Γιώργος ΝΤΑΒΛΙΑΚΟΣ 1, Κοσμάς ΣΤΥΛΙΑΝΙΔΗΣ 2. Λέξεις κλειδιά: Τοιχοπληρώσεις, Αποτίμηση, ΚΑΝΕΠΕ

Transcript

1 Η συμβολή των τοιχοπληρώσεων στην αντίσταση διατηρητέου κτιρίου από Ο/Σ έναντι σεισμού The contribution of the brick masonry infills to the seismic resistance of an old R/C historic building Γιώργος ΝΤΑΒΛΙΑΚΟΣ 1, Κοσμάς ΣΤΥΛΙΑΝΙΔΗΣ 2 Λέξεις κλειδιά: Τοιχοπληρώσεις, Αποτίμηση, ΚΑΝΕΠΕ ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Η εργασία αυτή έχει ως αντικείμενο τη διερεύνηση της συμβολής των τοιχοπληρώσεων στην ανάληψη σεισμικών φορτίων σε κτίρια με αμιγώς πλαισιακό φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα. Έναυσμα απετέλεσε το γεγονός ότι το τελικό σχέδιο του Κανονισμού Επεμβάσεων (ΚΑΝΕΠΕ) επιτρέπει τη συνεκτίμηση των τοιχοπληρώσεων κατά την αποτίμηση υφισταμένων κτιρίων. Η συνεκτίμηση αυτή γίνεται υπό μια σειρά συντηρητικών παραδοχών. Η προβλεπόμενη από το σχέδιο του ΚΑΝΕΠΕ προσομοίωση εφαρμόσθηκε σε υφιστάμενο διατηρητέο πενταώροφο κτίριο της Θεσσαλονίκης, κατασκευασμένο το Ο φέρων οργανισμός του είναι αμιγής πλαισιακός από οπλισμένο σκυρόδεμα και οι τοιχοπληρώσεις του από οπτοπλινθοδομή πλήρων πλίνθων. Η διερεύνηση περιλαμβάνει αποτίμηση του γυμνού και του τοιχοπληρωμένου φορέα σύμφωνα με τις διατάξεις του ΚΑΝΕΠΕ. Περιλαμβάνει όμως και δύο ακόμη φορείς, χάριν σύγκρισης, ενός τοιχοπληρωμένου με καταλλήλως προσαρμοσμένη συμβολή των τοίχων με ανοίγματα, χωρίς όμως τους λυγηρούς τοίχους, και ενός τοιχοπληρωμένου που περιλαμβάνει τόσο τους τοίχους με ανοίγματα όσο και τους λυγηρούς τοίχους. ABSTRACT: On the occasion that the final draft of the Greek Code for Structural Interventions encourages designers to take into account the contribution of the infills to the assessment of the resistance of existing R/C buildings, the paper examines this possibility in a specific 5-storey historic R/C building, which is at the center of the city of Thessaloniki and that was built in Concerning the capacity of the infills, the Code anticipates that the whole procedure has to be performed under a conservative framework. The present investigation includes the assessment of the bare and the infilled structure, where the infills are taken into account according to the restrictive provisions of the Code. It also includes, just for the sake of comparison, two more alternative infilled structures, where the infills are taken into account under a looser framework, as far as the contribution of the infills with openings and that of the slender infills are concerned. 1 Πολιτικός Μηχανικός, Msc, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο, gdavliakos@gmail.com 2 Καθηγητής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Αριστοτ. Πανεπιστήμιο, kcstyl@civil.auth.gr 1

