Συσχέτιση και Οµογενοποίηση των Υφιστάµενων Κλιµάκων Βλάβης σε Κατασκευές Ωπλισµένου Σκυροδέµατος

Συσχέτιση και Οµογενοποίηση των Υφιστάµενων Κλιµάκων Βλάβης σε Κατασκευές Ωπλισµένου Σκυροδέµατος Α.Ι. Καραµπίνης ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής*, karabin@civil.duth.gr. A.Κ. Ελευθεριάδου Πολιτικός Μηχανικός MSc, Υποψήφια ιδάκτωρ*, aelefthe@civil.duth.gr. *Εργαστήριο Ωπλισµένου Σκυροδέµατος, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ΠΘ. Λέξεις κλειδιά: κλίµακα βλάβης, σεισµός, δοµική βλάβη, κτίρια ωπλισµένου σκυροδέµατος, επίπεδα επιτελεστικότητας ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι κυριότερες κλίµακες βλάβης που χρησι- µοποιούνται διεθνώς µε σκοπό την αξιολόγηση και ιεράρχηση των βλαβών µετά από ενδεχόµενο σεισµό. Ο ποιοτικός χαρακτηρισµός των βλαβών αφορά κυρίως σε κτίρια ωπλισµένου σκυροδέµατος. Η ετερογένεια των παραγόντων που επηρεάζουν τις κλίµακες βλάβης από χώρα σε χώρα καθιστά δυσχερή αφενός την µεταξύ τους σύγκριση και αφετέρου αποτελεί το µεγαλύτερο εµπόδιο συνδυασµού των στατιστικών στοιχείων µετασεισµικών ελέγχων που βασίζονται σε αυτές. Για τον λόγο αυτό, γίνεται συσχέτιση µεταξύ των υφιστάµενων κλιµάκων βλάβης και της κλίµακας βλαβών που χρησιµοποιήθηκε τελευταία στην Ελλάδα. Ταυτόχρονα επιτυγχάνεται οµογενοποίηση των υφιστάµενων κλιµάκων µέσω µιας προτεινόµενης κλίµακας βλάβης, η οποία ορίζει σε 7 επίπεδα επιτελεστικότητας µε περιγραφικούς όρους τη δοµική βλάβη, την οποία και βαθµονοµεί ανάλογα µε τη σοβαρότητα της µέσω ενός µετρήσιµου δείκτη από 0-100%. 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπως είναι γνωστό οι όροι που χρησιµοποιούνται για την ποσοτική αποτίµηση του σεισµού είναι το µέγεθος και η ένταση του σεισµού. Το µέγεθος του σεισµού (µετρούµενο στην κλίµακα Richter) αποτελεί το µέτρο που εκφράζει την ενέργεια που εκλύεται υπό την µορφή σεισµικών κυµάτων στη θέση γενέσεώς του, ενώ η ένταση του είναι όρος µε τον οποίο διαβαθµίζονται και κατατάσσονται τα αποτελέσµατα του σεισµού σε συγκεκριµένη περιοχή. Μία τέτοια εκτίµηση, η οποία είναι ποιοτική, γίνεται µε βάση εµπειρικές κλίµακες εντάσεως. Έτσι ένας σεισµός ενώ έχει ένα µόνο µέγεθος, παρουσιάζει από θέση σε θέση διαφορετική ένταση. Οι υφιστάµενες κλίµακες βλάβης συνήθως εµφανίζουν αδυναµία στην µεταξύ τους σύγκριση αλλά και στη γενίκευση της χρήσης τους λόγω των πολλαπλών παραγόντων που τις διαµορφώνουν. Οι παράγοντες αυτοί αφορούν στον τρόπο εκτίµησης της βλάβης (ποιοτικά ή ποσοτικά), στην ιδιοµορφία των τύπων των κατασκευών και των υλικών που χρησιµοποιούνται, στις διάφορες γεωγραφικές περιοχές του πλανήτη, στο σεισµικό κίνδυνο, στις εδαφικές συνθήκες και στην παρά- µετρο µέτρησης της εδαφικής κίνησης ή της εδαφικής διέγερσης, στους τύπους των κτιρίων και στους κανονισµούς σχεδιασµού καθώς και στα επίπεδα επιτελεστικότητας που τίθενται. Η κατά τόπο λοιπόν υιοθέτηση και εφαρµογή των υφιστάµενων κλιµάκων βλάβης ή ο συνδυασµός µεταξύ στατιστικών αποτελεσµάτων µετασεισµικών ελέγχων, που βασίζονται σε αυτές, καθίσταται δυσχερής µε αποτέλεσµα να χρειάζεται κάποια οµογενοποίηση στον τρόπο καταγραφής των συνεπειών ενός σεισµικού γεγονότος ώστε να είναι δυνατή στη συνέχεια η σύγκριση µεταξύ των αποτελεσµάτων.

Η ανάγκη δηµιουργίας µιας κλίµακας τα βασικά χαρακτηριστικά της οποίας θα είναι η αξιοπιστία και η εύκολη καταγραφή των βλαβών και η οποία πέρα από περιγραφικούς όρους θα περιέχει βαθ- µονοµηµένη κατάταξη της βλάβης µε κάποιον προσεγγιστικά µετρήσιµο βαθµό βλάβης είναι αναγκαία. Στόχος της εργασίας είναι η δηµιουργία κατάλληλου θεωρητικού υποβάθρου για την εύκολη, γρήγορη και αξιόπιστη καταγραφή των βλαβών. 2 ΑΝΑ ΡΟΜΗ ΣΤΗ ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΚΛΙΜΑΚΩΝ ΕΝΤΑΣΕΩΣ Οι κλίµακες εντάσεως και βλαβών αποτελούν εργαλεία καταγραφής των συνεπειών του σεισµού, σε αντίθεση µε τον σεισµικό κίνδυνο που περιγράφει το ίδιο το φαινόµενο. Η ευκολία της χρήσης των κλιµάκων έντασης και η απαλλαγή από την απαίτηση εξειδικευµένων οργάνων µέτρησης, είναι οι κύριοι λόγοι για τους οποίους έχουν αναχθεί σε σηµαντικότατο εργαλείο καταγραφής σεισµών διαχρονικά. εκάδες κλίµακες εντάσεως έχουν επινοηθεί. Η πρώτη κλίµακα ευρείας χρήσεως, πριν την εξάπλωση των σεισµογράφων, καταστρώθηκε το 1883 από τους Michele de Rossi και Francois Forel περιγράφοντας την ένταση µε λατινικούς χαρακτήρες, από το I στο X. Η κλίµακα βελτιώθηκε από τον Giuseppi Mercalli το 1902, εκδίδοντας µια τροποποιηµένη εκδοχή της µε επίσης δέκα βαθµούς, οι οποίοι στη συνέχεια θεωρήθηκαν ανεπαρκείς για να περιγράψουν τη διακύ- µανση των συνεπειών για τυχαία σεισµικά γεγονότα των οποίων η καταστρεπτικότητα µπορεί να κυµαίνεται σε µεγάλο εύρος. Προτάθηκε έτσι η δωδεκαβάθµια κλίµακα από τον Cancani µε ελλιπείς περιγραφικές περιγραφές για τον κάθε βαθµό. Ο Sieberg κατασκεύασε, µια ολοκληρωµένη δωδεκαβάθµια κλίµακα το 1912, την οποία ανανέωσε στην πορεία δύο φορές. Μια έκδοση της κλίµακας αυτής δηµοσιεύτηκε από τους Mercalli-Cancani-Sieberg, γνωστή ως κλίµακα MCS, η οποία µεταφράσθηκε το 1931 στα αγγλικά από τους Wood και Neumann, ονοµάσθηκε τροποποιη- µένη κλίµακα Mercalli (Modified Mercalli Scale-MM Scale) και χρησιµοποιείται ευρέως στην Α- µερική και στην νότιο Ευρώπη. Η τελευταία τροποποιήθηκε παντελώς από τον CF Richter, το 1956, ο οποίος απέφυγε να προσθέσει το όνοµα του σε αυτή, προκειµένου να αποφευχθεί η σύγχυση µε την κλίµακα µεγεθών «Richter». Η νέα λοιπόν κλίµακα ονοµάσθηκε «Τροποποιηµένη κλί- µακα Mercalli 1956» παρά το γεγονός ότι διέφερε κατά πολύ από την αρχική και χρησιµοποιήθηκε στην Αυστραλία, Ν.