Η pilotis για τον αρχιτέκτονα, τον δομοστατικό μηχανικό και την πολιτεία

Του Βαγγέλη Ματράγκου*

Η pilotis πρωτοχρησιμοποιήθηκε από τον Le Corbusier με διττό σκοπό. Αφενός πρακτικά για να σηκώσει το κτίριο από το έδαφος πετυχαίνοντας μεταξύ άλλων και τον καλύτερο αερισμό της κατασκευής, αφετέρου να δώσει την αίσθηση της ελευθερίας του εδάφους και του περιβάλλοντος χώρου από την τοιχοποιία. Στην Ελλάδα η pilotis έχει κατά κόρον κατασκευαστεί από τη δεκαετία του 80 και μετά, και στα μεγάλα αστικά κέντρα χρησιμοποιείται κυρίως για στάθμευση.

Για τον δομοστατικό μηχανικό δεν υπάρχει η έννοια της pilotis. Αυτό που συχνά αναφέρεται ως το “φαινόμενο pilotis” είναι στην πραγματικότητα κάποιες περιπτώσεις του φαινομένου του «μαλακού ορόφου» Οι δύο έννοιες δεν είναι ταυτόσημες. Όλες οι περιπτώσεις pilotis δεν είναι και περιπτώσεις μαλακού ορόφου, αλλά και όλες οι περιπτώσεις μαλακού ορόφου δεν ταυτίζονται με την ύπαρξη pilotis στο κτίριο.

Επίσης όπως θα φανεί παρακάτω, η πιο οικονομική λύση για την άρση της τρωτότητας των pilotis στα παλιά κτίρια (κυρίως προ του 1983) σκοντάφτει στον οικοδομικό κανονισμό.

Σύμφωνα με τον αντισεισμικό κανονισμό το φαινόμενο του μαλακού ορόφου εμφανίζεται όταν υπάρχει σημαντικά μικρότερη δυσκαμψία του υποκείμενου ορόφου σε σχέση με τους υπερκείμενους η οποία οδηγεί σε συγκέντρωση των μετακινήσεων σε ένα όροφο και όχι αναλογικά σε όλους.

Η διαφορά αυτής της δυσκαμψίας προκύπτει από την διαφορά στην επιφάνεια των τοιχοπληρώσεων. Έτσι για παράδειγμα σε μια κατασκευή όπου υπάρχει pilotis (εξ ορισμού όροφος με υποστυλώματα με απουσία τοιχοπληρώσεων) ενώ στον υπερκείμενο όροφο υπάρχουν τοιχοποιίες, υποχρεούμαστε να λάβουμε όλα τα απαραίτητα μέτρα κατά την μελέτη.

Μια άλλη περίπτωση μαλακού ορόφου είναι και η περίπτωση της ύπαρξης καταστήματος στο ισόγειο με την τοιχοπλήρωση να αντικαθίσταται από υλικό με μικρή δυσκαμψία όπως υαλοστάσια (βιτρίνα) ή ελαφρών τοιχοπετασμάτων (γυψοσανίδες) και ταυτόχρονα υπερκείμενοι όροφοι με τοιχοποιία (με χρήση δηλαδή κατοικίας).

Επομένως, η απουσία και μόνο τοιχοποιίας, δεν είναι ένδειξη ύπαρξης μαλακού ορόφου. Θα πρέπει να συνοδεύεται από ύπαρξη τοιχοποιίας σε υπερκείμενους ορόφους. Για παράδειγμα ένα βιομηχανικό πολυώροφο κτίριο, το οποίο σε όλους τους ορόφους έχει ελαφρά χωρίσματα, ή ένα κτίριο γραφείων το οποίο σε όλους τους ορόφους έχει υαλοστάσια, ή ακόμα ένα πολυώροφο κτίριο παρκινγκ ανοικτό περιμετρικά, δεν εμφανίζει το φαινόμενο του μαλακού ορόφου.

