ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ ΣΕ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

ΕΝΤΑΣΙΟΜΕΤΡΟ

 

    

(Αποτελεί  πνευματική ιδιοκτησία  του Καθηγ. Α. Τσελέντη και της ομάδας του)

                 


      
Το Εντασιόμετρο είναι ένα σύστημα καταγραφής, ανάλυσης και εκτίμησης καταπόνησης κτιρίων από σεισμούς, το οποίο εγκαθίσταται ολόκληρο ή μέρος του σε εγκαταστάσεις (κτιριακές ή άλλες), προκειμένου κατά τη διάρκεια ενός σεισμού να καταγράφει την καταπόνηση που υπέστη η εγκατάσταση, έτσι ώστε στη συνέχεια να γίνεται ανάλυση της καταγραφής, σύγκριση με προκαθορισμένα όρια και να παρέχει πληροφορίες και ενδείξεις για την δομική ακεραιότητα της εγκατάστασης στους χρήστες της.

Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού διαδίδονται στη γη σεισμικά κύματα διαφόρων ειδών, που χαρακτηρίζονται από διαφορετική ταχύτητα, μήκος κύματος, διεύθυνση της κίνησης κ.ά. Η συνολική κίνηση που προκαλεί το σύνολο των διαφόρων ειδών σεισμικών κυμάτων χαρακτηρίζεται από μια κατανομή στο πεδίο των συχνοτήτων. Οι καταστροφικές ιδιότητες του σεισμού οφείλονται στο γεγονός ότι τα σεισμικά κύματα προκαλούν ταλάντωση των εγκαταστάσεων. Κάθε εγκατάσταση χαρακτηρίζεται από μια ιδιοσυχνότητα ή φυσική συχνότητα, η οποία σε γενικές γραμμές εξαρτάται από το μέγεθος της εγκατάστασης, τα υλικά κατασκευής και την δομική μορφή της εγκατάστασης. Στην περίπτωση που η φυσική συχνότητα μιας εγκατάστασης που τίθεται σε εξαναγκασμένη ταλάντωση από σεισμικά κύματα κατά τη διάρκεια ενός σεισμού συμπίπτει ή είναι παραπλήσια της βασικής συχνότητας των σεισμικών κυμάτων, τότε έχουμε συντονισμό με αποτέλεσμα η συγκεκριμένη εγκατάσταση να υφίσταται πολύ μεγάλες καταπονήσεις.  

Το Εντασιόμετρο είναι ένα σύστημα που καλείται να καλύψει το κενό της παντελούς έλλειψης μετρήσιμων (αριθμητικών) στοιχείων σχετικά με την καταπόνηση που υφίσταται ένα κτίριο ή μια εγκατάσταση κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Ειδικότερα, το Εντασιόμετρο αφορά σε ένα σύστημα που αφενός καταγράφει τις παραμέτρους της κίνησης μιας εγκατάστασης κατά τη διάρκεια ενός σεισμού και στη συνέχεια αξιοποιεί τα στοιχεία αυτά προκειμένου να αναλυθεί η καταπόνηση που υπέστη η εγκατάσταση, να γίνει σύγκριση με προκαθορισμένα όρια. Τα αποτελέσματα της παραπάνω ανάλυσης παρέχουν πληροφορίες και ενδείξεις για την δομική ακεραιότητα της εγκατάστασης, έτσι ώστε να εξάγονται ασφαλή συμπεράσματα σχετικά με την ασφάλεια της εγκατάστασης ή το είδος, τη φύση και την έκταση των επισκευών που απαιτούνται προκειμένου αυτή να επανέλθει σε ασφαλή κατάσταση.

Το γεγονός ότι η χώρα μας είναι μια από τις πιο σεισμογενείς περιοχές του κόσμου και ότι ακόμη και σήμερα η Αθήνα υφίσταται τις συνέπειες του καταστροφικού σεισμού του 1999, καθιστά επιτακτική τη χρήση συστημάτων που μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για τη δομική καταπόνηση που υφίσταται μια εγκατάσταση κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατό να εκτιμηθεί καλύτερα η κατάσταση της εγκατάστασης και να γίνουν οι απαραίτητες διορθωτικές ενέργειες, προκειμένου να εξασφαλισθεί η ασφάλεια των εγκαταστάσεων. Επιπλέον μαζική χρήση τέτοιων συστημάτων μπορεί να παρέχει πληροφορίες για την ποιότητα των εδαφών σε επίπεδο μικροζωνικών μελετών, με απώτερο σκοπό τον καθορισμό πληρέστερων Αντισεισμικών Κανονισμών από την Πολιτεία. Το γεγονός αυτό καθιστά το Εντασιόμετρο μία αναγκαιότητα με τεράστια πρακτική, ουσιαστική και οικονομική σημασία.

Στη διεθνή αγορά δεν υπάρχουν συστήματα με αντίστοιχες δυνατότητες  Παρόλ αυτά, τόσο στη διεθνή όσο και στην Ελληνική αγορά διατίθενται ορισμένα από τα τμήματα (modules) που απαρτίζουν το Εντασιόμετρο, σαν ανεξάρτητες συσκευές. Για παράδειγμα υπάρχουν στην αγορά  επιταχυνσιόμετρα για τη μέτρηση των παραμέτρων της κίνησης της γης κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό και καταγραφικά (logger) προκειμένου οι ανωτέρω πληροφορίες να αποθηκεύονται. Οι παραπάνω συσκευές όμως, σε καμία περίπτωση δεν μπορούν να υποκαταστήσουν τις λειτουργίες του Εντασιόμετρου.

