Αποτίμηση της Σεισμικής Τρωτότητας με Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης Seismic Vulnerability Assessment with Damage Probability Matrices

Transcript

1 3 o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας 5 7 Νοεμβρίου, 2008 Άρθρο 2108 Αποτίμηση της Σεισμικής Τρωτότητας με Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης Seismic Vulnerability Assessment with Damage Probability Matrices Αναστασία Κ. ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΔΟΥ 1, Αθανάσιος Ι. ΚΑΡΑΜΠΙΝΗΣ 2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Αναπτύσσεται μια διαδικασία εμπειρικής αποτίμησης της σεισμικής τρωτότητας στηριζόμενη σε μια ευρεία βάση στατιστικών στοιχείων, η οποία διαμορφώθηκε από τους ελέγχους των οικοδομικών κατασκευών που διενεργήθηκαν στην Αττική μετά το σεισμό της Αθήνας στις από το ΥΠΕΧΩΔΕ. Περιλαμβάνει κατασκευές και αφορά σε δομικούς τύπους, αντιπροσωπευτικούς με το σύστημα δόμησης οικοδομικών κατασκευών της Ν. Ευρώπης. Προτείνεται μια κλίμακα βλαβών στην οποία τα επίπεδα επιτελεστικότητας παρουσιάζονται μέσω φυσικής περιγραφής της σεισμικής βλάβης και διακριτοποιούνται σε όρους δομικού και οικονομικού δείκτη βλάβης. Εκτιμάται η μακροσεισμική επιτάχυνση κάθε περιοχής, ως παράμετρος χαρακτηρισμού της εδαφικής καταπόνησης και κατανέμονται τα κτίρια ανά δομικό τύπο και βαθμό βλάβης στα διάφορα επίπεδα μακροσεισμικής έντασης. Υπολογίζεται για κάθε δομικό τύπο και επίπεδο έντασης, η σχετική συχνότητα των επιπέδων βλάβης, από τον λόγο του αριθμού των κτιρίων που εμφάνισαν ένα συγκεκριμένο επίπεδο βλάβης σε δεδομένο επίπεδο έντασης, προς το σύνολο των κτιρίων του ίδιου δομικού τύπου και της ίδιας περιοχής που εμφανίζει το αυτό επίπεδο σεισμικής έντασης (damage ratio). Με βάση την παραπάνω μεθοδολογία, αναπτύσσονται Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης (ΜΠΒ) και καμπύλες τρωτότητας για τους συγκεκριμένους τύπους δομικού συστήματος. ABSTRACT : A methodology is presented for the empirical vulnerability assessment of typical building types, representative of the buildings of Southern Europe, based on processing of a large set of statistical data. The observational database is obtained from post-earthquake surveys carried out after the Athens earthquake and comprises damaged buildings. A damage scale is presented where the performance levels are defined with the physical description of the seismic damage and, as well, in terms of structural and economical damage index. The seismic demand is described by estimating the macroseismic intensity for each region. The relative frequency of the different damage states, for each structural type and each intensity level, is computed, in terms of damage ratio by evaluating the ratio of the number of damaged buildings belonging to a specified structural type and a region with a certain intensity level, to the total number of buildings of the same region and building class. Following the pre-described methodology damage probability matrices (DPM) and vulnerability curves are obtained for specific structural types. 1 Υποψήφια Διδάκτωρ, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, aelefthe@civil.duth.gr 2 Καθηγητής, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, karabin@civil.duth.gr

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η αποτίμηση της σεισμικής τρωτότητας των κατασκευών με εμπειρικές μεθόδους στηρίζεται κυρίως σε στατιστικά δεδομένα μετασεισμικών ελέγχων που προήλθαν από καταγραφές της σεισμικής συμπεριφοράς των κτιρίων σε ισχυρούς σεισμούς. Η μέθοδος αυτή, με την χρήση των εμφανισθέντων βλαβών, αποτελεί κατά βάση ρεαλιστική μέθοδο αφού στηρίζεται σε πειραματικά δεδομένα σε κλίμακα 1:1 και εμπεριέχει την πραγματική απόκριση του κτιριακού αποθέματος. Η δυσκολία γενίκευσης της έγκειται στην αδυναμία ύπαρξης αξιόπιστων βάσεων δεδομένων σημαντικού όγκου που να καλύπτουν ένα εκτεταμένο εύρος σημαντικού μεγέθους σεισμικών κινήσεων και βλαβών σε κατασκευές (Karabinis & Eleftheriadou, 2007 & 2008). Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια διαδικασία εμπειρικής αποτίμησης της σεισμικής τρωτότητας δομικών κατασκευών βασισμένη σε μια ευρεία βάση δεδομένων η οποία δημιουργήθηκε μετά το σεισμό των Αθηνών της 7 ης και περιλαμβάνει κατασκευές που υπέστησαν βλάβες σε διάφορο βαθμό, τόπο και έκταση. Το στατιστικό δείγμα διακριτοποιείται σε δομικούς τύπους, αντιπροσωπευτικούς με το σύστημα δόμησης οικοδομικών κατασκευών της Ν. Ευρώπης, ενώ προτείνεται μια κλίμακα στην οποία τα επίπεδα επιτελεστικότητας παρουσιάζονται μέσω φυσικής περιγραφής της σεισμικής βλάβης και διακριτοποιούνται σε όρους δομικού και οικονομικού δείκτη βλάβης. Για κάθε περιοχή (από την οποία προήλθαν τα στατιστικά στοιχεία) εκτιμάται η μακροσεισμική επιτάχυνση, ως παράμετρος χαρακτηρισμού της εδαφικής καταπόνησης και στη συνέχεια κατανέμονται τα κτίρια ανά δομικό τύπο και βαθμό βλάβης στα διάφορα επίπεδα μακροσεισμικής έντασης. Υπολογίζεται για κάθε δομικό τύπο και επίπεδο έντασης, η σχετική συχνότητα των επιπέδων βλάβης η οποία προκύπτει από τον λόγο του αριθμού των κτιρίων που εμφάνισαν ένα συγκεκριμένο επίπεδο βλάβης σε δεδομένο επίπεδο έντασης, προς το σύνολο των κτιρίων του ίδιου δομικού τύπου και της ίδιας περιοχής που εμφανίζει το αυτό επίπεδο σεισμικής έντασης (damage ratio). Με βάση την παραπάνω μεθοδολογία, αναπτύσσονται Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης (ΜΠΒ) και καμπύλες τρωτότητας για τους συγκεκριμένους τύπους δομικού συστήματος. ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η βάση δεδομένων αφορά στις βλάβες από το σεισμό της Αθήνας ( ) και περιλαμβάνει τις καταγραφές από τον Α Βάθμιο και Β Βάθμιο έλεγχο των οικοδομών της Αττικής σύμφωνα με τα στοιχεία του ΥΠΕΧΩΔΕ. Τα αρχικά στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από τους μετασεισμικούς ελέγχους προήλθαν από διάφορες πηγές προέλευσης. Ακολούθησε διαδικασία ελέγχου και επεξεργασίας των αρχικών συλλεχθέντων στοιχείων, με στόχο την ενοποίηση τους σε μια κοινή ενιαία βάση, όπου το κάθε κτίριο θα εμφανίζεται μία φορά (ανεξάρτητα από τον αριθμό των ελέγχων). Δημιουργήθηκε τελικά μια ενιαία βάση δεδομένων για ολόκληρη την Αττική, η οποία περιλαμβάνει συνολικά αυτοψίες, με τις εγγραφές του Α Βάθμιου, του Β Βάθμιου ελέγχου και των Πρωτοκόλλων Επικινδύνως Ετοιμόρροπων (ΠΕΕ) κτιρίων. Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί πως, όλες οι παραπάνω αναφορές αφορούν σε αριθμό αυτοψιών και όχι σε αριθμό κτιρίων. Μετά από επεξεργασία της ενιαίας βάσης δεδομένων που δημιουργήθηκε, προέκυψε ότι οι συνολικά αυτοψίες αφορούν σε κτίρια με βλάβες. Να αναφερθεί πως μεταξύ των κτιρίων, δεν υπήρχε πάντα η πλήρης περιγραφή των δομικών χαρακτηριστικών τους, με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η πλήρης επεξεργασία τους. 2