Ο αντισεισμικός κανονισμός απαιτεί την ύπαρξη επαρκών τοιχίων, τόσο σε μήκος όσο και σε διάταξη, ώστε η τέμνουσα βάσης που παραλαμβάνεται από αυτά να είναι τουλάχιστον το 60% της συνολικής όταν υπάρχει «μαλακός όροφος», όπως ορίστηκε παραπάνω.

Με τις προσθήκες του αντισεισμικού κανονισμού ΕΑΚ 2000 το 2003 για να συμμετέχουν τα τοιχία του κτιρίου στον υπολογισμό του 60% της τέμνουσας που παραλαμβάνεται από αυτά, θα πρέπει να έχουν μήκους τουλάχιστον 1,5μ για κτίρια μέχρι 4 υπέργειους ορόφους, και 2,00μ για περισσότερους. Αυτό δημιουργεί πολλούς περιορισμούς στην αρχιτεκτονική λύση, κυρίως στη διαμόρφωση των ανοιγμάτων και επομένως στην διάταξη των χρήσεων. Επίσης δημιουργεί μεγάλες δυσκολίες στην διάταξη των θέσεων στάθμευσης τόσο στην pilotis, όσο και στο υπόγειο.

Είναι εξαιρετικά σημαντικό να εφαρμόζονται πλήρως οι παραδοχές του μελετητή, σε ό,τι αφορά το είδος της τοιχοπλήρωσης. Για αυτό και απαιτείται στενή συνεργασία μεταξύ του δομοστατικού  του αρχιτέκτονα και του επιβλέποντα μηχανικού. Έτσι όταν σε κτίριο με pilotis δεν είναι δυνατό να εφαρμόσουμε τις διατάξεις για επαρκή τοιχώματα, τότε η λύση είναι να κατασκευαστεί η τοιχοποιία των ανώτερων ορόφων από ελαφρά διαχωριστικά, έτσι ώστε να μην υπάρχει σοβαρή μεταβολή της δυσκαμψίας καθ’ ύψος. Είναι εξαιρετικά σημαντικό όμως να τηρηθεί η συγκεκριμένη παραδοχή, καθώς και για όλη τη ζωή του έργου, η οποία εκ πρώτης όψεως δεν φαίνεται να έχει δομοστατικές συνέπειες.

Από το 2014 και μετά θεσμοθετήθηκε η παράλληλη εφαρμογή του Ευρωκώδικα 8 με τον ΕΑΚ.  Το βασικό πλεονέκτημα του ευρωκώδικα σε ό,τι αφορά την αρχιτεκτονική διαμόρφωση, είναι πως δεν απαιτείται η εξασφάλιση επάρκειας τοιχείων, αρκεί να λαμβάνονται άλλα μέτρα και επομένως ακόμα και σε κτίρια με pilotis, είναι δυνατόν να μην υπάρχουν καθόλου τοιχεία. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει πως δεν υπάρχουν άλλες διατάξεις οι οποίες πρέπει να πληρούνται, όπως για παράδειγμα το κτίριο να μην είναι στρεπτικά ευαίσθητο, δηλ. να είναι συμμετρικά κατανεμημένη η δυσκαμψία στην κάτοψη, αλλιώς η μείωση του συντελεστή συμπεριφοράς καθιστά πρακτικά αδύνατη τη μη χρησιμοποίηση τοιχείων, ώστε να μπορούν να παραληφθούν οι αυξημένες σεισμικές εντάσεις.

Ο Ευρωκώδικας εισάγει και κάποιους γεωμετρικούς περιορισμούς οι οποίοι δεν υπήρχαν στον ΕΑΚ, όπως για παράδειγμα οι έλεγχοι στους κόμβους όπου αναπόφευκτα οδηγούν σε αύξηση της διατομής των υποστυλωμάτων και η μη έκκεντρη τοποθέτηση των δοκών σε τοιχεία.

Επομένως κτίρια τα οποία έχουν «μαλακούς ορόφους» και έχουν μελετηθεί με τον κανονισμό  με τις πρόσθετες διατάξεις του ΕΑΚ 2000 (τοιχία 1,5 και 2,00μ. κατ’ελάχιστον στην τέμνουσα βάσης) και με τον Ευρωκώδικα, θεωρούνται απόλυτα ασφαλή στην εξασφάλιση αστοχίας από το φαινόμενο του «μαλακού ορόφου».

