για την Ενίσχυση Υφιστάμενης Οικοδομής

Ι. Τέγος, Καθηγητής. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, ΑΠΘ.
Γ. Χ. Ρουπακιάς, Υποψήφιος Διδάκτορας Πολιτικός Μηχανικός. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΑΠΘ

Λέξεις κλειδιά:Ενίσχυση, επιτελεστικότητα, ενφατνωμένο τοίχωμα, μετακινήσεις ασφαλείας.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η ενφάτνωση τοιχωμάτων εντός των πλαισίων του φέροντος οργανισμού μιας οικοδομής αποβλέπει: (α) στην παραλαβή μέσω αυτών μεγάλου τμήματος των σεισμικών φορτίων και (β) στην δραστική μείωση των σεισμικών μετακινήσεων του χωρικού συστήματος. Αμφότερα συντελούν εμμέσως στην αποτελεσματική προστασία του υφιστάμενου φέροντος οργανισμού με τον οικονομικότερο κατά κανόνα τρόπο. Στα πλαίσια της επιδίωξης μιας προεκτίμησης διατομών τοιχωμάτων προτείνεται μια μεθοδολογία ενίσχυσης ερειδόμενη στις μετακινήσεις του υπάρχοντος χωρικού συστήματος. Σύμφωνα με αυτήν προσδιορίζονται, μέσω γραμμικής αναλύσεως και με την μέθοδο της φασματικής αποκρίσεως, οι αντιστοιχούσες στην προκριθείσα επιτελεστικότητα σεισμικές καταπονήσεις των κατακορύφων δομικών στοιχείων του υφιστάμενου φέροντος οργανισμού και κατόπιν βάσει αυτών και των ομολόγων αντοχών τους με συγκεκριμένη διαδικασία , καθορίζονται τα φορτία και οι μετακινήσεις ασφαλείας του. Στην περίπτωση που οι μετακινήσεις του υπάρχοντος φέροντος οργανισμού για τα ως ανωτέρω φορτία, όπως κατά κανόνα συμβαίνει, είναι μεγαλύτερες των μετακινήσεων ασφαλείας του δομήματος, επιδιώκεται ο υποβιβασμός των δευτέρων μέσω ενφατνώσεως τοιχωμάτων εντός πλαισίων σε θέσεις καθοριζόμενες με οικονομοτεχνικά κριτήρια και σε ποσότητα ανάλογη με το εύρος ψαλίδας μεταξύ των μετακινήσεων ασφαλείας και των ομολόγων μετακινήσεων σχεδιασμού. Η μεθοδολογία εφαρμόζεται στην περίπτωση οικοδομής που μελετήθηκε αντισεισμικώς με τον κανονισμό του 1959 και για δύο προσδοκώμενα, κατά ΚΑΝΕΠΕ, επίπεδα επιτελεστικότητας.

