας το 1909.Ο Thomas Edison επιδεικνύει µοντέλο κατοικίας από οπλισµένο σκυρόδεµαΚατοικία του συστήµατος Εdison υπό κατασκευή το 1919Το 1916 δηµοσιεύονται οι ”Κανονισµοί για την εκτέλεση δοµικών έργων από οπλισµένο σκυρόδεµα” (κανονισµοί πια, όχι κατευθυντήριες οδηγίες) από τη “Γερµανική Επιτροπή για το οπλισµένο σκυρόδεµα” που συνεστήθη το 1907. Συµβάλλουν µε την πείρα και τις έρευνές τους οι εργοληπτικές Εταιρείες Beton – und Monierbau, Dyckerhoff und Widmann, Wayss und Freytag und Zublin. Τον ίδιο χρόνο ιδρύεται στη Αµερική η Portland Concrete Association (PCA). Τον επόµενο χρόνο 1917 το US Bureau of Standards και η American Society of Testing Materials (ASTM) καθιερώνουν προδιαγραφή για το τσιµέντο Portland. To 1919 o αρχίζει στο Bohmen την κατασκευή προεντεταµένων σανίδων µε λεπτές χορδές πιάνου, υψηλής αντοχής, και παίρνει το 1922 σχετικό δίπλωµα ευρεσιτεχνίας, στο οποίον περιγράφονται τα πλεονεκτήµατα των λεπτών συρµάτων για την αγκύρωση δια συνάφειας.13 / 15 Ο Μies van der Rohe εισάγει το οπλισµένο σκυρόδεµα στον αρχιτεκτονικό σχεδιασµό, το 1919.Μies van der Rohe, οικία Urbig, Πότσνταµ (1917)Το 1922 κατασκευάζεται στο Dallas το κτίριο Medical Arts, ύψους 70 m, το υψηλότερο µέχρι τότε στον κόσµο (το κτίριο κατεδαφίσθηκε το 1977.Το 1914 ο Freyssinet, φορτισµένος ήδη (και κατά µαρτυρίαν του) από τη διδασκαλία του Rabut και του Melan και εν γνώσει των µέχρι τότε προσπαθειών, αντιλαµβάνεται (κάτι που διαισθανόταν από καιρό) την ιδιότητα και τη σηµασία της χρονίας παραµορφώσεως. Πιστεύοντας στη σηµασία που µπορούσε να έχει η προένταση στην κατασκευή των τεχνικών έργων, ερευνά τους νόµους του ερπυσµού και της συστολής ξηράνσεως, και την επίδρασή τους στην απώλεια της προεντάσεως. Συνέχισε τις έρευνες και τα πειράµατά του και µετά τη λήξη του πρώτου Παγκοσµίου Πολέµου, και καταλήγει το 1926 στη βασική διαπίστωση, που ήταν η ληξιαρχική πράξη γεννήσεως του προεντεταµένου σκυροδέµατος: Το ποσοστό της απωλείας των τάσεων προεντάσεως που λαµβάνει χώραν συνεπεία της συστολής κατά την πήξη και της χρονίας παραµορφώσεως, είναι τόσο µικρότερο όσο µεγαλύτερη είναι η αντοχή του σκυροδέµατος και υψηλότερος ο βαθµός της προεντάσεως.14 / 15 Συγχρόνως προς την θεωρητική διερεύνηση, ο Freyssinet ασχολήθηκε µε τα προβλήµατα της πράξης, την εφαρµογή των δυνάµεων τανύσεως, την αγκύρωση κλπ. προτείνοντας λύσεις και εξασφαλίζοντας διαδοχικά διπλώµατα ευρεσιτεχνίας. Είναι ο γεννήτορας του συστήµατος.Η γέφυρα Plougastel επί του ποταµού Elhorn River, στην Γαλλία, µε τρία ανοίγµατα των 186 m, έργο του Eugene Freyssinet. Το 1930 που κατασκευάσθηκε, ήταν η µεγαλύρερη γέφυρα στον κόσµο από οπλισµένο σκυρόδεµα.Ας θεωρήσουµε ότι εδώ τελειώνει η ”παιδική ηλικία” του οπλισµένου σκυροδέµατος και, εποµένως, και η εξιστόρηση.15 / 15
Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.