Τοιχοποιία: «γέφυρα γνώσης» για επεμβάσεις στο 50% των κτιρίων

Του Βαγγέλη Ματράγκου

Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ, MSc

Το 50% του κτιριακού αποθέματος της χώρας είναι κατασκευασμένο από τοιχοποιία. Αυτό το ποσοστό εκτοξεύεται εκτός των μεγάλων αστικών κέντρων. Η πέτρα, η πλίνθος, η λάσπη, η ξυλεία, ήταν τα πιο εύκολα προσβάσιμα υλικά τόσο στην επαρχία όσο και στις μεγάλες πόλεις και για αυτό αποτέλεσαν για μεγάλες περιόδους τα μόνα υλικά ανοικοδόμησης.

Παρ’ όλα αυτά, ο έλεγχος και οι επεμβάσεις σε τέτοιες κατασκευές δεν διδάσκονται στα προπτυχιακά μαθήματα των πολιτικών μηχανικών. Υπάρχει επομένως μια εγγενής αδυναμία του μέσου μελετητή ως προς την κατανόηση αρχικώς, αλλά και την εφαρμογή των κανονισμών για τη μελέτη ενός κτιρίου από τοιχοποιία.

Αυτή η δυσκολία επιτείνεται από το γεγονός πως πρόκειται για έλεγχο υφιστάμενων κτιρίων, για τα οποία ούτε έχει εφαρμοστεί κάποιος κανονισμός ή οδηγία, ούτε γνωρίζουμε επακριβώς τον τρόπο δόμησης ή σύνδεσης των υλικών, αλλά και τις φθορές που έχουν υποστεί στη ζωή τους και οι οποίες ενδέχεται να έχουν καλυφθεί πρόχειρα.

Αντικειμενικές δυσκολίες

Γενικώς οι μελέτες υφισταμένων κατασκευών παρουσιάζουν αντικειμενικές δυσκολίες. Σε ό,τι αφορά τα κτίρια από οπλισμένο σκυρόδεμα, αυτά κατά κύριο λόγο έχουν κατασκευαστεί με βάση κάποια, διαθέσιμη ή μη, μελέτη. Αντιθέτως τα κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία έχουν κατασκευαστεί χωρίς μελέτη αλλά με τους κανόνες της τέχνης και της τεχνικής, όπως ίσχυαν τη δεδομένη εποχή αλλά και περιοχή του έργου.

Όλα τα παραπάνω αποτρέπουν την πλειονότητα των Ελλήνων μηχανικών να καταπιαστούν με τον έλεγχο και τις επεμβάσεις σε κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία δηλ. με το 50% των κτιρίων της χώρας, τα οποία σε πολλές περιπτώσεις είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε σεισμό.  Επιπλέον ένας συνεχόμενα αυξανόμενος αριθμός από αυτά τα κτίρια αποτελούν πολιτιστική κληρονομιά τα οποία πρέπει να διατηρηθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν.

Κανονισμοί

Οι ελληνικοί και διεθνείς κανονισμοί αλλά και η βιβλιογραφία, σε ό,τι αφορά τις κατασκευές από σκυρόδεμα είναι εκτεταμένοι και καλύπτουν πλήρως όλο το φάσμα νέων αλλά και υφιστάμενων κατασκευών. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο για τις κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία. Σε ό,τι αφορά τους κανονισμούς ο ιταλικός θεωρείται ο πληρέστερος με έμφαση όμως κυρίως στα συστήματα δόμησης και υλικά που απαντώνται στην ιταλική επικράτεια. Ο Ευρωκώδικας ΕΚ 8-3, είναι βασισμένος στον ιταλικό κανονισμό αλλά έχει προσπαθήσει να εφαρμόσει τις σχέσεις που τον διέπουν σε όλη την ευρωπαϊκή επικράτεια. Αναμένεται η αναθεώρηση του ΕΚ και η έκδοση του ΚΑΔΕΤ (Κανονισμός για αποτίμηση και δομικές επεμβάσεις στην τοιχοποιία), ο οποίος ουσιαστικά θα αποτελεί το εθνικό προσάρτημα του ΕΚ8-3.