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρόλο που τα κτίρια της περιόδου προ του 1959 είναι σχεδιασμένα αποκλειστικά και μόνον έναντι κατακόρυφων φορτίων - καθώς δεν διετίθετο μέχρι τότε αντισεισμικός κανονισμός συνήθως επιδεικνύουν πολύ καλή συμπεριφορά ακόμη και έναντι σημαντικών σεισμικών διεγέρσεων, γεγονός που αποδίδεται στις καλοδομημένες τοιχοποιίες πλήρωσης. Ο ΚΑΝΕΠΕ (ΟΑΣΠ, Σχέδιο 3, 2009), στην προσπάθειά του να εξορθολογήσει τη διαδικασία αποτίμησης υφισταμένων κτιρίων και να αποφύγει υπερβολικές επεμβάσεις, μεταξύ άλλων καινοτομιών εισήγαγε και τη συνεκτίμηση των τοιχοπληρώσεων, άλλοτε ως υποχρέωση και άλλοτε ως δυνατότητα. Στόχος της παρούσας εργασίας (Νταβλιάκος, 2008) είναι η διερεύνηση της συμβολής των τοιχοπληρώσεων στην ανάληψη σεισμικών φορτίων σε ένα συγκεκριμένο κτίριο της εποχής του μεσοπολέμου, με αμιγώς πλαισιακό φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα και καλά δομημένες τοιχοποιίες. Για την αξιολόγηση χρησιμοποιούνται κατ αρχήν οι προβλέψεις του ΚΑΝΕΠΕ, χάριν όμως σύγκρισης εξετάζονται και δύο άλλες, πιο τολμηρές, δυνατότητες προσομοίωσης των τοιχοπληρώσεων. Σχολιάζονται τέλος οι σχετικές διατάξεις του ΚΑΝΕΠΕ. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Στην παρούσα εργασία διερευνάται η συμβολή των τοιχοπληρώσεων σε κτίριο που βρίσκεται στην οδό Μητροπόλεως 59 στη Θεσσαλονίκη. Το κτίριο είναι πενταώροφο, κατασκευάσθηκε το 1930, είναι κηρυγμένο διατηρητέο με υπουργική απόφαση του ΥΜΑΘ (ΦΕΚ 296/Δ/93) και ανήκει στο Ταμείο Συντάξεων Εφημεριδοπωλών και Υπαλλήλων Πρακτορείων Πόλεως Θεσσαλονίκης (Τ.Σ.Ε.Υ.Π.Π.Θ.). Ο σκελετός του είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα και οι τοιχοπληρώσεις από πλινθοδομή πλήρων πλίνθων. Οι επιμέρους αναλύσεις και συγκρίσεις πραγματοποιούνται με τη βοήθεια κατάλληλου προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων. Το βασικό κανονιστικό πλαίσιο που ακολουθείται είναι το σχέδιο 2 του ΚΑΝΕΠΕ, το οποίο πάντως δεν διαφοροποιήθηκε στο τελικό σχέδιο 3. ΣΤΟΙΕΙΑ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Ιστορικό Η αρχιτεκτονική και στατική μελέτη του κτιρίου υπογράφεται από τον Αρχιτέκτονα Μαξιμιλιανό Ρούμπενς. Η άδεια «ανέγερσης κατοικίας εκ μπετόν αρμέ» εκδόθηκε στις 2/10/1930 (343/30). Αρχικός ιδιοκτήτης του κτιρίου ήταν ο Ααρών Μωύς. Το 1959 το κτίριο αγοράστηκε εκ μέρους του Τ.Σ.Ε.Υ.Π.Π.Θ. Το Ταμείο ως το 1978 χρησιμοποιούσε τμήμα του κτιρίου ως γραφεία για δική του χρήση και τα υπόλοιπα διαμερίσματα και καταστήματα τα ενοικίαζε σε ιδιώτες. Από το σεισμό του 1978 και μετά το κτίριο εγκαταλείφθηκε, δεν επισκευάσθηκε και παραμένει κλειστό. 2