3 Συγκρίνεται ο αριθμός των διατιθέμενων στοιχείων της βάσης δεδομένων με τον συνολικό αριθμό των κατασκευών, όπως λήφθηκε από την Εθνική Στατιστική Υπηρεσία της Ελλάδος (ΕΣΥΕ) βάσει της Απογραφής των Κτιρίων του Από την ανάλυση του δείγματος και συγκρίνοντας το σύνολο των κτιρίων των περιοχών της έρευνας, με τον αριθμό των κτιρίων για τα οποία διενεργήθηκαν αυτοψίες προέκυψε πως τα διαθέσιμα στοιχεία ( κτίρια) αφορούν στο 24.03% του συνολικού αριθμού των κτιρίων ( κτίρια) της περιοχής. Προκύπτει έτσι το ποσοστό των κτιρίων με βλάβες, αφού στις υπόψη περιοχές έχει γίνει πλήρης καταγραφή των βλαβών του κτιριακού αποθέματος (όλες οι μη καταγεγραμμένες κατασκευές αντιστοιχούν σε κτίρια με σχεδόν μηδενικές βλάβες). Δομικοί Τύποι Για την ανάπτυξη των σχέσεων τρωτότητας είναι απαραίτητη η κατηγοριοποίηση των κτιρίων σε διάφορους δομικούς τύπους, οι οποίοι εμφανίζουν παρόμοια σεισμική συμπεριφορά σε ενδεχόμενο σεισμό. Στην παρούσα έρευνα λήφθηκαν υπόψη, εκτός από τις παραμέτρους που σχετίζονται με την σεισμική τρωτότητα, πληροφορίες οι οποίες αφορούν στον φέροντα οργανισμό και στο έτος κατασκευής. Συγκεκριμένα, προτάθηκαν οι παρακάτω δομικοί τύποι ( Πίνακας 1 ): 1. κτίρια με δομικό σύστημα από ωπλισμένο σκυρόδεμα (ΩΣ) (πλαισιακό ή/και τοιχωματικό), 2. μικτές κατασκευές (Μ) με κατακόρυφα φέροντα στοιχεία αποτελούμενα από ωπλισμένο σκυρόδεμα και φέρουσα τοιχοποιία, 3. κτίρια φέρουσας τοιχοποιίας (Κ) με κατακόρυφα στοιχεία από φέρουσα τοιχοποιία και οριζόντια στοιχεία από ΩΣ ή ξύλο ή χάλυβα (κ.λ.π.) και 4. κτίρια που ανήκουν σε οποιασδήποτε άλλη κατηγορία (Α). Για τα κτίρια με δομικό σύστημα από ωπλισμένο σκυρόδεμα έγινε ακόμη διακριτοποίηση ως προς την κανονιστική περίοδο σχεδιασμού ως εξής: χωρίς Αντισεισμικό Κανονισμό ή σχεδιασμένα κατά την περίοδο , σχεδιασμένα μεταξύ της περιόδου και μετά το Το κατώφλι αλλαγής της κάθε περιόδου ταυτίζεται με την αλλαγή ή τροποποίηση των διατάξεων του αντισεισμικού κανονισμού στην Ελλάδα. Σεισμική Καταπόνηση Για τις ανάγκες της παρούσας εργασίας, εκτιμήθηκε η μακροσεισμική ένταση (Ι) βάσει της Τροποποιημένης Κλίμακας Mercalli (Modified Mercalli Intensity Scale-MMI), προκειμένου να περιγραφεί η σεισμική απαίτηση από το σεισμό της Αθήνας για κάθε δήμο της βάσης δεδομένων. Για τον προσδιορισμό των εντάσεων χρησιμοποιήθηκαν ως πηγές: 1. πληροφορίες που λήφθηκαν από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο Αθηνών [Kalogeras & Stavrakakis, 2001], όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 2, 2. τα αποτελέσματα ερευνητικού Πίνακας 1. Δομικοί Τύποι Κτιρίων. Χαρακτηριστικοί Δομικοί Τύποι Κτιρίων Δομικός Τύπος Αντισεισμικός Κανονισμός Σχεδιασμού Σ ή χωρίς Α.Κ. Ωπλισμένο Σκυρόδεμα Σ Σ3 Μετά το 1995 Μ ή χωρίς Α.Κ. Μικτός Μ Μ3 Μετά το 1995 Φέρουσα Τοιχοποιία Κ Άλλο Α 3

4 προγράμματος στο οποίο περιλαμβάνεται η εκτίμηση των εντάσεων της πλειόσειστης περιοχής (Γκαζέτας και συνεργάτες, 2001), όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 3 και 3. υφιστάμενοι χάρτες με ισόσειστες καμπύλες εντάσεων, οι οποίοι εμφανίζουν σημαντικές ομοιότητες μεταξύ τους (Πρωτονοτάριος, 1999, Schenková et al., 2007, Hutchings et al., 2007). Με βάση τις παραπάνω πηγές υπολογίστηκε το επίπεδο εντάσεως κάθε ευρύτερης περιοχής σε επιπέδου Δήμου. Η παραδοχή που έγινε με τον υπολογισμό της έντασης ανά Δήμο, εξυπηρετεί στην συνέχεια την δημιουργία των Μητρώων Πιθανότητας Βλάβης, εφόσον μπορεί να προσδιοριστεί ο συνολικός αριθμός των κτιρίων μιας περιοχής σε επίπεδο Δήμου (πληροφορία που προέρχεται από την ΕΣΥΕ). Εξάλλου, επειδή πρόκειται συνήθως για Πίνακας 2. Ένταση κατά την τροποποιημένη Κλίμακα Mercalli ΜΜΙ (Kalogeras & Stavrakakis, 2001). Α/ Α/ Α/ ΔΗΜΟΣ (Ι) ΔΗΜΟΣ (Ι) Α Α Α ΔΗΜΟΣ (Ι) 1 ΑΓ.ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ V+ 18 ΔΡΟΣΙΑ V 35 ΝΕΑ ΕΡΥΘΡΑΙΑ VII 2 ΑΙΓΑΛΕΩ VII 19 ΕΚΑΛΗ V+ 36 ΝΕΑ ΙΟΝΙΑ VII 3 ΑΙΓΙΝΑ V+ 20 ΕΛΕΥΣΙΝΑΣ VII 37 Ν. ΦΙΛΑΔΕΛΦEΙΑ VIII 4 ΑΛΙΜΟΣ VI 21 ΕΡΥΘΡΩΝ V+ 38 Ν. ΠΕΝΤΕΛΗΣ (1) V+ 5 ΑΝΩ ΛΙΟΣΙΩΝ IX 22 ΘΡΑΚΟΜΑΚΕΔΩΝΩΝ IX 39 ΝΕΑΣ ΠΕΡΑΜΟΥ (1) VII 6 ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΣ VII+ 23 ΙΛΙΟ VII 40 Ν. ΠΑΛΑΤΙΩΝ V+ 7 ΑΥΛΩΝΑ V+ 24 ΚΑΛ. ΘΟΡΙΚΟΥ V 41 ΝΙΚΑΙΑ VII 8 ΑΦΙΔΝΩΝ V+ 25 ΚΑΜΑΤΕΡΟ VIII 42 ΠΑΙΑΝΙΑΣ V+ 9 ΑΧΑΡΝΩΝ IX 26 ΚΕΡΑΤΕΑΣ V+ 43 ΠΑΛΛΗΝΗΣ VI 10 ΒYΡΩΝΑ V+ 27 ΚΗΦΙΣΙΑΣ VI+ 44 ΠΕΤΡΟΥΠΟΛΗ VIII 11 ΒΑΡΗΣ V+ 28 ΚΟΡΥΔΑΛΛΟΣ VII 45 ΣΑΛΑΜΙΝΑ V+ 12 ΒΑΡΝΑΒΑΣ V+ 29 ΚΡΥΟΝΕΡΙ III 46 ΦΙΛΟΘΕΗΣ V+ 13 ΒΙΛΙΩΝ V+ 30 ΜΑΓΟΥΛΑΣ VII 47 ΦΥΛΗΣ VIΙΙ 14 ΒΟΥΛΑΣ V+ 31 ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΥ V+ 48 ΧΑΙΔΑΡΙ VII 15 ΒΡΙΛΗΣΣΙΩΝ V+ 32 ΜΕΓΑΡΩΝ VI 49 ΩΡΩΠΟΥ (1) V+ 16 ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ VII 33 ΜΕΛΙΣΣΙΑ V+ 17 ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΟΥ V+ 34 ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ VIII Πίνακας 3. Ένταση κατά την τροποποιημένη Κλίμακα Mercalli ΜΜΙ (Γκαζέτας και συνεργάτες, 2001). Όνομα Μέγιστη** ΜΜΙ Ελάχιστη ΜΜΙ Απόσταση από ρήγμα* (km) Άνω Λιόσια IX- VII 0-3 Αχαρνές IX- VII 2-5 Χελιδονού IX- VII 5-7 Μεταμόρφωση VIII+ VII- 6-7 Αδάμες IX- VII+ 8-9 Καματερό VII VI+ 4-5 Πετρούπολη VII+ VI+ 6-7 Νέα Λιόσια VIII VII 7-8 Περιστέρι VII+ VII 8-9 * Το εύρος οφείλεται όχι μόνο στην έκταση της κάθε περιοχής αλλά και στις διαφορετικές σεισμολογικές απόψεις για την ρηξιγενή ζώνη και την προβολή στην επιφάνεια. ** Η μέγιστη ένταση θεωρήθηκε IX- από τις αναλύσεις της Επιτροπής Διερεύνησης Αιτίων των Καταρρεύσεων με Ανθρώπινα Θύματα, αν και πολλοί μελετητές την θεωρούν ίση με IX. 4

