Το είδος και η μέθοδος της κατασκευής, η επιλογή υλικών με πιστοποιημένη σεισμική αντοχή, η ιδιομορφία του εδάφους και η κατάρτιση των μηχανικών, είναι οι κυριότεροι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη, ώστε να εξασφαλιστεί η μέγιστη αντισεισμική προστασία.
Σε σεισμογενείς χώρες, όπως είναι η Ελλάδα, η αντισεισμική θωράκιση των υποδομών είναι ένα κρίσιμο ζήτημα, που απασχολεί τον κατασκευαστικό κλάδο. Οι αντισεισμικές προδιαγραφές των κτιρίων, όπως αυτές καθορίζονται από το θεσμικό πλαίσιο της χώρας μας, οι σύγχρονοι μέθοδοι κατασκευής, καθώς και οι νέες τεχνολογίες, προσδίδουν στα οικοδομήματα αυξημένη αντοχή σε ακραία φυσικά φαινόμενα και συνεπώς, μεγαλύτερη διάρκεια στον χρόνο. Οι λεπτομερείς εδαφοτεχνικές μελέτες, ο άρτιος σχεδιασμός και η επιλογή των κατάλληλων υλικών είναι καθοριστικοί παράγοντες, που επηρεάζουν την αντισεισμική συμπεριφορά του κτιρίου.
Θεσμικό πλαίσιο
Στη χώρας μας, υπάρχει ένα αυστηρό θεσμικό πλαίσιο, το οποίο προσδιορίζει με ακρίβεια τις προδιαγραφές των κτιρίων, ώστε να ανταπεξέρχονται στα σεισμικά φαινόμενα, προσφέροντας παράλληλα βέλτιστη ασφάλεια στους ενοίκους. Οι εν λόγω κανονισμοί, βρίσκονται σε συνεχή διάλογο με την αντίστοιχη ευρωπαϊκή νομοθεσία και ανανεώνονται διαρκώς, βάσει των τελευταίων επιστημονικών εξελίξεων. Οι διατάξεις του θεσμικού πλαισίου είναι απαραίτητο να εφαρμόζονται ευλαβικά, διότι εξασφαλίζουν μεγάλη σεισμική προστασία στα κτίρια.
Σχετικά με τον ισχύον πλαίσιο κανονισμών, κάνει λόγο ο Χρήστος Βελιτσιάνος, γενικός διευθυντής της ΒΕΛΙΚΑΤ ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ. Πιο συγκεκριμένα: «Η αντισεισμική θωράκιση των κτιρίων στην Ελλάδα, τόσο των ιδιωτικών, όσο και των δημόσιων, επιτυγχάνεται με την εφαρμογή ενός πλαισίου αντισεισμικών κανονισμών, το οποίο θεωρείται ένα από τα πλέον σύγχρονα παγκοσμίως. Μετά το 2000 ισχύουν ο Ελληνικός Κανονισμός Οπλισμένου Σκυροδέματος (ΕΚΩΣ 2000) και ο Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΕΑΚ 2000), στους οποίους μετά το 2014 ενσωματώθηκαν διατάξεις του Ευρωπαϊκού Αντισεισμικού Σχεδιασμού (Ευρωκώδικας 8). Την τελευταία εικοσαετία έχουν γίνει μεγάλα βήματα ως προς την ασφάλεια των κτιρίων απέναντι στους σεισμούς, ωστόσο οι ισχύοντες κανονισμοί ανανεώνονται συνεχώς, παράλληλα με την εξέλιξη των επιστημονικών γνώσεων».
