Θωμάς ΣΑΛΟΝΙΚΙΟΣ 1, Χρήστος ΚΑΡΑΚΩΣΤΑΣ 2, Βασίλειος ΛΕΚΙΔΗΣ 2, Μίλτων ΔΗΜΟΣΘΕΝΟΥΣ 1, Τριαντάφυλλος ΜΑΚΑΡΙΟΣ 3,

Transcript

1 Αξιοποίηση Έξι Σεισμών στην Πελοπόννησο για την Συσχέτιση Φασματικών Επιταχύνσεων με την Απόκριση του Δομημένου Περιβάλλοντος Correlation of Spectral Accelerations with the Response of the Built Environment by the use of Six EQs in Peloponnese Θωμάς ΣΑΛΟΝΙΚΙΟΣ 1, Χρήστος ΚΑΡΑΚΩΣΤΑΣ 2, Βασίλειος ΛΕΚΙΔΗΣ 2, Μίλτων ΔΗΜΟΣΘΕΝΟΥΣ 1, Τριαντάφυλλος ΜΑΚΑΡΙΟΣ 3, Λέξεις κλειδιά: Σεισμοί, Πελοπόννησος, Κατασκευές Ο/Σ, Φασματικές Επιταχύνσεις, Αντισεισμικοί Κανονισμοί ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούνται τα φάσματα απόκρισης έξι ισχυρών σεισμών (Μ w =6. 6.9) που έπληξαν την Πελοπόννησο, από το 1986 μέχρι σήμερα, προκειμένου να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με το επίπεδο αντοχής της πλειονότητας των κατασκευών που συναντιόνται στην Πελοπόννησο. Συγκρίνονται οι καταγεγραμμένες επιταχύνσεις και τα εξ αυτών σεισμικά φορτία που αναπτύσσονται στις κατασκευές των σεισμόπληκτων περιοχών με τα αντίστοιχα μεγέθη σχεδιασμού του Αντισεισμικού Κανονισμού. Παρουσιάζονται στοιχεία από τις αυτοψίες που διενεργήθηκαν στα βλαφθέντα, από τους σεισμούς, κτίρια. Οι αναφορές των βλαβών γίνονται στις θέσεις των καταγραφών. Προκύπτει συσχέτιση βλαβών για τους διάφορους τύπους των κατασκευών με τα διάφορα επίπεδα φασματικής επιτάχυνσης. Αυτή η συσχέτιση μπορεί να αξιοποιηθεί από τους εμπλεκόμενους φορείς για άμεση ενημέρωση της πολιτείας, σε περίπτωση ισχυρού σεισμού στην Πελοπόννησο. Επίσης βρέθηκε ότι το κτιριακό απόθεμα της περιοχής διαθέτει σημαντικά αποθέματα υπεραντοχής. ABSTRACT : Many strong earthquakes (M w =6. 6.9) hit Peloponnesus during the last decades. The response spectrums of these earthquakes are used in order to better understand the strength of the building stock in this area. Also the recorded accelerograms are compared with the peak ground accelerations proposed by the Greek national seismic code. A survey of damage, as was observed during in situ investigations by ITSAK scientific personnel, is also presented with comments on its causes. Damage reports pertain to the areas where earthquakes were recorded. 1 Κύριος Ερευνητής,, Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας & Αντισεισμικών Κατασκευών (ΙΤΣΑΚ), salonikios@itsak.gr, 2 Διευθυντής Ερευνών, Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας & Αντισεισμικών Κατασκευών 3 Εντεταλμένος Ερευνητής,, Ινστιτούτο Τεχνικής Σεισμολογίας & Αντισεισμικών Κατασκευών 1

2 The level of spectral acceleration is related with the damages of each type of structural system for R/C buildings. By these observations may easily result the response of the building stock immediately after future strong earthquakes in Peloponnesus. Also was concluded that the building stock at Peloponnesus have significant strength reserves. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η υψηλή σεισμικότητα της χώρας μας επιτρέπει την μελέτη της απόκρισης των κατασκευών σε ισχυρούς σεισμούς. Εκτός από τις βλάβες που προκαλούν στις κατασκευές της χώρας μας οι σεισμοί αυτοί, έχουν προκαλέσει και την ανάπτυξη και άλλων παράπλευρων δράσεων με θετικά αποτελέσματα στο δομημένο περιβάλλον. Ως μία τέτοια περίπτωση αναφέρονται οι σαφώς βελτιωμένες παραδοσιακές κατασκευαστικές πρακτικές που έχουν αναπτυχθεί στις σεισμόπληκτες περιοχές με το πέρασμα του χρόνου. Πράγματι τα Επτάνησα αποτελούν μια από τις περιοχές της Ευρώπης με την υψηλότερη σεισμικότητα. Ενώ συμβαίνουν συχνά πολλοί σεισμοί, οι βλάβες στα σύγχρονα και παλαιότερα κτίρια είναι σημαντικά περιορισμένες. Αντιθέτως μπορεί να θεωρήσει κάποιος την περιοχή της Κοζάνης και των Γρεβενών, όπου για μερικές εκατονταετίες δεν είχε συμβεί ισχυρός σεισμός. Στην περίπτωση αυτή οι παραδοσιακές κατασκευαστικές πρακτικές δεν είχαν προσαρμοστεί στην αντιμετώπιση ισχυρών σεισμών. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα κατά τον ισχυρό σεισμό του 1995 να υπάρξει σημαντικός αριθμός καταρρεύσεων και βλαβών σε παλαιότερα και νεότερα κτίρια. Στις μέρες μας αυτό το παράδειγμα αποτυπώνεται στους Αντισεισμικούς Κανονισμούς που ίσχυσαν πριν την δεκαετία του 199. Σε αυτούς τους κανονισμούς υπήρξαν περιοχές όπου επιβάλλονταν να θεωρείται χαμηλή σεισμικότητα για την αντισεισμική μελέτη κάποιων κτιρίων. Σε αυτό συνέβαλε σημαντικά και η περίοδος σεισμικής ηρεμίας μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 197. Αντιθέτως μετά από τους ισχυρούς σεισμούς που έπληξαν την χώρα μας τις τελευταίες τρεις δεκαετίες οδηγηθήκαμε στον ισχύοντα αντισεισμικό κανονισμό όπου ουσιαστικά δεν υπάρχει περιοχή ή οποία να θεωρείται χαμηλής σεισμικότητας όπως ορίζονταν στους αντισεισμικούς κανονισμούς που ίσχυαν μετά το 1959 και μετά το Δεύτερη περίπτωση αποτελεί η δημιουργία υποδομής για την καταγραφή των ισχυρών σεισμών που συμβαίνουν στη χώρα μας. Δημόσιοι ερευνητικοί φορείς (ΙΤΣΑΚ, Γεωδυναμικό Ινστιτούτο) και πανεπιστήμια έχουν τοποθετήσει κατάλληλα όργανα για την καταγραφή των σεισμών κατά το δυνατό πλησιέστερα στην θέση γένεσής τους και σε γειτονικές θέσεις. Ως τέτοιο παράδειγμα αναφέρεται το δίκτυο επιταχυνσιογράφων του ΙΤΣΑΚ, Σχήμα 1. Η δημιουργία τέτοιου δικτύου απαιτεί την συντήρηση, βελτίωση και πύκνωση του εξοπλισμού και των θέσεων καταγραφής αντίστοιχα. Η παρούσα εργασία στοχεύει στην σύνδεση των δύο παραπάνω δράσεων (υψηλή σεισμικότητα και καταγραφές επιταχυνσιογράφων) προκειμένου να αξιοποιηθεί η 2