Ζηλανδία και Ν.Γουινέα. Οι Medvedev, Sponheuer και Karnik δηµιούργησαν το 1964 την πρώτη κλίµακα MSK, βασισµένη στις MCS, MM56 και κάποια προγενέστερη κλίµακα του Medvedev, προσθέτοντας ποσοτικά στοιχεία στην κλίµακα, κάνοντας την ευρέως γνωστή στην Ευρώπη. Το 1992 η Ευρωπαϊκή Σεισµολογική Επιτροπή, υπό την προεδρία του G.Grunthal, διασκεύασε την κλίµακα MSK κατασκευάζοντας την δωδεκαβάθµια Μακροσεισµική Ευρωπαϊκή Κλίµακα (European Macroseismic Scale-EMS), την πρώτη µε οδηγίες χρήσης, η οποία υιοθετήθηκε από επιστηµονικές επιτροπές εντός και εκτός Ευρώπης. Τέλος, πρέπει να αναφερθεί η εφταβάθ- µια κλίµακα του Omori στην Ιαπωνία, η οποία όµως λαµβάνει υπόψη µόνο τον τύπο των εκεί κατασκευών (Musson, 1998). Στον Πίνακα 1 γίνεται σύγκριση µεταξύ των εντάσεων για πέντε από τις προαναφερθείσες κλίµακες. 3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΩΝ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΛΙΜΑΚΩΝ ΒΛΑΒΗΣ Η εκτίµηση της βλάβης στα κτίρια µπορεί να γίνει: α) µε όρους οικονοµικού κόστους, β) µε κάποιον δείκτη ιεράρχησης της βλάβης, γ) µε µια κλίµακα διακυµάνσεως, π.χ. 0-1, δ) µε µακροσεισµική κλίµακα (Blong, 2003). Υπάρχουν διάφορες κλίµακες βλάβης που ορίζουν περιγραφικά τα στάδια απόκρισης των κατασκευών σε όρους δοµικής βλάβης, ανάλογα µε τα επίπεδα επιτελεστικότητας που τίθενται. Γίνεται µε αυτό τον τρόπο κατάταξη της σοβαρότητας των βλαβών και ορίζονται τα επίπεδα βλαβών της κατασκευής.

Πίνακας 1. Σύγκριση µεταξύ πέντε κλιµάκων εντάσεως. Modified Mercalli EMS MSK Rossi-Forel Omori I I I I 0 II II II I-II I III III III III II IV IV IV IV-V II-III V V V V-VI III VI VI VI VI-VII IV VII VII VII VIII- IV-V VIII VIII VIII VIII+ to IX- V IX IX IX IX+ V-VI X X X X VI XI XI XI - VII XII XII XII - - Μερικές από τις πλέον γνωστές κλίµακες βλάβης έχουν αναπτυχθεί από το Applied Technology Council (ATC-13 και ATC-40), την Federal Emergency Management Agency (FEMA 273, HA- ZUS99), το Structural Engineering Association of California (SEOAC, Vission 2000), το Architectural Institute of Japan (AIJ, 1995). Πέραν αυτών, ευρέως διαδεδοµένες είναι η Ευρωπαϊκή µακροσεισµική κλίµακα (EMS-98) και η κλίµακα Medvedev-Sponheur-Karnik (MSK, 1964). Στην Ελλάδα, όπως και στην υπόλοιπη Ευρώπη για την εκτίµηση των µακροσεισµικών αποτελεσµάτων, χρησιµοποιείται κυρίως η τροποποιηµένη δωδεκαβάθµια κλίµακα Mercalli-Sieberg καθώς και η MSK. Παρακάτω γίνεται σύντοµη περιγραφή της κλίµακας βλαβών που προτείνει ο Ο.Α.Σ.Π. για τους µετασεισµικούς ελέγχους καθώς και των κυριότερων υφιστάµενων κλιµάκων βλάβης. 3.1 Χαρακτηρισµός Σεισµικής Βλάβης κτιρίων στην Ελλάδα Στην Ελλάδα η κατάταξη των βλαβών, από τις επιτροπές του πρωτοβάθµιου αλλά και του δευτεροβάθµιου ελέγχου, γίνεται σύµφωνα µε τις οδηγίες του ΟΑΣΠ (Ο.Α.Σ.Π.-Υ.ΠΕ.ΧΩ. Ε. 1984 & 1997) που αφορούν στην ενδεικτική περιγραφή των βλαβών και είναι: α) Πράσινο, κτίριο που δεν έχει βλάβες ή κτίριο που η αντισεισµική του ικανότητα δεν έχει µειωθεί. Ενδεικτικά µπορεί να εµφανίζει τριχοειδείς µη διαγώνιες ρωγµές σε οριζόντια στοιχεία του Φ.Ο. από ΩΣ ή ελαφρές ρωγµές στις Τ.Π. β) Κίτρινο, κτίριο που η αντισεισµική του ικανότητα έχει µειωθεί. Στο κτίριο αυτό παρατηρούνται ελαφρές ή σοβαρές βλάβες στον φέροντα οργανισµό και βλάβες στις Τ.Π. γ) Κόκκινο, κτίριο που έχει υποστεί πολύ σοβαρές βλάβες (φέροντα στοιχεία ή και κόµβοι έχουν µεγάλες βλάβες και παραµορφώσεις, ολική ή µερική του κτιρίου) και υπάρχει πιθανότητα µερικής ή ολικής ς. Για τον υπολογισµό της δοµικής βλάβης ακολουθείται η υπουργική απόφαση 5172/ΑΖ5β/18-10-99, όπως τροποποιήθηκε µε την απόφαση 330/ΑΖ5β/16-1-2001, που περιγράφει τη µεθοδολογία υπολογισµού της απώλειας φέρουσας ικανότητας στοιχείου και στάθµης, βάσει της οποίας καθορίζονται τα κριτήρια κατάταξης των κτιρίων µε βάση την επιρροή των βλαβών στη γενική ευστάθεια του κτιρίου. Όταν οι βλάβες βρίσκονται µόνο στις πλάκες και στις δοκούς (ελαφρές ή σοβαρές), στο 30% των κατακόρυφων στοιχείων (ελαφρές βλάβες) και στους τοίχους πλήρωσης (ελαφρές ή σοβαρές) θεωρείται ότι δεν επηρεάζεται η ευστάθεια της κατασκευής. Στην περίπτωση σοβαρότερων βλαβών, επηρεάζεται. Αν η κατάταξη του κτιρίου δεν είναι δυνατή από την παρατήρηση των βλαβών υπολογίζεται η αποµένουσα φέρουσα ικανότητα στην κρίσιµη στάθµη. Έτσι, θεωρείται ότι έχει επηρεασθεί η γενική ευστάθεια ενός κτιρίου όταν η απώλεια φέρουσας ικανότητάς του είναι µεγαλύτερη από: 10% για κτίρια µικρής ηλικίας ( 25 ετών) και >15% για κτίρια µεγάλης ηλικίας. Μικρής ηλικίας είναι τα κτίρια της τελευταίας 25ετίας και µεγάλης τα κτίρια παλαιότερα της 30ετίας (για ενδιάµεση ηλικία γίνεται γραµµική παρεµβολή). Οι τυπικοί βαθµοί βλάβης συνδέονται άµεσα, µε την αποµένουσα φέρουσα ικανότητα και τα διαθέσιµα περιθώρια ασφάλειας των βλαβέντων δοµικών στοιχείων και της κατασκευής ως συνό-