Βιβλίο για την τοιχοποιία

Το κενό αυτό στην ελληνική, αλλά και στην ξένη βιβλιογραφία, μιας και ετοιμάζεται και έκδοση στα αγγλικά, έρχεται να καλύψει ίσως το πληρέστερο βιβλίο για την τοιχοποιία, του καθηγητή ΕΜΠ και διευθυντή του Εργαστηρίου Αντισεισμικής Τεχνολογίας Κωνσταντίνου Σπυράκου «Κατασκευές από Τοιχοποιία, Αποτίμηση & Επεμβάσεις για Σεισμικά Φορτία».

Πρόκειται για ένα πόνημα το οποίο απευθύνεται τόσο στους φοιτητές (στους οποίους δυστυχώς σήμερα παρέχεται κατά κανόνα περιορισμένη έως ανύπαρκτη γνώση για τις υφιστάμενες κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία) όσο και στους πολιτικούς μηχανικούς, με στόχο την κατανόηση των ιδιαιτεροτήτων αυτών των κατασκευών, με τη δεδομένη ευπάθεια τους που αποδεικνύεται από το πλήθος των αστοχιών και καταρρεύσεων μετά από κάθε σημαντικό σεισμό.

Το 600 σελίδων βιβλίο αποτελείται από 14 κεφάλαια και 7 παραρτήματα, ξεκινώντας από οδηγίες στο πώς να γίνει η αναγνώριση του υλικού και του τρόπου δόμησης. Αυτό το κεφάλαιο αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα γιατί συνδέεται άμεσα με την μηχανική της τοιχοποιίας και επομένως βοηθάει το μελετητή να αποτιμήσει τα μηχανικά χαρακτηριστικά αντιπροσωπευτικής τοιχοποιίας μέσω των πινάκων του 5ου κεφαλαίου του βιβλίου, αλλά και μέσω των ημιεμπειρικών τύπων που παρουσιάζονται στο ίδιο κεφάλαιο. Δίνονται και  αριθμητικά παραδείγματα για να φανεί η διαφορά των δύο μεθόδων. Σε αυτό το σημείο θα πρέπει να υπογραμμιστεί πως ο ΕΚ8-3 μέχρι σήμερα δίνει τη δυνατότητα να αποτιμηθεί μόνο η θλιπτική αντοχή τοιχοποιίας από οπτόπλινθους ή λαξευτά λιθοσώματα, με αποτέλεσμα να ξεκινάει η μελέτη με λανθασμένα δεδομένα αντοχών για τις αργολιθοδομές που αποτελούν το συνηθέστερο τύπο στη χώρα μας.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό αυτών των κατασκευών, είναι πως πολύ συχνά παρουσιάζουν τοπικούς μηχανισμούς αστοχίας, κάτι που δεν είναι σύνηθες στις κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα. Τέτοιες αστοχίες οφείλονται στην ελλιπή σύνδεση μεταξύ τμημάτων της κατασκευής, όπως μεταξύ τοίχων, ή μεταξύ τοίχων και πατωμάτων, γεγονός που οδηγεί στην ανάπτυξη μηχανισμών αστοχίας εκτός επιπέδου. Στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται 18 τέτοιοι μηχανισμοί, όπου με αριθμητικά παραδείγματα παρουσιάζεται η γραμμική κινηματική ανάλυση για την εύρεση της ελάχιστης εδαφικής σεισμικής επιτάχυνσης για την οποία τείνει να εμφανιστεί ο κάθε τοπικός μηχανισμός αστοχίας. Με αυτόν τον τρόπο και ανάλογα με την γεωγραφική θέση της κατασκευής μπορούμε να έχουμε μια πρώτη εκτίμηση των τοπικών μηχανισμών που αναμένονται να εμφανιστούν.

Το είδος των μηχανισμών αυτών εξαρτάται από την κατηγορία που ανήκει κάθε κατασκευή. Διακρίνονται τρεις κατηγορίες, οι απλές, οι ειδικές και αυτές που αποτελούν τμήμα ενός συνεχούς συστήματος δόμησης. Η τελευταία κατηγορία αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον και αναλύεται διεξοδικά στο βιβλίο μιας και ουσιαστικά έχει εφαρμογή σε ιστορικά κέντρα, όπως την Κέρκυρα, το Ναύπλιο, τη Ρόδο, τα Χανιά κλπ. Σε αυτές τις κατασκευές η ανάλυση γίνεται είτε σε ολόκληρο το σύστημα, εάν αυτό είναι εφικτό και τεχνικά σωστό, ή σε τμήμα αυτού ανάλογα με τον τρόπο δόμησης των κτιρίων μεταξύ τους.