3 υψηλή σεισμικότητα των τελευταίων χρόνων στην Πελοπόννησο. Στην περιοχή αυτή αναπτύχθηκαν τέσσερεις ισχυροί σεισμοί τα τρία τελευταία χρόνια. Επειδή οι σεισμοί αυτοί δεν καταπόνησαν σημαντικά τα κτίρια από Οπλισμένο Σκυρόδεμα, χρησιμοποιούνται επίσης οι σεισμοί της Καλαμάτας και του Αιγίου που συνέβησαν το 1986 και 1995 αντίστοιχα. Κατά τις σεισμικές αυτές διεγέρσεις κατέρρευσαν ορισμένα κτίρια από Ο/Σ. Το κοινό στοιχείο των σεισμών αυτών είναι ότι συνέβησαν στην Πελοπόννησο σε μια περιοχή με παρόμοιο δομικό απόθεμα. Σχήμα 1. Δίκτυο Επιταχυνσιογράφων του ΙΤΣΑΚ. Στην παρούσα εργασία γίνεται περιγραφή των κτιρίων από Ο/Σ της περιοχής, παρουσιάζονται συνοπτικά στοιχεία για τους θεωρούμενους σεισμούς, παρουσιάζονται συνοπτικά γεωτεχνικά στοιχεία και τέλος γίνονται συγκρίσεις των φασματικών επιταχύνσεων που προέκυψαν από τις καταγραφές αυτές με τις αντίστοιχες επιταχύνσεις του ΕΑΚ. 3

4 ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Η περιοχή της Νότιας, Δυτικής και Βορειοδυτικής Πελοποννήσου πλήττεται συχνά από ισχυρούς σεισμούς. Τα τελευταία 3 χρόνια σημειώθηκαν τέσσερις ισχυροί σεισμοί στην περιοχή. Αυτοί οι σεισμοί καθώς επίσης και οι δύο καταστροφικοί σεισμοί του Αιγίου (1995) και της Καλαμάτας (1986) περιγράφονται συνοπτικά στις παρακάτω παραγράφους. Σεισμός των Κυθήρων Ο σεισμός των Κυθήρων, μεγέθους Μ6.9, συνέβη την 8/1/26 στις 13:34 τοπική ώρα στη Νότια Πελοπόννησο. Οι συντεταγμένες του επίκεντρου ήταν ο Β και ο Α και το εστιακό βάθος ήταν 66km με αποτέλεσμα ο σεισμός να καταταχθεί ως σεισμός ενδιαμέσου βάθους. Ο σεισμός έγινε αισθητός σε μεγάλες αποστάσεις από το επίκεντρο. Η διέγερση καταγράφηκε από πολλούς επιταχυνσιογράφους του Εθνικού Δικτύου (ΕΔΕ) του ΙΤΣΑΚ καθώς επίσης και από αρκετά επιταχυνσιόμετρα τοπικών δικτύων του ΙΤΣΑΚ κατέγραψαν την κίνηση του εδάφους. Οι καταγεγραμμένες επιταχύνσεις είχαν χαμηλές τιμές σε σύγκριση με άλλους ισχυρούς σεισμούς της Νότια Ελλάδας. Το γεγονός ότι ο σεισμός έγινε αισθητός σε μεγάλη περιοχή καθώς επίσης και οι χαμηλές επιταχύνσεις οφείλονται στο βάθος του σεισμού, (ΙΤΣΑΚ, 26). Σεισμός του Λεωνιδίου Ο σεισμός αυτός ήταν μεγέθους Μ6.5, συνέβη στις 6/1/28, 7:14 τοπική ώρα στις ακτές της Νότια Πελοποννήσου. Οι συντεταγμένες του επικέντρου ήταν 37.1 ο Β και 22.7 ο Α και το εστιακό βάθος ήταν 8km με αποτέλεσμα ο σεισμός να καταταχθεί ως σεισμός ενδιαμέσου βάθους. Ο σεισμός έγινε αισθητός σχεδόν σε ολόκληρη την χώρα καθώς επίσης και στην Νότια Ιταλία. Καταγραφές έγιναν από πολλά όργανα του Ε.Δ.Ε. του ΙΤΣΑΚ και από το δίκτυο της γέφυρας της Χαλκίδας. Λόγω του βάθους της εστίας του σεισμού οι αναπτυσσόμενες επιταχύνσεις που καταγράφηκαν ήταν επίσης χαμηλές, (ΙΤΣΑΚ, 28). Σεισμός της Κορώνης Ο σεισμός αυτός ήταν μεγέθους Μ6.7, συνέβη στις 14/2/28 στις 12:9 τοπική ώρα στην θάλασσα κοντά στην Νότια Πελοπόννησο. Οι συντεταγμένες του επίκεντρου του σεισμού ήταν ο Β και ο Α και το εστιακό βάθος ήταν 35km με αποτέλεσμα ο σεισμός να καταταχθεί ως επιφανειακός. Έγιναν πολλές καταγραφές του σεισμού από επιταχυνσιογράφους του δικτύου του ΙΤΣΑΚ. Καταγράφηκαν χαμηλές επιταχύνσεις λόγω της μεγάλης απόστασης του επικέντρου του σεισμού από το δομημένο περιβάλλον (το επίκεντρο βρίσκεται στην θάλασσα) και άρα από όργανα του δικτύου, (ΙΤΣΑΚ, 28). Σεισμός Αχαΐας Ηλείας Το μέγεθος του σεισμού αυτού ήταν Μ6.5. Συνέβη στις 8/6/28 στις 12:25 τοπική ώρα στην Βορειοδυτική Πελοπόννησο. Οι συντεταγμένες του επικέντρου ήταν ο Β και ο Α και το βάθος του επικέντρου ήταν 31km, με 4