λου. Η αποµένουσα φέρουσα ικανότητα ενός κτιρίου, θεωρείται ότι καθορίζεται από την αποµένουσα φέρουσα ικανότητα της στάθµης του κτιρίου που εµφανίζει την µεγαλύτερη απώλεια. Στον Πίνακα 2 γίνεται συσχέτιση της περιγραφής των βλαβών βάσει των οδηγιών του ΟΑΣΠ σε διαφορετικές χρονικές περιόδους ενώ προτείνεται βαθµονόµηση της σοβαρότητας της βλάβης σε επτά επίπεδα επιτελεστικότητας, τα οποία αναφέρονται στη συνέχεια σε προτεινόµενη κλίµακα καταγραφής των βλαβών. Επίσης, στον Πίνακα 3 αναφέρονται οι χαρακτηριστικοί βαθµοί βλάβης κατακόρυφων στοιχείων όπως ορίζονται από τον ΟΑΣΠ και συγκρίνονται προσεγγιστικά µε τα επίπεδα επιτελεστικότητας της FEMA. Πίνακας 2. Σύγκριση των διατάξεων ΠΕΧΩ Ε-ΟΑΣΠ 1984 & 1997-2001 και βαθµονόµηση της βλάβης. ΕΠΙΠΕ Ο ΤΥΠΟΙ ΒΛΑΒΩΝ ΒΛΑΒΗΣ Ο ΗΓΙΕΣ 1984 Ο ΗΓΙΕΣ 1997-2001 Καµµία Καµµία Καµµία λεπτές ρωγµές στους Τ.Π. και στα µικρές ρωγµές στους Τ.Π. και στα Μηδαµινή επιχρισµ., χωρίς βλάβες Φ.Στ. επιχρισµ., χωρίς βλάβες τα Φ.Στ. Μικρή Μέτρια Εκτεταµένη Μερική ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ρωγµές σετ.π. και επιχρ., µεγάλες βλάβες σε καµινάδ.-στηθαία, αµελητέες βλαβες Φ.Στ. διαγώνιες ρωγµες σε Τ.Π, µερική ή ολική καµινάδων, ρωγµές σε Φ.Στ. µεγάλες ρωγµές σε -Υπ.-Τοιχωµ., µικρή παρµόρφωση Φ.Στ. ή κτιρίου, αποδιοργ. σκυροδ., θρυµµάτισµα τούβλων µεγάλες βλάβες-παραµορφώσεις Φ.Στ., σοβαρές βλάβες στους κόµβους, σηµαντικές παραµορφώσεις, στρέβλωση στέγης, αρκετά θρυµµατισµένα στοιχεία αστοχία Φ.Στ., µεγάλες παραµορφώσεις, µερική ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ Κατάρρευση ΜΑΥΡΑ Ολική ή επικείµενη Κατάρρευση ΜΑΥΡΑ σοβαρές ρωγµές στους Τ.Π., τριχοειδείς ρωγµές σε -Υπ. που οφείλονται σε τοπικές αδυναµίες. σοβαρές βλάβες σε δοκούς και πλάκες, αποδιοργ. σκυροδ., πολλές καµπτικές ή µεµονωµένες διατµητικές(<0.5mm) σε υποστυλ. χωρίς µετακινήσεις. χιαστί λοξές διατµητ. ρωγµές σε Υπ., αποδιοργ. σκυροδ., µικρές παραµένουσες παραµορφώσεις, ρωγµές σε Τοιχωµ. και κόµβους. λυγισµός των ράβδων Υπ.. και πλήρης αποδιοργ. σκυροδ., διαρροή ή θραύση συνδετήρων, ασυνέχεια του στοιχείου, σχετικά µικρές παραµορφώσεις, σοβαρή αποδιοργ. σε κόµβους. κάθε παραπάνω βλάβη µε επιπλέον σηµαντικές µετακινήσεις. Μερική η πλήρης Υπ. Ολική ή επικείµενη Κατάρρευση εν επηρρεάζεται η γενική ευστάθεια Επηρρεάζεται η γενική ευστάθεια Πίνακας 3. Σύγκριση των βαθµών βλάβης των κατακόρυφων στοιχείων του ΟΑΣΠ µε τα επίπεδα επιτελεστικότητας της FEMA. ΟΑΣΠ ΒΑΘΜΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑ- ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ D ΒΛΑΒΗΣ Α Μεµονωµένες οριζόντιες ρωγ- µές µε πλάτος λιγότερο από 1-2 mm, µε την προϋπόθεση ότι ο- φείλονται σε τοπικές αδυνα- µίες. ΒΗΣ B Αρκετές πλατιές καµπτικές ρωγ- µές ή µεµονωµένες λοξές διατµητικές ρωγµές µε πλάτος µικρότερο από 0.5 mm, υπό τον όρο ότι δεν παρατηρούνται εναποµένουσες µετακινήσεις. C Χιαστί λοξές διατµητικές ρωγµές ή έντονη τοπική σύνθλιψη και αποδιοργάνωση του σκυροδέµατος, υπό τον όρο ότι δεν παρατηρούνται σηµαντικές εναποµένουσες µετακινήσεις. Ρηγµατώσεις στους κόµβους Πλήρης αποδιοργ. του σκυροδ. στην περιοχή βλάβης, λυγισµός διαµήκων ράβδων, διαρροή ή θραύση των συνδετήρων, ασυνέχεια στην περιοχή χωρίς του Υπ. Οι εναποµένουσες µετακινήσεις που παρατηρούνται (οριζόντιες και ιδιαίτερα οι κατακόρυφες) είναι σχετικά µικρές. Σοβαρή αποδιοργάνωση κόµβων. E Πλήρης του Υπ. Χιαστί λοξές διατµητικές ρωγµές ή έντονη τοπική σύνθλιψη και αποδιοργάνωση του σκυροδέµατος χωρίς όµως να τηρούνται οι προβλεπόµενες συνθήκες για τις εναποµένουσες µετακινήσεις. Άµεσης Επανάχρησης Ασφάλειας Ζωής Αποφυγή Κατάρρευσης FEMA

3.2 Τροποποιηµένη Κλίµακα Mercalli-Sieberg H κλίµακα Mercalli είναι ηµι-ποσοτική γραµµική και χρησιµοποιείται κυρίως στις ΗΠΑ, στη Νότια Ευρώπη, στην Αυστραλία και την Ν.Ζηλανδία. Στον Πίνακα 4 παρουσιάζεται η περιγραφή των επιπέδων των βλαβών σύµφωνα µε την κλίµακα Mercalli ενώ συσχετίζονται τα επίπεδα αυτά µε το µέγεθος σεισµού της κλίµακας Richter και την εδαφική επιτάχυνση. Πίνακας 4. Ορισµός του επιπέδου των βλαβών κατά την κλίµακα Mercalli-Sieberg και προσεγγιστική συσχέτιση της εντάσεως µε το µέγεθος σεισµού της κλίµακας Richter και την εδαφική επιτάχυσνη. Βαθµός Βαθµός Επιτάχυνση Έντασης Μεγέθους ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ Εδάφους α Mercalli Richter I Μη αισθητός, ο σεισµός καταγράφεται µόνο από τους σεισµογράφους. II Αισθητός από άτοµα σε ανάπαυση σε ψηλούς ορόφους. 