Η βασική διαφορά του Εντασιόμετρου από συσκευές παρεμφερούς τεχνολογίας, είναι το γεγονός ότι συνδυάζει τις λειτουργίες πολλών σχετικών συστημάτων, με μια νέα αντίληψη για την παρακολούθηση της δομικής καταπόνησης που υφίστανται οι εγκαταστάσεις κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.  

 

Η κυριότερη εφαρμογή του Εντασιόμετρου αφορά στην τοποθέτησή του σε οποιαδήποτε εγκατάσταση ή κτίριο, έτσι ώστε να είναι πλέον δυνατό να υπάρχουν απόλυτα αριθμητικά δεδομένα σχετικά με την καταπόνηση που υφίσταται μια εγκατάσταση κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.

Το Εντασιόμετρο μπορεί να κατασκευασθεί έτσι ώστε να ενσωματώνει σαν κριτήρια επικινδυνότητας μια καταπόνησης, τα όρια που τίθενται στον οικοδομικό ή άλλους σχετικούς κανονισμούς, προκειμένου να προειδοποιεί αυτόματα το χρήστη της εγκατάστασης για την περίπτωση που η καταπόνηση της εγκατάστασης πλησίασε ή ξεπέρασε τα προαναφερθέντα όρια.

Έτσι μετά από σεισμούς είναι εύκολη η άμεση προσεγγιστική εκτίμηση για την κατάσταση της εγκατάστασης, με αποτέλεσμα την ταχύτατη αρχική εκτίμηση των ζημιών και συνεπώς της ασφάλειας των εγκαταστάσεων και κυρίως των χρηστών της. 

Επιπλέον με τα στοιχεία που μπορεί να παρέχει το Εντασιόμετρο μπορεί πλέον να δημιουργηθεί ένα μητρώο ιστορικού των καταπονήσεων που υφίσταται μια εγκατάσταση ή ένα κτίριο και να είναι πιο εύκολη η αναγνώριση και αντιμετώπιση κρίσιμων για την ασφάλεια της εγκατάστασης περιστατικών καταπόνησης.

Ένα πλεονέκτημα του Εντασιόμετρου που καθιστά τη χρήση του επιτακτική είναι το γεγονός ότι η σημερινή τεχνολογία επιτρέπει την κατασκευή του με τέτοιο τρόπο, ώστε η εξαγωγή των συμπερασμάτων που προαναφέρθηκαν να γίνεται πολύ γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια, χωρίς να απαιτούνται χρονοβόρες μελέτες, τεχνικές εξομοίωσης ή πολύπλοκοι εργαστηριακοί έλεγχοι. Έτσι μπορούμε να έχουμε μια άμεση εκτίμηση της καταπόνησης μιας εγκατάστασης και αντίστοιχη ειδοποίηση των χρηστών της (πχ. των ενοίκων μια πολυκατοικίας).

          Μια ακόμη χρήση του Εντασιόμετρου σχετίζεται με το γεγονός ότι ένας αριθμός τέτοιων συστημάτων διάσπαρτα τοποθετημένων σε μια μεγάλη έκταση (όπως μια πόλη), είναι δυνατό να αποτελέσουν ένα δίκτυο που μπορεί άμεσα να παρέχει πληροφορίες σχετικά με τις επιπτώσεις του σεισμού γεωγραφικά, προκειμένου να ενεργοποιηθούν προς τη σωστή κατεύθυνση οι αρμόδιοι για την αντιμετώπιση καταστροφών φορείς της Πολιτείας. Επιπλέον τα στοιχεία που συλλέγονται από ένα τέτοιο δίκτυο μπορούν να αξιοποιηθούν μετέπειτα, προκειμένου να καταστούν πιο ρεαλιστικοί και αποτελεσματικοί οι οικοδομικοί ή άλλοι σχετικοί κανονισμοί, δεδομένου ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκπόνηση ακόμη και μικροζωνικών μελετών.

 

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΕΝΤΑΣΙΟΜΕΤΡΟΥ ΣΕ ΚΑΤΟΙΚΙΑ

Έστω ότι γίνεται σεισμός και

α)Ανάβει το πράσινο λαμπάκι  (αυτό σημαίνει ότι  το κτίριο υπέστη φορτίσεις μικρότερες από αυτές  για τις οποίες έχει σχεδιαστεί να αντέχει). Τότε ο ένοικος δεν κάνει τίποτε και είναι σίγουρος ότι η ιδιοκτησία του είναι εντάξει (αν βέβαια ανάψει το πράσινο λαμπάκι και πάθει στατικές ζημιές τότε ας ζητήσει τα   από τον εργολάβο!). Το εντασιόμετρο είναι ένα μέτρο ελέγχου του εργολάβου σας!

β)Ανάβει το κόκκινολαμπάκι. Καλό θα ήταν να επικοινωνήσει με τον μηχανικό του για να κάνει έναν έλεγχο.

 

Το Εντασιόμετρο το έχουν ήδη επιλέξει πολλές κατασκευαστικές εταιρείες  ενώ προτείνεται και από ασφαλιστικούς φορείς. Αναμένεται να κυκλοφορήσει περί τα μέσα του 2004.