5 αποτέλεσμα ο σεισμός αυτός να καταταχθεί ως επιφανειακός. Ο σεισμός έγινε έντονα αισθητός στην Νότια Ελλάδα και καταγράφηκε από πολλά όργανα του ΕΔΕ του ΙΤΣΑΚ. Επίσης οι καταγεγραμμένες επιταχύνσεις είχαν υψηλότερες τιμές από τις επιταχύνσεις των προηγούμενων σεισμών. Παρατηρήθηκαν βλάβες και καταρρεύσεις σε πολλά κτίρια. Αυτό αποδίδεται στο γεγονός ότι το επίκεντρο βρίσκονταν κοντά στο δομημένο περιβάλλον καθώς επίσης και στο μικρότερο εστιακό βάθος. Για τους ίδιους λόγους καταγράφηκαν υψηλές τιμές επιταχύνσεων. (ITSAK et al, 28). Παλαιότεροι Καταστροφικοί Σεισμοί της Περιοχής Σεισμός Καλαμάτας (1986): Αυτός ο σεισμός μεγέθους Μ6.2 προκάλεσε βαριές ζημιές και 2 άνθρωποι έχασαν την ζωή τους. Οι καταγραφές των επιταχύνσεων έγιναν σε απόσταση 9km από το επίκεντρο του κυρίως σεισμού και σε απόσταση 1km από το επίκεντρο του κυρίως μετασεισμού. Οι καταγραφές χαρακτηρίζονται από υψηλές φασματικές επιταχύνσεις. Για τον λόγο αυτό παρατηρήθηκαν μερικές ή ολικές καταρρεύσεις σε επτά κτίρια από σκυρόδεμα. Σεισμός Αιγίου (1995): Αυτός ο σεισμός είχε μέγεθος Μ6.4 και 26 άνθρωποι έχασαν την ζωή τους. Προκλήθηκαν αρκετές βλάβες σε περιοχές. Οι επιταχύνσεις που καταγράφηκαν ήταν οι υψηλότερες που σημειώθηκαν μέχρι τότε. Παρά τις υψηλές επιταχύνσεις που καταγράφηκαν και παρά τα φάσματα απόκρισης με υψηλές επιταχύνσεις που προέκυψαν, οι βλάβες ήταν συγκριτικά χαμηλότερες από αυτές που αναμένονταν. Αυτό ισχύει εάν αναλογισθεί κανείς ότι για τα περισσότερα κτίρια ο αντισεισμικός σχεδιασμός έγινε χωρίς την επιβολή αυστηρών διατάξεων (Αντισεισμικός Κανονισμός 1959) και οι κατασκευές έγιναν χωρίς την εφαρμογή αυστηρών αντισεισμικών κατασκευαστικών διατάξεων (Lekidis at al, 1999). Συνοπτική Περιγραφή Βλαβών Γεωτεχνικού Χαρακτήρα Από το σεισμό των Κυθήρων παρατηρήθηκαν ελαφρές βλάβες σε λιμενικές εγκαταστάσεις στο κύριο λιμάνι του Νησιού. Επίσης στο κέντρο και κοντά στο Νοτιοδυτικό τμήμα του Νησιού παρατηρήθηκαν κατολισθήσεις εδαφών, πτώσεις βράχων καθώς επίσης και βλάβες στο οδικό δίκτυο. Ερευνητές ΙΤΣΑΚ (26). Οι αστοχίες φυσικών πρανών, ορυγμάτων (τεχνητών πρανών) και επιχωμάτων οδοποιϊας που προκλήθηκαν από το σεισμό του Λεωνιδίου της 6 ης Ιανουαρίου 28 ήταν γεωγραφικά ιδιαίτερα περιορισμένες. Εντοπίσθηκαν μεμονωμένες μόνον περιπτώσεις κατολισθήσεων φυσικών πρανών, αστοχίας οδικών επιχωμάτων χωρίς εμφάνιση ρηγματώσεων επί του ασφαλτοτάπητα του οδικού δικτύου. Μετά τον κύριο σεισμό της 6 ης Ιανουαρίου 28, παρατηρήθηκαν μικρά προβλήματα στο δίκτυο ύδρευσης του Λεωνιδίου. Συγκεκριμένα αναφέρθηκαν δύο αστοχίες στο δίκτυο ύδρευσης οι οποίες και αποκαταστάθηκαν άμεσα. ΙΤΣΑΚ, (αναφορά προς ΥΠΕΧΩΔΕ, 28). Από τον σεισμό της Κορώνης στις 14 Φεβρουαρίου 28 δεν παρατηρήθηκαν βλάβες γεωτεχνικού χαρακτήρα σε αντίστοιχα έργα και σε γραμμές ζωής. Κατά τον Σεισμό Αχαΐας Ηλείας παρατηρήθηκαν ένα πλήθος από κατολισθήσεις εδαφών και πτώσεις βράχων σε μια ευρεία περιοχή γύρω από το επίκεντρο του κυρίως σεισμού. Αυτά τα 5