0.003g 0-4.3 Αισθητός σε εσωτερικούς χώρους: κίνηση αναρτηµένων αντικειµένων. Ταλάντωση σαν αυτήν που προκαλείται από διέλευση ελαφρού φορτηγού. Η διάρ- 0.005g III 0.007g κεια µπορεί να εκτιµηθεί. IV V VI VII VIII IX X XI XII 4.3-4.8 4.8-6.2 6.2-7.3 7.3-8.9 Αισθητός από πολλούς που βρίσκονται σε σπίτια και από µερικούς στο ύπαιθρο. Σταµατηµένα αυτοκίνητα κλυδωνίζονται. Τίθενται σε κίνηση κρεµάµενα αντικείµενα. Κρότος παραθύρων, χτύπος στις πόρτες. Ξύλινοι τοίχοι και πλαίσια τρίζουν. Αισθητός στο ύπαιθρο. Εκτιµάται η διεύθυνση του σεισµού. Άνθρωποι ξυπνούν. Πόρτες αιωρούνται, κάδρα µετακινούνται, µερικά τζάµια σπάζουν. Σποραδικές ρωγµές επιχρισµάτων. Ανατροπή µη ευσταθών αντικειµένων. Οι άνθρωποι περπατούν µε αστάθεια. Υαλικά σπάνε, κάδρα πέφτουν. Ήχηση µικρών καµπάνων. Ανατροπή πολυάριθµων µεγάλων αντικειµένων. Πτώση λίγων κεραµιδιών και καπνοδόχων. Ορατή η ταλάντευση δέντρων. Βλάβες λίγες και ελαφρές. Σοβάδες ρηγµατώνονται. ύσκολο να σταθείς όρθιος. Έπιπλα σπάνε. Ρωγµές στην τοιχοποιία. Ήχηση µεγάλων καµπάνων. Πτώση πολλών κεραµιδιών, καπνοδόχων. Βλάβες µέτριες, πολλές. Μερική καταστροφή λίγων οικοδοµών. Πτώση επιχρισµάτων. Ε- λαφριά ως µέση ζηµιά σε καλοχτισµένες κανονικές κατασκευές, σοβαρή ζηµιά σε κακοσχεδιασµένες κατασκευές, αµελητέα ζηµιά σε κτίρια καλοσχεδιασµένα και καλοκατασκευασµένα. Επιρροή στην οδήγηση αυτοκίνητων. Μερική καταστροφή λίγων οικοδοµών σε ποσοστό µεγαλύτερο του 25% του ολικού αριθµού των κανονικών οικοδο- µών. Μεγάλες ζηµιές σε κτίρια κακοχτισµένα, πτώση διαχωριστικών τοίχων έξω από το πλαίσιο τους. Ολική καταστροφή λίγων κτιρίων. Τα προκατασκευασµένα µετακινούνται από τα θεµέλια αν δεν εξαρθρωθούν. Μικρές κατολισθήσεις. Ρωγµές στο βρεγµένο έδαφος. Γενικός πανικός. Μερική καταστροφή λίγων οικοδοµών σε ποσοστό µεγαλύτερο του 50% του ολικού αριθµού των κανονικών οικοδοµών. Ολική καταστροφή σε ποσοστό µεγαλύτερο του 25% του ολικού αριθµού των κτιρίων. Καλοσχεδιασµένες πλαισιωτές κατασκευές παίρνουν µόνιµες παραµορφώσεις από την κατακόρυφο. Ρωγµές στο έδαφος. Θραύση υπόγειων σωλήνων. Μερική καταστροφή όλων των κανονικών οικοδοµών. Ολική καταστροφή λίγων κτιρίων σε ποσοστό µεγαλύτερο του 50% του ολικού αριθµού των κτιρίων. Μερικές καλοχτισµένες ξύλινες κατασκευές κατεστραµµένες. Καταστροφή των περισσοτέρων κτιρίων από τοιχοποιία µε τις θεµελιώσεις τους. Κατολισθήσεις. Οι σιδηροτροχιές λυγίζουν ελαφρά. Γέφυρες καταστρέφονται. Ολική καταστροφή σχεδόν όλων των κτιρίων. Γέφυρες κατεστραµµένες. Μεγάλου εύρους ρήγµατα στο έδαφος. Πλήρης αχρήστευση υπόγειων δικτύων. Μεγάλη καταστροφή σιδηροτροχιών. Καθιζήσεις εδάφους και κατολισθήσεις µαλακών εδαφών. Γενική καταστροφή. Κύµατα ορατά στην επιφάνεια του εδάφους. Καταστροφή επίπεδων επιφανειών. Κατάρρευση όλων των οικοδοµών µέχρι τα θεµέλια. Μεταβάλλεται ο ορίζοντας. 0.01g 0.02g 0.03g 0.05g 0.07g 0.1g 0.18g 0.3g 0.5g 0.7g 1g 1.7g 3.0g 5.0g 6.0g

3.3 MSK 64 Η κλίµακα MSK64 (Πίνακας 5), γνωστή και ως κλίµακα Medvedev-Sponheuer-Karnik από τους δηµιουργούς της, χρησιµοποιήθηκε ευρέως από το 1964 σε Ευρώπη και Ινδία. Το 1981 ανασκευάσθηκε (ΜSK81), όµως η εφαρµογή της περιορίσθηκε µε την εισαγωγή της Ευρωπαϊκής κλίµακας EMS98 (Πίνακας 6). Πίνακας 5. Ορισµός του επιπέδου των βλαβών κατά την κλίµακα MSK 64. Βαθµός Επίδραση Έντασης Ισχύς MSK Στους ανθρώπους Στις κατασκευές Στο περιβάλλον I Ασήµαντος Μη αισθητός. II Πολύ ελαφρύς Ελάχιστα αισθητός. III Ελαφρύς Αισθητός κατά κύριο λόγο από ανθρώπους σε α- νάπαυση. IV Λίγο ισχυρός Αισθητός µέσα στα σπίτια. Τρέµουν τα τζάµια. V Σχεδόν ισχυρός Αισθητός και στο ύπαιθρο, ξυπνούν από τον ύ- πνο. Ταλάντωση αναρτηµένων α- ντικειµένων, µετακίνηση πινάκων. VI Ισχυρός Πολλοί τροµάζουν. VII Πολύ ισχυρός Πολλοί τρέχουν στο ύ- παιθρο. VIII Καταστρεπτικός Όλοι τροµάζουν. IX X Πολύ καταστρεπτικός Πάρα πολύ καταστρεπτικός Πανικός. Γενικός πανικός. XI Καταστρεπτικός Γενικός πανικός. XII Γενική καταστροφή Γενικός πανικός. Ελαφρές ζηµιές στις κατασκευές, µικρές ρηγµατώσεις σε επιχρίσµατα. Αρκετές ζηµιές στις κατασκευές, ρηγµατώσεις στα επιχρίσµατα, στους τοίχους και τις καπνοδόχους. Βλάβες στα κτίρια, µεγάλες ρηγµατώσεις σε τοιχοποιίες, καταρρεύσεις στηθαίων, αετωµάτων. Γενικές βλάβες στα κτίρια, καταρρεύσεις τοίχων και στεγών. Γενική καταστροφή κτιρίων, καταρρεύσεις πολλών κτιρίων. Βαριές καταστροφές σε καλοχτισµένα κτίρια. Καθολική κτιρίων και τεχνικών έργων. Ελάχιστα ρήγµατα στο υγρό έδαφος. Ολισθήσεις πρανών. Μεταβολές στις πηγές, κατολισθήσεις σε επιχώµατα οδών. Ρήγµατα εδάφους, κατολισθήσεις. Μεταβολές στην επιφάνεια του εδάφους, εµφάνιση νέων πηγών. Εκτεταµένες µεταβολές στην επιφάνεια του ε- δάφους, εµφάνιση νέων πηγών ύδατος. Αλλαγή του ανάγλυφου. 3.4 EMS 98 Πίνακας 6. Ορισµός του επιπέδου των βλαβών κατά την κλίµακα EMS 98. Βαθµός Έντασης Ισχύς Περιγραφή EMS 98 I Μη αισθητός Μη αισθητός υπό τις ευνοϊκότερες συνθήκες. II Ελάχιστα αισθητός Αισθητός από άτοµα σε ανάπαυση σε ψηλούς ορόφους. III Αδύναµος Αισθητός από άτοµα που βρίσκονται σε σπίτια και λίκνισµα αυτών που αναπαύονται.

