Μελέτη για την αντοχή των ξύλινων κατοικιών στους σεισμούς

Οι ξύλινες κατοικίες όλων των τύπων εξασφαλίζουν το κριτήριο της ασφάλειας ζωής και της προστασίας της περιουσίας, ακόμη και σε έντονες σεισμικές δονήσεις, επισημαίνει- μεταξύ άλλων ο τεχνολόγος ξύλου και ξύλινων κατασκευών, τ. Καθηγητής ΤΕΙ Λάρισας, Γιάννης Κακαράς

Μετά από εκτεταμένες έρευνες από ειδικούς επιστήμονες σε παγκόσμιο επίπεδο, τονίζει ο κ. Κακαράς, έχει αξιολογηθεί η συμπεριφορά κτιρίων με ελαφρύ ξύλινο σκελετό (τεχνολογία, γνωστή ως τύπου πλατφόρμας) στους ακόλουθους σεισμούς: Αλάσκα 1964, San Fernando – California 1971, Edgecumbe – New Zealand 1987, Saguenay – Quebec 1988, Loma Prieta – California 1989, Northridge – California 1994, και Kobe Japan 1995.

Η μελέτη απέδειξε, σύμφωνα με τον ίδιο, ότι η πλειονότητα των κατασκευών τύπου πλατφόρμας διαφόρων εποχών, όταν δέχθηκαν τις ακραίες οριζόντιες εδαφικές δονήσεις των 0,6g και μεγαλύτερες, άντεξαν τις δονήσεις, χωρίς σοβαρές βλάβες και με πολύ λίγους τραυματισμούς και θανάτους.

Έτσι, το κριτήριο της ασφάλειας ζωής, το οποίο είναι αυστηρά δεδομένο στους κώδικες των κτιρίων, είναι ικανοποιητικό σε πολύ μεγάλο βαθμό. Επιπρόσθετα, πολλά σύγχρονα σπίτια με ξύλινο σκελετό άντεξαν τους σεισμούς χωρίς καμία ορατή βλάβη, επισημαίνει ο κ. Κακαράς.

Οι πολύ λίγες βλάβες και καταρρεύσεις που παρατηρήθηκαν αποδόθηκαν σε συγκεκριμένα αίτια, επισημαίνει ο τ. καθηγητής, όπως: έλλειψη επαρκούς πλευρικής ενίσχυσης, ασθενής όροφος ισογείου, ανεπαρκής σύνδεση στη θεμελίωση του σκελετού και το γεγονός ότι οι δονήσεις που έλαβαν χώρα ήσαν πρωτόγνωρες και πολύ μεγαλύτερες των προηγούμενων δονήσεων που είχαν καταγραφεί.

Πρόσφατες έρευνες, προσθέτει ο κ. Κακαράς στο πλαίσιο της δικής του εργασίας, σε πολυώροφα κτίρια με κύρια δομικά στοιχεία αντικολλητές ξυλοπλάκες από στοιχεία συμπαγούς ξυλείας (γνωστές διεθνώς ως Χ-LAM), απέδειξαν ότι τα κτίρια αυτά είχαν εξαιρετική συμπεριφορά σε σεισμούς, αφού άντεξαν σε δέκα επαναλαμβανόμενες σεισμικές δονήσεις με προσομοίωση του καταστροφικού σεισμού Kobe της Ιαπωνίας.

Πιο συγκεκριμένα, δοκιμάσθηκε στην Ιταλία, 7ώροφο κτίριο διαστάσεων 7.5x15x23m, το οποίο κατασκευάσθηκε με δομικά στοιχεία τοίχων και πατωμάτων τύπου X-LAM και με τη χρήση μεταλλικών συνδέσεων νέας τεχνολογίας. Το ίδιο βάρος του κτιρίου ήταν 120 tn με επιπλέον βάρος αντικειμένων 150tn.

Έγιναν συνολικά δέκα συνεχόμενες δοκιμές σεισμικών δονήσεων με διάφορες επιταχύνσεις (g: 0,5 έως 0,9) και διάφορες κατευθύνσεις. Μετά την τρομερή καταπόνηση των 10 σεισμικών δονήσεων, το 7ώροφο κτίριο παρέμεινε σε κατακόρυφη θέση, χωρίς να υποστεί ζημιές και χωρίς να απαιτείται επισκευή ή ενίσχυση της όλης κατασκευής, παρά μόνο επανασύσφιγξη των μεταλλικών συνδέσεων μεταξύ των ορόφων.

Η έρευνα συνεχίζεται, με στόχο, το νέο προϊόν X-LAM και ο αντισεισμικός σχεδιασμός με το προϊόν αυτό, να περιληφθούν στις ευρωπαϊκές προδιαγραφές και στον Ευρωκώδικα 8 για αντισεισμικό σχεδιασμό.