6 φαινόμενα ήταν εντονότερα στα χωριά Πόρτες, Σαντομέρη και Βάλμη. Στην περιοχή κοντά στην Κάτω Αχαΐα παρατηρήθηκαν μέρη με ρευστοποίηση του εδάφους. Στον οικισμό Βραχναίικα παρατηρήθηκαν καθιζήσεις στην περιοχή της ακτογραμμής. Επίσης στο λιμάνι της Πάτρας παρατηρήθηκε έντονη καταπόνηση του κυματοθραύστη. (ITSAK et al, 28). Κατά τον σεισμό της Καλαμάτας δεν παρατηρήθηκαν αξιοσημείωτες βλάβες σε αγωγούς ύδρευσης και αποχέτευσης, λοιπές γραμμές ζωής και γεωκατασκευές. Μία από τις λίγες περιπτώσεις που αναφέρθηκαν αφορούσε την μετακίνηση και αποκόλληση του τοίχου στην αποβάθρα του λιμανιού της πόλης από το επίχωμα πίσω από αυτόν. Το άνοιγμα που δημιουργήθηκε ήταν της τάξης των 5-1εκ. Κατά τον σεισμό του Αιγίου ομοίως δεν αναφέρθηκαν βλάβες σε δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης και σε οδικά δίκτυα. Στο λιμάνι της Ιτέας παρατηρήθηκαν καθιζήσεις σε μπλοκ σκυροδέματος της αποβάθρας και στροφή του κυματοθραύστη. Στην παραθαλάσσια περιοχή κοντά στο Αίγιο έγινε καθίζηση του εδάφους κοντά στην ακτογραμμή με αποτέλεσμα αυτή να προχωρήσει ορισμένα μέτρα προς το εσωτερικό της ενδοχώρας. Παρατηρήθηκε ρευστοποίηση του εδάφους στην ακτογραμμή κοντά στο χωριό Διακοφτό. ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ Ο/Σ Στην παρούσα εργασία διερευνάται η απόκριση των κτιρίων από Οπλισμένο Σκυρόδεμα σε έξι ισχυρούς σεισμούς που έγιναν στην Πελοπόννησο. Η απόκριση αυτή σχετίζεται με τις φασματικές επιταχύνσεις που καταγράφηκαν από το δίκτυο επιταχυνσιογράφων του ΙΤΣΑΚ και από όργανα του Εθνικού Αστεροσκοπείου. Η συσχέτιση αυτή έχει ήδη γίνει για τα κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία στην εργασία Σαλονικιός κ.ά. (29). Περιγραφή Κτιρίων από Οπλισμένο Σκυρόδεμα Τα κτίρια από Οπλισμένο Σκυρόδεμα αποτελούν ένα σημαντικό μέρος από το δομικό απόθεμα της Πελοποννήσου. Χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες: Τα μονώροφα μέχρι διώροφα κτίρια τα οποία είναι κυρίως κτίρια κατοικιών και τα κτίρια με περισσότερους ορόφους τα οποία είναι κτίρια κατοικιών και/ή γραφείων ή/και καταστημάτων και βρίσκονται στις μεγάλες πόλεις της Πελοποννήσου. Τα κτίρια αυτά έχουν κατασκευαστεί είτε χωρίς Αντισεισμικό Κανονισμό είτε με έναν από του Αντισεισμικούς Κανονισμούς που ίσχυσαν από το 1959 και έπειτα. Τα αντίστοιχα διαστήματα είναι: Χωρίς Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό Αντισεισμικός Κανονισμός του 1959 Αντισεισμικός Κανονισμός του 1984 (Πρόσθετες Διατάξεις) Νέος Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός ΝΕΑΚ-1992 Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός ΕΑΚ-2 Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός ΕΑΚ-23 (νέος χάρτης ζωνών σεισμικής επικινδυνότητας). 6

