Μια προσεισμική επέμβαση ενίσχυσης κτιρίων είναι σχετικά εύκολη και οικονομική, δεδομένου ότι μπορεί να γίνει εξωτερικά χωρίς να διαταράξει τη λειτουργία του κτιρίου και χωρίς να προκαλέσει πρόσθετες επισκευές. Αν και δεν αποτελεί πλήρη θωράκιση, εν τούτοις μειώνει σημαντικά την τρωτότητα του κτιρίου που οφείλεται στο εξαιρετικά ασθενές από πλευράς σεισμικής αντοχής κτίριο.

 

Προκειμένου μια επέμβαση να είναι επιτυχής και αποτελεσματική, απαιτείται καλή γνώση της αναμενόμενης συμπεριφοράς του υφιστάμενου δομήματος ‘ως έχει’ σε κάποιο ισχυρό μελλοντικό σεισμό. Ο μηχανικός καλείται να αποτιμήσει την ικανότητα του κτιρίου να φέρει σεισμικές δράσεις, και να δώσει σαφή, ποσοτική απάντηση στο ερώτημα « Ποια είναι η πραγματική αντοχή αυτού έναντι σεισμικών φορτίων; ». Προς τούτο απαιτείται θεσμοθέτηση κριτηρίων για την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας υφιστάμενων δομημάτων.

 

Στην κατεύθυνση αυτή κινούνται σύγχρονα κανονιστικά κείμενα όπως οι Αμερικάνικες οδηγίες της FEMA, ο Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων, το μέρος 3 του EC κ.λ.π. , υιοθετούν τον σχεδιασμό και την αποτίμηση βάσει δεδομένης στάθμης επιτελεστικότητας.

 

Στόχος της παρούσης εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς πολυώροφου κτιρίου οπλισμένου σκυροδέματος έναντι σεισμικών δράσεων , η εκτίμηση της πραγματικής του αντοχής και η ενίσχυσή του με εξωτερικά περιμετρικά τοιχώματα για στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία Ζωής». Μεγάλη έμφαση κατά την πορεία της ενίσχυσης θα δοθεί στη θεμελίωση των νέων τοιχωμάτων για τον κίνδυνο ανασηκώματος της λόγω του μικρού αξονικού φορτίου τα οποία φέρουν(φαινόμενο σταδιακής δόμησης). Για το σκοπό αυτό, με βάση τον Κανονισμό Επεμβάσεων, θα γίνει χρήση των σύγχρονων ανελαστικών μεθόδων ανάλυσης.

 

 Πρόκειται για ένα εξαώροφο κτίριο κατασκευής του 1970, διαστασιολογημένο με τον Κανονισμό Ωπλισμένου Σκυροδέματος του 1954 και Αντισεισμικό Κανονισμό του 1959, με συμμετρική κάτοψη (κανονικό σε κάτοψη) και με μεταβολή δυσκαμψίας ανά όροφο καθώς μεταβάλλονται με μικρή διαβάθμιση οι διατομές των υποστυλωμάτων. Η προσομοίωση της θεμελίωσης λαμβάνει υπόψη την αλληλεπίδραση εδάφους θεμελίωσης χρησιμοποιώντας ελατήρια winkler.

 

Η ανελαστική ανάλυση των κτιρίων έγινε με δύο κατανομές πλευρικών ωθήσεων, η πρώτη θα είναι καθ’ ύψος συμβατή με την κατανομή των τεμνουσών ορόφων από την φασματική ανάλυση του κτιρίου και η δεύτερη θα είναι ομοιόμορφη κατανομή αποτελούμενη από οριζόντια φορτία ανάλογα προς τη μάζα κάθε στάθμης ορόφου. Τα λογισμικά ανάλυσης που χρησιμοποιήθηκαν είναι το ANSRuop (ΚΑΝ.ΕΠΕ) και το SAP2000.

 

 Οι έλεγχοι στα μέλη γίνεται σε όρους παραμορφώσεων (γωνία στροφής χορδής ) και σε όρους δυνάμεων (τέμνουσα).

 

Συμπεράσματα

• Το υφιστάμενο δόμημα παρουσιάζει μεγάλες ανεπάρκειες σε κάμψη και τέμνουσα στις δοκούς του 1ου, 2ου και 3ου ορόφου. Οι στύλοι που εκδηλώνουν ανελαστικές παραμορφώσεις είναι αυτοί του ισογείου, τρίτου και τετάρτου ορόφου γεγονός που οφείλεται ότι τα ποσοστά των διαμήκων οπλισμών στα κτίρια κατασκευής με τον Αντισεισμικό Κανονισμό του 1959 είναι πολύ μικρά σε σύγκριση με τους τωρινούς Κανονισμούς. Τέλος τα υποστυλώματα του τετάρτου ορόφου εμφανίζουν αστοχία από τέμνουσα.