3 Φέρων οργανισμός Το κτίριο αποτελείται από ημιυπόγειο, ισόγειο, και τρεις πλήρεις τυπικούς ορόφους (Σχήμα 1). Η συνολική επιφάνεια της οικοδομής είναι περίπου 950m 2. Τα υποστυλώματα είναι τετραγωνικής διατομής και μειώνονται κατά 4-5cm ανά όροφο. Η μέση διατομή τους στο ημιυπόγειο είναι περίπου 40x40cm, ενώ στην απόληξη καταλήγουν σε 25x25cm. Η στατική μελέτη δίνει στοιχεία για το διαμήκη οπλισμό τους, όπου η μέγιστη διατομή στο ημιυπόγειο είναι Ø22, ενώ στους στύλους της απόληξης προβλέπονται Ø12. Μετά από παρατήρηση σε διάφορες θέσεις γωνιακών υποστυλωμάτων που έχουν υποστεί αποφλοίωση και αποκάλυψη οπλισμών, εντοπίσθηκαν συνδετήρες Ø8/200. Οι μέσες διαστάσεις των δοκών σε όλους τους ορόφους είναι περίπου 20/50. Κατά τη συνήθεια της εποχής, είναι εμφανής στο εσωτερικό του κτιρίου η προσπάθεια απόκρυψης των «δοντιών» τους με την υποκείμενη δρομική τοιχοπλήρωση, έτσι προβλέπονται και δοκοί πλάτους 14cm. Αρκετές από τις δοκούς δεν καταλήγουν σε στύλους και στηρίζονται έμμεσα σε άλλες δοκούς. Τα οριζόντια διαφράγματα είναι λεπτές πλάκες πάχους 10cm. Οι πρόβολοι είναι μικρού ανοίγματος και δεν ξεπερνούν τα 1,40m στην πίσω όψη, ενώ στην κύρια όψη μόλις που φτάνουν τα 0,90m. Σχήμα 1: Σχέδια του Μαξ Ρούμπενς, ξυλότυπος τυπικού ορόφου και εγκάρσια τομή 3

4 Παθολογία Η έκθεση αυτοψίας της αρμόδιας διμελούς πρωτοβάθμιας επιτροπής μετά το σεισμό της 20/6/1978 χαρακτήρισε το κτίριο με την ένδειξη «κίτρινο». Δέκα χρόνια μετά, τριμελής επιτροπή της Υ.Α.Σ.Β.Ε. (1988), πριν από το χαρακτηρισμό του ως διατηρητέου, συνέταξε τεχνική έκθεση με την οποία κρίνει ασύμφορη την επισκευή και ενίσχυση του κτιρίου έναντι της καθαίρεσης και ανέγερσης νέας οικοδομής που να εξαντλεί το συντελεστή δόμησης. Στην τεχνική έκθεση αναφέρεται ότι το κτίριο παρουσιάζει όλα τα χαρακτηριστικά παθολογίας των εύκαμπτων κατασκευών μετά από έναν ισχυρό σεισμό. Η παθολογία της κατασκευής, σύμφωνα με τις περιγραφές των δύο εκθέσεων, μπορεί να συνοψισθεί στις εξής παρατηρήσεις: Διαμπερείς (και μη) διαγώνιες και χιαστί ρηγματώσεις (Σχήμα 2), καθώς και αποκολλήσεις στους διαχωριστικούς τοίχους και στους τοίχους πλήρωσης σε ποσοστό που ανέρχεται στο 90% σύμφωνα με την έκθεση της Υ.Α.Σ.Β.