Κωνσταντίνος Βλαχοδημητράκος
Μελέτη και υλοποίηση προκατασκευασμένων κατοικιών

Γραφείο 2310 330216
Κινητό 6993 971046
Φαξ 2310 308069

Μελέτες στατικών

ΣΤΑΤΙΚΟΤΗΤΑ; ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑ; ΤΡΟΠΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΠΟΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΞΥΛΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕ;  ΕΜΠΙΣΤΕΥΤΕΙΤΕ ΜΑΣ!

Αντί να απαντήσουμε σε ερωτήματα του τύπου «σε πόσα ρίχτερ σεισμό αντέχει ένα προκάτ με ξύλινο σκελετό-κέλυφος σπίτι», προτιμούμε να σας παρουσιάσουμε μια περίληψη της συμπεριφοράς μιας ξύλινης κατασκευής σε σεισμό, ώστε μόνοι σας να βγάλετε τα συμπεράσματά σας.

Ποιοί οι τύποι ξύλου και οι τρόποι κατασκευής των κατοικιών μας;
Θα αρχίσουμε με τους διαφόρους τύπους ξύλων που χρησιμοποιούμε στις κατασκευές μας αλλά και τον τρόπο κατασκευής τους.

Τύποι Ξύλων

Α) Συγκολλητή ξυλεία (Σύνθετη ξυλεία)
Πρόκειται για μια βιομηχανική μέθοδο, που επιτυγχάνεται με τη συγκόλληση  μεμονωμένων δοκών ξυλείας με μία πιο σύνθετη διατομή εξαιρετικά υψηλής αντοχής.  Μπορεί να διαμορφωθεί σε διάφορες μορφές όπως σύνθετες ευθύγραμμες δοκούς (υποστυλώματα και δοκάρια) ή και καμπύλες. Χρησιμοποιείται κυρίως για υποστυλώματα, δοκάρια, δοκάρια κορυφογραμμής και τεγίδες, καμάρες, θόλους, αλλά και εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων και των τοξοτών γεφυρών και πολλών άλλων.
 
Β) Δοκοί τύπου Ι
Παρέχουν εξαιρετική απόδοση σε διάτμηση.  Χρησιμοποιούνται εκτεταμένα σε κατοικίες και για την κατασκευή υποστυλωμάτων, δοκών, δαπέδων και διαμόρφωση στεγών. Διαθέτουν ονομαστικές τιμές αντοχής παρόμοιες με αυτές των μεταλλικών.

Γ) Ξύλινες πλάκες OSB (Oriented Strand Board)
Διαρθρωτικά ξύλινα πάνελ (ξύλινες πλάκες) που κατασκευάζονται σε ορθογώνιο σχήμα.  Χρησιμοποιούνται για την επένδυση του σκελετού (μέσα-έξω) με ενδιάμεση μόνωση.  Είναι η εξέλιξη του γνωστού «κόντρα πλακέ».  Παρέχουν εξαιρετική αντοχή και «δένουν» όλην την κατασκευή.

Δ) Κόντρα πλακέ
Κατασκευάζεται από λεπτά φύλλα καπλαμά με αντοχή, ακαμψία και σταθερότητα διαστάσεων.  Είναι κατάλληλο για εργασίες, φινίρισμα και για υπόστρωμα σε πιο οικονομικές λύσεις.  Χρησιμοποιείται όμως σχεδόν πάντα για την τελική επένδυση τοίχων και  δαπέδων (πχ κόντρα πλακέ θαλάσσης αδιάβροχο ως επένδυση τοίχων λουτρού όπου στη συνέχεια εφαρμόζεται η τελική επικάλυψη-πλακάκια).

Τρόποι και μέθοδοι κατασκευής

Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι κατασκευής.
 
Α) Κατά τον πρώτο, γνωστό και ως Βορειοαμερικανικό, κατασκευάζεται επί τόπου πάνω σε βάση-θεμελίωση κυρίως από μπετόν, ο ξύλινος σκελετός αφού φυσικά έχουν προβλεφθεί οι αγκυρώσεις στη βάση, και στη συνέχεια «ντύνεται» μέσα-έξω με πλάκες OSB αφού ενδιάμεσα τοποθετηθούν οι μονώσεις και οι εγκαταστάσεις.