IV Ευρέως παρατηρηθείς Αισθητός από πολλούς που βρίσκονται σε σπίτια και από µερικούς στο ύπαιθρο. Κάποιοι ξυπνούν. Κρότος σε παράθυρα, πόρτες, πιάτα. Αιώρηση κρεµάµενων αντικειµένων. V Ισχυρός Αισθητός στο ύπαιθρο. Αρκετοί άνθρωποι ξυπνούν. Πόρτες αιωρούνται, κάδρα µετακινούνται, µερικά τζάµια σπάζουν. Τα κτίρια δονούνται παντού. Ανατροπή µη ευσταθών αντικειµένων. VI ηµιουργεί βλάβες µερικώς Αισθητός από τους περισσότερους εντός και από αρκετούς στην ύπαιθρο. Αρκετοί φοβούνται Ανατροπή µικρών αντικειµένων. Βλάβες λίγες και ε- λαφρές. Επιχρίσµατα ρηγµατώνονται και αποκολλώνται. VII ηµιουργεί βλάβες Οι περισσότεροι φοβούνται. Έπιπλα µετακινούνται και πολυάριθµα αντικείµενα πέφτουν από τα ράφια. Μέτριες βλάβες σε συνηθισµένα κτίρια: µικρές ρηγµατώσεις τοιχοποιίας, µερική καµινάδων. VIII ηµιουργεί βαριές βλάβες Τα έπιπλα µπορούν να ανατραπούν. Βλάβες σε συνήθη κτίρια: καµινάδων, εκτεταµένες ρηγµατώσεις τοιχοποιίας. Μερική ορισµένων κτιρίων. IX Καταστρεπτικός Μνηµεία και στύλοι ανατρέπονται η παραµορφώνονται. Αρκετά συνήθη κτίρια µερικώς καταρρέουν και κάποια ολικώς. X Πολύ καταστρεπτικός Αρκετά συνήθη κτίρια καταρρέουν. XI Ισοπεδωτικός Τα περισσότερα συνήθη κτίρια καταρρέουν. XII Ολική ισοπέδωση Σχεδόν όλες οι κατασκευές έχουν υποστεί ανεπανόρθωτες βλάβες ή έχουν καταρρεύσει. 3.5 H Κλίµακα Omori Πρόκειται για επταβάθµια µακροσεισµική κλίµακα εντάσεως η οποία δηµιουργήθηκε από τον Fusakishi Omori, συσχετίζει τα διάφορα φαινόµενα µε τη µέγιστη εδαφική επιτάχυνση και χρησι- µοποιείται κυρίως στην Ιαπωνία για τυπικές Ιαπωνικές κατασκευές (Πίνακας 7). Πίνακας 7. Ορισµός του επιπέδου των βλαβών κατά την κλίµακα Omori και προσεγγιστική συσχέτιση της εντάσεως µε την µέγιστη εδαφική επιτάχυνση. Βαθµός Έντασης Omori Μέγιστη επιτάχυνση I 0.03g II 0.09g III 0.12g IV 0.2g V 0.25g VI 0.4g Περιγραφή Η δόνηση είναι τόσο ισχυρή ώστε οι άνθρωποι καταφεύγουν στην ύπαιθρο. Ρωγµές στις τοιχοποιίες κατοικιών από κακή οπτοπλινθοδοµή, ισχυρό τρίξιµο σε ξύλινες κατασκευές. Ανατροπή επίπλων. Ορατή ταλάντωση των δέντρων. Ανατάραξη του νερού στις λίµνες. Βλάβη σε καµινάδες εργοστασίων άσχηµα κατασκευασµένων. Θραύση ξύλινων τοιχοποιιών, οι ξύλινες κατασκευές αποκλίνουν από την κατακόρυφο. Ανατροπή των ταφόπετρων και των φάρων κακής κατασκευής. Αλλαγή της ροής ιαµατικών πηγών. Οι καµινάδες τυπικών εργοστασίων δεν υπόκεινται βλάβη. Το 25% των καµινάδων εργοστασίων έχει υποστεί βλάβη. Κατοικίες από κακή οπτοπλινθοδο- µή έχουν υποστεί βαριές βλάβες ή ολική καταστροφή. Καταστροφή παλιών ξύλινων κατοικιών και ελαφριά βλάβη ξύλινων γεφυρών. Ορισµένες ταφόπετρες και φάροι ανατρέπονται. Οι τυπικές συρόµενες ξύλινες πόρτες µε κάλυµµα από χαρτί σπάνε. Τα κεραµίδια των ξύλινων σπιτιών µετακινούνται. Μετακινούνται ορισµένοι βράχοι από τα βουνά. Καταστροφή όλων των εργοστασιακών καµινάδων. Η πλειοψηφία των συνήθων κατοικιών από οπτοπλινθοδοµή είναι µερικώς ή ολοκληρωτικώς κατεστραµµένα ενώ κάποια ξύλινα έ- χουν τελείως καταστραφεί.. Αρκετές συρόµενες ξύλινες πόρτες αποκλίνουν από την τροχιά τους. Ρωγµές εύρους 5-7.5 cm εµφανίζονται σε χαµηλά και µαλακά εδάφη. Οι ξύλινες γέφυρες είναι µερικώς κατεστραµµένες ενώ συνήθη κατασκευές φάρων ανατρέπονται. Όλες οι συνήθεις κατοικίες από οπτοπλινθοδοµή έχουν βαριές βλάβες ενώ 3% των ξύλινων σπιτιών έχουν τελείως καταστραφεί καθώς και κάποιοι ναοί Βουδιστών. Οι σιδηροδροµικές τροχιές έχουν ελαφρώς διαστρεβλωθεί. Συνήθεις ταφόπλακες έχουν ανατραπεί ενώ οι τοιχοποιίες από οπτοπλινθοδοµή έχουν υποστεί βλάβες. Εµφανίζονται κάποιες σχισµές εύρους 30-60 cm στις όχθες ποταµών. Αναταράσσεται το περιεχόµενο των πηγών. Κατολισθήσεις. Το µεγαλύτερο µέρος των ναών Βουδιστών έχει καταστραφεί καθώς και 50-80% ξύλινων κατοικιών. Οι δρόµοι έχουν καταστραφεί και διακόπτονται από ρήγµατα εύρους ικανού για την παρεµπόδιση της κυκλοφορίας οχηµάτων και ζώων. Οι σιδηροδροµικές τροχιές έχουν υ- ποστεί σοβαρές βλάβες. Μεγάλες µεταλλικές γέφυρες καταστρέφονται ενώ οι ξύλινες έχουν

VII >>0.4g µερικώς ή ολικώς καταστραφεί. Ανατροπή στερών ταφοπλακών. Ρωγµές µεγάλους εύρους εµφανίζονται στη γη συνοδευόµενες κάποιες φορές από εκτίναξη νερού και λάσπης. Αλλαγή του ανάγλυφου σε βαθµό που καταστρέφεται η βλάστηση. Αρκετές κατολισθήσεις. Έχουν καταστραφεί όλα τα κτίρια εκτός από κάποια ξύλινα καλής κατασκευής. Εκτινάξεις ξύλινων πόρτων και παραθύρων σε απόσταση. Τεράστιες κατολισθήσεις µε ρήγµατα. 