ევროკოდი 8 — სეისმომედეგი მშენებლობის როლი სიცოცხლის გადასარჩენად

მიწისძვრა ეს არის ბუნებრივი მიზეზებით გამოწვეული დედამიწის ზედაპირის რხევა. მიწისძვრების უმრავლესობა სუსტია და ხშირად შეუმჩნეველია ადამიანებისათვის. ზოგი მათგანი კი იწვევს დიდ ნგრევას, რასაც მსხვერპლიც თან ახლავს ხოლმე. მიწისძვრა გამოწვეულია ტექტონიკური პროცესებით. მისი კერა დედამიწის წიაღის იმ უბანს წარმოადგენს, სადაც ქანებში დიდი ხნის განმავლობაში დაგროვილი ენერგიის განტვირთვა ხდება.

მიწისძვრის სიძლიერე მაგნიტუდითა (ტალღების საერთო ენერგიით) და ბალებით ფასდება. ბალის სიდიდე კერის სიღრმესა და მაგნიტუდაზეა დამოკიდებული. დედამიწაზე ორი ძირითადი სეისმური სარტყელია ცნობილი: ალპურ-ჰიმალაური და წყნაროკეანური. საქართველოს ტერიტორია, ალპურ-ჰიმალაურ სეისმოაქტიურ სარტყელს მიეკუთვნება.

ზოგიერთმა მიწისძვრამ კაცობრიობის ისტორიაზე წარუშლელი კვალი დატოვა. მაგალითად, 1960 წლის ჩილეს დიდი მიწისძვრა (მაგნიტუდა 9.5) რჩება ოდესმე დაფიქსირებულთაგან ყველაზე ძლიერ მიწისძვრად, რომელიც კონვერგენტულ საზღვარზე სუბდუქციის შედეგად წარმოიქმნა და კოლოსალური ცუნამი გამოიწვია. 2011 წლის მიწისძვრამ იაპონიაში (9.1), რომელიც ასევე სუბდუქციის ზონაში მოხდა, მიუხედავად იაპონიის მაღალი სეისმომედეგი მზადყოფნისა, გამოიწვია კატასტროფული ცუნამი და ფუკუსიმას ატომური ელექტროსადგურის ავარია. ეს მაგალითები ხაზს უსვამს იმას, რომ ბუნებრივ საფრთხეებთან ბრძოლა მუდმივ განვითარებას საჭიროებს.

საქართველო, როგორც ვახსენეთ, ალპურ-ჰიმალაურ სეისმურ სარტყელში მდებარეობს, რაც მას სეისმურად აქტიურ რეგიონად აქცევს. აქ მიწისძვრები, როგორც წესი, არაღრმა კერებით ხასიათდება (სიღრმე 5-დან 20 კმ-მდე), რაც ზრდის მათ ზედაპირულ ინტენსივობას.

საქართველოს სეისმურობა მოითხოვს მუდმივ მონიტორინგს და სეისმური რისკის შემარბილებელი ღონისძიებების დახვეწას, განსაკუთრებით ძველ, სეისმომედეგობის კოდების გარეშე აშენებულ ნაგებობებში.

სეისმომედეგი მშენებლობა

სეისმომედეგი მშენებლობა (ანტი-სეისმური ინჟინერია) არის სამოქალაქო ინჟინერიის დისციპლინა, რომელიც მიზნად ისახავს ისეთი სტრუქტურების დაპროექტებასა და მშენებლობას, რომლებიც გაუძლებენ ინტესიურ მიწისძვრას მნიშვნელოვანი ნგრევის გარეშე. თანამედროვე პრინციპები აღარ გულისხმობს შენობების უბრალოდ გამაგრებას; ისინი ფოკუსირებულია კონტროლირებად დაზიანებაზე, ენერგიის დისპაციასა და სტრუქტურული ელემენტების დრეკადობაზე, რაც უზრუნველყოფს ადამიანთა სიცოცხლის უსაფრთხოებასა და ობიექტის ფუნქციონირების შენარჩუნებას კატასტროფის შემდეგ.

თანამედროვე სეისმური კოდები (მაგ. ევროკოდი 8) აწესებს განსხვავებულ ფუნქციურ მოთხოვნებს სხვადასხვა დონის სეისმური მოვლენებისას:

• მცირე მიწისძვრა (ხშირი): სტრუქტურა რჩება მთლიანად დრეკადობის ზღვრებში, დაზიანება არ ხდება.
• საშუალო მიწისძვრა (იშვიათი): დასაშვებია მცირე დეფორმაციები (პლასტიკური), მაგრამ შენობა ინარჩუნებს ფუნქციურობას.
• ძლიერი მიწისძვრა (ძალიან იშვიათი, მაქსიმალური სავარაუდო): დასაშვებია მნიშვნელოვანი არადრეკადი დეფორმაციები, მაგრამ სტრუქტურა არ უნდა ჩამოინგრეს, უზრუნველყოფილი უნდა იყოს სიცოცხლის უსაფრთხოება.

სიმტკიცე და დრეკადობა

სეისმომედეგი კონსტრუქციის ქვაკუთხედია დრეკადობა. დრეკადი მასალები და სტრუქტურები (მაგალითად, სწორად არმირებული რკინაბეტონი) ენერგიას შთანთქავს.