5 γειτονικές περιοχές, και εφόσον δεν υπάρχουν έντονες μεταβολές στο γεωλογικό υπόβαθρο και την τοπογραφία της περιοχής, αναμένεται η σοβαρότητα της σεισμικής διέγερσης να είναι παραπλήσια. Για κάθε έναν από τους 117 Δήμους που αφορούν στα στοιχεία βλάβης, υπολογίστηκε η μακροσεισμική του ένταση (Ι) και η οποία παρουσίασε εύρος τιμών από V έως ΙΧ ( Πίνακας 4 ). Στην πλειονότητα των δήμων εμφανίσθηκαν χαμηλά επίπεδα έντασης και μόνο σε ορισμένους δήμους εμφανίσθηκαν υψηλές εντάσεις. Σε όσες περιοχές υπήρχαν πληροφορίες της έντασης προερχόμενες από 2 πηγές ( Πίνακας 4 ) τα επικρατέστερα όρια των τιμών σημειώνονται με έντονη γραφή. Πίνακας 4. Δήμοι της βάσης δεδομένων με τις εκτιμηθείσες μακροσεισμικές εντάσεις. Α/Α ΔΗΜΟΣ (Ι) Α/Α ΔΗΜΟΣ (Ι) 1 ΑΓ.ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ (1) V+ 60 ΚΟΡΥΔΑΛΛΟΥ (1) VII 2 ΑΓ. ΒΑΡΒΑΡΑΣ (3) VII 61 ΚΡΥΟΝΕΡΙΟΥ (1) III 3 ΑΓ. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ (3) V 62 ΚΡΩΠΙΑΣ (3) VI 4 ΑΓ. ΙΩΑΝNH ΡΕΝΤΗ (3) VII 63 ΛΑΥΡΕΩΤΙΚΗΣ (3) V 5 ΑΓ. ΣΤΕΦΑΝΟΥ (3) V 64 ΛΥΚΟΒΡΥΣΗΣ (3) VIII 6 ΑΓ. ΑΝΑΡΓΥΡΩΝ (3) VIII 65 ΜΑΓΟΥΛΑ (1) VII 7 ΑΓΚΙΣΤΡΙΟΥ (3) V 66 ΜΑΛΑΚΑΣΑΣ (3) V 8 ΑΘΗΝΑΙΩΝ (3) VII 67 ΜΑΝΔΡΑΣ (3) VI 9 ΑΙΓΑΛΕΩ (1) VII 68 ΜΑΡΑΘΩΝΑ (3) V 10 ΑΙΓΙΝΑΣ (1) V+ 69 ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΥ (1) V+ 11 ΑΛΙΜΟΥ (1) VI 70 ΜΕΓΑΡΩΝ (1) VI 12 ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ (3) VI 71 ΜΕΛΙΣΣΙΩΝ (1) V+ 13 ΑΜΠΕΛΑΚΙΩΝ (3) VI 72 ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ (1)/(2) VIII/VIII + - VII 14 ΑΝΑΒΥΣΣΟΥ (3) V 73 ΜΟΣΧΑΤΟΥ (3) VII 15 ΑΝΘΟΥΣΗΣ (3) V 74 ΝΕΑ ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ (1) VII 16 ΑΝΟΙΞΕΩΣ (3) VI 75 ΝΕΑ ΙΟΝΙΑΣ (1) VII 17 ΑΝΩ ΛΙΟΣΙΩΝ (1)/(2) IX/ΙΧ -VII 76 Ν. ΦΙΛΑΔΕΛΦEΙΑΣ (1) VIII 18 ΑΡΓΥΡΟΥΠΟΛΗΣ (3) V 77 ΝΕΑΣ ΜΑΚΡΗΣ (3) V+ 19 ΑΡΤΕΜΙΔΟΣ (3) V 78 ΝΕΑΣ ΠΕΝΤΕΛΗΣ (1) V+ 20 ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΥ (1) VII+ 79 ΝΕΑΣ ΠΕΡΑΜΟΥ (1) VII 21 ΑΥΛΩΝΑ (1) V+ 80 ΝΕΑΣ ΣΜΥΡΝΗΣ (3) VI 22 ΑΦΙΔΝΩΝ (1) V+ 81 Ν. ΧΑΛΚHΔΩΝΑΣ (3) VII 23 ΑΧΑΡΝΩΝ (1)/(2) IX/ ΙΧ -VII 82 Ν. ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ (3) VII 24 ΒYΡΩΝΟΣ (1) V+ 83 ΝΕΟΥ ΨΥΧΙΚΟΥ (3) VI 25 ΒΑΡΗΣ (1) V+ 84 Ν. ΠΑΛΑΤΙΩΝ (1) V+ 26 ΒΑΡΝΑΒΑ (1) V+ 85 ΝΙΚΑΙΑΣ (1) VII 27 ΒΙΛΙΩΝ (1) V+ 86 ΟΙΝΟΗΣ (3) VI 28 ΒΟΥΛΑΣ (1) V+ 87 Π.ΦΑΛΗΡΟΥ (3) VI 29 ΒΟΥΛΙΑΓΜΕΝΗΣ (3) V 88 ΠΑΙΑΝΙΑΣ (1) V+ 30 ΒΡΙΛΗΣΣΙΩΝ (1) V+ 89 ΠΑΛ. ΦΩΚΑΙΑΣ (3) V 31 ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ (1) VII 90 ΠΑΛΛΗΝΗΣ (1) VI 32 ΓΕΡΑΚΑ (3) V 91 ΠΑΠΑΓΟΥ (3) V 33 ΓΛΥΚΩΝ ΝΕΡΩΝ (3) V 92 ΠΕΙΡΑΙΩΣ (3) VII 34 ΓΛΥΦΑΔΑΣ (3) V 93 ΠΕΝΤΕΛΗΣ (3) V 35 ΓΡΑΜΜΑΤΙΚΟΥ (1) V+ 94 ΠΕΡΑΜΑΤΟΣ (3) VI+ 36 ΔΑΦΝΗΣ (3) VI 95 ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΤΟΧΙ (3) VIII 37 ΔΕΡΒΕΝΟΧΩΡΙΩΝ (3) V 96 ΠΕΡΙΣΤΕΡΙΟΥ (2)/(3) VII + -VII/VIΙ 38 ΔΙΟΝΥΣΙΟΥ (3) V 97 ΠΕΤΡΟΥΠΟΛΗΣ (1)/(2) VIII/VII + -VI + 39 ΔΡΑΠΕΤΣΩΝΑΣ (3) VI+ 98 ΠΕΥΚΗΣ (3) VIII 40 ΔΡΟΣΙΑΣ (1) V 100 ΠΟΛΥΔΕΝΔΡΙΟΥ (3) V 41 ΕΚΑΛΗΣ (1) V+ 101 ΡΑΦΗΝΑΣ (3) V 5