Ε. Η εμφάνισή τους είναι καθολική σε όλους τους ορόφους, μάλιστα οι θέσεις εμφάνισής τους είναι παραπλήσιες σε όλες τις στάθμες. Αποφλοίωση ακμών και πλευρών σε γωνιακά υποστυλώματα και διαμήκεις ρηγματώσεις σε ορισμένες δοκούς (Σχήμα 3). Διαμπερείς οριζόντιες ή ελαφρά διαγώνιες ρηγματώσεις στις τοιχοποιίες που φέρουν τις προκατασκευασμένες εν προβόλω βαθμίδες του κλιμακοστασίου. Ελαφρά αποκόλληση των βαθμίδων του κλιμακοστασίου μεταξύ τους. Οι οπλισμοί των πλακών παρουσιάζουν έντονη διάβρωση, κλιμακωτά από την πλάκα οροφής του ισογείου έως την πλάκα οροφής του τελευταίου ορόφου, στην οποία η κατάσταση είναι τραγική. Σήμερα η κατάσταση αυτή έχει επιδεινωθεί, ως αποτέλεσμα της περαιτέρω γήρανσης της κατασκευής σε συνδυασμό με την έλλειψης συντήρησης. Σχήμα 2: Διαγώνιες ρωγμές σε τοιχοπλήρωση στον πρώτο όροφο Σχήμα 3: Αποφλοιώσεις ακμών υποστυλωμάτων 4

5 Υλικά του κτιρίου Με βάση το τεύχος στατικών υπολογισμών που βρέθηκε στο φάκελο της Πολεοδομίας Θεσσαλονίκης, εμμέσως συνάγεται ότι η προδιαγραφείσα ποιότητα του σκυροδέματος είναι Β120. Για επαλήθευση της ποιότητας εκτελέσθηκαν εκτεταμένες κρουσιμετρήσεις σε συγκεκριμένες θέσεις από όπου προέκυψε ότι το σκυρόδεμα μπορεί να καταταγεί στη σημερινή κατηγορία C8/10. Όπως ήταν ο κανόνας της εποχής, χρησιμοποιήθηκε λείος χάλυβας, ο οποίος θεωρήθηκε ότι είναι κατηγορίας S220. Με βάση εργαστηριακή δοκιμή των πλίνθων (Σχήμα 4) σε αξονική σύνθλιψη στη θέση δόμησης προέκυψε μέση αντοχή πλίνθων f b = 6,29MPa. Εκτιμώντας τη μέση θλιπτική αντοχή του κονιάματος σε f m = 3,0MPa, προκύπτει χαρακτηριστική αντοχή τοιχοποιίας f k = 2,44 MPa. Σχήμα 4: Δοκίμια πλίνθων στο εργαστήριο ΣΤΑΘΜΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Σύμφωνα με τον ΚΑΝΕΠΕ, η Στάθμη Αξιοπιστίας Δεδομένων (Σ.Α.Δ.) που αφορούν δράσεις ή αντιστάσεις, εκφράζει την επάρκεια των πληροφοριών περί του υφισταμένου κτιρίου και λαμβάνεται υπόψη κατά την αποτίμηση και τον ανασχεδιασμό. Διακρίνονται τέσσερις Σ.Α.Δ.: Υψηλή Ικανοποιητική Ανεκτή Ανεπαρκής Στην περίπτωση του παρόντος κτιρίου επελέγη διαφορετική κατά περίπτωση Σ.Α.Δ., ανάλογα με το επίπεδο αξιοπιστίας των διαθέσιμων στοιχείων. Οι στάθμες που επελέγησαν φαίνονται στους Πίνακες 1 και 2. 5

6 Πίνακας 1. Επιλεγείσα Στάθμη Αξιοπιστίας για τα γεωμετρικά δεδομένα Γεωμετρικό στοιχείο Υψηλή Ικαν/τική Ανεκτή Ανεπαρκής Είδος και γεωμετρία φορέα θεμελίωσης Είδος και γεωμετρία φορέα ανωδομής Είδος και γεωμετρία φορέα τοιχοπληρώσεων Ίδια βάρη επιστρώσεων, επενδύσεων κ.λ.π. Διάταξη οπλισμού, διάμετρος ράβδων Αγκυρώσεις, παραθέσεις, αναμονές Κλείσιμο συνδετήρων Πίνακας 2. Επιλεγείσα Στάθμη Αξιοπιστίας για τα υλικά του κτιρίου Υλικό Σ.Α.