Što podrazumijeva pojam protupotresne gradnje i kako se ona provodi?
U nastavku članka obraditi ćemo sljedeće teme:
Potresi, odnosno njihova jačina, mjere se pomoću dvije različite ljestvice (Richterova i MCS) koje na različite načine opisuju djelovanje potresa.
Djelovanje potresa, odnosno njegovu jačinu najčešće opisujemo koristeći se Richterovom ljestvicom. Ova, logaritamska* ljestvica brojčano, na skali do 10, opisuje energiju oslobođenu u hipocentru** potresa. Vrijednost energije određuje se pomoću mjerenja amplitude (visine) potresnih valova seizmografom. Seizmografi se, naravno, nikada ne nalaze u samom hipocentru potresa već se amplituda matematički određuje na temelju udaljenosti od epicentra*** potresa, karakteristika tla itd…
Snaga potresa prema Richterovoj ljestvici
| ispod 2 | mikro potres | ljudi ga ne osjete, bilježe ga seizmografi |
| 2,0-3,9 | manji potres | ljudi ga mogu osjetiti, rijetko uzrokuje štetu |
| 4,0-4,9 | lagani | ljudi u zatvorenom osjete (trešnja, zvukovi pomicanja namještaja), ljudi na otvorenom ga ne osjete, mala je vjerojatnost nastanka štete |
| 5,0-5,9 | umjereni | svi ljudi ga osjete, šteta na slabijim građevinama |
| 6,0-6,9 | jaki | ljudi ga osjete na udaljenostima od nekoliko stotina km od epicentra, manja šteta na kvalitetnim građevinama |
| 7,0-7,9 | veliki | nanosi štetu većini građevina na udaljenosti 250 km od epicentra |
| 8,0-9,9 | razarajući | razara većinu građevina udaljenih 1000 km od epicentra, mijenja se izgled Zemljine površine |
| 10 | epski | nije nikada zabilježen |
* logaritamska ljestvica – ljestvica u kojoj svako povećanje vrijednosti „x“ za 1 bod („x+1“) predstavlja promjenu od 10 puta (10x) od početne vrijednosti „x“; ** hipocentar potresa – točka nastanka potresa u Zemljinoj unutrašnjosti odnosno ispod površine Zemlje; *** epicentar potresa – točka na Zemljinoj površini vertikalno iznad hipocentra potresa
Mercalli-Cancani-Siebergova ili „Mercallijeva ljestvica“ uspoređuje potrese prema vanjskim znakovima, odnosno podatcima o šteti te je od strane Međunarodnog seizmološkog udruženja predložena za opću uporabu.
Snaga potresa prema MCS ljestvici
| I. | nezamjetljiv | bilježe ga jedino seizmografi |
| II. | jedva osjetan | na višim katovima stambenih zgrada osjete ga vrlo senzibilni ljudi |
| III. | lagan | osjeti se podrhtavanje tla kao pri prolazu automobila, u unutrašnjosti građevina primijeti ga veći broj ljudi |
| IV. | umjeren | ljudi ga uglavnom osjete u unutrašnjostima građevina, na otvorenom ga osjete samo pojedinci, tresu se vrata, prozori, pokućstvo itd… |
| V. | prilično jak | osjeti ga više ljudi na otvorenom prostoru, njišu se predmeti koji slobodno vise |
| VI. | jak | ruše se predmeti, razbija se posuđe, padaju slike sa zidova, pomiče se pokućstvo, oštećuju se pojedine dobro građene građevine |
| VII. | vrlo jak | oštećuje se pokućstvo, pucaju zidovi, crijepovi se lome i kližu sa krova, ruše se dimnjaci i slabije građene građevine, nastaju oštećenja na jačim građevinama |
| VIII. | razoran | pojedine građevine se u potpunosti ruše, a mnogobrojne postaju neprikladne za stanovanje, oštećuje se do 25% građevina, javljaju se pukotine u tlu te se aktiviraju klizišta na padinama |
| IX. | pustošan | mnoge građevine se ruše, a većina ih je neuporabljiva, oštećuje do 50% građevina, javljaju se velike pukotine u tlu a na padinama se aktiviraju klizišta i odroni |
| X. | uništavajući | do temelja se ruši velik broj dobro građenih građevina, teško se oštećuje 75% građevina, pucaju brane, oštećuju je putevi, željezničke tračnice, urušavaju se spilje, dolazi do izbijanja podzemne vode, pukotine u tlo šire se i do nekoliko decimetara |
| XI. | katastrofalan | do temelja se ruše gotovo sve građevine, u tlu se javljaju široke pukotine iz kojih izbija podzemna voda s muljem i pijeskom, odroni, stijene se lome i urušavaju |
| XII. | velik katastrofalan | do temelja se ruši sve što je izgrađeno od strane čovjeka, mijenja se reljef, zatrpavaju jezera, a rijeke mijenjaju korito |
Napomena: Richterova ljestvica odnosi se na mjerenje valova i predstavlja egzaktno mjerilo amplitude potresnog vala, dok se MSC ljestvica odnosi na promatrane posljedice potresa na nekom području ili lokaciji.
