Αντισεισμικές Κατασκευές

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ

Στις αρμοδιότητες της κατεύθυνσης Αντισεισμικών Κατασκευών περιλαμβάνεται η εφαρμοσμένη έρευνα και τεκμηρίωση για τη μείωση των συνεπειών των σεισμών στις κατασκευές και ιδίως: η έρευνα της δυναμικής συμπεριφοράς των κατασκευών, στοιχείων κατασκευών, υλικών και εγκαταστάσεων υπό την επίδραση σεισμικών φορτίων. Η μελέτη των χαρακτηριστικών των σεισμικών διεγέρσεων σε ό,τι αφορά την επίδρασή τους στην απόκριση των κατασκευών. Η έρευνα και επεξεργασία προτάσεων για τη βελτίωση των συστημάτων δόμησης από πλευράς σεισμικής απόκρισης και αντοχής. Η μελέτη και τεκμηρίωση των αποτελεσμάτων των σεισμών σε υπάρχουσες κατασκευές. Η έρευνα μεθόδων εκτίμησης σεισμικής αντοχής, επισκευών και ενίσχυσης κατασκευών που έχουν βλαφθεί από σεισμούς. Η αναλυτική και πειραματική μελέτη ως και ο έλεγχος μελετών έργων ιδιαίτερης σημασίας είτε λόγω πολλαπλότητας επανάληψης του έργου (π.χ. συγκροτήματα ομοίων κατοικιών) είτε λόγω του ειδικού χαρακτήρα του έργου (π.χ. υψηλά κτίρια, γέφυρες, δεξαμενές, πυρηνικοί σταθμοί, εξέδρες πετρελαίου, αγωγοί), όταν οι κατασκευές αυτές βρίσκονται σε σεισμικά επικίνδυνες περιοχές. Η επεξεργασία προτάσεων και η εν γένει συμβολή στη σύνταξη αντισεισμικών κανονισμών και σχετικών προδιαγραφών. Η συμβολή στην επεξεργασία σχεδίων γενικότερης αντισεισμικής προστασίας οικισμών, πόλεων ή και ευρύτερων περιοχών, από πλευράς αντοχής και τρωτότητας των κατασκευών. Η δημιουργία τράπεζας προγραμμάτων Ηλεκτρονικών Υπολογιστών σχετικών με τα αντικείμενα της Διεύθυνσης.

Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί ιδιαίτερη σημασία στα ακόλουθα:

1. Μετρητικά Δίκτυα - Ειδικά Δίκτυα - Μετασεισμικά Δίκτυα. Μεθοδολογίες, επιτεύγματα και επιπτώσεις

Η μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς των κατασκευών με την βοήθεια επιταχυνσιογράφων συμβάλλει καθοριστικά στην πληρέστερη και ακριβέστερη κατανόηση της απόκρισης μιας κατασκευής κατά τη διάρκεια ενός σεισμού ή άλλης δυναμικής διέγερσης. Επιπλέον, η μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς μιας κατασκευής δίνει την δυνατότητα στον ερευνητή να συγκρίνει τις καταγραφές- ενόργανες μετρήσεις του έργου με τα αναλυτικά προσομοιώματα που προέκυψαν από κάποια ρεαλιστικά προσομοιώματα και να εξάγει χρήσιμα συμπεράσματα. Προγράμματα εγκατάστασης δικτύων επιταχυνσιογράφων σε κατασκευές (κτίρια, γέφυρες, φράγματα) έχουν διεξαχθεί εδώ και αρκετά χρόνια σε πολλές σεισμογενείς χώρες (π.χ. ΗΠΑ, Ιαπωνία) και έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην βελτίωση του αντισεισμικού σχεδιασμού καθώς και στην καλύτερη κατανόηση της δυναμικής συμπεριφοράς των κατασκευών. Οι πειραματικές διερευνήσεις του είδους αυτού σε υπάρχουσες πραγματικές κατασκευές, που έχουν ενοργανωθεί κατάλληλα, είναι απαλλαγμένες από τις απλοποιητικές παραδοχές, περιορισμούς και λάθη που αναπόφευκτα υπεισέρχονται στα εργαστηριακά πειράματα σε ομοιώματα υπό κλίμακα. Τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών συνεισφέρουν στη ρεαλιστική καταγραφή και βαθύτερη κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη σεισμική συμπεριφορά των πραγματικών κατασκευών. Το ΙΤΣΑΚ, ήδη από το 1994, έχει επικεντρώσει μεγάλο μέρος των ερευνητικών του δραστηριοτήτων σε θέματα ενοργάνωσης έργων Πολιτικού Μηχανικού με ειδικά δίκτυα επιταχυνσιογράφων για την παρακολούθηση της δυναμικής τους συμπεριφοράς σε σεισμικές και περιβαλλοντικές διεγέρσεις (κυκλοφορία, άνεμος).

2. Τρωτότητα κτιριακών κατασκευών έναντι σεισμού.