6 42 ΕΛΕΥΣΙΝΑΣ (1) VII 102 ΡΟΔΟΠΟΛΗΣ (3) V+ 43 ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ (3) V 103 ΣΑΛΑΜΙΝΑΣ (1) V+ 44 ΕΡΥΘΡΩΝ (1) V+ 104 ΣΚ. ΩΡΟΠΟΥ (3) V 45 ΖΕΦΥΡΙΩΝ (3) VIII 105 ΣΑΡΩΝΙΔΟΣ (3) V 46 ΖΩΓΡΑΦΟΥ (3) V 106 ΣΠΑΤΩΝ (3) V 47 ΗΛΙΟΥΠΟΛΗΣ (3) V 107 ΣΤΑΜΑΤΑΣ (3) V 48 ΘΗΒΑΣ (3) V 108 ΣΥΚΑΜΙΝΟΥ (3) V 49 ΘΡΑΚΟΜΑΚΕΔΩΝΩΝ (1) IX 109 ΤΑΥΡΟΥ (3) VII 50 ΙΛΙΟΥ (1) VII 110 ΥΜΗΤΟΥ (3) VI 51 ΚΑΙΣΑΡΙΑΝΗΣ (3) V 111 ΦΙΛΟΘΕΗΣ (1) V+ 52 ΚΑΛΑΜΟΥ (3) V 112 ΦΥΛΗΣ (1) VIΙΙ 53 ΚΑΛΛΙΘΕΑΣ (3) VII 113 ΧΑΙΔΑΡΙΟΥ (1) VII 54 ΚΑΛ. ΘΟΡΙΚΟΥ (1) V 114 ΧΑΛΑΝΔΡΙΟΥ (3) VII 55 ΚΑΜΑΤΕΡΟ (1)/(2) VIII/VII-VI ΧΟΛΑΡΓΟΥ (3) V 56 ΚΑΠΑΝΔΡΙΤΟΥ (3) V 116 ΨΥΧΙΚΟΥ (3) VI+ 57 ΚΕΡΑΤΕΑΣ (1) V+ 117 ΩΡΩΠΟΥ (1) V+ 58 ΚΕΡΑΤΣΙΝΙΟΥ (3) VII 59 ΚΗΦΙΣΙΑΣ (1) VI+ (1)Τα στοιχεία έχουν προέλθει από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο Αθηνών. (2) Τα στοιχεία έχουν προέλθει από ερευνητικό πρόγραμμα Γκαζέτας και συνεργάτες (2001). (3) Τα στοιχεία έχουν προέλθει από υφιστάμενους χάρτες με ισόσειστες καμπύλες. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΒΛΑΒΗΣ Προτείνεται κλίμακα βλάβης για κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος, η οποία πέρα από περιγραφικούς όρους περιέχει βαθμονομημένη κατάταξη της βλάβης ( Πίνακας 5 ). Η προτεινόμενη κλίμακα, διαιρείται σε επτά επίπεδα βλάβης, καθένα από τα οποία αναφέρεται σε όρους δομικής ή μη βλάβης που ενδέχεται να παρουσιασθούν στις κατασκευές μετά από κάποιο σεισμό, ενώ αναφέρεται σε τέσσερις από τους πιο χαρακτηριστικούς τύπους κτιρίων. Προκειμένου να ληφθούν υπόψη τα διάφορα στάδια των βλαβών, η κλίμακα βαθμονομείται με βάση τον δομικό δείκτη βλάβης, ως προς τα επίπεδα επιτελεστικότητας, από το επίπεδο «καμιάς βλάβης» έως την «κατάρρευση». Τα όρια των κατωφλίων βλάβης για τα διάφορα επίπεδα επιτελεστικότητας έχουν υιοθετηθεί από πειραματικά αποτελέσματα και θεωρητικές αναλύσεις (Ghobarah, 2004). Παράλληλα, η κλίμακα βαθμονομείται με τον οικονομικό δείκτη βλάβης, σε όρους κόστους απωλειών, και παρουσιάζεται στον ίδιο πίνακα ώστε να μπορεί να γίνει η συσχέτιση με τον δομικό δείκτη βλάβης. Η περιγραφή των βλαβών σε κάθε επίπεδο επιτελεστικότητας βασίστηκε στις κυριότερες υφιστάμενες κλίμακες βλάβης. Η προτεινόμενη διαβάθμιση που έχει επιλεγεί για τα επίπεδα βλάβης βάσει των οικονομικών απωλειών σκόπιμα δεν αποκλίνει από την μέχρι τώρα ταξινόμηση της σεισμικής βλάβης. Οι μέθοδοι των μετασεισμικών ελέγχων που εφαρμόζονται στη χώρα μας, υιοθετήθηκαν σε μεγάλο βαθμό από τις προτεινόμενες διαδικασίες που ισχύουν στις Η.Π.Α. Το ίδιο συμβαίνει αν παρατηρήσει κανείς, τις στάθμες βλαβών που καθορίζει ο ΟΑΣΠ και το ATC13. 6