Više o potresima, općenito, možete saznati ma stranicama Geofizičkog odsjeka PMF-a.
Republika Hrvatska smještena je na seizmički aktivnom području te je pojava potresa očekivana. Na području RH ne predviđaju se razorni potresi snage 8 ili 9 već su maksimalni očekivani potresi snage do otprilike 6-6,5 stupnjeva Richterove ljestvice. Prema Mercalijevoj ljestvici na području Republike Hrvatske očekuje se intenzitet potresa od VI-IX MSC ljestvice.
Tijekom povijesti čovječanstvo se susretalo s potresima raznih razmjera te je jačanjem urbanizacije njihov utjecaj na određenom (sve urbaniziranijem) prostoru postajao sve jači. Na našim prostorima svima su poznati sljedeći potresi:
Tijekom godina, razvojem znanosti i istraživanjem potresa i njihovih posljedica, donesena je zakonska regulativa i propisi koji se bave protupotresnom gradnjom odnosno metodama i zahtjevima za ostvarenjem protupotresne zaštite u graditeljstvu. Prvi takav propis donesen je nakon potresa u Skopju 1964. godine, dok sva suvremena izgradnja mora zadovoljiti kriterije postavljene današnjim „Eurokodom 8“ (EC8). Eurokod zahtijeva da se građevine projektiraju na način da ne smije doći do rušenja usred potresa te se mora zadovoljiti zahtjev ograničenog oštećenja.
Protupotresna gradnja je sva izgradnja sukladna s Zakonom o gradnji koji, između ostalog, propisuje da svaka građevina mora biti projektirana i izvedena na način da tijekom svog trajanja ispunjava tzv. temeljne zahtjeve za građevinu. Jedan od propisanih sedam (7) temeljnih zahtjeva je i mehanička otpornost i stabilnost građevina koja između ostalog obrađuje i problematiku oterećenja na građevinu uzrokovanog djelovanjem potresa.
S obzirom da je prvi propis o protupotresnoj gradnji izrađen 1964. godine lako se zaključuje da sve građevine izgrađene prije 1964. godine predstavljaju znatno veći rizik prilikom pojave potresa u odnosu na građevine izgrađene u skladu s protupotresnim propisima.
Područja seizmički aktivnija od Republike Hrvatske češće su seizmički aktivna odnosno na njima se češće bilježi potresna aktivnost te isti mogu postići veće magnitude od potresa na području RH. Najpoznatije svjetsko, izrazito aktivno seizmičkih područje je „Pacifički vatreni prste“ odnosno područje koje okružuje Tihi ocean. Područje prstena predstavlja rub Pacifičke tektonske ploče koja je u konstantnoj interakciji s okolnim tektonskim pločama što rezultira vulkanskom i seizmološkom aktivnošću. Tijekom godina zbog razornih potresa koji su pogađali prostor uz Pacifički vatreni prsten (Japan, Indonezija, zapadna obala SAD-a i sl.) istraživali su se načini redukcije djelovanja potresa na građevine te su se razvile metode protupotresne zaštite građevina.
