Ενίσχυση υφισταμένων κτιρίων οπλισμένου σκυροδέματος με ανοικτούς ισόγειους ορόφους (pilotis) για βελτιωμένη αντισεισμική συμπεριφορά
Authors: Αντωνόπουλος Θεμιστοκλής 
Published: August 2021

Αντικείμενο της παρούσης διδακτορικής διατριβής είναι η βέλτιστη μερική ενίσχυση κτιρίων Ο.Σ. με ανοικτούς ισογείους ορόφους Pilotis, που έχουν σχεδιασθεί και κατασκευασθεί πριν το 1984, σύμφωνα με τους παλιούς Ελληνικούς Κανονισμούς. Η έρευνα εστιάζει σε λύσεις ενίσχυσης που περιορίζονται στο ανοικτό ισόγειο των κτιρίων, προκειμένου κατά το διάστημα εκτέλεσης των εργασιών να μη διακόπτεται η λειτουργία τους και το κόστος της επέμβασης να παραμένει σε χαμηλά επίπεδα. Διεθνώς αλλά και στην Ελλάδα το επίπεδο των σημερινών γνώσεων αναφορικά με πλήρεις επισκευές/ενισχύσεις κτιρίων σε προκαθορισμένα επίπεδα ασφάλειας είναι ικανοποιητικό. Το αντικείμενο ωστόσο της μερικής ενίσχυσης, όπου η επέμβαση σε ένα και μόνο όροφο (εν προκειμένω στο ανοικτό ισόγειο) επηρεάζει την απόκριση ενός ή περισσοτέρων γειτονικών του δεν έχει διερευνηθεί επαρκώς, γεγονός το οποίο αφενός αποτέλεσε κίνητρο, αφετέρου την πρωτοτυπία της ερευνητικής αυτής προσπάθειας. Σημαντικότερο ίσως κίνητρο αποτέλεσε η πρακτική σπουδαιότητα του θέματος, δεδομένου ότι στην Ελλάδα τα παλαιά κτίρια με pilotis έχουν τη μεγαλύτερη σεισμική τρωτότητα, αλλά και πέραν τούτου το γεγονός ότι οι σχετικές ενισχύσεις είναι ίσως οι μόνες εφικτές σε μεγάλη κλίμακα για λόγους που θα αναπτυχθούν στα επόμενα. Το πρόβλημα αντιμετωπίζεται με εκτεταμένη αριθμητική διερεύνηση της σεισμικής συμπεριφοράς κτιρίων Pilotis που ενισχύονται μερικώς στο ισόγειό τους, με εφαρμογή μη-γραμμικών μεθόδων ανάλυσης. Ελλείψει κανόνων για τον ακριβή υπολογισμό της βέλτιστης απαιτούμενης ενίσχυσης, εφαρμόζεται μια μεθοδολογία δοκιμής λάθους όπου μέσω επαναληπτικών αναλύσεων καθορίζεται το όριο εκείνο της ενίσχυσης το οποίο οδηγεί στο βέλτιστο δυνατό αποτέλεσμα, δηλαδή στη μέγιστη δυνατή μείωση της αρχικής τρωτότητας του κτιρίου. Εξετάζονται συμβατικές μέθοδοι ενίσχυσης με μεταλλικούς συνδέσμους δυσκαμψίας ή μανδύες Ο.Σ. Επιλεκτικά, δοκιμάζονται και συστήματα με μεγαλύτερη ικανότητα απορρόφησης ενέργειας όπως πλάστιμοι διατμητικοί σύνδεσμοι ή σύνδεσμοι εξασφαλισμένοι έναντι λυγισμού, ενώ διερευνάται και η τυχόν δυσμενής επίδραση του τρόπου θεμελίωσης στη συνολική σεισμική συμπεριφορά πριν και μετά την ενίσχυση. Η αναλυτική αποτίμηση της ανελαστικής σεισμικής απόκρισης των κτιρίων βασίζεται στον Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3. Εξετάζεται η δυνατότητα προσεγγιστικής εκτίμησης των απαιτούμενων ενισχύσεων, μέσω συσχέτισης των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τις αναλύσεις στα λεπτομερή προσομοιώματα των κτιρίων με καθολικούς δείκτες σε επίπεδο συνολικής αντοχής και δυσκαμψίας ορόφων, οι οποίοι υπολογίζονται εφαρμόζοντας απλές σχέσεις. Προτείνεται επίσης και εφαρμόζεται ένα απλοποιημένο προσομοίωμα για τη διερεύνηση του προβλήματος. Το εν λόγω προσομοίωμα δίνει τη δυνατότητα ελέγχου ή σχεδιασμού όλων των πιθανών συνδυασμών λύσεων μερικής ενίσχυσης, με εύκολο και σχετικά ακριβή τρόπο, αποφεύγοντας τις υπολογιστικά απαιτητικές και χρονοβόρες αναλύσεις στα πλήρη λεπτομερή προσομοιώματα των κτιρίων. Τέλος, αναλύεται και παρουσιάζεται ένα τυπικό κοστολόγιο λύσεων μερικής ενίσχυσης του ισογείου, όπως αυτές προέκυψαν από τις διερευνήσεις της παρούσης. Η ερευνητική αυτή προσπάθεια οδηγεί στο ασφαλές συμπέρασμα ότι μια προσεισμική επέμβαση μερικής ενίσχυσης αυτού του τύπου κτιρίων είναι εφικτή, πρακτικά 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 πλευρά σεισμικής αντοχής ισόγειο. Η στρατηγική αυτή της μερικής ενίσχυσης αποτελεί πιθανότατα τη μόνη πρακτικά εφικτή λύση ευρείας εφαρμογής για το πρόβλημα της μείωσης της σεισμικής επικινδυνότητας των υφισταμένων οικοδομών στη χώρα μας. Και τούτο διότι, η πλέον επιθυμητή πλήρης ενίσχυση σε αποδεκτά επίπεδα ασφαλείας κατά τους σύγχρονους κανονισμούς, προσκρούει, κατά την εφαρμογή της σε πολυκατοικίες στο μεγάλο κόστος ανά ιδιοκτήτη, και στην ανάγκη προσωρινής μεταστέγασης των ενοίκων κατά τη διάρκεια των εργασιών. Οι δυο αυτοί παράγοντες καθιστούν τις πλήρεις ενισχύσεις πρακτικά μη εφαρμόσιμες.