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Ένα μεγάλο ποσοστό κτιρίων της χώρας έχει κτισθεί πριν τον αντισεισμικό κανονισμό του 1985 ο οποίος αποτελεί το ορόσημο και τον πρόδρομο των κανονισμών νέας γενεάς και ένα σημαντικό ποσοστό νωρίτερα από τον πρώτον ισχύσαντα αντισεισμικό κανονισμό του 1959. Με βάση την πιο πρόσφατη απογραφή της Εθνικής στατιστικής Υπηρεσίας το 33% των οικοδομών της χώρας έχει ανεγερθεί πριν το 1959 και ένα άλλο 47% μεταξύ των 1959 και 1985. Συνεπώς το πλείστον των ελληνικών οικοδομών έχει σχεδιασθεί είτε χωρίς αντισεισμικούς κανονισμούς είτε βάσει υποτυπωδών αντισεισμικών κανονισμών, οι οποίοι αφενός υποτιμούσαν το μέγεθος των σεισμικών δράσεων και αφετέρου προσδιόριζαν τα σεισμικά εντατικά μεγέθη πλημμελώς, εξαιτίας των, συγκριτικώς με τα σημερινά, πολύ αδυνάτων υπολογιστικών μέσων, με αποτέλεσμα την μειωμένη αντοχή τους. Επίσης αγνοούσαν την σημασία της πλαστιμότητος, η οποία σήμερα θεωρείται ως η βασικότερη αντισεισμική μηχανική ιδιότητα των κατασκευών εν συνδυασμώ, βεβαίως, με τον ικανοτικό σχεδιασμό, ο οποίος περιλαμβάνει τη ορθολογική, αντισεισμικώς, ιεράρχηση μεταξύ των αντοχών των δομικών στοιχείων, καθώς και των διαφόρων ειδών αντοχών στο ίδιο δομικό στοιχείο. Ωστόσο η αντισεισμική ασφάλεια των παλαιών οικοδομών απειλείται, ίσως πολύ περισσότερο, από τους οιονεί διάσπαρτους αδύνατους κρίκους, του χωρικού φέροντος οργανισμού οι οποίοι σχετίζονται είτε με παρεκκλίσεις από την κανονικότητα («μαλακοί» όροφοι, βραχέα υποστυλώματα), είτε οφείλονται στο ανθρώπινο παράγοντα (άγνοια, ανευθυνότητα καλυπτόμενη από τον μανδύα του αδέσποτου δόγματος περί «φιλοτιμίας του σκυροδέματος») είτε, τέλος, στον εργοταξιακό τρόπο κατασκευής του φέροντος οργανισμού (κόμβοι, ελλιπή μήκη παραθέσεως, αγκυρώσεις). Και δεν θα αποτελούσε μεγάλη υπερβολή εάν οι εν λόγω αδύνατοι κρίκοι της αλυσίδας των επιμέρους αντοχών σε κάποιες περιπτώσεις χαρακτηρίζονταν βραδυφλεγείς βόμβες απειλούσες με καταστροφικά αποτελέσματα εάν πυροδοτηθούν από έναν ισχυρό σεισμό, οπότε η αντισεισμική ασφάλεια επαφίεται στις υπάρχουσες εφεδρείες με προεξάρχοντα τον αγνοούμενο, υπολογιστικώς, οργανισμό πληρώσεως. Η τελευταία παρατήρηση θίγει το ευαίσθητο θέμα των αβεβαιοτήτων, το οποίον στην περίπτωση των ενισχύσεων υφισταμένων κατασκευών είναι για ευνόητους λόγους πολύ μεγαλυτέρας κλίμακας συγκριτικά με εκείνο των νέων κατασκευών. Η παρατήρηση αυτή δίνει ιδιαίτερη αξία στην Αριστοτέλεια αρχή σύμφωνα προς την οποία «ο λογικός άνθρωπος δεν επιδιώκει μεγαλύτερη ακρίβεια από εκείνη που επιτρέπει η φύση του προβλήματος που μελετά».
Μια άλλη παρατήρηση, η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν κατά τον σχεδιασμό των ενισχύσεων είναι ότι σύμφωνα με στατιστικές αποτιμήσεις, οι σεισμικής προελεύσεως βλάβες των ισογείων των πολυωρόφων κατασκευών έχουν λεόντειο συμμετοχή επί του συνόλου των βλαβών. Το φαινόμενο δεν είναι δύσκολο να ερμηνευτεί καθόσον η υποτίμηση της υπολογιστικής σεισμικής καταπονήσεως ήταν μεγαλύτερη στον κατώτατο από τους ενεργούς σεισμικώς ορόφους. Επίσης όσον αφορά την σπουδαιότητα στην συμβολή στην ασφάλεια του κτιρίου, προκύπτει και με βάση το πνεύμα των ικανοτικών κριτηρίων των σύγχρονων κανονισμών, μια αδιαφιλονίκητη υπεροχής της σημασίας των κατακορύφων μελών, ήτοι των υποστυλωμάτων και των τοιχωμάτων έναντι των οριζοντίων. Και πάλι τα στατιστικά αποτελέσματα επί των σεισμικών αστοχιών δείχνουν ότι τα μεν τοιχώματα αστοχούν κατά κανόνα από τέμνουσα, τα δε υποστυλώματα, αναλόγως της τάξεως του ανοίγματος διατμήσεως που λειτουργούν κατά την σεισμική δράση, άλλοτε αστοχούν από κάμψη και άλλοτε από τέμνουσα.
Κατά την διάρκεια ενός ακραίου σεισμού λαμβάνουν χώρα διαδοχικές αστοχίες διατομών, γεγονός που σημαίνει στην καλύτερη περίπτωση, διακοπή της συμβολής αυτών στην ανάληψη της σεισμικής καταπονήσεως. Εάν, ωστόσο, το δομικό στοιχείο μετά την εμφανισθείσα σεισμική βλάβη αδυνατεί να αντεπεξέλθει στην ανάληψη των φορτίων βαρύτητας το χωρικό σύστημα παρουσιάζει τοπική κατάρρευση και αν τα γειτονικά του δεν μπορούν μέσω τυχών διαθεσίμων υπεραντοχών να το αναπληρώσουν στην ανάληψη των φορτίων βαρύτητας τότε παρατηρείται γενική κατάρρευση του κτιρίου.

Επιστροφή στα Τεύχη