Δ. γ m Σκυρόδεμα ανεκτή γ c = 1,65 άλυβας ικανοποιητική γ s = 1,15 Τοιχοποιία ικανοποιητική γ m = 2,00 ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Σενάρια συμβολής των τοιχοπληρώσεων Για τη συνεκτίμηση της συμβολής των τοιχοπληρώσεων κατά ΚΑΝΕΠΕ (Κεφ. 7.4), θα πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις, κυριότερες από τις οποίες είναι ότι ο τοίχος πρέπει να περιβάλλεται πλήρως από στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος, να έχει καθαρό πάχος άνω των 10cm, τα δε τυχόν ανοίγματα να είναι αρκούντως μικρά και έτσι διατεταγμένα, ώστε να επιτρέπουν τη δημιουργία λοξών θλιβόμενων ράβδων τοιχοποιίας. Όταν ισχύουν οι παραπάνω προϋποθέσεις, οι τοιχοπληρώσεις επιτρέπεται να προσομοιώνονται ως χιαστοί αμφιαρθρωτές τοιχοράβδοι, με πλάτος του μήκους της διαγωνίου, ανάλογα με τη στάθμη επιτελεστικότητας, με πάχος όσο το πάχος του τοίχου, με μισή δυστένεια και μειωμένη αντοχή όταν η λυγηρότητα (μήκος προς πάχος διαγωνίου) υπερβαίνει την τιμή 15. Όταν η λυγηρότητα υπερβαίνει την τιμή 30, η τοιχοποιία αγνοείται λόγω σοβαρής πιθανότητας αστοχίας εκτός επιπέδου. 6

7 16ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, 21-23/10/ 2009, Πάφος, Κύπρος Τα κριτήρια αυτά είναι τόσο συντηρητικά ώστε στο υπόψη κτίριο αποδείχθηκε ότι ικανοποιούνται μόνον από τέσσερα φατνώματα, όλα στις μεσοτοιχίες με τα διπλανά κτίρια, οι οποίες είναι μπατικές χωρίς ανοίγματα (Σχήμα 1). Έτσι, κατά ΚΑΝΕΠΕ, οι τοιχοποιίες συμβάλλουν μόνον προς τη μια διεύθυνση του κτιρίου (διεύθυνση y-y) ενώ προς τη διεύθυνση x-x, παράλληλα προς την πρόσοψη, οι τοιχοποιίες θεωρείται ότι δεν είναι σε θέση να προσφέρουν το παραμικρό. Η παθολογία του κτιρίου από την άλλη μεριά, με τις έντονες ρηγματώσεις των τοιχοπληρώσεων υπό το σεισμό της της Βόλβης, χωρίς όμως κατάρρευση ακόμη και των λυγηρών τοίχων, υποδεικνύει ότι υπάρχει περιθώριο συνεκτίμησης τόσο των τοίχων με ανοίγματα αλλά και των πολύ λυγηρών τοίχων, αυτών δηλαδή που λόγω εύλογης συντηρητικότητας, δεν συνεκτιμώνται στον ΚΑΝΕΠΕ. Για τη διερεύνηση λοιπόν και αυτής της πτυχής καταστρώθηκαν τέσσερα σενάρια συμβολής των τοίχων πλήρωσης (Σχήμα 5). Το πρώτο σενάριο θεωρεί μηδενική συμβολή των τοιχοπληρώσεων, θεωρεί κατά συνέπεια το χωρικό πλαίσιο χωρίς τοιχοπληρώσεις, αποτελεί δε το πλαίσιο αναφοράς. Το δεύτερο σενάριο λαμβάνει αυστηρά υπόψη μόνον τις τοιχοπληρώσεις κατά ΚΑΝΕΠΕ. Οι τοιχοπληρώσεις στην περίπτωση αυτή συνίστανται από δύο φατνώματα κατά τη διεύθυνση y-y ανά μεσοτοιχία. Το τρίτο σενάριο, πέραν των τοίχων του προηγουμένου σεναρίου, συνεκτιμά όλες τις τοιχοπληρώσεις με λυγηρότητα κάτω του 30. Οι τοιχοποιίες με ανοίγματα θεωρούνται ενεργές με μειωμένη δυστένεια έναντι των αντίστοιχων χωρίς ανοίγματα. Ως συντελεστής μείωσης ελήφθη προσεγγιστικώς ο λόγος της μειωμένης λόγω των ανοιγμάτων οριζόντιας διατομής του τοίχου προς την οριζόντια διατομή του ίδιου τοίχου χωρίς ανοίγματα. Στην περίπτωση τοίχων με λυγηρότητα μεταξύ 15 και 30, εφαρμόσθηκε ο συντελεστής μείωσης κατά ΚΑΝΕΠΕ. Το τέταρτο σενάριο περιλαμβάνει όλους τους τοίχους του κτιρίου. Οι τοίχοι με ανοίγματα λαμβάνονται όπως στο τρίτο σενάριο, η διαφορά προς το οποίο συνίσταται στο γεγονός ότι δεν λαμβάνεται υπόψη η μείωση λόγω λυγηρότητας, περιλαμβάνονται δε και οι τοίχοι με λυγηρότητα άνω του 30. Σχήμα 5: Τα προσομοιώματα των τεσσάρων σεναρίων συμβολής των τοίχων πλήρωσης 7