Για βελτιώσεις στους κανονισμούς μιλά ο Αννίβας Βασιλόπουλος, ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της ANICON: «Οι Ευρωκώδικες και ο Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός ΕΑΚ2000, καθώς και ο ΚΕΝΑΚ είναι κανονισμοί υψηλής στάθμης. Εκτός αυτού, σήμερα υπάρχει σημαντική τεχνογνωσία για την επισκευή και ενίσχυση των κτιρίων. Όπως τα κτίρια εκσυγχρονίζονται, έτσι θα πρέπει να εκσυγχρονίζονται και οι κανονισμοί. Στην Ελλάδα έχουμε μεγάλη εμπειρία απόκρισης στους σεισμούς, και οι συντάκτες των θεσμών, μαζί με τα πανεπιστήμια και τις ειδικές ομάδες, εμπλουτίζουν συνεχώς τους κανονισμούς. Θα μπορούσαν να υπάρχουν πιο ισχυρά νομοθετικά μέτρα με αντίστοιχο χρονικό προγραμματισμό, να απαιτηθεί σεισμική ενίσχυση ευάλωτων κατασκευών, να υπάρχει πλαίσιο προτεραιοτήτων, δημοσιονομικά κίνητρα και σαφείς ρυθμίσεις θεμάτων υλοποίησης δράσεων. Επιπλέον χρειάζεται να γίνει αναβάθμιση των δημοσίων κτιρίων, να δοθούν ιδιωτικά δημοσιονομικά κίνητρα, χρηματοδότηση, δανειοδότηση, ακόμα και απαιτήσεις συντήρησης».
Στη συνέχεια ο Απόστολος Κωνσταντινίδης, επιστημονικός υπεύθυνος της BuildingHOW Team, επισημαίνει τον πρωταγωνιστικό ρόλο της Ελλάδας στην διαμόρφωση των ευρωπαϊκών αντισεισμικών κανονισμών, αλλά και τις αδυναμίες της χώρας μας στον τομέα της αντισεισμικής πρόληψης: «Σε επίπεδο μελέτης ισχύουν οι Ευρωκώδικες 8, που είναι ότι πιο σύγχρονο υπάρχει διεθνώς για τις αντισεισμικές κατασκευές. Οι κανονισμοί αυτοί ισχύουν για όλα τα έργα και για όλες τις χώρες τις Ευρώπης. Η Ελλάδα, ως η ευρωπαϊκή χώρα με τους περισσότερους σεισμούς, είχε καθοριστικό ρόλο στη σύνταξη αυτών των κανονισμών. Υπάρχουν όμως δύο μεγάλα κενά στην Ελλάδα, που αφορούν αφενός, τον έλεγχο και την πιστοποίηση των αντισεισμικών μελετών και αφετέρου, τον τομέα των κανονισμών για την τήρηση των αντισεισμικών προδιαγραφών στην κατασκευή, δηλαδή την εφαρμογή στο εργοτάξιο».
Αντισεισμικότητα και σχεδιασμός
Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός του κτιρίου και η τελική του γεωμετρική μορφή, επηρεάζουν άρδην την αντισεισμική συμπεριφορά των οικοδομημάτων. Είναι εύλογο, ότι ανάλογα με την τελική μορφή του κτιρίου, υπάρχουν κάποιες κρίσιμες περιοχές, που δέχονται έντονη επιβάρυνση και είναι επιρρεπή κατά την διάρκεια ενός σεισμού. Στόχος είναι το έργο να έχει τέτοια δομή, ώστε να ανακουφίζονται να βεβαρυμμένα σημεία και να περιορίζεται ο αριθμός τους στον μέγιστο βαθμό. Για την υλοποίηση αυτής της συνθήκης, απαιτούνται μηχανικοί με πολυετή εμπειρία και εξειδικευμένες γνώσεις στην αντισεισμική θωράκιση των κτιρίων.
«Πάντοτε η μορφή και ο σχεδιασμός του κτιρίου, στηριζόταν στις τεχνικές δυνατότητες κατασκευής του σκελετού. Η εκπαίδευση των αρχιτεκτόνων και των πολιτικών μηχανικών γινόταν ανέκαθεν με αυτή τη λογική, αλλά πάντοτε στον απόηχο των παλιότερων γνώσεων της δόμησης, με βάση τα φορτία βαρύτητας. Τώρα ξέρουμε, ότι τα σεισμικά φορτία, που δε προλαβαίνουμε να τα δούμε τη στιγμή του σεισμού, αλλά βλέπουμε τα αποτελέσματά τους στις υπάρχουσες κατασκευές, είναι καθοριστικά στο σχεδιασμό των κτιρίων, τόσο από αρχιτεκτονικής, όσο και από στατικής άποψης. Αυτή τη στιγμή υπάρχει έλλειμα γνώσης σε παλιούς και σε πολλούς νέους μελετητές, γι’ αυτό χρειάζεται φρεσκάρισμα της επιστημονικής γνώσης των αρχιτεκτόνων και των πολιτικών μηχανικών. Αν και διακρίνονται για την υψηλή τους γενική κατάρτιση, υστερούν στην εξειδικευμένη αντισεισμική κατάρτιση. Αυτή άλλωστε είναι και η λογική της δια βίου εκπαίδευσης» είπε ο Α. Κωνσταντινίδης, υπογραμμίζοντας τη άρρηκτη σχέση αντισεισμικότητας και σχεδιασμού.