 

• Οι καμπτικές αστοχίες των στύλων εντοπίζονται σε έναν όροφο, στο ισόγειο, με αποτέλεσμα την δημιουργία «μαλακού ορόφου» και αυτό οφείλεται στην μεταβολή της δυσκαμψίας καθ’ ύψος του κτιρίου κατά τον σχεδιασμό του. Γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στην ολική κατάρρευσή του κτιρίου λόγω των μεγάλων αξονικών φορτίων (φαινόμενα 2ας τάξεως).

 

• Με την ενίσχυση του υφιστάμενου κτιρίου με τα εξωτερικά περιμετρικά γωνιακά τοιχώματα, την δημιουργία διαφράγματος στην κεφαλή της θεμελίωσης (πλάκα δαπέδου ισογείου) και της δοκού του τελευταίου ορόφου με μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος αυξήθηκε σημαντικά η δυσκαμψία της κατασκευής και μειώθηκε η απαίτηση σε μετακίνηση κορυφής για την εδαφική επιτάχυνση 0,24g περίπου 58%.

 

• Όσον αφορά το φαινόμενο της σταδιακής δόμησης και την επίδραση του στο υφιστάμενο δόμημα παρατηρείται ότι κατά την διεύθυνση x, όπου έχουμε μεγαλύτερη επιρροή του φαινομένου λόγω μείωσης της δυσκαμψίας της ενισχυμένης κατασκευής, και λιγότερο στη διεύθυνση y, όπου εκεί δεν υπάρχει επιρροή της σταδιακής δόμησης εξαιτίας της μεγάλης θεμελίωσης, βρίσκονται σε μεγαλύτερο ποσοστό (48%) στύλοι στην στάθμη επιτελεστικότητας «Προστασία Ζωής», ενώ για την ίδια στάθμη το ποσοστό των δοκών είναι μικρότερο(11%), σε σχέση με την προσομοίωση όπου δεν λαμβάνουμε υπόψη το φαινόμενο της σταδιακής δόμησης. Έτσι η αγνόηση της σταδιακής δόμησης οδηγεί τον μελετητή σε υποτίμηση των βλαβών στους στύλους 48% και υπερτίμηση βλαβών στις δοκούς 11% και μετά την ενίσχυση.

 

• Με την πρώτη φάση ενίσχυσης οι ανεπάρκειες των δοκών σε κάμψη και τέμνουσα εξακολουθούν να υφίστανται σε όλους πλέον τους ορόφους ενώ οι ανεπάρκειες στα υποστυλώματα μετατοπίστηκαν στον πέμπτο και τέταρτο όροφο όπου εκεί πλέον παρατηρείται ο μηχανισμός ορόφου όπου πλέον υπάρχουν και ανεπάρκειες σε τέμνουσα. Οι ανεπάρκειες αυτές αναιρούνται όταν στην επόμενη φάση γίνεται ενίσχυση των βλαμμένων μελών με ινοπλισμένα πολυμερή από άνθρακα για αύξηση πλαστιμότητας και αύξηση αντοχής σε τέμνουσα.

 

 • Η επιρροή του φαινομένου της σταδιακής δόμησης είχε μικρές επιπτώσεις στις καμπτικές αντιστάσεις και δυσκαμψία των τοιχωμάτων εξαιτίας του μεγάλου μεγέθους τους, την εξωτερική περιμετρική τους χωροθέτηση στην υφιστάμενη κατασκευή και του μικρού ανοίγματος των φατνωμάτων των υφιστάμενων πλαισίων. Παρουσίασε όμως σημαντικές διαφορές στη θεμελίωση των νέων τοιχωμάτων στην στροφή και το ανασήκωμα των πεδίλων. Στην διεύθυνση x παρατηρούνται μεγαλύτερες αποκλίσεις στις τιμές(100%) των κατακόρυφων μετακινήσεων με έντονη την παρουσία θετικών τιμών.

 

• Η προσομοίωση της αλληλεπίδρασης εδάφους θεμελίωσης δεν είχε σημαντική απόκλιση από το προσομοίωμα με πάκτωση στη θεμελίωση όσον αφορά τα αποτελέσματα της ιδιομορφικής ανάλυσης της κατασκευής. Δίνει όμως σημαντικές πληροφορίες για τις κατακόρυφες μετακινήσεις (στροφή και ανασήκωμα) των θεμελίων κατά την σεισμική διέγερση.