8 Προσομοίωση του πλαισιακού φορέα Το προσομοίωμα συντίθεται από δοκούς και στύλους. Όλα τα στοιχεία θεωρούνται πρωτεύοντα. Οι δυσκαμψίες εισάγονται μειωμένες κατά τον Πίνακα Σ4.1 του ΚΑΝΕΠΕ. Θεωρείται ότι οι πλάκες είναι σε θέση να εξασφαλίσουν λειτουργία διαφράγματος. Μέθοδος ανάλυσης άριν απλότητας επελέγη η ισοδύναμη ελαστική στατική ανάλυση. Βάσει του πίνακα Σ4.4 του ΚΑΝΕΠΕ για στάθμη επιτελεστικότητας Β (προστασία ζωής), κανονισμούς μελέτης και κατασκευής προ του 1985 και θεωρώντας ευμενή την παρουσία των τοιχοπληρώσεων λόγω της καθύψος και κατά πλάτος ομοιόμορφης διάταξής τους, λαμβάνεται q=1,7. Το πλάτος της τοιχοράβδου είναι 0,10 L («προστασία ζωής»). Το έδαφος θεμελίωσης στην περιοχή του κτιρίου είναι κατηγορίας Γ. Ως στόχος αποτίμησης λαμβάνεται ο στόχος Β1 κατά ΚΑΝΕΠΕ. Διαδικασία ανάλυσης Σύμφωνα με το κεφάλαιο του ΚΑΝΕΠΕ, γίνεται αρχικά μια προκαταρκτική ελαστική ανάλυση του κτιρίου (με q=1), και υπολογίζεται για κάθε στοιχείο ο λόγος λ («δείκτης ανεπάρκειας»). Σύμφωνα με το υποκεφάλαιο για να επιτραπεί η εφαρμογή της ισοδύναμης ελαστικής ανάλυσης πρέπει να πληρούνται ορισμένα κριτήρια, κυριότερο από τα οποία είναι ότι για όλα τα κύρια στοιχεία πρέπει να προκύπτει λ 2,5. Εναλλακτικά, επιτρέπεται ο δείκτης ανεπάρκειας να υπερβαίνει την τιμή 2,5 αλλά το κτίριο να διαθέτει μορφολογική κανονικότητα. Από τις αναλύσεις στην παρούσα περίπτωση διαπιστώθηκε ότι οι δείκτες ανεπάρκειας είναι σημαντικά μεγαλύτεροι του 2,5 αλλά ισχύει το κριτήριο κανονικότητας, οπότε όλες οι αναλύσεις διεκπεραιώθηκαν με την ισοδύναμη ελαστική ανάλυση. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ιδιοπερίοδοι Τέμνουσες Βάσης Οι ιδιοπερίοδοι των τεσσάρων προσομοιωμάτων και οι αντίστοιχες τέμνουσες βάσης παρουσιάζονται στον Πίνακα 3 και στο Σχήμα 6. Η ένταξη των τοίχων πλήρωσης στον φέροντα οργανισμό διαφοροποιεί σοβαρά τη δυσκαμψία, την ιδιοπερίοδο και τις τέμνουσες βάσης. Οι διαφοροποιήσεις προφανώς συναρτώνται με τον ανά σενάριο θεωρούμενο βαθμό ενεργοποίησης των τοίχων. Στην περίπτωση που διατίθενται σοβαροί πλήρεις τοίχοι (διεύθυνση y-y), οι τοίχοι αυτοί αποτελούν το βασικό παράγοντα των διαφοροποιήσεων. Περαιτέρω μεταβολές λόγω ενεργοποίησης των λοιπών τοίχων δεν είναι τόσο σημαντικές. Όταν όμως δεν διατίθενται τέτοιοι τοίχοι (εδώ κατά τη διεύθυνση x-x), τότε ακόμη και οι ολιγότερο σημαντικοί τοίχοι ενεργοποιούνται και συνεισφέρουν αποφασιστικά. 8