Neke od metoda su:
Sve građevine su pod utjecajem sila koje na njih djeluju vertikalno (vlastita težina građevine, predviđeno stalno i pokretno opterećenje te težina snijega) i horizontalno (vjetar – promjenjivo djelovanje, i potres – izvanredno djelovanje). Djelovanje potresa na građevini se manifestira kao horizontalna sila izazvana akceleracijom terena na kojem je građevina smještena. Akceleracija terena je izazvana djelovanjem potresnih valova koji su od hipocentra, odnosno epicentra potresa dospjeli do lokacije promatrane ili tek planirane građevine. Snagu određenog potresa nije moguće direktno prenijeti na promatranu / planiranu građevinu jer se građevina, gotovo nikada, ne nalazi na samoj lokaciji epicentra potresa (lokacija za koju je seizmografima izmjerena snaga potresa). Određivanje točne akceleracije terena na određenoj lokaciji / građevini tijekom pojedinog potresa dodatno je otežano činjenicom da potresni valovi slabe kako se udaljuju od epicentra te putuju različitim brzinama kroz različite vrste tla (npr. glina, stijena, pijesak …). Kako bi se odredila podloga za projektiranje odnosno omogućila sigurna gradnja na nekom području izrađuju se karte planirane maksimalne akceleracije tla koja se predviđa u određenom vremenskom periodu (karte možete pogledati na web stranici Geološkog odsjeka PMF-a u Zagrebu). Tijekom projektiranja građevina vodi se računa i o njihovoj otpornosti na potresno opterećenje korištenjem ustaljenih praksa projektiranja konstrukcije prilikom izrade dokumentacije manje detaljnosti (npr. idejno rješenje i idejni projekt). Navedene prakse uključuju, primjerice, osiguranje zadovoljavajućeg omjera nosivih i nenosivih elemenata u oba konstruktivna smjera građevine te pozicioniranje zidova odnosno elemenata za ukrućenje građevine. Prilikom izrade Glavnog projekta građevine (projekt za ishođenje Građevinske dozvole) koncept konstrukcije građevine se preispituje te, ako je potrebno modificira kako bi se zadovoljili protupotresni uvjeti. Odabrani konstruktivni sistem se tijekom izrade Glavnog projekta, temeljem statičkih proračuna, optimizira. Optimizacija podrazumijeva eventualno povećanje, ali i redukciju dimenzija ili broja nosivih elemenata građevine kako bi se zadovoljili uvjeti mehaničke otpornosti i stabilnosti građevine (s obzirom na sve sile koje na nju djeluju) te istovremeno optimizirao trošak izgradnje građevine. Različiti konstruktivni sistemi, kao što su zidana, AB, drvena ili čelična konstrukcija, različito reagiraju na pojedine predviđene sile koje djeluju na građevinu te se tijekom procesa optimizacije konstrukcije nastoji postići isti cilj: osigurati otpornost i stabilnost građevine pomoću optimalnog korištenja materijala i time financijske investicije.
Sve građevine koje su projektirane te izvedene u skladu s izrađenom projektnom dokumentacijom i tehničkim propisima nakon donošenja prvih protupotresnih propisa (nakon 1964. godine) predstavljaju značajno manji rizik za korisnike i imovinu u slučaju potresa u odnosu na građevine koje su izgrađene prije navedenih propisa ili su ilegalno izgrađene bez projektne dokumentacije, odnosno Građevinske dozvole. Građevine izgrađene prema projektnoj dokumentaciji i za koje su izrađeni svi propisani proračuni , bez obzira na odabrani konstruktivni sistem, moraju zadovoljiti sve protupotresne propise na isti optimizirani način. Ako je za građevinu izdana Građevinska dozvola nakon 1964. godine i ako je za istu tijekom gradnje proveden adekvatan nadzor građenja te je izvedena prema izrađenoj projektnoj dokumentaciji možemo zaključiti da je građevina izgrađena na način da zadovolji protupotresne propise i omogući sigurnost svojih korisnika u slučaju potresa za svoju lokaciju predviđene maksimalne jačine. Kako su potresi prirodna pojava uvijek je moguća pojava potresa veće jačine od predviđene, međutim ta vjerojatnost je zanemariva te bi dimenzioniranje građevine na potrese veće jačine predstavljao neopravdani trošak resursa i nepotrebno povećanje financijskih troškova.