7 Για τον έλεγχο και την διαστασιολόγηση κτιρίων από Ο/Σ εφαρμόζονταν οι Κανονισμοί Οπλισμένου Σκυροδέματος οι οποίοι ίσχυσαν από το 1954 και έπειτα. Τα αντίστοιχα διαστήματα είναι: Χωρίς Ελληνικό Κανονισμό Οπλισμένου Σκυροδέματος (εφαρμογή Κανονισμών Σκυροδέματος άλλων χωρών) Βασιλικό Διάταγμα του 1954 Νέος Κανονισμός Ωπλισμένου Σκυροδέματος του 1992 Ελληνικός Κανονισμός Ωπλισμένου Σκυροδέματος του 2 Ο κύριος όγκος των κτιρίων Ο/Σ της περιοχής κατασκευάσθηκε με τους δύο πρώτους Αντισεισμικούς Κανονισμούς και με το Βασιλικό Διάταγμα του Το φέρον σύστημα των κτιρίων αυτών αποτελείται από τοιχοπληρωμένα πλαίσια Ο/Σ. Στις περισσότερες περιπτώσεις κτιρίων τα πλαίσια αυτά δεν μπορούν να καταταχθούν ως πλάστιμα καμπτικά πλαίσια αλλά ως μη κανονικά χωρικά πλαίσια των οποίων η διάταξη καθορίζεται κυρίως από την Αρχιτεκτονική σύνθεση. Συνήθως τα χωρικά πλαίσια των φερόντων στοιχείων δεν σχηματίζονται από επίπεδα πλαίσια τα οποία θα παραλάμβαναν τα οριζόντια σεισμικά φορτία σε κάθε διεύθυνση. Σε ορισμένα από αυτά τα κτίρια, τα οποία κατασκευάστηκαν με παλαιότερους κανονισμούς υπάρχουν τοιχώματα, τα οποία δεν μπορούν να χαρακτηριστούν ως τέτοια βάσει διεθνών κανονισμών. Οι θεμελιώσεις των κτιρίων αυτών αποτελούνται από μεμονωμένα πέδιλα με συνδετήριες δοκούς. (Anagnostopoulos et.al. 1987) Τα κτίρια που κατασκευάστηκαν με σύγχρονους κανονισμούς μπορούν να αναπτύξουν σαφώς καλύτερη ικανότητα παραμόρφωσης (χωρίς απώλεια της αντοχής τους). Αυτό οφείλεται στα υψηλά σεισμικά φορτία που θεωρήθηκαν κατά τον σχεδιασμό τους και στις αυστηρές κατασκευαστικές λεπτομέρειες που επιβάλουν οι νέοι κανονισμοί (μήκη αγκύρωσης, πυκνώσεις συνδετήρων, ελάχιστοι οπλισμοί κ.ά). Παρουσίαση των Θεωρούμενων Σεισμών Από τις καταγραφές του δικτύου επιταχυνσιογράφων του ΙΤΣΑΚ για πέντε κύριους σεισμούς της περιοχής της Πελοποννήσου σχεδιάσθηκαν τα φάσματα απόκρισης. Όπως προκύπτει από αυτά οι ισχυρότερες φασματικές επιταχύνσεις παρατηρούνται για τον σεισμό του Αιγίου. Οι διάφορες καταγραφές και τα ελαστικά φάσματα για τους θεωρούμενους σεισμούς δίνονται με βάση το μέγεθος της αναπτυσσόμενης εδαφικής επιτάχυνσης (Σχ. 2-6) και της φασματικής επιτάχυνσης (Σχ. 7-11) κατά αύξουσα σειρά. Για τον σεισμό του Λεωνιδίου δεν υπάρχει καταγραφή σε κατοικημένη περιοχή η οποία να δίνει επιταχύνσεις άξιες αναφοράς. 7

8 ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΥΘΗΡΩΝ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΑΓ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ "L" 15 cm/sec ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΥΘΗΡΩΝ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΥΘΗΡΑ "L" 15 cm/sec Σχήμα 2. Επιταχυνσιογραφήματα του σεισμού των Κυθήρων σε Άγ. Νικόλαο Λακωνίας και Κύθηρα ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΟΡΩΝΗΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΟΡΩΝΗ "L" 1 cm/sec ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΟΡΩΝΗΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΟΡΩΝΗ "T" 1 cm/sec Σχήμα 3. Επιταχυνσιογραφήματα του σεισμού της Κορώνης (δύο οριζόντιες συνιστώσες) ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΧΑΪΑΣ - ΗΛΕΙΑΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΠΥΡΓΟΣ "T" 2 cm/sec ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΧΑΪΑΣ - ΗΛΕΙΑΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΒΑΡΘ. "T" 2 cm/sec Σχήμα 4. Επιταχυνσιογραφήματα του σεισμού Αχαϊας Ηλείας (καταγραφή Πύργος, Βαρθολομιό) 8

9 3 ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "T" cm/sec 2 3 ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "L" cm/sec Σχήμα 5. Επιταχυνσιογραφήματα του σεισμού της Καλαμάτας ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΙΓΙΟΥ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "T" 5 cm/sec cm/sec 2 ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΙΓΙΟΥ, ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "L" Σχήμα 6. Επιταχυνσιογραφήματα του σεισμού του Αιγίου (καταγραφή του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών) Sa(g) T(sec) 1.6 Σχήμα 7. Ελαστικά φάσματα του σεισμού της Κορώνης (ζ=.5) Sa(g) ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΥΘΗΡΩΝ.9 ΕΝΤΟΝΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΑΓ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΛΑΚΩΝΙΑΣ L,T.75 ΛΕΠΤΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΥΘΗΡΑ L,T T(sec) 1.6 Σχήμα 8. Ελαστικά φάσματα του σεισμού των Κυθήρων (ζ=.5) 9