Όλα τα παραδείγματα που παρουσιάζονται για την ανάλυση, είτε με γραμμικές είτε με ανελαστικές μεθόδους, αλλά και οι έλεγχοι, συνοδεύονται από αριθμητικές επιλύσεις με το χέρι, ώστε ο μελετητής να κατανοήσει πλήρως τη διαδικασία, αλλά και να αποκτήσει μια αίσθηση των αποτελεσμάτων των λογισμικών στατικής ανάλυσης.

Διαστασιολόγηση των επεμβάσεων

Ένα σημαντικά μεγάλο μέρος του βιβλίου, όπως είναι αναμενόμενο, καταλαμβάνει ο καθορισμός και η διαστασιολόγηση των επεμβάσεων. Παρουσιάζονται αναλυτικά με αριθμητικά παραδείγματα οι μεθοδολογίες επεμβάσεων με ενέματα, εγκάρσιους συνδέσμους, μανδύες, με μεταλλικές ράβδους, σύνθετα υλικά, ελκυστήρες, διαζώματα, τροποποίηση δομικού συστήματος και καθορίζεται ποιες από αυτές τις επεμβάσεις μπορούν να εφαρμοστούν σε διατηρητέα κτήρια και μνημεία.

Ένα σημαντικό κεφάλαιο είναι αυτό στο οποίο παρουσιάζονται όλες οι βασικές έννοιες και όροι που απαντώνται στις αρχές που διέπουν την προστασία τόσο των συμβατικών, όσο και των διατηρητέων κτηρίων και μνημείων. Έτσι γίνεται πιο εύκολη η επικοινωνία των διάφορων ειδικοτήτων μηχανικών που απαιτούνται για τις επεμβάσεις σε αυτά τα κτίρια. Παράλληλα παρουσιάζεται όλο το θεσμικό και νομοθετικό πλαίσιο για τη διάσωση των μνημείων με κορυφαία σύμβαση τον Χάρτη της Βενετίας του 1964. Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό μιας και ο μελετητής θα πρέπει να γνωρίζει σε πιο βαθμό και με πιο τρόπο μπορεί να επέμβει σε κάποιο μνημείο. Σε συνέχεια αυτού παρουσιάζονται δομικά στοιχεία που απαντώνται σε τέτοια κτίρια, όπως αψίδες, θόλοι, σταυροθόλια, τρούλοι, καθώς και μια σύντομη περιγραφή της μνημειακής και εκκλησιαστικής αρχιτεκτονικής της χώρας μας, σε μια προσπάθεια να κατανοήσει ο μελετητής την κατασκευή ανάλογα με την περίοδο ανέγερσής της.

Διανομή

Το βιβλίο του καθηγητή Κ. Σπυράκου, το οποίο διανέμεται από το techbooks, δεν είναι ένα βιβλίο που διαβάζεται μόνο για μια ποιοτική εισαγωγή στην φέρουσα τοιχοποιία.

Αποτελεί ένα εγχειρίδιο χρήσης τόσο για τον μέσο μηχανικό της πιάτσας, για να μπορέσει να εφαρμόσει τον ΕΚ8-3 στις συνήθεις μελέτες του, όσο και για το μηχανικό που θα ασχοληθεί με την αποτίμηση και ενίσχυση μνημείων και διατηρητέων κτιρίων. Δεν απευθύνεται μόνο σε πολιτικούς μηχανικούς, αλλά και σε αρχιτέκτονες, τοπογράφους, μηχανολόγους και χημικούς μηχανικούς, σε όλες τις ειδικότητες δηλ. που καταπιάνονται με τέτοια κτίρια. Με τα αριθμητικά παραδείγματα που περιέχει για όλα τα βήματα μιας μελέτης, μπορεί ο μελετητής να καταλάβει την ουσία του ΕΚ8-3, αλλά και να συμπληρώσει τους ελέγχους οι οποίοι ακόμα δεν έχουν υιοθετηθεί από τα εμπορικά λογισμικά ανάλυσης των κατασκευών. Έτσι ο μελετητής είναι σίγουρος για τη μελέτη του, μιας και η μελέτη τέτοιων κατασκευών δεν είναι δύσκολη αρκεί κάποιος να έχει τα απαραίτητα βοηθήματα.