9 Πίνακας 3: Ιδιοπερίοδοι των τεσσάρων προσομοιωμάτων (sec) Προσομοίωμα Τx Ty Γυμνό πλαίσιο χωρίς τοιχοπληρώσεις 1,72 1,76 Πλαίσιο με τοιχοπληρώσεις κατά ΚΑΝΕΠΕ Πλαίσιο με όλες τις μη λυγηρές τοιχοπληρώσεις Πλαίσιο και με τις λυγηρές τοιχοπληρώσεις Σχήμα 6: Τέμνουσες βάσης (ΚΝ) των τεσσάρων προσομοιωμάτων Μετακινήσεις Οι οριζόντιες μετακινήσεις των τεσσάρων προσομοιωμάτων φαίνονται στο Σχήμα 7. Σχήμα 7: Οριζόντιες μετακινήσεις πλακών του κτιρίου. Αριστερά διεύθυνση x-x, δεξιά διεύθυνση y-y 9

10 Οι απόλυτες τιμές των μετακινήσεων της κορυφής του γυμνού πλαισίου υπερβαίνουν τα 20cm (σε συνολικό ύψος κτιρίου 17.8m). Κατά συνέπεια η μέση σχετική μετακίνηση ορόφου υπερβαίνει το 1%, βρίσκεται δηλαδή έξω από τις κανονιστικές απαιτήσεις. Αντίθετα, οι μετακινήσεις των τοιχοπληρωμένων πλαισίων είναι πολύ μικρότερες, εξαρτώμενες και πάλι από το βαθμό συμμετοχής των τοίχων, στο τέταρτο μάλιστα σενάριο είναι τέσσερις φορές μικρότερες. Δείκτες ανεπάρκειας Οι δείκτες ανεπάρκειας (λόγοι της δράσης προς τη διαθέσιμη αντοχή σχεδιασμού) των υποστυλωμάτων του γυμνού πλαισίου σε κάμψη (Σχήμα 8) είναι εξαιρετικά μεγάλοι, με τιμές που φθάνουν και υπερβαίνουν το 6. Στα τοιχοπληρωμένα πλαίσια οι δείκτες αυτοί περιορίζονται, στην περίπτωση δε του τετάρτου σεναρίου όπου συνεκτιμώνται όλοι οι τοίχοι, οι δείκτες μειώνονται στην τιμή 4 στο χαμηλότερο όροφο και στην τιμή 2 στους υψηλότερους ορόφους. Οι δείκτες ανεπάρκειας των υποστυλωμάτων σε διάτμηση (και πάλι Σχήμα 8) είναι μικρότεροι της μονάδας, γεγονός που υποδηλώνει ότι κρίσιμος έλεγχος είναι αυτός σε κάμψη. Σχήμα 8: Δείκτες ανεπάρκειας υποστυλωμάτων. Αριστερά διεύθυνση x-x, δεξιά διεύθυνση y-y, άνω σε κάμψη, κάτω σε διάτμηση 10

11 Σχήμα 9: Λόγοι ανεπάρκειας δοκών. Αριστερά διεύθυνση x-x, δεξιά διεύθυνση y-y, άνω σε κάμψη, κάτω σε διάτμηση Οι δείκτες ανεπάρκειας των δοκών του γυμνού πλαισίου σε κάμψη (Σχήμα 9) είναι μεν μεγάλοι, είναι όμως μικρότεροι των δεικτών των στύλων, καθώς μόλις υπερβαίνουν την τιμή 3. Στα τοιχοπληρωμένα πλαίσια οι δείκτες αυτοί περιορίζονται, όχι όμως τόσο θεαματικά όσο στα υποστυλώματα, πάντως στο τέταρτο σενάριο οι δείκτες μειώνονται στην τιμή 2. Οι δείκτες ανεπάρκειας των υποστυλωμάτων σε διάτμηση (Σχήμα 9 και πάλι) είναι μεγαλύτεροι της μονάδας, είναι όμως μικρότεροι των δεικτών σε κάμψη. Στο Σχήμα 10 φαίνονται οι λόγοι των δεικτών ανεπάρκειας των υποστυλωμάτων του γυμνού πλαισίου προς τους δείκτες ανεπάρκειας των υποστυλωμάτων των διαφόρων τοιχοπληρωμένων πλαισίων. Είναι φανερό ότι οι τοιχοπληρώσεις συνεισφέρουν πολύ περισσότερο στους υψηλούς