10 Sa(g) ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΧΑΪΑΣ - ΗΛΕΙΑΣ ΛΕΠΤΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΒΑΡΘΟΛΟΜΙΟΥ L,T ΕΝΤΟΝΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΠΥΡΓΟΥ L,T Sa(g) ΣΕΙΣΜΟΣ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ ΕΝΤΟΝΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "L" ΛΕΠΤΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "T" T(sec) 1.6 Σχήμα 9. Ελαστικά φάσματα του σεισμού Αχαΐας Ηλείας (ζ=.5).2. T(sec) Σχήμα 1. Ελαστικά φάσματα του σεισμού της Καλαμάτας (ζ=.5) Sa(g) ΣΕΙΣΜΟΣ ΑΙΓΙΟΥ ΕΝΤΟΝΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "L" ΛΕΠΤΗ ΓΡΑΜΜΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ "T" T(sec) Σχήμα 11. Ελαστικά φάσματα του σεισμού του Αιγίου (ζ=.5) Απόκριση των Κτιρίων Ο/Σ για τις Θεωρούμενες Σεισμικές Διεγέρσεις Για κάθε μία από τις θεωρούμενες σεισμικές διεγέρσεις γίνεται περιγραφή της απόκρισης των κατασκευών από Ο/Σ. Η παρατήρηση αφορά την περιοχή στην οποία ήταν εγκατεστημένο το όργανο καταγραφής και όχι την περιοχή κοντά στο επίκεντρο του κάθε σεισμού. Σεισμοί Κυθήρων, Λεωνιδίου, Κορώνης: Για τους σεισμούς αυτούς δεν παρατηρήθηκαν βλάβες σε φέροντα στοιχεία κτιρίων από Ο/Σ. Επίσης δεν παρατηρήθηκαν βλάβες στις τοιχοποιίες πλήρωσης. Σε μερικές περιπτώσεις παρατηρήθηκαν ρωγμές αποκόλλησης της τοιχοποιίας πλήρωσης από τα περιβάλλοντα πλαίσια Οπλισμένου Σκυροδέματος. Σεισμός Αχαΐας Ηλείας: Παρατηρήθηκαν βλάβες κυρίως σε μη δομικά στοιχεία των κτιρίων Οπλισμένου Σκυροδέματος. Η κύρια μορφή βλαβών σε αυτά το κτίρια είναι η διαγώνια ρηγμάτωση των τοιχοποιιών πλήρωσης και η αποκόλληση των τοιχοποιιών πλήρωσης από τα περιβάλλοντα πλαίσια οπλισμένου 1

11 σκυροδέματος. Σε μερικές περιπτώσεις εμφανίζονται ρήγματα σε στοιχεία σκυροδέματος. Αυτά αναπτύσσονται κυρίως ως συνέχεια των ρωγμών των τοιχοποιιών και σε μερικές περιπτώσεις ως αστοχία του στοιχείου σκυροδέματος (κυρίως στους κόμβους). Από τις επισκέψεις του κλιμακίου του ΙΤΣΑΚ διαπιστώθηκαν δύο σημαντικές αστοχίες κτιρίων Ο/Σ, η κατάρρευση ενός διώροφου κτιρίου στον οικισμό Διδαχαίικα (κατασκευής 1984, με μαλακό ισόγειο όροφο) και σημαντικές βλάβες στους άνω κόμβους στύλων και τοιχωμάτων διώροφου κτιρίου στον οικισμό Βάλμη. Στο κτίριο του Τελωνείου στο λιμάνι της Πάτρας παρατηρήθηκαν επίσης ρηγματώσεις σε τοιχώματα Ο/Σ. Αναφέρθηκαν επίσης αστοχίες κοντών υποστυλωμάτων στον Πυροσβεστικό Σταθμό Λεχαινών. Στα κτίρια που στεγάζουν τα ΤΕΙ Αμαλιάδας παρουσιάσθηκαν βλάβες σε ορισμένους κόμβους στοιχείων Ο/Σ. Η γενική εικόνα για την επίδραση του σεισμού Αχαΐας - Ηλείας στα κτίρια από Ο/Σ είναι ότι οι βλάβες που παρατηρήθηκαν στα στοιχεία Ο/Σ, των κτιρίων της περιοχής, δηλώνουν ότι στα στοιχεία αυτά αναπτύχθηκε παραμόρφωση κοντά στην περιοχή της διαρροής του διαγράμματος δύναμης παραμόρφωσης. Ορισμένες εξαιρέσεις που παρατηρήθηκαν (με εντονότερες βλάβες και μία κατάρρευση) αφορούσαν κτίρια χωρίς στα οποία δεν είχε γίνει στατική μελέτη. Σεισμός Καλαμάτας: Σχεδόν όλα τα κτίρια που επλήγησαν από τον σεισμό αυτό είχαν κατασκευαστεί είτε χωρίς κανονισμό είτε με τον Κανονισμό Σκυροδέματος που ίσχυσε το 1954 και τον Αντισεισμικό Κανονισμό του Υπήρξαν κτίρια Ο/Σ χωρίς βλάβες, με ελαφρές βλάβες, με σημαντικές βλάβες και με σφοδρές βλάβες. Επίσης υπήρξαν και αρκετές καταρρεύσεις. Οι σφοδρότερες βλάβες και καταρρεύσεις συνέβησαν σε κτίρια με pilotis. Σε αυτές τις περιπτώσεις παρατηρήθηκαν αρκετές διατμητικές αστοχίες, λυγισμός σε ράβδους οπλισμών, αποφλοιώσεις και ρηγματώσεις δύο διευθύνσεων στο σκυρόδεμα κ.ά. Γενικώς λόγω της pilotis δημιουργούνταν ένας μαλακός και συνήθως μικρής αντοχής όροφος στον οποίο παρατηρούνταν σφοδρές βλάβες. Ο αμέσως πιο πάνω όροφος είχε κυρίως βλάβες σε μη φέροντα στοιχεία ενώ οι ανώτεροι όροφοι παρέμειναν άθικτοι. Αντιθέτως, στα κτίρια χωρίς pilotis των οποίων ο ισόγειος όροφος είχε αντοχή και δυσκαμψία παρόμοια με αυτή των ανώτερων ορόφων, δεν παρουσιάσθηκαν σημαντικές βλάβες στα στοιχεία Ο/Σ ενώ παρατηρήθηκαν ρηγματώσεις στα στοιχεία πλήρωσης. Επίσης τονίζεται ότι λίγα κτίρια στην σεισμόπληκτη περιοχή είχαν τοιχώματα Ο/Σ. Για τον λόγο αυτό οι τοιχοποιίες πλήρωσης παρείχαν την κύρια δυσκαμψία στο κτίριο και αποτελούσαν την πρώτη γραμμή άμυνας έναντι της σεισμικής διέγερσης. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την έντονη ρηγμάτωση και αστοχία πολλών τοιχοποιιών πλήρωσης. Επίσης αρκετές ήταν οι περιπτώσεις διαγώνιας ρηγμάτωσης σε κοντά υποστυλώματα και ιδιαίτερα στις περιπτώσεις όπου υπήρχαν κοντά υποστυλώματα και το κτίριο δεν διέθετε επαρκή τοιχώματα. Anagnostopoulos et al. (1987). Σεισμός Αιγίου: Κατά την σεισμική αυτή διέγερση σημειώθηκαν τέσσερις καταρρεύσεις κτιρίων από Ο/Σ. Τα κτίρια αυτά είχαν μελετηθεί με τον Αντισεισμικό Κανονισμό του Επίσης αρκετές ήταν οι βλάβες σε κτίρια Ο/Σ κοντά στην παραλιακή ζώνη του Αιγίου. Στην περιοχή αυτή σημειώθηκαν έντονες ρηγματώσεις σε αρκετά στοιχεία υποστυλωμάτων και τοιχωμάτων. Με τις άμεσες αντιστηρίξεις αποφεύχθηκαν αρκετές καταρρεύσεις κτιρίων με βλάβες 11