3.6 FEMA 273- ATC 40 - HAZUS 99 Στις ΗΠΑ η αποτίµηση της βλάβης επιτυγχάνεται µέσω καθορισµένων κριτηρίων επιτελεστικότητας ορίζοντας περιγραφικά τα στάδια της επιδιωκόµενης απόκρισης των κατασκευών σε όρους δο- µικής βλάβης. Τα κριτήρια αυτά σχετίζονται κυρίως µε την επιθυµητή συµπεριφορά της κατασκευής (αντίσταση) µετά από ένα σεισµό σε αντίθεση µε τις προηγούµενες κλίµακες που αφορούν στο αποτέλεσµα της σεισµικής διέγερσης (ένταση των δράσεων) πάνω στην κατασκευή. Ωστόσο, στα πλαίσια οµογενοποίησης του τρόπου καταγραφής των συνεπειών ενός σεισµικού γεγονότος, ενδιαφέρει ο τρόπος κατάταξης και αξιολόγησης της βλάβης. Σύµφωνα µε την FEMA 273 τρία βασικά επίπεδα επιτελεστικότητας και δύο ενδιάµεσα ορίζουν την συµπεριφορά των δοµικών στοιχείων, µέσω αποδεκτών κριτηρίων που σχετίζονται µε τις επιτρεπόµενες εισερχόµενες σεισµικές δυνάµεις και παραµορφώσεις, τόσο για τις υφιστάµενες όσο και για τις νέες κατασκευές. Τα βασικά επίπεδα είναι: άµεσης επανάχρησης (Immediate Occupancy Level), προστασίας ανθρώπινης ζωής (Life Safety Level) και αποφυγή ς (Collapse Prevention Level) ενώ τα ενδιάµεσα είναι: περιορισµός της βλάβης (Damage Control Range), περιορισµένης ασφάλειας (Limited Safety Range) και το επίπεδο όπου δεν υφίσταται η δοµική συ- µπεριφορά (Structural Performance Not Considered). Στον Πίνακα 8 γίνεται περιγραφή των βλαβών βάσει των επιπέδων επιτελεστικότητας της FEMΑ. Πίνακας 8. Αναµενόµενες βλάβες κατά την FEMA σύµφωνα µε τα επίπεδα επιτελεστικότητας. Λειτουργικότητας τριχοειδείς ρωγµές σε φέροντα στοιχεία δεν διαρρέουν οι οπλισµοί ελαφριά ρηγµάτωση τοιχοπλ. και επιχρισµάτων εξακολουθούν οι παροχές (νερού κ.λ.π.) η λειτουργία συνεχίζεται Άµεσης Επανάχρησης ελαφρές βλάβες στον Φ.Ο.: ρωγµές µέχρι 1-2mm τοπικές αστοχίες επικάλυψης χωρίς αποδιοργ. σκυροδέµατος διαρροή χάλυβα, εξάντληση της παραµόρφωσης 0.0035 σε θλίψη στροφή κτιρίου κατά το σεισµό: 1% για πλαίσια, 0.5% για τοιχωµατικά ρωγµές τοιχοπληρώσεων µέχρι 3 mm αποκολλήσεις επιχρισµάτων ή και θραύση υαλοπινάκων FEMA 273 Ασφάλειας Ζωής σηµαντικές βλάβες στο.σύστηµα, αρκετό περιθώριο ασφάλειας έναντι ολικής ή µερικής ς επαρκής αντοχή και δυσκαµψία έναντι κατακόρυφων φορτίων στροφή κτιρίου κατά το σεισµό: 2% για πλαίσια, 1% για τοιχω- µατικά παραµένει στροφή κτιρίου µετά το σεισµό: 1% για πλαίσια, 0.5% για τοιχωµατικά καµπτική ή διατµητική ρηγµάτωση εύρους 2-3 mm απώλεια επικάλυψης οπλισµών και περιορισµένες τοπικές αστοχίες (αποδιοργάνωση σκυροδ. σε θλίψη) λυγισµός χωρίς θραύση οπλισµών σε περιορισµένες θέσεις τοπικές αστοχίες στις γωνίες ανοιγ- µάτων σε τοιχώµατα δύσκαµπτα Αποφυγή Κατάρρευσης βαρύτατες βλάβες στο.σύστηµα διατηρείται οριακά η αντοχή έναντι κατακόρυφων φορτίων στροφή κτιρίου έως και: 4% για πλαίσια, 2% για τοιχωµατικές κατασκευές εκτεταµένες και διαµπερείς ρωγµές εύρους αρκετών mm και ενδεχόµενη θραύση οπλισµών στις ρωγµές του Φ.Ο. εκτεταµένη απώλεια επικάλυψης και σε ορισµένες θέσεις πλήρης αποδιοργάνωση σκυροδέµατος σε θλίψη λυγισµός ράβδων πλήρης διάλυση εξωτερικών κόµβων

αποδιοργάνωση δοκών σύζευξης τοιχωµάτων ρηγµάτωση διαφραγµάτων (οριζοντίων) βαριές βλάβες σε τοιχοπληρώσεις, χωρίς πτώση εκτεταµένες αποκολλήσεις επιχρισµάτων (πτώση) καταστροφή διακοσµητικών στοιχείων (πιθανή πτώση) διαµπερείς ρηγµατώσεις διαφραγµάτων ορατές καθιζήσεις πεδίλων & κλίση κτιρίου βαριές βλάβες στις Τ.Π. µέχρι απόσπασης τµήµατος τους από το πλαίσιο και ανατροπή/πτώση συνολική απώλεια επιχρισµάτων και επικαλύψεων πόρτες, διάδροµοι φραγµένοι από µπάζα πλην εξαιρέσεων δεν υπάρχουν ανθρώπινα θύµατα, οι χρήστες διαφεύγουν πριν τους µετασεισµούς Οι περιγραφές για τα επίπεδα βλαβών του ATC 40 είναι παρόµοιες µε αυτές της FEMA 273 (ATC 1996a) και της Vision Progress Report (SEAOC 1995b). Επίσης, στο πρόγραµµα HAZUS99 τα ε- πίπεδα βλάβης αναγνωρίζονται χωριστά για τα δοµικά και τα µη φέροντα στοιχεία και διαβαθµίζονται σε 5 διαφορετικά επίπεδα σεισµικής βλάβης: µηδενική, ελαφριά, µέτρια, εκτεταµένη και. Το HAZUS ορίζει αυτά τα 5 επίπεδα βλαβών µέσω συγκεκριµένων τιµών της µέγιστης σχετικής µετατόπισης µεταξύ διαδοχικών ορόφων. Παρακάτω φαίνεται η συσχέτιση των επιπέδων βλάβης της FEMA 273 µε την κλίµακα βλαβών του ΟΑΣΠ (Πίνακας 9). Πίνακας 9. Προσεγγιστική σύγκριση των επιπέδων επιτελεστικότητας βάσει του ΟΑΣΠ και της FEMA. FEMA 273 Άµεσης Επανάχρησης Περιορισµένης Βλάβης Ασφάλειας Ζωής Περιορισµένης Ασφάλειας Αποφυγή Κατάρρευσης Κατάρρευση ΕΛΛΑ Α ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ΜΑΥΡΑ 3.7 Συσχέτιση των υφιστάµενων κλιµάκων βλάβης Όπως παρατηρείται από τα παραπάνω οι υφιστάµενες κλίµακες βλάβης εµφανίζουν συνήθως αδυναµία στην µεταξύ τους σύγκριση αλλά και στη γενίκευση της χρήσης τους λόγω των πολλαπλών παραγόντων που τις επηρεάζουν και αφορούν στον τρόπο εκτίµησης της βλάβης (ποιοτικά ή ποσοτικά), στην ιδιοµορφία των τύπων των κατασκευών και των υλικών που χρησιµοποιούνται, στο σεισµικό κίνδυνο, στις εδαφικές συνθήκες και στην παράµετρο µέτρησης της εδαφικής διέγερσης, στους κανονισµούς σχεδιασµού καθώς και στα επίπεδα επιτελεστικότητας που τίθενται, ενώ οι περισσότερες κλίµακες βασίζονται στις µέγιστες τιµές, υπερεκτιµώντας ενδεχοµένως τις µέσες τιµές αναµενόµενης βλάβης. Προκειµένου να είναι δυνατή η επεξεργασία των στατιστικών στοιχείων από άλλες κλίµακες και η σύγκριση µεταξύ των βαθµών βλάβης διαφόρων χωρών συντάχθηκε ο Πίνακας 10, ο οποίος συσχετίζει τις πλέον επικρατέστερες υφιστάµενες κλίµακες βλάβης µεταξύ τους, µε την κλίµακα που χρησιµοποιείται στην Ελλάδα κατά την διεξαγωγή των µετασεισµικών ελέγχων και τα επίπεδα βαθµονόµησης της βλάβης της κλίµακας που προτείνεται στη συνέχεια (Rosetto & Elnashai. 2002).