ορόφους (σε μερικές μάλιστα περιπτώσεις υποτετραπλασιάζουν τη σχετική απαίτηση) παρά στους χαμηλούς. Τούτο είναι αναμενόμενο καθώς οι διατομές των υποστυλωμάτων μειώνονται καθύψος ενώ οι διατομές των τοίχων παραμένουν σταθερές, άρα οι τοίχοι είναι σχετικά πιο σημαντικοί στους υψηλούς ορόφους. Στο Σχήμα 11 παρουσιάζεται το διάγραμμα για τις δοκούς. Παρατηρείται και πάλι ότι οι τοίχοι συνεισφέρουν, όχι όμως τόσο όσο στην περίπτωση των στύλων. 11

12 Σχήμα 10: Λόγοι του δείκτη ανεπάρκειας υποστυλωμάτων του γυμνού κτιρίου προς το δείκτη ανεπάρκειας των υποστυλωμάτων των διαφόρων τοιχοπληρωμένων κτιρίων. Αριστερά διεύθυνση x-x, δεξιά διεύθυνση y-y, άνω σε κάμψη, κάτω σε διάτμηση ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Παρά την αύξηση των τεμνουσών βάσης, σε όλες τις περιπτώσεις οι τοιχοπληρώσεις μείωσαν τις μετακινήσεις και τις αναπτυσσόμενες εντάσεις. Κατά τα φαινόμενα ο ΚΑΝΕΠΕ είναι πολύ συντηρητικός στις προϋποθέσεις και τα κριτήρια συμμετοχής των τοιχοπληρώσεων, καθώς στη συγκεκριμένη περίπτωση επέτρεψε συνεκτίμηση μόνο τεσσάρων τοίχων πλήρωσης, ενώ κατά το σεισμό του 1978 λειτούργησαν και αντιστάθηκαν σχεδόν όλοι. Προς την κατεύθυνση αυτή θα πρέπει να αξιολογηθούν και να αξιοποιηθούν καινούργια στοιχεία της βιβλιογραφίας (βλέπε για παράδειγμα Κακαλέτσης και Καραγιάννης, 2008) αλλά και οι παρατηρήσεις των συνεπειών διαφόρων σεισμών ως προς τη συνεισφορά ακόμη και των λυγηρών τοίχων. Σημειώνεται ότι η συμβολή των τοιχοπληρώσεων προϋποθέτει επάρκεια αντοχής των τοιχοράβδων έναντι των αντίστοιχων μεγεθών έντασης. Στον ΚΑΝΕΠΕ δεν υπάρχει σαφής αναφορά για την υποχρέωση ελέγχου επάρκειας των τοιχοράβδων. 12

13 Σχήμα 11: Λόγοι του δείκτη ανεπάρκειας δοκών του γυμνού κτιρίου προς το δείκτη ανεπάρκειας των δοκών των διαφόρων τοιχοπληρωμένων κτιρίων. Αριστερά διεύθυνση x-x, δεξιά διεύθυνση y-y, άνω σε κάμψη, κάτω σε διάτμηση ΑΝΑΦΟΡΕΣ Κακαλέτσης Δ., Καραγιάννης., «Πλινθογεμίσματα με θοιρανοίγματα και επιρροή στις πλαισιωτές κατασκευές Ω/Σ», Πρακτικά 3 ου Πανελληνίου Συνεδρίου Αντισεισμικής Μηχανικής και Τεχνικής Σεισμολογίας, Αθήνα, (2008), α/α Νταβλιάκος Γ. Διερεύνηση της συνεισφοράς των τοιχοπληρώσεων στην αντίσταση διατηρητέου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα στη Θεσσαλονίκη, Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία (Επίβλεψη του Καθ. Κ. Στυλιανίδη), Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Προστασία, Συντήρηση και Αποκατάσταση Μνημείων Πολιτισμού. Πολυτεχνική Σχολή Α.Π.Θ. (2008). ΟΑΣΠ Κανονισμός Επεμβάσεων (ΚΑΝΕΠΕ), Τελικό Σχέδιο 3, Αθήνα (2009). Υ.Α.Σ.Β.Ε., «Τεχνική έκθεση για το κτίριο στην οδό Μητροπόλεως 59», Θεσσαλονίκη (1988). 13