Τα τελευταία χρόνια στο ΙΤΣΑΚ εκτελείται έρευνα σχετικά με τις μεθόδους και τη συλλογή στοιχείων τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν σε μελέτες τρωτότητας. Τέτοιου είδους μελέτες εμπίπτουν πλήρως στο γενικότερο και ειδικότερο αντικείμενο του ΙΤΣΑΚ. Ο καθορισμός της σεισμικής επικινδυνότητας γίνεται από τους επιστήμονες της Τεχνικής Σεισμολογίας με τους οποίους υπάρχει συνεχής συνεργασία και ανταλλαγή πληροφοριών. Για την ανάλυση της σεισμικής επικινδυνότητας εφαρμόζονται δύο κατηγορίες μεθόδων: α) οι πιθανολογικές μέθοδοι, στις οποίες βασίζονται όλοι οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί και β) οι προσδιορισμικές (αιτιοκρατικές) μέθοδοι, οι οποίες εφαρμόζονται μετά την εκδήλωση ενός καταστροφικού σεισμού. Στην δεύτερη περίπτωση, η οποία και εφαρμόσθηκε σε συγκεκριμένη εφαρμογή (Αθήνα), καθορίζεται αρχικά η σεισμική επικινδυνότητα και αναλύεται η σεισμική απόκριση επιφανειακών εδαφικών σχηματισμών. Αναπτύσσονται κατόπιν προσομοιώματα αποτίμησης της τρωτότητας κατασκευών. Ακολουθείται υβριδική μεθοδολογία η οποία συνδυάζει στοιχεία τόσο από εμπειρικές (στατιστικές), όσο και από θεωρητικές (αναλυτικές) μεθόδους. Γίνονται ανελαστικές δυναμικές αναλύσεις χρονικής απόκρισης επίπεδων πλαισίων, από οπλισμένο σκυρόδεμα, που αντιπροσωπεύουν τις τυπικές μορφές πλαισίων της περιοχής. Από τις ανελαστικές αναλύσεις προκύπτει η δομική βλάβη η οποία συσχετίζεται με το κόστος επισκευής.

3. Υφιστάμενα κτίρια - Μεθοδολογία - Αντισεισμικοί Κανονισμοί.

Η αντισεισμική δόμηση των κατασκευών γενικά και ειδικότερα των κτιρίων αποτελεί αναμφισβήτητα τον κύριο και καθοριστικό παράγοντα για την αντιμετώπιση του σεισμικού κινδύνου. Με δεδομένο ότι ο πρώτος Αντισεισμικός Κανονισμός εφαρμόσθηκε στην Ελλάδα το  1959 και η πρώτη σημαντική βελτίωσή του έγινε το 1984-1985, δημιουργείται εύλογα το ερώτημα για το πόσο ασφαλή μπορεί να είναι τα κτίρια που κατασκευάστηκαν πριν το 1959 ή ακόμα και πριν το 1985. Το ερώτημα αυτό αποκτά ιδιαίτερη σημασία όταν αναφέρεται σε κτίρια μεγάλης αντικειμενικής, εμπορικής, λειτουργικής ή και πολιτιστικής αξίας. Αν και η χρονική περίοδος που μελετήθηκε και κατασκευάστηκε κάποιο δόμημα, αποτελεί σημαντικό στοιχείο  (γιατί παραπέμπει άμεσα στον ισχύοντα τότε αντισεισμικό κανονισμό, στην ποιότητα των υλικών και στην αντισεισμική τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε), αυτό δεν αρκεί για την εκτίμηση της αντισεισμικής του επάρκειας λόγω εισχώρησης πολλών επιπλέον παραμέτρων. Η αποτίμηση της φέρουσας αντισεισμικής ικανότητας μιας κατασκευής, καθώς επίσης και το νέο επίπεδο αντισεισμικής ενίσχυσης αυτής, είναι θέματα που απαιτούν την εφαρμογή προχωρημένων (μη-γραμμικών) μεθοδολογιών αντισεισμικού ελέγχου, ενώ σημαντικό ρόλο παίζει και η τεκμηρίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών.

4. Βλάβες - Επισκευές - Ενισχύσεις μετά από σεισμό.

Μετά από ένα ισχυρό σεισμό το ενδιαφέρον επικεντρώνεται στον εντοπισμό και χαρακτηρισμό των βλαβών που εμφανίζονται στις κατασκευές. Συχνά, η ισχυρή σεισμική φόρτιση αποτελεί την κύρια μορφή φόρτισης ενώ οι υπόλοιπες φορτίσεις έχουν μάλλον δευτερεύοντα ρόλο στην εμφάνιση βλαβών. Ως «επισκευή» ορίζεται η επαναφορά βλαβέντος δομικού στοιχείου ή κτίσματος στην κατάσταση προ της βλάβης. Έτσι, σε περίπτωση εκτεταμένων ή σοβαρών βλαβών είναι φρόνιμο η επέμβαση να περιλαμβάνει και ενίσχυση της κατασκευής, ενώ σε περιορισμένες ή μικρές βλάβες αρκεί συνήθως η επισκευή. Ως «ενίσχυση» ορίζεται το σύνολο των μέτρων αναβάθμισης των μηχανικών χαρακτηριστικών (αντοχή, δυσκαμψία, πλαστιμότητα κ.λ.π.) δομικού στοιχείου ή κτίσματος μέχρις ενός επιθυμητού ή απαιτητού επιπέδου. Σημειώνεται βέβαια ότι είναι δυνατή η προληπτική «ενίσχυση» χωρίς να απαιτείται προηγουμένως εμφάνιση βλαβών.