Πίνακας 10. Προσεγγιστική συσχέτιση µεταξύ των υφιστάµενων κλιµάκων βλάβης και της προτεινόµενης κλίµακας. ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΤΙΚΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΒΑΘΜΩΝ ΒΛΑΒΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑ HAZUS 99 VISION 2000 FEMA 273 EMS98 MSK AIJ ATC13 ATC-20 ΟΑΣΠ ΟΜΟΓΕΝΟΠ/ΣΗΣ Μηδενική Βλάβη Βαθµός 1 D1 Ασήµαντη Ασήµαντη Μηδαµινή Άµεση Πλήρης επανάχρηση Μικρή Λειτουργικότητα Ελαφριά Πράσινα Πράσινα βλάβη Βαθµός 2 D2 Μικρή Μικρή Ελεγχόµενη βλάβη Λειτουργικότητα Μέση Μέση βλάβη Βαθµός 3 D3 Μέτρια Ασφάλεια ζωής Μέση Εκτεταµένη βλάβη Ασφάλεια ζωής Σχεδόν Μερική Περιορισµένη ασφάλεια Παρεµπόδιση ς Βαθµός 4 Applied Technology Council (ATC-13 και ATC-20) Federal Emergency Management Agency (Fema-273 και HAZUS 99) Structural Engineering Association of California (SEAOC, Vision 2000) Architectural Institute of Japan (AIJ, 1995) European Macro Seismic Scale (EMS-98) Medmedev Sponheur Karnik Scale (MSK, 1964) D4 Σοβαρή Κατάρρευση Επίπεδο Κατάρρευσης Βαριά Μεγάλη Κίτρινα Κόκκινα Κίτρινα Κόκκινα Εκτεταµένη Μερική 4 ΥΙΟΘΕΤΗΣΗ ΜΙΑΣ ΟΜΟΓΕΝΟΠΟΙΗΜΕΝΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΒΛΑΒΗΣ Όπως επισηµάνθηκε, η διαφορετικότητα των τύπων των κατασκευών από περιοχή σε περιοχή, τα τοπικά γεωλογικά χαρακτηριστικά του ρήγµατος, οι διαφορετικές πρακτικές δόµησης και η υποκειµενικότητα που αναπόφευκτα συνοδεύει την αξιολόγηση και κατάταξη της βλάβης δηµιουργούν εξαρχής ένα πρόβληµα αξιοπιστίας της επεξεργασίας στατιστικών στοιχείων, ως µέσο πρόβλεψης των συνεπειών ενός ενδεχόµενου σεισµού. Εφόσον οι κλίµακες ιεράρχησης των βλαβών διαφέρουν µεταξύ τους, χωρίς να υπάρχει µια ενιαία βάση αναφοράς, δεν είναι δυνατός ο αξιόπιστος συνδυασµός των στατιστικών στοιχείων ή τα αποτελέσµατα της επεξεργασίας αυτών, τα οποία προήλθαν από τις παραπάνω κλίµακες. Για την επίλυση του παραπάνω προβλήµατος προέκυψε η ανάγκη οµογενοποίησης των βαθµών βλάβης των κατασκευών ΩΣ, µέσω µιας ενιαίας κλίµακας βλάβης (Πίνακας 11) η οποία δεν απαιτεί εξειδικευµένες γνώσεις, ενώ σκόπιµα δεν αποκλίνει πολύ από τον µέχρι τώρα, συνήθη τρόπο αξιολόγησης της µετασεισµικής βλάβης. Συντείνει µάλιστα στην ενοποίηση και διεύρυνση της κρατούσας µεθόδου. Η καινοτοµία που εισάγει έγκειται στην βαθµονόµησης της βλάβης µέσω ε- νός προσεγγιστικά µετρήσιµου συντελεστή ήδη από τον χώρο της διενέργειας αυτοψίας του κτιρίου, κάτι που απουσίαζε από τις υφιστάµενες κλίµακες βλαβών. Αυξάνεται ενδεχοµένως ο παράγοντας εµπειρισµού όµως µετριάζονται οι χρονοβόροι κατοπινοί, δειγµατοληπτικοί και διεξοδικότεροι έλεγχοι των σεισµόπληκτων κατασκευών. 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 τυχαίο σεισµό ενώ αναφέρεται σε τέσσερις από τους πιο χαρακτηριστικούς τύπους κτιρίων που απαντώνται στην Νότια Ευρώπη. Προκειµένου να ληφθούν υπόψη τα διάφορα στάδια των βλαβών για καθορισµένα δοµικά συστήµατα ανάληψης των πλευρικών δυνάµεων ώστε τα χαρακτηριστικά

της καµπύλης να εξαρτώνται απ ευθείας από τον τύπο του κτιρίου, η κλίµακα βαθµονοµείται µε κάποιον µετρήσιµο συντελεστή σεισµικής απόκρισης. Ο µετρούµενος βαθµός ή δείκτης βλάβης (Damage Index-DI) κυµαίνεται µεταξύ 0-100% που αντιστοιχεί βαθµιαία, ως προς τα επίπεδα επιτελεστικότητας, σε επίπεδο «καµιάς βλάβης» και «ς», αντίστοιχα (Eleftheriadou & Karabinis. 2005). Η περιγραφή των βλαβών σε κάθε επίπεδο επιτελεστικότητας βασίστηκε στις κυριότερες υφιστάµενες κλίµακες βλάβης. Πίνακας 11. Σύγκριση της προτεινόµενης κλίµακας βλαβών µε αυτή της FEMA και του ΟΑΣΠ. ΟΜΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΩΣ ΒΑΘΜΟΣ ΒΛΑΒΗΣ ΠΛΑΣΤΙΜΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ ΜΗ-ΠΛΑΣΤΙΜΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ ΤΟΙΧΟΠΛ/ΝΟΣ ΠΛΑΙΣΙΑΚΟΣ ΜΙΚΤΟΣ 0% Καµµία Καµµία Καµµία Καµµία Καµµία Καµµία ελαφριά ελαφριά ελαφριά ρηγµάτωση ελαφριά ρηγµάτωση ρηγµάτωση ρηγµάτωση 0-20% Μηδαµινή Λειτουργικότητας τοιχοπλ. και τοιχοπλ. και τοιχοπλ. και τοιχοπλ. και επιχρισµάτ. επιχρισµάτ. επιχρισµάτ. επιχρισµάτ. 20-40% Μικρή 40-55% 55-70% ΕΠΙΠΕ Ο ΒΛΑΒΗΣ Μέτρια ΕΛΛΑ Α ΠΡΑΣΙΝΑ FEMA Άµεσης Επανάχρησης τριχοειδείς ρωγµές σε δοκούς-υποστ. κοντά στους κόµβους (<1mm) τριχοειδείς ρωγµές σε δοκούς-υποστ. κοντά στους κόµβους (<1mm) ρωγµές κυρίως.-καµπτικές & διατµ. Υπ., διαρροή ρωγµές στην ορισµένων Φ.Στ., πλειονότητα.-υπ., µεγαλύτερες διαρροή µικρού καµπτικές αριθµού Φ.Στ., ρωγµές και περιορισµένη έναρξη διατµητ. ρηγµάτωση αποδιοργαν. και αποδιοργαν. σκυροδεµ. σκυροδ. ρωγµές από αλληλεπίδρ. τοιχ.- πλαισίου, διαγώνιες ρωγµές τοιχωµάτων, περιορισµένη θραύση τούβλων κόµβων.