Βορειοαμερικάνικος τρόπος κατασκευής

Στη συνέχεια τοποθετούνται οι επενδύσεις των τοίχων μέσα-έξω (πχ γυψοσανίδα ή πέτρα ή θερμοπρόσοψη ή ξύλινη επένδυση).

Β) Κατά το δεύτερο, γνωστό και ως Ευρωπαϊκό, προκατασκευάζουμε την τοιχοποιία ολόκληρη στο εργαστάσιο και επί τόπου απλά τοποθετούνται ο ένας τοίχος δίπλα στον άλλο και έτσι «μοντάρεται» η κατοικία.

Ευρωπαϊκός τρόπος κατασκευής 1

Στη συνέχεια τοποθετούνται οι επενδύσεις των τοίχων μέσα-έξω (πχ γυψοσανίδα ή πέτρα ή θερμοπρόσοψη ή ξύλινη επένδυση).  

Και με τους δύο τρόπους κατασκευής το τελικό αποτέλεσμα είναι ακριβώς το ίδιο.  Κατά περίπτωση εφαρμόζεται όποια από τις δύο μεθόδους κατασκευής ενδείκνυται κάθε φορά.

Ευρωπαϊκός τρόπος κατασκευής 2

Τώρα που γνωρίσαμε τα υλικά ας κοιτάξουμε τι γίνεται με το σεισμό.

Τα κτίρια με ξύλινο κέλυφος-σκελετό είναι η πιο κοινή μορφή κατασκευής σε πολλές χώρες του κόσμου.  Οι ξύλινες κατασκευές  χρησιμοποιούνται για κατοικίες, για κτίρια γραφείων, καθώς και για κοινωφελή κτίρια όπως εκπαίδευσης κλπ.  Στεγάζουν με ασφάλεια ανά την υφήλιο δεκάδες εκατομμύρια πληθυσμού.  Κινδυνεύουν όλοι αυτοί οι άνθρωποι από σεισμό ή είναι τα ξύλινα κτίρια πιο ανθεκτικά σε σεισμό;

Παρελθόντες σεισμοί μας έχουν διδάξει πολλά σχετικά με την σεισμική απόκριση τέτοιων κατασκευών.  Τα κτίρια από ξύλο είναι ελαφριά, ενώ εύκολα μαζί με ένα υψηλό επίπεδο ζωής παρέχεται και η ασφάλεια έναντι των σεισμών.  Ωστόσο, πάντοτε εστιάζουμε την προσοχή μας σε μια σειρά βασικών αδυναμιών των ξύλινων κατασκευών ώστε να πετυχαίνουμε κάθε φορά την απαιτούμενη αντισεισμικότητα.
 
Οι σεισμοί υποβάλουν τα ξύλινα κτίρια σε φορτία πέρα από το ελαστικό φάσμα τους.  Η μη γραμμική, ανελαστική συμπεριφορά ενός ξύλινου κτιρίου είναι εξαιρετικά δύσκολο να μοντελοποιηθεί.  Η σεισμική συμπεριφορά των ξύλινων κτιρίων είναι πολύπλοκη, αλλά λείπουν και τα ολοκληρωμένα εργαλεία για τη μη γραμμική στατική και δυναμική ανάλυση αυτών των φορέων.

Η δύναμη του ξύλου εξαρτάται από την κατεύθυνση των νερών του σε όλα τα είδη ξυλείας, τα ελαττώματά του (πχ ρόζοι), την περιεκτικότητα σε υγρασία κλπ.  Το ξύλο επίσης υφίσταται ζημίες από μύκητες.  Στην αντικολλητή ξυλεία μεγάλο ρόλο παίζει και η επεξεργασία που ακολουθείται κατά την παραγωγή καθώς και τα μέσα σύνδεσης πχ κόλλα.

Η καλή απόκριση σε σεισμό εξαρτάται κατά μεγάλο βαθμό από την προσοχή στις λεπτομέρειες των εξαρτημάτων και παρελκόμενων εκτός του ξύλινου σκελετού, δηλαδή στα διαφράγματα (πχ πλάκες OSB) και στις συνδέσεις και φυσικά να έχουμε πάντα μια καλή κατανόηση της συνολικής συμπεριφοράς του συστήματος-στατικού μας συστήματος.
 