12 λόγω των ισχυρών μετασεισμών. Από σχετική έρευνα που έγινε για την πόλη του Αιγίου (Fardis, 1996) κατατάχθηκαν 12 κτίρια από Ο/Σ, με βλάβες σε τρεις κατηγορίες. Κτίρια τα οποία κατασκευάστηκαν χωρίς Αντισεισμκό Κανονισμό, κτίρια τα οποία κατασκευάστηκαν με τον Αντισεισμικό Κανονισμό του 1959 και στην τρίτη κατηγορία κατατάχθηκαν τα κτίρια που κτίσθηκαν με τον Αντισεισμικό Κανονισμό του Στο σχήμα 12 δίνεται για κάθε κατηγορία κτιρίων το ποσοστό των κτιρίων που είχαν χαρακτηριστεί ως πράσινα, κίτρινα και κόκκινα. Η χρωματική αυτή σήμανση αντιστοιχεί σε βαθμό βλάβης. Με το κόκκινο χαρακτηρίζονται τα κτίρια με τις περισσότερες βλάβες. Αντισεισμικός Κανονισμός 1984 Αντισεισμικός Κανονισμός 1959 Χωρίς Αντισεισμικό Κανονισμό Σχήμα 12. Ποσοστά κτιρίων που χαρακτηρίσθηκαν ως Πράσινα, Κίτρινα ή Κόκκινα συναρτήσει του Αντισεισμικού Κανονισμού με τον οποίο μελετήθηκαν. Fardis (1996) Στον Πίνακα 1, που ακολουθεί, δίνονται τα χαρακτηριστικά των σεισμών που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία. Επίσης γίνεται κατάταξη βάσει του βαθμού ανελαστικής παραμόρφωσης που παρατηρήθηκε στα στοιχεία Ο/Σ. Προφανώς η συσχέτιση αυτή είναι αρκετά προσεγγιστική και ελλείψει επαρκών στοιχείων είναι κυρίως ποιοτική παρά ποσοτική. Διακρίνονται τρία κύρια τμήματα (Σχ. 13). ΟΑ: Τμήμα στο οποίο, κατά τον σεισμό που έγινε, τα στοιχεία Ο/Σ δεν ρηγματώθηκαν. ΟΒ: Τμήμα στο οποίο, κατά τον σεισμό που έγινε, τα στοιχεία Ο/Σ ρηγματώθηκαν, ο χάλυβας διέρρευσε και οι τοιχοποιίες πλήρωσης ρηγματώθηκαν έντονα. Περιλαμβάνεται και το τμήμα ΟΑ. ΟΓ: Τμήμα στο οποίο, κατά τον σεισμό που έγινε, σε αρκετά στοιχεία Ο/Σ παρατηρήθηκε αστοχία, απώλεια αντοχής, μερικές ή ολικές καταρρεύσεις. Περιλαμβάνονται και τα τμήματα ΟΑ και ΟΒ. Στον Πίνακα 1, παρουσιάζονται συγκεντρωμένα τα κυριότερα χαρακτηριστικά των σεισμών που θεωρήθηκαν. Όπως προκύπτει, οι σεισμοί ενδιαμέσου βάθους, που αναφέρονται στην παρούσα εργασία, δεν επηρέασαν τις κατασκευές Ο/Σ. Αντιθέτως οι επιφανειακοί σεισμοί καταπόνησαν σημαντικά τις κατασκευές Ο/Σ. 12