7 Πίνακας 5. Προτεινόμενη Κλίμακα Βλάβης. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΟΙΚΟΝΟ- ΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΕΠΙΠΕΔΟ ΒΛΑΒΗΣ ΕΛΛΑΔΑ FEMA ΔΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 0% Καμμία Καμμία Καμμία 0.0% Καμμία 0.0% Καμμία 0.00% Καμμία 0.00% Καμμία 0-1% Μηδαμινή Πράσινα Λειτουργικότητας <0.20% ΠΛΑΣΤΙΜΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ Ελαφριά ρηγμάτωση τοιχοπλ. και επιχρισμάτων <0.10% ΔΟΜΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΩΣ ΜΗ-ΠΛΑΣΤΙΜΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ Ελαφριά ρηγμάτωση τοιχοπλ. και επιχρισμάτων ΤΟΙΧΟΠΛ/ΝΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ <0.10% Ελαφριά ρηγμάτωση τοιχοπλ. και επιχρισμάτων <0.20% ΜΙΚΤΟΣ Ελαφριά ρηγμάτωση τοιχοπλ. και επιχρισμάτων 1-10% Μικρή Άμεσης Επανάχρησης 0.4% Τριχοειδείς ρωγμές σε δοκούς-υποστ. κοντά στους κόμβους (<1mm) 0.2% Τριχοειδείς ρωγμές σε δοκούς-υποστ. κοντά στους κόμβους (<1mm) 0.20% Ρωγμές από αλληλεπίδραση τοιχ.-πλαισίου, διαγώνιες ρωγμές των τοιχωμάτων, περιορισμένη θραύση τούβλων στους κόμβους Δ.-Υπ. 0.40% Τριχοειδείς ρωγμές τοιχωμάτων και συζευγμ. δοκών, έναρξη αποδιοργ. σκυροδέματος Κίτρινα 10-30% Μέτρια Ασφάλειας Ζωής <1.00% Ρωγμές στην πλειονότητα Δ.- Υπ., διαρροή σε μικρό αριθμό Φ.Στ., μεγαλύτερες καμπτικές ρωγμές και έναρξη αποδιοργ. σκυροδέματος <0.50% Καμπτικές & διατμ. ρωγμές στην πλειονότητα Δ.- Υπ., διαρροή σε μικρό αριθμό Φ.Στ., περιορισμένη διατμητ. ρηγμάτωση και αποδιοργ. σκυροδέματος <0.40% Έντονη θραύση τούβλων στις συνδέσεις Δ.- Υπ., έναρξη της δομικής βλάβης, μερική διατμητική ρηγμάτωση σε Δ.Στ. κυρίως των εξωτερικών πλαισίων <0.90% Ρωγμές στα περισσότερα τοιχώματακάποια φτάνουν στην ικανότητα διαρροής, αυξημένη διατμητική ρηγμάτωση και αποδιοργ. σκυροδέματος στις γωνίες τοιχωμάτων 30-60% Εκτεταμένη >1.00% % Μερική κατάρρευση Κόκκινα Αποφυγή Κατάρρευσης 1.8% 100% Κατάρρευση Μαύρα Κατάρρευση >3.00% Κάποια Φ.Στ. έχουν φτάσει το όριο αντοχής, μεγάλες καμπτικές ρωγμές, αποδιοργ. σκυροδέματος και λυγισμός των ράβδων, κοντών Υπ. Κατάρρευση μερικών Υπ., κλίση ορόφου ή κτιρίου Ολική ή επικείμενη κατάρρευση >0.50% 0.8% >1.00% Εξόλκευση ράβδων, θραυση συνδετήρων, λυγισμός κύριου οπλισμού, διατμητική στοιχείων Διατμητική πολλών Υπ., επικείμενη μαλακού ορόφου Ολική ή μαλακού ορόφου ισογείου >0.40% 0.70% >0.80% Εκτεταμένη ρηγμάτωση τοιχοποιίας, πτώση τούβλων, μερική πολλών τοιχοποιιών, βαρύτερη βλάβη σε στοιχεία των πλαισίων, μερική διατμητική Διατμητική Δ &/ή Υπ. προκαλώντας μερική κατάρρευση, σχεδόν ολική τοιχοποιίας Ολική ή επικείμενη κατάρρευση >0.90% 1.65% >2.75% Τα περισσότερα τοιχώματα έχουν υπερβεί το όριο διαρροής-κάποια έχουν φτασει το όριο αντοχής, καταπόνηση περιμετρικών Φ.Στ., λυγισμός ράβδων, εκτεταμένη ρηγμάτωση τοιχωμάτων, μερική διατμητική Αποδιοργάνωση δοκών σύζευξηςτοιχωμάτων και κάποιων τοιχωμάτων Ολική ή επικείμενη κατάρρευση ΜΗΤΡΩΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΒΛΑΒΗΣ Στην παρούσα ερευνητική εργασία αναπτύσσονται Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης (ΜΠΒ), από τα οποία στην συνέχεια προκύπτουν καμπύλες τρωτότητας. Η επεξεργασία αφορούσε σε μια από τις μεγαλύτερες, από άποψη όγκου δεδομένων, βάση ενός ομογενοποιημένου στατιστικού δείγματος με στοιχεία βλαβών οικοδομικών κατασκευών που προήλθε από την ίδια περιοχή, με τις ίδιες εδαφικές συνθήκες και τον ίδιο τρόπο δόμησης. Επιπλέον, οι καταγραφές της βλάβης στηρίχθηκαν σε ένα μεμονωμένο σεισμικό γεγονός από το οποίο προήλθαν πέντε επίπεδα σεισμικής έντασης, από το V ως το IX. 7

8 Πριν την κατάστρωση των ΜΠΒ, έγινε κατάταξη των κτιρίων του στατιστικού δείγματος σε δομικούς τύπους, σύμφωνα με τον Πίνακα 1 (οι τύποι αυτοί συμφωνούν με την διακριτοποίηση των κτιρίων από την Εθνική Στατιστική Υπηρεσία Ελλάδος). Ο συνολικός αριθμός κτιρίων, για τα οποία υπήρχαν πληροφορίες σχετικά με τον χαρακτηρισμό της βλάβης και τον δομικό τύπο, και μπόρεσε να ταξινομηθεί στα διάφορα επίπεδα έντασης ανέρχεται σε κατασκευές. Ο σεισμικός κίνδυνος, προκειμένου να αναπτυχθούν ΜΠΒ, εκτιμήθηκε μέσω υπολογισμού της μακροσεισμικής έντασης, ακολουθώντας τη διαδικασία που περιγράφηκε προηγουμένως, για κάθε περιοχή της βάσης δεδομένων. Κατόπιν, ανά επίπεδο έντασης που εκτιμήθηκε έγινε κατανομή του πλήθους των κτιρίων ανά δομικό τύπο (Σχήμα 1). Παράλληλα, κατανεμήθηκαν τα κτίρια, για κάθε επίπεδο έντασης, ανά βαθμό βλάβης και δομικό τύπο. Στο Σχήμα 2 παρουσιάζεται ενδεικτικά η κατανομή αυτή για τις υψηλότερες εντάσεις. Για κάθε επίπεδο σεισμικής έντασης, που εμφανίστηκε σε συγκεκριμένες περιοχές, συγκρίθηκε ο αριθμός των κτιρίων που υπέστη κάποιο επίπεδο βλάβης και ανήκε σε κάποιον δομικό τύπο, με το σύνολο των κτιρίων του ίδιου δομικού τύπου και των περιοχών, με το αυτό επίπεδο σεισμικής απαίτησης. Με τον τρόπο αυτό, υπολογίστηκε στα ΜΠΒ η συχνότητα να αναπτυχθούν τα διάφορα επίπεδα επιλεστικότητας για συγκεκριμένους δομικούς τύπους που υπόκεινται σε καθορισμένη σεισμική απαίτηση. Τα κτίρια με ελλιπείς πληροφορίες περιγραφής αγνοήθηκαν κατά την κατάταξη των δομικών τύπων, με αποτέλεσμα τα ταξινομημένα κτίρια (73.468) να είναι λιγότερα από το σύνολο των στατιστικών στοιχείων V VΙ VΙΙ VΙΙΙ IX ΠΛΗΘΟΣ ΚΤΙΡΙΩΝ Σ1 Σ2 Σ3 Μ1 Μ2 Μ3 Κ Α ΔΟΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ Σχήμα 1. Κατανομή κτιρίων ανά δομικό τύπο και επίπεδο σεισμικής έντασης. 8

9 ΑΡΙΘΜΟΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΡΙΘΜΟΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΡΙΘΜΟΣ ΚΤΙΡΙΩΝ (17.16%) (14.24%) (5.96%) (26.71%) (0.57%) (1.62%) (1.5%) (0.04%) (0.31%) 13 Βαθμός βλάβης ανά Δομικό Τύπο για ένταση VΙΙ 233 (0.57%) (6.15%) 6587 (15.98%) 294 (0.71%) 199 (0.48%) (0.29%) (3.91%) 5612 (13.61%) 514 (1.25%) (0.85%) Σ1 Σ2 Σ3 Μ1 Μ2 Μ3 Κ Α 2813 (27.79%) 467 (4.61%) 371 (3.66%) 98 (0.97%) 52 (0.51%) (1.65%) 13 (1.61%) (0.13%) (5.58%) ΔΟΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ Βαθμός βλάβης ανά Δομικό Τύπο για ένταση VΙIΙ 1493 (14.75%) 79 (0.78%) (0.30%) (4.14%) 1153 (11.39%) ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ 107 (1.06%)93 (0.92%) 52 ΚΟΚΚΙΝΑ Σ1 Σ2 Σ3 Μ1 Μ2 Μ3 Κ Α 3289 (25.98%) 453 (3.58%) 260 (2.05%) 118 (0.93%) 1444 (11.41%) (1.78%) (0.53%) (4.12%) 268 (2.12%) ΔΟΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ Βαθμός βλάβης ανά Δομικό Τύπο για ένταση IX 1291 (10.2%) 181 (1.43%) 67 (0.53%) (1.11%) (0.26%) (2.94%) 1425 (11.26%) ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΕΙΣ ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ 252 (1.99%) 176 (1.39%) (4.84%) ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΕΙΣ Σ1 Σ2 Σ3 Μ1 Μ2 Μ3 Κ Α 282 (2.79%) ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ 520 (1.26%) (0.91%) 63 ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΕΙΣ 606 (4.79%) 365 (2.88%) 137 (1.08%) ΔΟΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ Σχήμα 2. Κατανομή του βαθμού βλάβης κτιρίων ανά δομικό τύπο για σεισμική ένταση VII, VIII και IX. 9

10 ( ). Κατά των ανάπτυξη των ΜΠΒ χρησιμοποιήθηκε ο συνολικός αριθμός των κτιρίων των περιοχών από τις οποίες λήφθηκαν τα δεδομένα που διακριτοποιήθηκαν σε δομικούς τύπους (δηλαδή οι σε σύνολο κτιρίων) και όχι του συνόλου των στοιχείων (δηλαδή οι σε σύνολο κτιρίων). Για την ανάπτυξη των ΜΠΒ, ορίστηκαν πέντε επίπεδα βλάβης: καμμιά (Β0), μηδαμινήπράσινα (Β1), ελαφριά-κίτρινα (Β2), βαριά-κόκκινα (Β3) και κατάρρευση-μαύρα (Β4). Ο καθορισμός των επιπέδων στηρίχθηκε στον χαρακτηρισμό της βλάβης από τα έντυπα των μετασεισμικών ελέγχων. Η πληροφορία αυτή αφορούσε μόνο στον ποιοτικό χαρακτηρισμό της βλάβης, πράσινα-κίτρινα-κόκκινα και Π.Ε.Ε. Για την δημιουργία των ΜΠΒ ήταν απαραίτητη η ποσοτική βαθμονόμηση της βλάβης. Τα εύρη τιμών βλάβης σε όρους οικονομικών απωλειών για τα πέντε επίπεδα είναι: 0%, 0-1%, 1-30%, % και 100%, αντίστοιχα. Ο κεντρικός δείκτης βλάβης (ΚΔΒ - Central Damage Factor: CDF) και ο χαρακτηρισμός για το κάθε επίπεδο φαίνεται στον Πίνακα 6, ενώ τα επίπεδα αυτά συσχετίζονται με τα επίπεδα επιτελεστικότητας της προτεινόμενης κλίμακας, όπου παρουσιάζεται η φυσική περιγραφή της σεισμικής βλάβης των παραπάνω επιπέδων. Θεωρήθηκε για τις κατασκευές με σχεδόν μηδενικές βλάβες, πως οι μισές (Ν/2) εμφανίζουν κεντρικό δείκτη βλάβης ίσο με 0.50 και οι άλλες μισές (Ν/2) ίσο με Η θεώρηση αυτή οδηγεί σε ομαλότερες καμπύλες τρωτότητας (ΙΤΣΑΚ-ΤΜΗΜΑ ΠΟΛ/ΚΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ Α.Π.Θ, 2004). Η επιλογή του αριθμού και το εύρος των τιμών που καθορίστηκαν για κάθε επίπεδο βλάβης, προήλθε μετά από μελέτη που διεξήχθη σε συναφή ερευνητική εμπειρία και σκόπιμα δεν αποκλίνουν από την κρατούσα μέχρι τώρα κατάσταση (ΤΕΕ, 2001 & 2006). Οι τιμές αυτές βρίσκονται σε συμφωνία, τόσο με τα αντίστοιχα επίπεδα επιτελεστικότητας που προτείνονται στις Η.Π.Α. (ATC-13), όσο και με τα προτεινόμενα ελληνικά μοντέλα τρωτότητας (ΕΠΑΝΤΥΚ). Τελικά, για κάθε δομικό τύπο και επίπεδο έντασης, υπολογίστηκε η σχετική συχνότητα των διαφόρων επιπέδων βλάβης, από τον λόγο του αριθμού των κτιρίων που εμφάνισαν ένα συγκεκριμένο επίπεδο βλάβης σε δεδομένο επίπεδο εντάσεως, προς το σύνολο των κτιρίων του ίδιου δομικού τύπου και της ίδιας περιοχής που εμφανίζει το αυτό επίπεδο σεισμικής έντασης (damage ratio). Μέσω της υλοποίησης της παραπάνω μεθοδολογίας, αναπτύχθηκαν Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης (ΜΠΒ) για κάθε δομικό τύπο (Eleftheriadou & Karabinis, 2008). Τα κτίρια με δομικό τύπο Σ1 και Μ1, Σ2 και Μ2 και Σ3 και Μ3 ενοποιήθηκαν διότι παρουσίασαν την ίδια σεισμική συμπεριφορά για τον εν λόγο σεισμό (Karabinis & Eleftheriadou, 2007) (άλλωστε δεν υπάρχει η δυνατότητα διακριτοποίησης του μικτού από τον πλαισιακό τύπο στα διατιθέμενα στοιχεία της ΕΣΥΕ). Πίνακας 6. Επίπεδα επιτελεστικότητας. Επίπεδο Βλάβης Χαρακτηρισμός Κεντρικός Δείκτης Βλάβης Καμμιά Β0 Αβλαβή 0.125*N (1) /2+0.50*N (1) /2 Μηδαμινή Β1 Πράσινα 0.50 Ελαφριά Β2 Κίτρινα 15 Βαριά Β3 Κόκκινα 65 Κατάρρευση Β4 Μαύρα 100 (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (σχεδόν αβλαβή). 10

11 Ακολουθώντας την μεθοδολογία που περιγράφηκε παρουσιάζονται τα ΜΠΒ για Σ1-Μ1, Σ2- Μ2, Σ3-Μ3, Κ και Α, στους Πίνακες 7, 8, 9, 10 και 11 αντίστοιχα. Στα μητρώα αυτά έχει εκτιμηθεί, επίσης, το ποσοστό των κτιρίων με βλάβες ανά επίπεδο σεισμικής έντασης, ως προς το σύνολο των κτιρίων στο ίδιο επίπεδο, προκειμένου να υπάρχει μια εποπτεία για την αξιοπιστία του στατιστικού δείγματος. Από την εξέταση του ποσοστού των κτιρίων σε κάθε επίπεδο έντασης των ΜΠΒ, φαίνεται πως το στατιστικό δείγμα είναι αρκετά αντιπροσωπευτικό του συνόλου σε αρκετές περιπτώσεις, αποκομίζοντας έτσι μια εικόνα σχετικά με την αξιοπιστία της βάσης δεδομένων. Πίνακας 7. ΜΠΒ για τον δομικό τύπο Σ1-Μ1. Σ1-M1 Επίπεδο Βλάβης Κεντρικός Δείκτης Επίπεδο Εντάσεως MMS (Ι) Βλάβης (%) V VI VII VIII IX Καμμιά Β *N (1) /2+0.50*N (1) / Μηδαμινή Β Ελαφριά Β Βαριά Β Κατάρρευση Β Μέσος Δείκτης Βλάβης (ΜΔΒ) % ως προς το σύνολο των κτιρίων (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (από έως κτίρια) Πίνακας 8. ΜΠΒ για τον δομικό τύπο Σ2-Μ2. Σ2-M2 Επίπεδο Βλάβης Κεντρικός Δείκτης Επίπεδο Εντάσεως MMS (Ι) Βλάβης (%) V VI VII VIII IX Καμμιά Β *N (1) /2+0.50*N (1) / Μηδαμινή Β Ελαφριά Β Βαριά Β Κατάρρευση Β Μέσος Δείκτης Βλάβης (ΜΔΒ) % ως προς το σύνολο των κτιρίων (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (από έως κτίρια). Πίνακας 9. ΜΠΒ για τον δομικό τύπο Σ3-Μ3. Σ3-M3 Επίπεδο Βλάβης Κεντρικός Δείκτης Επίπεδο Εντάσεως MMS (Ι) Βλάβης (%) V VI VII VIII IX Καμμιά Β *N (1) /2+0.50*N (1) / Μηδαμινή Β Ελαφριά Β Βαριά Β Κατάρρευση Β Μέσος Δείκτης Βλάβης (ΜΔΒ) % ως προς το σύνολο των κτιρίων (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (από έως κτίρια). 11