Επιλογή υλικών και μεθόδου κατασκευής
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η επιλογή κατάλληλων δομικών υλικών, που διακρίνονται για την πλαστικότητα και την ενισχυμένη αντοχή τους στα σεισμικά φαινόμενα, συνδυαστικά με έναν προσεγμένο αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, είναι το κλειδί για την σεισμική προστασία των υποδομών. Είναι σημαντικό τα βιομηχανικά προϊόντα που θα χρησιμοποιηθούν, να έχουν πιστοποιήσεις από αξιόπιστους φορείς και να ασκείται σε αυτά ενδελεχής ποιοτικός έλεγχος. Οι νέες τεχνολογίες στον τομέα των υλικών και στις μεθόδους κατασκευής, αποτελούν πολύτιμα εργαλεία στα χέρια των έμπειρων και καταρτισμένων μηχανικών, τα οποία τους δίνουν την δυνατότητα να δημιουργήσουν κατασκευαστικά θαύματα, ακόμα και σε περιοχές, που πλήττονται ανά τακτά χρονικά διαστήματα, από μεγάλους σεισμούς και τσουνάμι.
Ο Α. Βασιλόπουλος παρουσιάζει τα συστήματα σεισμικών μονώσεων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στην διεθνή αγορά: «Το Α και το Ω για την επίτευξη της αντισεισμικής συμπεριφοράς των κτιρίων είναι η εφαρμογή των κανονισμών και η επιλογή της καταλληλότερης τεχνικής. Στην Ελλάδα και το εξωτερικό υπάρχουν πολλά υλικά. Η τεχνολογία προχωράει και όλοι έχουν στο μυαλό τους την σεισμική μόνωση των κτιρίων. Στην παγκόσμια αγορά υπάρχουν αρκετά διαφορετικά συστήματα σεισμικής μόνωσης, τα οποία έχουν προταθεί, κατασκευαστεί και χρησιμοποιηθεί. Οι τρεις πιο κοινές κατηγορίες σεισμικών εφεδράνων είναι: τα ελαστομεταλλικά (ή ελαστομερικά) εφέδρανα (elastomeric bearings), τα σεισμικά εφέδρανα ολίσθησης (sliding bearings) ή και άλλα υλικά, για να διασφαλίζεται ο επιθυμητός συντελεστής τριβής, όπως και άλλες ιδιότητες. Επιπρόσθετα, έχουν παρουσιαστεί και υβριδικά συστήματα μόνωσης, στα οποία συνδυάζονται διάφοροι τύποι σεισμικών εφεδράνων, όπως ταυτόχρονη χρήση ελαστομερικών εφεδράνων και εφεδράνων ολίσθησης. Είναι αναγκαίο η ενεργειακή, λειτουργική και αισθητική αναβάθμιση των κτιρίων, να συνοδεύεται από τον προσεισμικό έλεγχο επάρκειας».
Το πρόβλημα στην εκπαίδευση και στην κατάρτιση των μηχανικών, αναδεικνύει ο Α. Κωνσταντινίδης: «Τα υλικά, που χρησιμοποιούνται σε ποσοστό πάνω από το 95% στις ελληνικές κατασκευές, είναι το σκυρόδεμα και ο χάλυβας οπλισμού του σκυροδέματος. Τα υλικά αυτά παράγονται σχεδόν αποκλειστικά στην Ελλάδα, ακολουθούν τις ευρωπαϊκές προδιαγραφές και σε γενικές γραμμές είναι υψηλής ποιότητας. Υπάρχει όμως, σοβαρότατο πρόβλημα στην ορθή χρήση αυτών των υλικών, κατά την εφαρμογή τους στο εργοτάξιο και αυτό οφείλεται σε πολλούς λόγους. Η κυριότερη αιτία είναι το ανεκπαίδευτο προσωπικό. Παρόλο που η ποιότητα του τεχνικού προσωπικού είναι πολύ υψηλή, η εκπαίδευση του είναι ελάχιστη και η πιστοποίηση του μηδενική».