13 Σχήμα 13. Καθορισμός ορίων απόκρισης κτιρίων Ο/Σ για τους σεισμούς που θεωρήθηκαν. Πίνακας 1. Στοιχεία των καταγραφών των σεισμικών συμβάντων που θεωρήθηκαν. Σεισμός Α ο 2.5*Α ο S a,max 2/3*S a,max T 1 T 2 A ΕΑΚ (g) (g) (g) (g) (sec) (sec) (g) Όρια Απόκριση ς Σχήμα 13 Κορώνη ΟΑ Κύθηρα ΟΑ Αχ. - Ηλ ΟΒ Καλαμ ΟΓ Αίγιο.51 1, ΟΓ Α ο : Μέγιστη καταγεγραμμένη επιτάχυνση, S a,max : Μέγιστη φασματική επιτάχυνση, Τ 1 και Τ 2 ιδιοπερίοδοι στα άκρα του διαστήματος που ορίζεται από τα 2/3S a,max. Αυτό οφείλεται στις χαμηλές επιταχύνσεις που αναπτύχθηακαν κατά τους σεισμούς ενδιαμέσου βάθους. Όπως προκύπτει από τον Πίνακα 1, για τους σεισμούς της Καλαμάτας και του Αιγίου αναπτύχθηκαν σημαντικές επιταχύνσεις. Λόγω της κατασκευής των κτιρίων με παλαιότερους κανονισμούς κυρίως σημειώθηκαν αρκετές καταρρεύσεις. Ειδικότερα στην πόλη της Καλαμάτας παρατηρήθηκε σημαντική αδυναμία για ανελαστική παραμόρφωση των κατασκευών χωρίς την πτώση αντοχής. Παρατηρήθηκαν αρκετές περιπτώσεις κατά τις οποίες δεν ήταν δυνατό να επιτευχθούν υψηλοί συντελεστές συμπεριφοράς και σημειώθηκαν μερικές ή ολικές καταρρεύσεις. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η γνώση των συνεπειών καταστροφικών σεισμών, σε μικρό χρονικό διάστημα, αποτελεί ενέργεια κεφαλαιώδους σημασίας για την έγκαιρη οργάνωση της πολιτείας και των εμπλεκομένων φορέων και ατόμων. Από τα στοιχεία που 13

14 δίνονται στην παρούσα εργασία προκύπτουν χρήσιμες πληροφορίες για την απόκριση του δομημένου περιβάλλοντος στην Νότια, Δυτική και Βόρεια Πελοπόννησο σε παλαιότερους σεισμούς. Μέσω του δικτύου επιταχυνσιογράφων του ΙΤΣΑΚ, η πληροφορία της καταγραφής του σεισμού και η πρώτη επεξεργασία της γίνεται εντός ωρών. Για τον λόγο αυτό είναι δυνατό να γίνει μία ποιοτική προεκτίμηση της απόκρισης του δομημένου περιβάλλοντος στην πλέον σεισμογενή περιοχή της Πελοποννήσου με βάση τα στοιχεία που δίνονται στην παρούσα εργασία, αμέσως μετά από ισχυρό σεισμό. Προφανώς αυτό μπορεί να γίνει μόνο σε ερευνητικό επίπεδο, ενώ η τεκμηρίωσή αυτής της προεκτίμησης απαιτεί τον συνυπολογισμό και άλλων μελλοντικών σεισμών. Η συσχέτιση βλαβών σε κτίρια Ο/Σ με τη σεισμική κίνηση όπως καταγράφεται σε μια περιοχή αποτελεί δύσκολη υπόθεση η οποία οδηγεί μόνο σε ποιοτικά συμπεράσματα. Ως εκ τούτου απαιτείται περαιτέρω εμβάθυνση και διερεύνηση σε τέτοια προβλήματα για την εξαγωγή αξιόπιστων αποτελεσμάτων ποσοτικής αξίας. Κρίνεται σκόπιμο να συλλέγονται στοιχεία τρωτότητας σε καθορισμένες περιοχές μετά από ισχυρό σεισμό για να εμπλουτίζονται τα υπάρχοντα μητρώα βλάβης και να βελτιώνονται οι καμπύλες τρωτότητας στον Ελληνικό χώρο. Το εστιακό βάθος και το συχνοτικό περιεχόμενο της δόνησης βρέθηκε ότι επηρεάζουν σαφώς την εικόνα των αναμενόμενων βλαβών. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Anagnostopoulos, S.A., Rinaldis, D, Lekidis, V.A., Margaris, V.N., Theodoulidis N. P., The Kalamata, Greece, Earthquake of September 13, 1986, Earthquake Spectra, Vol.3, No 2, (1987), Fardis, M., Statistical Evaluation of Damage during the Aigio Earthquake of , Proc. Int. Sci. Symposium, Aigio, Greece, (1996). ITSAK Civil Engineer Department of U.Patras UCLA, Preliminary Report on the Principal Seismological and Engineering Aspects of the Mw=6.5 Achaia-Ilia (Greece) Earthquake on 8 June 28 Report for Web Dissemination, (28), Reports/Greece_28/greece_28_index.html Lekidis, V.A., Karakostas, C.Z., Dimitriu, P.P., Margaris, B.N., Kalogeras, I., Theodulidis, N., The Aigio seismic sequence of June 1995: Seismological, strong motion data and effects of the Earthquake on structures, Journal of Earthquake Engineering, Vol. 3, No 3, (1999), ΙΤΣΑΚ, Ο Σεισμός των Κυθήρων (Μ=6.9), 8 Ιανουαρίου 26 Εκδόσεις Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος, ISBN: , Αθήνα, (26). ΙΤΣΑΚ, Αναφορές προς ΥΠ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. μετά από κάθε σεισμό Βιβλιοθήκη ΙΤΣΑΚ, (26-28). Σαλονικιός, Θ., Καρακώστας, Χ., Λεκίδης Β., Δημοσθένους, Μ., Απόκριση Διατηρητέων και Μνημειακών Κτιρίων μετά από Τέσσερις Ισχυρούς Σεισμούς στην Πελοπόννησο 3o Εθνικό Συνέδριο «Ήπιες Επεμβάσεις για την Προστασία των Ιστορικών Κατασκευών», Θεσσαλονίκη, (29),