Βαριά, άκαμπτα στοιχεία, όπως τζάκια και καμινάδες ή άλλα ανάλογα στοιχεία των τοιχοποιιών απαιτούν προσεκτική ενίσχυση και καλές συνδέσεις για την πρόληψη ζημιών.

Η αντιμετώπιση των σεισμών απαιτεί σαφή και ξεκάθαρο σχεδιασμό από ειδικούς μηχανικούς.

Σε υλικά επενδύσεων των τοιχοποιιών όπως οι γυψοσανίδες ή οι ξύλινες πλάκες (πχ OSB) παρατηρήθηκε ότι μπορεί να εμφανίσουν μεγαλύτερη ζημιά από ότι αναμένεται.  Κι εδώ πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή από την αρχή του σχεδιασμού με σχολαστική μελέτη όλων των συνδέσεων.

Η κατασκευή τέτοιων κατοικιών άρχισε κυρίως στη Β. Αμερική στη δεκαετία του 1960 σε μια εποχή που χρησιμοποιούνταν ξύλινος απλός σκελετός καρέ και γυψόπλακες και γυψοκονίαμα ή ξύλινες τάβλες ως επένδυση.

Οι δομές και η χρήση πλακών από OSB ή άλλων παρεμφερών σαν επικάλυψη του ξύλινου σκελετού και έπειτα τοποθέτηση γυψοσανίδων αποδείχθηκε ότι υπερτερεί και αυξάνει την αντισεισμικότητα.  Φυσικά, όπως έχουμε ήδη αναφέρει, η πολυπλοκότερη αυτή κατασκευή χρειάζεται και περισσότερη προσοχή.

Σημαντική παρατήρηση:  Τα ανοίγματα (πόρτες και παράθυρα) χρειάζονται ιδιαίτερη ενίσχυση, προσοχή και μελέτη.

Το σημαντικότερο όλων είναι ότι οι κατασκευές από ξύλο παρέχουν υψηλή αντοχή σε σεισμό με σχετικά χαμηλό βάρος.

Ο υψηλός λόγος αντοχής προς βάρος κάνει ένα ξύλινο σπίτι μια πολύ καλή επιλογή για μια αντισεισμική κατασκευή.

Οι σεισμοί δημιουργούν περίπλοκες και ποικίλες κινήσεις του εδάφους και στις τρεις διαστάσεις .

Οι κατακόρυφες επίγειες κινήσεις δημιουργούν δυνάμεις στις οποίες προστίθεται ή αφαιρείται η βαρύτητα.  Τα περιθώρια ασφαλείας που υπολογίζουμε και σχετίζονται με το είδος του κτιρίου μας και ο ειδικός σχεδιασμός μας δίνουν τη δυνατότητα το στατικό μας σύστημα να αποκρίνεται πλήρως στις σεισμικές αυτές φορτίσεις.  Τα θεμέλια είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα, η αναδομή (το κτίριο δηλαδή) είναι αναλογικά πάρα πολύ ελαφρύτερο, λειτουργεί σαν ενιαίο σύστημα και δύσκολα μεταφέρεται σε αυτό η καταπόνηση.

Όταν το έδαφος κινείται οριζόντια έχουμε τη δημιουργία δυνάμεων σε κάθε στοιχείο του κτιρίου μας σε αναλογία με τη μάζα του.  Η πλευρική δύναμη που προκαλείται ενεργεί στη στέγη και τα δάπεδα (διαφράγματα).  Συνολικά, το κτίριο λειτουργεί ως ένα άκαμπτο κουτί.

Η αντοχή του κτιρίου εξαρτάται από  την ισχύ του μανδύα (πχ. OSB τοιχοποιιών, στέγης, ενδιάμεσων δαπέδων σε διώροφα) και των συνδέσεων.

Η στέγη πρέπει να συνδεθεί σωστά με τους τοίχους, αλλά κι η βάση των τοίχων χρειάζεται μια ισχυρή σύνδεση με τη θεμελίωση.

Η δομή επίσης πρέπει να αντισταθεί και σε τάση ανατροπής τη στιγμή ενός σεισμού.  Έτσι η ειδική αγκύρωσή του με τη θεμελίωση παίζει πρωτεύοντα ρόλο.