• ძლიერი სვეტები, სუსტი კოჭები: ეს პრინციპი უზრუნველყოფს, რომ მიწისძვრის ენერგია გამოიფიტოს (დისპაცირდეს) კოჭებში (იატაკის ელემენტები) და არა სვეტებში, რომლებიც ვერტიკალურ დატვირთვას ატარებენ. სვეტების დაზიანება სტრუქტურის კოლაფსს იწვევს, ამიტომ მათი სიძლიერე პრიორიტეტულია.
• არმირების დეტალები: კრიტიკულ ზონებში (სვეტებისა და კოჭების შეერთების ადგილები) გამოიყენება მჭიდროდ განლაგებული განივი არმირება, რაც ხელს უშლის ბეტონის დამსხვრევას და აუმჯობესებს სტრუქტურის პლასტიკურ სახსრებს.

მაღალი დრეკადობის რკინაბეტონი

სეისმომედეგი რკინაბეტონის კონსტრუქციებში გადამწყვეტია არმირების (ფოლადის ღეროების) სწორი განლაგება და საკმარისი რაოდენობა. თანამედროვე კოდები ითხოვს:

• მჭიდრო ხვიები (Stirrups/Ties): კრიტიკულ ზონებში (მაგალითად, სვეტის ბოლოებში), ხვიები განლაგებული უნდა იყოს ძალიან მჭიდროდ, რათა უზრუნველყოს არმირების შეკავება და თავიდან აიცილოს ბეტონის ნაადრევი მსხვრევა მაღალი დეფორმაციისას.

• ბოჭკოვანი ბეტონი (Fiber-Reinforced Concrete): ბეტონში სინთეტიკური ან ფოლადის ბოჭკოების დამატება მკვეთრად ზრდის მის სიმტკიცეს და ამცირებს ბზარების წარმოქმნას.

რეგულარულობა და სიმეტრია

სტრუქტურის არარეგულარობა გეგმაში ან სიმაღლეში, იწვევს ტორსიული ეფექტების (დატრიალების) წარმოქმნას მიწისძვრის დროს. თანამედროვე კოდები ხელს უწყობს სიმეტრიული განაწილებას როგორც მასის, ისე სიმტკიცის თვალსაზრისით, რათა სიმძიმის ცენტრი და სიმტკიცის ცენტრი მაქსიმალურად ემთხვეოდეს ერთმანეთს.

დიაგონალური კავშირები

ფოლადის კონსტრუქციებში ხშირად გამოიყენება დიაგონალური კავშირები. ისინი შენობის ჩარჩოში X, V ან K ფორმის სახით მონტაჟდება.

• კონცენტრირებული დიაგონალური კავშირები: მათი როლია სიმტკიცის უზრუნველყოფა;

• ექსცენტრიული დიაგონალური კავშირები: მათში განზრახ არის შეტანილი სუსტი მონაკვეთები, რომლებიც დეფორმირდება და ენერგიას შთანთქავს, რითაც მოქმედებს როგორც ბუნებრივი დემპფერი.

ინოვაციური მასალები და სისტემები

მიმდინარეობს აქტიური კვლევა ისეთ მასალებზე, როგორიცაა ნიკელ-ტიტანის შენადნობი, რომლებიც გამოიყენება არმირების ნაცვლად. დეფორმაციის შემდეგ, ამ მასალებს შეუძლიათ გაცხელების გარეშე ან მინიმალური გათბობით დაუბრუნდნენ თავდაპირველ ფორმას, რითაც შენობა სეისმური რხევის შემდეგ აღდგება.

სეისმური ენერგიის კონტროლი და იზოლაცია

თანამედროვე ინჟინერია იყენებს აქტიურ მექანიზმებს, რომლებიც მიწისძვრის ენერგიას შენობაში შესვლამდე ამცირებს. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური მეთოდი მგრძნობიარე სტრუქტურებისთვის (ჰოსპიტლები, ხიდები, მონაცემთა ცენტრები). შენობის საფუძველი იზოლირებულია მიწის მოძრაობისგან იზოლატორების (მაგ. რეზინისა და ფოლადის ფენებისგან შემდგარი ბალიშები ან ხახუნის მექანიზმები) მეშვეობით. იზოლატორები მნიშვნელოვნად ახანგრძლივებენ შენობის ბუნებრივი რხევის პერიოდს, რითაც სტრუქტურა იზოლირდება მიწის რხევის სიხშირისგან. ეს ამცირებს შენობის ძირზე გადაცემულ ჰორიზონტალურ აჩქარებას 60-80%-ით.

თანამედროვე სეისმომედეგი მშენებლობა არის რთული და მრავალშრიანი დისციპლინა, რომელიც ორიენტირებულია არა მხოლოდ სიმტკიცეზე, არამედ დრეკადობაზე, ენერგიის კონტროლსა და იზოლაციაზე. ის უზრუნველყოფს არა მხოლოდ სიცოცხლის უსაფრთხოებას, არამედ კრიტიკული ინფრასტრუქტურის ფუნქციონირებას ძლიერი მიწისძვრის შემდეგაც კი. ამ პრინციპების მკაცრი დანერგვა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია საქართველოსთვის.