Παραδείγματα καλής συμπεριφοράς του ξύλου ως δομικό υλικό

Η χρήση ξύλινων στοιχείων για να βελτιωθεί η συμπεριφορά συμβατικών κτιρίων που κατασκευάζονται από πέτρα, πλίθα και σοβά, ήταν, σύμφωνα με τον κ. Κακαρά, ευρέως διαδεδομένη σε παγκόσμιο επίπεδο.

Η πλέον γνωστή περίπτωση είναι η κατασκευή σπιτιών από πέτρα και ξύλο (ως οριζόντιες ξυλοδεσιές), πλίθα και ξύλο στα ελληνικά νησιά και στην ηπειρωτική Ελλάδα.. Αξιόλογα, διευκρινίζει, είναι επίσης τα παραδείγματα των κινεζικών και γιαπωνέζικων ξύλινων κτιρίων, με ύψος μέχρι 50m, γνωστά ως παγόδες.

Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα καλής συμπεριφοράς του ξύλου ως δομικό υλικό είναι στο σεισμό της Αλάσκας, το 1964- η περίπτωση ξύλινου σπιτιού που κατασκευάσθηκε δίπλα σε πύργο ανελκυστήρα από ενισχυμένο μπετόν σε όρμο της Αλάσκας. Ο πύργος κατέρρευσε ενώ το ξύλινο σπίτι παρέμεινε ανέπαφο!

Πιο αναλυτικά, αναφέρει ο κ. Κακαράς, παραδοσιακές κατασκευές ξύλινων κατοικιών από κορμούς κωνοφόρων σε στρόγγυλη μορφή ή σε ορθογωνισμένη τετράγωνη μορφή (κορμοκοτοικίες) κατασκευάζονταν σε πολλές χώρες της Κεντρικής και Βόρειας Ευρώπης.

Τέτοιες κατοικίες, ηλικίας εκατοντάδων ετών, άντεξαν πολλούς και ισχυρούς σεισμούς χωρίς να καταστραφούν και με ελάχιστες επεμβάσεις, λειτουργούν μέχρι σήμερα και αποδεικνύουν την πολύ καλή συμπεριφορά τους στους σεισμούς (Jelena Srpcic 2000).

Δύο ακόμη δεδομένα αποδεικνύουν την αντισεισμική συμπεριφορά του ξύλου ως δομικό υλικό. Το πρώτο αναφέρεται στην τεχνολογία που εφάρμοζαν οι Μινωίτες (1600 π.Χ.) για την κατασκευή των κτιρίων, όπως τα ανάκτορα του Μίνωα: Διπλός ξύλινος σκελετός τοιχοποιίας από οριζόντιες δοκούς και ορθοστάτες από ξύλο κυπαρισσιού και κέδρου και χτίσιμο των τοίχων με αργολιθοδομή. Με τον τρόπο αυτό κατασκεύαζαν πολύ μεγάλα κτίρια, μέχρι και σε τέσσερα επίπεδα, τα οποία διατηρήθηκαν επί αιώνες και άντεξαν τους σεισμούς λόγω του ξύλινου σκελετού (ανάκτορα του Μίνωα).

Ένα δεύτερο εντυπωσιακό στοιχείο είναι οι ξύλινοι πίροι (γόμφοι) από ξύλο αγριελιάς και κέδρου που χρησιμοποιούσαν για αντισεισμική προστασία οι αρχαίοι Έλληνες για την κατακόρυφη σύνδεση των επιμέρους σφονδύλων των κιόνων των ναών (Παρθενώνας, ναός του Απόλλωνα στη Δήλο, βωμός της Ήρας στη Σάμο κ.α.). Οι ξύλινοι γόμφοι μολυβδοχοούνταν, δηλ. περιβάλλονταν με μολύβι σε υγρή μορφή, για να στεγανοποιείται το ξύλο και να προστατεύεται από μύκητες και έντομα.

Η καλή σεισμική συμπεριφορά των ξύλινων δομικών κατασκευών έχει αποδοθεί κυρίως στην υψηλή ειδική αντοχή του ξύλου (μηχανική αντοχή/πυκνότητα).

Άρα, ο παράγοντας ποιότητα ξύλου στον σκελετό κτιρίου είναι καθοριστικός σημειώνει ο κ. Κακαράς τονίζοντας πως βασική και αυστηρή προϋπόθεση που διασφαλίζει την αντοχή της κατασκευής σε σεισμούς είναι η τήρηση των προδιαγραφών ποιότητας της ξυλείας σκελετού και η εφαρμογή των σωστών συνδέσεων.