12 Πίνακας 10. ΜΠΒ για τον δομικό τύπο K. Κ Επίπεδο Βλάβης Κεντρικός Δείκτης Επίπεδο Εντάσεως MMS (Ι) Βλάβης (%) V VI VII VIII IX Καμμιά Β *N (1) /2+0.50*N (1) / Μηδαμινή Β Ελαφριά Β Βαριά Β Κατάρρευση Β Μέσος Δείκτης Βλάβης (ΜΔΒ) (6.67) % ως προς το σύνολο των κτιρίων (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (από έως κτίρια). Πίνακας 11. ΜΠΒ για τον δομικό τύπο A. Α Επίπεδο Βλάβης Κεντρικός Δείκτης Επίπεδο Εντάσεως MMS (Ι) Βλάβης (%) V VI VII VIII IX Καμμιά Β *N (1) /2+0.50*N (1) / Μηδαμινή Β Ελαφριά Β Βαριά Β Κατάρρευση Β Μέσος Δείκτης Βλάβης (ΜΔΒ) % ως προς το σύνολο των κτιρίων (1) Όπου Ν το ποσοστό των κτιρίων με σχεδόν μηδενικές βλάβες (από έως κτίρια). Από το σύνολο του στατιστικού δείγματος των κτιρίων, που προήλθαν από τη συνολική βάση δεδομένων, ήταν δυνατό να διακριτοποιηθούν σε δομικούς τύπους και χαρακτηρισμό βλάβης, ανά επίπεδο σεισμικής απαίτησης, κατασκευές, αριθμός ο οποίος αποτελεί έναν σημαντικό αριθμό στοιχείων για παρόμοιες βάσεις δεδομένων. Παρ όλ αυτά, ένα σημαντικό τμήμα των στοιχείων αγνοήθηκε λόγω των ελλιπών πληροφοριών. Στη συγκεκριμένη βάση δεδομένων, για κτίρια υπήρχε ο χαρακτηρισμός βλάβης. Η παράλειψη των κτιρίων αυτών, τα συμπεριλαμβάνει στις κατασκευές που δεν έχουν υποστεί βλάβες, το οποίο δεν ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα. Το παραπάνω, σε συνδυασμό με την παραδοχή που γίνεται, πως τα μη καταγεγραμμένα δομήματα εμφάνισαν σχεδόν μηδενικές βλάβες, μπορεί να οδηγήσουν σε υποεκτίμηση της πιθανότητας της βλάβης. Για την αντιμετώπιση του παραπάνω προβλήματος, ακολουθήθηκε μια επαναληπτική διαδικασία, όμοια με αυτήν που περιγράφηκε παραπάνω για την ανάπτυξη των ΜΠΒ, προκειμένου να συμπεριληφθούν όσο το δυνατό περισσότερα κτίρια της βάσης δεδομένων που περιείχαν μεν χαρακτηρισμό βλάβης αλλά δεν μπόρεσαν να διακριτοποιηθούν σε πρώτη φάση σε δομικούς τύπους. Για να γίνει αυτό, υπολογίστηκε για κάθε δήμο (με συγκεκριμένο επίπεδο σεισμικής έντασης) ο λόγος του αριθμού των κτιρίων που διακριτοποιήθηκαν σε δομικούς τύπους και κάποιο χαρακτηρισμό βλάβης προς το σύνολο των κτιρίων με τον ίδιο χαρακτηρισμό βλάβης. Έγινε η παραδοχή ότι τα κτίρια ταξινομούνται στους δομικούς τύπους, σύμφωνα με τον λόγο που υπολογίστηκε, όπως ακριβώς ταξινομούνται και στο χαρακτηρισμό βλάβης. Η παραδοχή ευσταθεί, λαμβάνοντας υπόψη πως εντός των ορίων 12

13 ενός δήμου οι συνθήκες δόμησης και τα επίπεδα σεισμικής απαίτησης είναι περίπου παραπλήσια. Σύμφωνα με την παραδοχή αυτή το διαθέσιμο δείγμα αυξήθηκε (από σε κτίρια). Εφαρμόζοντας την διαδικασία αυτή σε κάθε δήμο, ταξινομήθηκαν τα προκύπτοντα κτίρια στις κατηγορίες έντασης, με την ίδια ακριβώς διαδικασία που περιγράφηκε προηγουμένως, και ταξινομήθηκαν τα κτίρια ανάλογα με τον δομικό τύπο. Κατ αντιστοιχία λήφθηκαν ΜΠΒ με βάση τον αριθμό των παραπάνω κτιρίων. Στα μητρώα αυτά τα αποτελέσματα είναι παραπλήσια με αυτά των ΜΠΒ των αρχικών διαθέσιμων κτιρίων, παρουσιάζοντας ωστόσο μια αύξηση των τιμών, λόγω της αύξησης του στατιστικού δείγματος. ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ 10 9 Μέσος Βαθμός Βλάβης (%) Σ1-Μ1 Σ2-Μ2 Σ3-Μ a g /a 0 9 Μέσος Βαθμός Βλάβης (%) Κ Α a g /a 0 Σχήμα 3. Καμπύλες τρωτότητας για τους διάφορους δομικούς τύπους. 13