«Στην Ελλάδα η συντριπτική πλειοψηφία των κτιρίων κατασκευάζεται από οπλισμένο σκυρόδεμα. Σε κάθε νέο κτίριο ανάλογα με ιδιότητες του σκυροδέματος, που επιθυμούμε να επιτύχουμε, επιλέγουμε την κατάλληλη ποιότητα και αναλογία υλικών, τα οποία δέχονται επεξεργασία με συγκεκριμένες τεχνικές, ακολουθώντας τους προβλεπόμενους κανονισμούς. Πρακτικά η ελάχιστη κατηγορία σκυροδέματος, σύμφωνα με τον ΕΚΩΣ 2000 είναι η C20/25, ενώ βάσει Ευρωκώδικων η C30/37» δηλώνει ο Χ. Βελιτσιάνος και συμπληρώνει «Στην κατασκευή κτιρίων, που προορίζονται για κατοικίες, συνήθως επιλέγεται οπλισμός χάλυβα κατηγορίας Β500c. Παράλληλα, ισχυρή αντισεισμική θωράκιση προσφέρει και η κατασκευή ενός σύμμικτου φέροντα οργανισμού, ο οποίος αποτελεί ένα συνδυασμό δομικού χάλυβα και οπλισμένου σκυροδέματος και κατασκευάζεται βάσει των προδιαγραφών των Ευρωκώδικων».
Η εξασφάλιση της ποιότητας του σκυροδέματος και των υπόλοιπων δομικών υλικών, μέσω σχετικών πιστοποιητικών, είναι απαραίτητη για την στατικότητα ενός κτιρίου. Ο Α. Βασιλόπουλος υπογραμμίζει: «Η ποιότητα των υλικών, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή θα πρέπει να ελέγχεται. Δεν θα πρέπει να παραλείπεται ο δειγματοληπτικός έλεγχος στο σκυρόδεμα και στον οπλισμό του κτιρίου, που είναι τα βασικά υλικά κατασκευής του φέροντος σκελετού. Σύμφωνα με τους ελληνικούς κανονισμούς, η σκυροδέτηση θα πρέπει να γίνει με τη χρήση των κατάλληλων δοκιμίων. Είναι σημαντικό ένας κατασκευαστής να ελέγχει τις πιστοποιήσεις των βιομηχανικών υλικών, που παράγουν τα εργοστάσια και να εξασφαλίζει ότι οι πιστοποιήσεις δίδονται από εγκεκριμένους φορείς».
Παρόμοια άποψη σχετικά με τον ποιοτικό έλεγχο των υλικών, έχει και ο Χ. Βελιτσιάνος, ο οποίος δηλώνει: «Ο ποιοτικός έλεγχος όλων των δομικών υλικών, αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος, της μακροπρόθεσμα άρτιας αντισεισμικής συμπεριφοράς της κατασκευής. Κατά την παραλαβή των υλικών επιβάλλεται ο προσεκτικός έλεγχος των πιστοποιητικών προέλευσης τους. Ο οπλισμός από χάλυβα ελέγχεται οπτικά για εξωτερικές αλλοιώσεις, παραμορφώσεις ή «πληγές», οι οποίες επιταχύνουν το φαινόμενο της οξείδωσής του. Για το σκυρόδεμα απαιτείται προσοχή στη σωστή δόνηση, τη διάστρωση, τη διαβροχή, τη συμπύκνωση και τη συντήρησή του. Δοκίμια σκυροδέματος αποστέλλονται σε πιστοποιημένα εργαστήρια και υπόκεινται σε εργαστηριακό έλεγχο».