- Υπ. έντονη θραύση τούβλων στις συνδέσεις.-υπ., έναρξη δοµικής βλάβης, µερική διατµητ. ρηγµάτωση.στ κυρίως των εξωτερικών πλαισίων τριχοειδείς ρωγµές τοιχωµάτων και συζευγµ. δοκών, έναρξη αποδιοργάνωσης σκυροδεµ. ρωγµές στα περισσότερα τοιχώµατα-κάποια φτάνουν στην ικανότητα διαρροής, αυξηµένη διατµητ. ρηγµάτωση, αποδιοργαν. σκυροδ. στις γωνίες τοιχωµάτων 70-85% 85-90% 90-95% Εκτεταµένη 95-100% Μερική ΚΙΤΡΙΝΑ ΚΟΚΚΙΝΑ Ασφάλειας Ζωής Αποφυγή Κατάρρευσης 100% Κατάρρευση ΜΑΥΡΑ Κατάρρευση κάποια Φ.Στ. έχουν φτάσει το όριο αντοχής, µεγάλες καµπτικές ρωγµές, αποδιοργαν. σκυροδ., λυγισµός των ράβδων, αστοχία κοντών Υποστ. µερικών Υποστ., κλίση κτιρίου ή οροφου Ολική ή επικείµενη εξόλκευση ράβδων, θραύση συνδετήρων, λυγισµός κύριου οπλισµού, διατµητική αστοχία στοιχείων διατµητ. αστοχία πολλών Υποστ., επικείµενη αστοχία µαλακού ορόφου Ολική ή αστοχία µαλακού ορόφου ισογείου εκτεταµένη ρηγµάτωση τοιχοποιίας, πτώση τούβλων, µερική αστοχία πολλών τοιχοποιιών, βαρύτερη βλάβη σε στοιχεία των πλαισίων, µερική διατµητική αστοχία διατµητ. αστοχία. &/ή Υποστ. προκαλώντας µερική, σχεδόν ολική αστοχία τοιχοποιίας Ολική ή επικείµενη τα περισσότερα τοιχώµατα έχουν υπερβεί το όριο διαρροής-κάποια έχουν φτασει το όριο αντοχής, καταπόνηση περιµετρικών Φ.Στ., λυγισµός ράβδων, εκτεταµένη ρηγµάτωση τοιχωµάτων, µερική διατµ. αστοχία αποδιοργάνωση δοκών σύζευξηςτοιχωµάτων και αστοχία κάποιων τοιχωµάτων Ολική ή επικείµενη

5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία γίνεται περιληπτική αναφορά των σπουδαιότερων υφιστάµενων κλιµάκων που χρησιµοποιούνται διεθνώς. Εξαιτίας της ετερογένειας των παραγόντων που επηρεάζουν τις κλίµακες αυτές από χώρα σε χώρα, καθίσταται δυσχερής αφενός η µεταξύ τους σύγκριση και αφετέρου ο συνδυασµός των στατιστικών στοιχείων µετασεισµικών ελέγχων. Συσχετίζονται µε την κλίµακα βλαβών των ελληνικών δεδοµένων και ταυτόχρονα γίνεται µια προσπάθεια µεταξύ τους σύγκρισης και οµογενοποίησης µέσω µιας νέας προτεινόµενης κλίµακας. 6 ΑΝΑΦΟΡΕΣ Απόφαση 5172/ΑΖ5β/18-10-99 Υφυπουργού ΠΕΧΩ Ε. Καθορισµός ελαχίστων υποχρεωτικών απαιτήσεων για τη σύνταξη των µελετών αποκατάστασης των κτιρίων που έχουν υποστεί βλάβες από το σεισµό της 7/9/99 και έκδοση των σχετικών οικοδοµικών αδειών επισκευής /ενίσχυσης. Απόφαση ΥΑΣ 330/ΑΖ5β/16-1-2001. Τροποποίηση και συµπλήρωση της Υπουργικής Απόφασης 5172//ΑΖ5β/18-10-99. AIJ. 1995. Preliminary Report of the 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake. Architectural Institute of Japan. ATC-13. Applied Technology Council. 1985. Seismic Evaluation Data for California. Redwood City, California. ATC-40. Applied Technology Council. 1996. Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings. Volume I, Report SSC 96-01, Redwood City, California. Blong. R.J. 2003. A Review of Damage Intensity Scales. Natural Hazards, 29, p.57-76. Eleftheriadou, A.K. & Karabinis, A.J. 2005. Calibration and Distribution of Structural Damage of Reinforced Concrete Buildings. Proceedings of the 4 th European Workshop on the Seismic Behavior of Irregular and Complex Structures, Thessaloniki. FEMA 273. 1997. NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Funding by Federal Emergency Management Agency, Washington. Grünthal, G. 1993. European Macroseismic Scale 1992 (up-dated MSK scale). European Seismological Commission, Conseil de l Europe, Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, Luxembourg, vol.7, pp 79. Grünthal, G. 1998. European Macroseismic Scale 1998. HAZUS R 99 (SR2). 1999. Advanced Engineering Building Module, Technical and User s Manual, Federal Emergency Management Agency, Washington. Κλίµακα Mercalli-Sieberg. Γεωδυναµικό Ινστιτούτο Αθηνών. Medvedev-Sponheur-Karnik Scale. 1964. MSK 64. Musson, R. 1998. A short history of intensity and intensity scales. Earthquake and Forensic Seismology and Geomagnetism Programme, British Geological Survey, Natural Environment Research Council. http://www.grsg.nmh.ac.uk/phoh/histint.htm. Ο.Α.Σ.Π.-Υ.ΠΕ.ΧΩ. Ε. 1984. Μετασεισµικός Έλεγχος Κτιρίων. Αθήνα. Ο.Α.Σ.Π. 1997. Οδηγίες και Έντυπα για τη ιενέργεια Άµεσου Πρωτοβάθµιου Μετασεισµικού ε- λέγχου Καταλληλότητας των Κτιρίων για Χρήση. Αθήνα.. Ο.Α.Σ.Π-Υ.ΠΕ.ΧΩ. Ε. 2001. Συστάσεις για προσεισµικές και µετασεισµικές επεµβάσεις σε κτίρια. Αθήνα. Rossetto, T. & Elnashai, A. 2002. Derivation of Vulnerability Functions for RC Buildings based on Observational Data. SAFERR, European Commission Community Research. SEOAC. 1995. Vision 2000. Seismology Committee, Structural Engineering Association of California.