Η ιδιοπερίοδος του κτιρίου, ο χρόνος δηλαδή που απαιτείται για την ολοκλήρωση ενός σεισμικού κύκλου-ταλάντωσης, μελετάται προσεκτικά.  Τα ξύλινα κτίρια σε σχέση με τα υπόλοιπα πλεονεκτούν στο σημείο του συντονισμού κατά το σεισμό. Αυτό προσαυξάνει κατά πάρα πολύ την αντισεισμικότητα τους, ειδικά σε σεισμούς με διάρκεια.

Επίσης η «ικανότητα» αντίστασης οποιουδήποτε ξύλινου κτιρίου εξαρτάται όπως είναι φυσικό από την αντοχή των στοιχείων του δομικού συστήματος του.  Δηλαδή των ιδίων ξύλινων υποστυλωμάτων και δοκαριών.

Εναλλακτικά υλικά επενδύσεων των ξύλινων φορέων-τοιχοποιιών εκτός του OSB μπορεί να είναι και το plywood.  Έχει πολύ καλύτερες αποκρίσεις σε σεισμό.
Δεδομένης της πολυπλοκότητας του ξύλου ως δομικού συστήματος και το υψηλό επίπεδο των λεπτομερειών απαιτείται μελέτη από ειδικούς μηχανικούς και μεγάλη προσοχή στην κατασκευή.

Στο σημείο αυτό να θυμίσουμε ότι υπάρχουν δύο ειδών προκατασκευασμένες κατοικίες με φέροντα οργανισμό από ξύλο: «Ευρωπαϊκού τύπου» και «Βορειοαμερικανικού». Στην πρώτη περίπτωση στο εργοστάσιο προκατασκευάζονται οι τοιχοποιίες, τα δάπεδα και τα υπόλοιπα δομικά στοιχεία τα οποία στη συνέχεια συναρμολογούνται επί τόπου, ενώ στη δεύτερη όλα τα δομικά στοιχεία μοντάρονται στο έργο, αφού κατασκευαστεί πρώτα ο ξύλινος σκελετός και έπειτα «ντυθεί» επί τόπου.

Το τελικό αποτέλεσμα, ανεξάρτητα με τον τρόπο κατασκευής, κι αφού προσεχθούν όλα τα παραπάνω, αποτελεί μια εξαιρετικά ανθεκτική σε όλες τις μηχανικές καταπονήσεις κατασκευή, της οποίας οι τοιχοποιίες, τα δάπεδα και η οροφή ή η στέγη αποτελούνται από πολλαπλές επάλληλες στρώσεις ξύλινων πλακών και μονώσεων τύπου «σάντουιτς», δημιουργώντας έτσι σύνθετα πάνελς, τα οποία περικλείουν έναν ισχυρό ξύλινο σκελετό αποτελούμενο από βιομηχανικά επεξεργασμένα αντικολλητά ή μασίφ ξύλινα υποστυλώματα και δοκάρια, συνδεδεμένα όλα μεταξύ τους με κατάλληλους μεταλλικούς συνδέσμους, ήλους και καρφοελάσματα, εξασφαλίζοντας μια άρρηκτα «δεμένη» κατασκευή.

Η κάθε μέθοδος έχει τα υπέρ και τα κατά, διαφορετικά για κάθε περίπτωση. Έχουμε την τεχνική ικανότητα να εκτελούμε και τις δύο μεθόδους. Δίνουμε εγγύηση σε κάθε έργο μας!

Όλα τα συστήματα δόμησης κατασκευής προκατασκευασμένων κατοικιών που αποκλειστικά αντιπροσωπεύουμε, είναι πιστοποιημένα.  Είμαστε από τους λίγους όμως που μπορούμε να πιστοποιήσουμε μόνοι μας με CE κάθε ειδική κατασκευή ή σύστημα δόμησης πέραν της εκπόνησης της στατικής μελέτης, όπου αυτό απαιτείται.  Σε αυτό είμαστε πρωτοπόροι.

Συνεργαζόμαστε με εξειδικευμένα εργαστήρια μετρήσεων σε Ελλάδα κι εξωτερικό ενώ εφαρμόζουμε πάντα όλους τους πρότυπους κανονισμούς.

Η μακρόχρονη πείρα μας, κι η επιστημονική μας κατάρτιση εγγυώνται το αποτέλεσμα!