14 Από τη συσχέτιση των μέσων βαθμών βλάβης των ΜΠΒ των αρχικών διαθέσιμων κτιρίων με κάθε επίπεδο σεισμικής έντασης προκύπτουν οι καμπύλες τρωτότητας του Σχήματος 3 για τους προαναφερόμενους δομικούς τύπους κτιρίων. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία παρουσιάστηκε μια μεθοδολογία εμπειρικής αποτίμησης της σεισμικής τρωτότητας δομικών κατασκευών και αναπτύχθηκαν Μητρώα Πιθανότητας Βλάβης (ΜΠΒ) και καμπύλες τρωτότητας για συγκεκριμένους τύπους δομικού συστήματος. Προτάθηκε μια κλίμακα βλάβης, για κατασκευές ωπλισμένου σκυροδέματος, στην οποία καθορίστηκαν τα επίπεδα επιτελεστικότητας με φυσική περιγραφή της σεισμικής βλάβης και βαθμονομήθηκαν, τόσο μέσω δομικού όσο και οικονομικού δείκτη βλάβης. Μέσω της παρουσίασης των δύο δεικτών βλάβης στην ίδια κλίμακα επιτεύχθηκε η συσχέτιση αυτών. Στην παρούσα έρευνα λήφθηκαν υπόψη για την κατηγοριοποίηση των κτιρίων σε δομικούς τύπους, εκτός από τις παραμέτρους που σχετίζονται με την σεισμική τρωτότητα, πληροφορίες οι οποίες αφορούν στον φέροντα οργανισμό και στο έτος κατασκευής. Οι τύποι αυτοί συμφωνούν με την διακριτοποίηση των κτιρίων από την Εθνική Στατιστική Υπηρεσία Ελλάδος. Από την σύγκριση του μέσου δείκτη βλάβης των ΜΠΒ με τα μητρώα που προτάθηκαν από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος (2001 & 2006) διαπιστώθηκε, πως παρά το γεγονός πως δεν υπάρχει ταυτοποίηση μεταξύ των δομικών τύπων, εντούτοις υπάρχει συμφωνία μεταξύ των αποτελεσμάτων για παραπλήσιους δομικούς τύπους. Οι βασικές διαφοροποιήσεις των δομικών τύπων αφορούν στο ύψος, στην ύπαρξη τοιχοπληρώσεων και στον μικτό ή πλαισιακό φέροντα οργανισμό. Από τα στοιχεία αυτά κυρίως ενδιαφέρει η ύπαρξη κανονικών τοιχοπληρώσεων, εφόσον το ύψος πλέον συχνά παραβλέπεται, ενώ η διάκριση των μικτών και πλαισιακών κατασκευών δεν γίνεται εύκολα από την ΕΣΥΕ. Άλλωστε, τα διάφορα μητρώα που προτάθηκαν κατά καιρούς διαφοροποιούνται σε κάποια σημεία μεταξύ τους, ο σχολιασμός των οποίων δεν είναι του παρόντος. Συγκεκριμένα το ΜΠΒ των Σ1-Μ1 μοιάζει με αυτό του «Πίνακα 4.2» της βιβλιογραφίας (Ομάδα εργασίας ΤΕΕ αρ.ι.2, 2001). Αντίστοιχα, το ΜΠΒ των Σ2-Μ2 μοιάζει κυρίως με αυτά των «Πινάκων 4.5» και «4.6» της βιβλιογραφίας (και λιγότερα με τους «4.7» και «4.8» στο επίπεδο IX). Το ΜΠΒ των Σ3-Μ3 μοιάζει με αυτό των «Πινάκων 5.32», «5.38» και «5.44» της βιβλιογραφίας (ΙΤΣΑΚ- Α.Π.Θ, 2004). Η παραπάνω διαπίστωση αποτελεί μια πρώτη ένδειξη αξιοπιστίας της μεθόδου που ακολουθήθηκε. Η προτεινόμενη όμως μεθοδολογία πλεονεκτεί, έναντι αυτής πους στηρίχθηκε στην υβριδική μέθοδο, λόγω του γεγονότος πως τα παραχθέντα αποτελέσματα προήλθαν από πειραματικά δεδομένα σε κλίμακα 1:1 καταγράφοντας την πραγματική συμπεριφορά των κατασκευών στον δεδομένο σεισμό. Διαφοροποίηση εμφανίζεται μόνο στα μητρώα των κτιρίων από τοιχοποιία, κυρίως για τις αυξημένες εντάσεις που συνήθως σπάνια απαντώνται, η οποία ενδέχεται να σχετίζεται με την αξιοπιστία του στατιστικού δείγματος (περισσότερα κτίρια στο επίπεδο VIII από το επίπεδο IX). Επιπλέον, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των ΜΠΒ κατασκευών ΩΣ για τα ίδια επίπεδα σεισμικής έντασης παρατηρείται, όπως αναμενόταν, πως τα κτίρια που κατασκευάστηκαν με παλαιότερους κανονισμούς έχουν αυξημένη σεισμική τρωτότητα. Τέλος, τα κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία ή άλλο δομικό σύστημα εμφανίζονται περισσότερο τρωτά συγκριτικά με τις κατασκευές από σκυρόδεμα. 14

15 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστίες οφείλονται στην Υπηρεσία Αποκατάστασης Σεισμοπλήκτων (ΥΑΣ), στους Τομείς Αποκατάστασης Σεισμοπλήκτων (ΤΑΣ) Πειραιώς και Αχαρνών, στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο Αθηνών (Γ.Ι.Α.) και στην ΕΣΥΕ για την διάθεση των στοιχείων. H ερευνητική εργασία που παρουσιάστηκε αποτελεί μέρος του ερευνητικού προγράμματος ΠΕΝΕ03 το οποίο χρηματοδοτείται κατά 75% από την Ευρωπαική Ένωση, 25% την Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και τον Ιδιωτικό Τομέα ΑΝΑΦΟΡΕΣ ή ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Γκαζέτας Γ. και συνεργάτες, (2001), Υπολογιστική και Πειραματική Εκτίμηση των Σεισμικών Επιταχύνσεων στην Επικεντρική Ζώνη του Σεισμού της Αθήνας , Ερευνητικό Πρόγραμμα χρηματοδοτούμενο από τον ΟΑΣΠ, Αθήνα. ΕΠΑΝΤΥΚ.-ΤΕΕ, (2006), Προσεισμική Ενίσχυση Υφιστάμενων Κατασκευών, Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος, Αθήνα. Eleftheriadou, A.K., Karabinis, A.I., (2008), Empirical Seismic Vulnerability Evaluation Based on Earthquake Damage Data. Proceedings of the International Conference on Earthquake Engineering and Disaster Mitigation 2008, Jakarta, Indonesia. Ghobarah, Ahm., (2004), On Drift Limits Associated with Different Damage Levels, International Workshop on Performance-Based Seismic Design, Bled, Slovenia. Hutchings, L., Ioannidou, E., Foxall, W., Voulgaris, N., Savy, J., Kalogeras, I., Scognamiglio, L. and Stavrakakis, G., (2007), A physically based strong ground-motion prediction methodology; application to PSHA and the 1999 Mw = 6.0 Athens earthquake, Geophysical Journal International, 168, pp ΙΤΣΑΚ-ΤΜΗΜΑ ΠΟΛ/ΚΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ Α.Π.Θ, (2004), Ο Σεισμός της Αθήνας : Εκτίμηση της τρωτότητας στην πλειόσειστη περιοχή και σύγκριση με την πραγματική κατανομή των βλαβών των κατασκευών από το Σεισμό, Τελική έκθεση του ερευνητικού προγράμματος, ΟΑΣΠ, Θεσσαλονίκη. Kalogeras, I.S. and Stavrakakis, G.N., (2001), The Athens, Greece September 7 th, 1999 earthquake: Strong motion data processing (7/9/ /3/2000), National Observatory of Athens, Geodynamic Institute, publ. No 14, cd-rom with user s manual. Karabinis, A.I., Eleftheriadou, A.K., (2007), Vulnerability Assessment Derived from Earthquake Damage Data, Proceedings of ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rethymno, Crete. Κάππος, Α.Ι., Μορφίδης, Κ., Χατζηνικολάου, Ν., (2000). Μελέτη τρωτότητας και σεισμικής διακινδύνευσης της πόλης του Βόλου, 2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής και Τεχνικής Σεισμολογίας, Θεσσαλονίκη. Ομάδα εργασίας ΤΕΕ αρ.ι.2, (2001), Εκτίμηση σεισμικής τρωτότητας των κτιρίων, ΤΕΛΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ, Αθήνα. Πρωτονοτάριος, Ι., (1999), Πρώτα συμπεράσματα από το μεγάλο σεισμό της Αττικής (κυρίως από τεχνικοσεισμολογικής και γεωτεχνικής άποψης), Δελτίο ΣΠΜΕ, Αθήνα. Rota M., Penna A., Strobbia C., (2006), Typological Fragility Curves from Italian Earthquake Damage Data, Proceedings of the 1 st European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland. Schenková, Z. & Schenk, V. & Kalogeras, I. & Pichl, R. & Kottnauer P. & Papatsimba, C. & Panopoulou, G. (2007), Isoseismal maps drawing by the kriging method, Springer Netherlands, Journal of Seismology, 11(1), pp