Την σημασία της ποιότητας του σκυροδέματος, υπογραμμίζει ο Δημήτρης Δήμου, γενικός εμπορικός διευθυντής του ομίλου ΗΡΑΚΛΗΣ: «Ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην αντισεισμική θωράκιση των κτιρίων είναι οι υψηλές ποιοτικές επιδόσεις του σκυροδέματος. Η σύνθεση του σκυροδέματος οφείλει να είναι σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο, ώστε να εξασφαλίζει τόσο τις απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες, όσο και υψηλό χρόνο λειτουργικής ζωής (Concrete working life / servicelifetime). Επομένως η ανθεκτικότητα του σκυροδέματος καθίσταται πρωταρχικής σημασίας στον σχεδιασμό της σύνθεσής του. Το σκυρόδεμα ενδέχεται να υποστεί προσβολές από διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες (φυσικούς, όπως παγετός ή υψηλές θερμοκρασίες – μηχανικούς, όπως συρρίκνωση ή επιβολή υψηλών καταπονήσεων – χημικούς, όπως ενανθράκωση ή προσβολή θειικών και χλωριούχων ενώσεων), οι οποίες υπό κατάλληλες συνθήκες εξελίσσονται και μπορούν να οδηγήσουν, είτε σε ρηγματώσεις της μάζας του σκυροδέματος, είτε σε διάβρωση του οπλισμού. Με τη χρήση τσιμέντων CEM II & CEM IV, τα οποία περιέχουν υλικά με ποζολανικές ιδιότητες (όπως φυσική ποζολάνη, ελαφρόπετρα / κίσηρη, ιπτάμενη τέφρα), ενισχύεται η ανθεκτικότητα του σκυροδέματος, καθώς αυτά τα τσιμέντα συμβάλλουν στην μείωση του πορώδους. Στον Όμιλο ΗΡΑΚΛΗΣ επενδύουμε σταθερά στην ανάπτυξη αυτών των τύπων τσιμέντου, τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί σε όλα τα μεγάλα έργα υποδομής της χώρας».
Καταλληλότητα εδάφους
Προτού ξεκινήσει η κατασκευή ενός οικοδομήματος, θα πρέπει να γίνει σωστή επιλογή του εδάφους. Το έδαφος είναι η βάση κάθε κτιρίου και συνεπώς διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην στατικότητα του. Οι εδαφοτεχνικές μελέτες πρέπει να γίνονται σε όλες τις κατασκευές, ώστε να λαμβάνονται υπόψη παράγοντες, που μακροπρόθεσμα μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο το κτίριο. Είναι εμφανές ότι ανάλογα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του εδάφους, το μέγεθος του κτιρίου και τη χρήση για την οποία προορίζεται, πρέπει να επιλέγεται το είδος και ο τρόπος κατασκευής.
Επί του θέματος σχολιάζει ο Α. Κωνσταντινίδης: «Το έδαφος μεταφέρει τα σεισμικά κύματα και ταυτόχρονα στηρίζει τις κατασκευές, επομένως έχει καθοριστική σημασία στην αντισεισμική συμπεριφορά των κατασκευών. Σημαντική είναι η ύπαρξη εδαφολογικής μελέτης, ειδικά όταν πρόκειται για μεγάλο/σημαντικό κτίριο ή δεν υπάρχουν παρακείμενα έργα με γνωστή συμπεριφορά. Εξίσου σπουδαίο είναι το βάθος εκσκαφής, επί της οποίας θα θεμελιωθεί το κτίριο.
Το βάθος εκσκαφής εκτός των άλλων, δημιουργεί μία αποφόρτιση του επιπέδου της θεμελίωσης, που πολλές φορές είναι αρκετή από μόνη της να εξασφαλίσει την ασφαλή έδραση του κτιρίου. Επιπλέον, η ύπαρξη τουλάχιστον ενός υπογείου με περιμετρικά τοιχία, προσδίδει πολύ καλή αντισεισμική συμπεριφορά, που μπορεί να εξασφαλίσει τις πιθανές διαφορικές καθιζήσεις, οι οποίες συμβαίνουν μετά ή κατά τη διάρκεια ενός ισχυρού σεισμού. Υπάρχουν και πολλές άλλες τεχνικές ανάλογα με την ποιότητα του εδάφους, όπως η αποστράγγιση και η εξυγίανση του εδάφους με αδρανή, η χρήση πασσάλων και η γενική κοιτόστρωση, που αποφασίζονται από το μηχανικό, πολλές φορές ακόμη και μετά την εκσκαφή. Η γνώση και η πείρα του μελετητή μηχανικού και του επιβλέποντα μηχανικού είναι ίσως ο σημαντικότερος παράγοντας αντισεισμικών αποφάσεων εκσκαφής και θεμελίωσης».