Τι γίνεται όμως με τα κτίρια που έχουν μελετηθεί πριν τον Νέο Αντισεισμικό Κανονισμό που εφαρμόστηκε το 1995 και ακόμα περισσότερο με τον ΑΚ του ’83 που δεν υπήρχε καμία πρόβλεψη για την αποφυγή του φαινομένου του μαλακού ορόφου;

Είναι γεγονός πως τα κτίρια αυτά έχουν πράγματι μια αυξημένη σεισμική τρωτότητα. Μάλιστα αυτή η τρωτότητα προσαυξάνεται λόγω των χαμηλών σεισμικών συντελεστών που εφαρμόζονταν.

Υπάρχει τρόπος να αρθεί αυτή η τρωτότητα και να θωρακιστεί το κτίριο έναντι του φαινομένου;

Ενδεχομένως ο πλέον οικονομικός τρόπος, είναι η πλήρωση των φατνωμάτων με ισχυρή τοιχοποιία κατάλληλα συνδεδεμένη με τον φέροντα οργανισμό στη στάθμη του  «μαλακού ορόφου». Αυτή η μέθοδος θα αποκαταστήσει την καθ’ ύψος συνέχεια της δυσκαμψίας.

Δυστυχώς αυτή η λύση σκοντάφτει στον Οικοδομικό Κανονισμό ο οποίος ορίζει την pilotis ως ανοιχτό υπόστυλο χώρο. Μήπως όμως το ζήτημα της ασφάλειας του κοινού θα πρέπει να τίθεται πάνω από τις οικοδομικές – πολεοδομικές διατάξεις; Όταν ο Le Corbusier σκέφτηκε και εφάρμοσε τη έννοια της pilotis προφανώς και δεν είχε στο μυαλό του το φαινόμενο του «μαλακού ορόφου». Ακόμα και σήμερα, στην Κεντρική και Βόρεια Ευρώπη, αυτό το φαινόμενο, το οποίο οφείλει την ύπαρξή του στον σεισμό, κάτι σπάνιο που δεν λαμβάνεται ουσιαστικά υπόψη σε αυτές τις χώρες, δεν υφίσταται.

Βεβαίως υπάρχουν και άλλες μέθοδοι οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν αντί της προηγούμενης. Μία μέθοδος είναι η ενίσχυση με χιαστί μεταλλικά στοιχεία  εντός των φατνωμάτων, μέσα σε μεταλλικά πλαίσια (τελάρα), τα οποία θα ενωθούν με τις δοκούς από οπλισμένο σκυροδέμα. Τα μεταλλικά πλαίσια είναι απαραίτητα ώστε να μην καταπονηθούν οι κόμβοι του πλαισίου από σκυρόδεμα λόγω των αξονικών δυνάμεων των χιαστί.

Άλλη μέθοδος ενίσχυσης είναι η κατασκευή μανδυών στα υποστυλώματα του «μαλακού ορόφου». Αυτή η μέθοδος όπως και η προηγούμενη έχει σαν στόχο τη μείωση των μετακινήσεων. Παρ’ όλα αυτά απαιτείται προσοχή ώστε να μην μεταβληθεί σημαντικά η δυσκαμψία της κατασκευής και μεταπέσει σε σημείο του φάσματος με μεγαλύτερη επιτάχυνση και επομένως σεισμική καταπόνηση.

Είναι σίγουρο πως από οικονομικής πλευράς αλλά και όχλησης κατά την κατασκευή, η πρώτη λύση είναι η βέλτιστη. Σκοντάφτει όμως στον Οικοδομικό Κανονισμό. Μοιραία λοιπόν και αν δεν υπάρξει κάποια πρόνοια ειδικά για τις κατασκευές πριν τον ΑΚ του ’85, οι μόνες μέθοδοι που μπορούν να εφαρμοστούν είναι η ενίσχυση με χιαστί μεταλλικά και η ενίσχυση με κατασκευή μανδυών.

*Βαγγέλης Ματράγκος Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π., MSc.