רעידת אדמה והשפעתה על מבנים

אברהם בן עזרא

כל מבנה מחושב לגבי מצב של עומס אנכי הפועל עליו, בין עומס עצמי ובין עומס נייד. ללא חישוב בסיסי זה, לא יעמוד המבנה במבחן הזמן, שכן העומס העצמי הינו פועל תמיד, ואילו העומס השימושי (נייד) - הוא תכליתו של המבנה, ומטרת הקמתו. מיד עם תום הבנייה, מבחן העומס האנכי בא לידי ביטוי מיידי ונמשך לאורך כל תקופת קיומו של המבנה.

לא כן עומסים עונתיים, מחזוריים, שהם בעיקר עומסים אופקיים הנגרמים שלא ברציפות אלא "בהפתעה" - ואחת לתקופת שנים. מדובר בעומס רוח ובעומס הנגרם עקב תזוזות קרקע , קרי: רעידות אדמה. אפשר שהמבנה לא יתוכנן למצב שלרעידת אדמה ולא ייגרם בו שום נזק במשך עשרות שנים - כל עוד לא מתקיים אירוע מסוג זה. מכאן הזלזול המסוים (ולא של כולם) אצל המהנדסים ורשויות התכנון בעניין זה. מי שבונה את עצמו ואת משרדו לטווח ארוך, וכן גם מי שדואג לתקינות מכל סוג לטווח הארוך - וכיום, על פי התקנים החלים כך גם חובה לעשות - ייקח בחשבון את הצורך בהתאמת המהנים למצב של פעולת עומסים אופקיים עליהם, וכאן עולה השאלה - עד כמה, והאם די בהוראות התקן?

התשובה היא כבנושאים הנדסיים דומים אחרים - חד משמעית: לא.

התקן נועד לקבוע גבולות סטטוטוריות ובשום אופן לא מהווה אמת מידה לתכנון נכון.

אני מאמין למהנדס שתכנן גשר שקרס תחת עומס "רגיל" תוך שימוש בתקן והיצמדות לכל פרטיו בחישוביו. אלא שזה לא מספיק.

מהנדס מתכנן צריך לראות רחוק, לחזות פני עתיד, ולקחת בחשבון גם את התקן וגם מצבי שימוש אפשריים העלולים לפקוד את המבנה בשנות קיומו ומעבר לכך. לאמור, אם מבני בטון מזוין אמורים להחזיק מעמד 150 שנה, לא די לבנותם כך שיעמדו ברעידת אדמה כה חזקה עד כדי כך שהיא נגרמת אחת ל- 150 שנה ולא פחות, כי רעידה כזו עלולה להיגרם בהסתברות נמוכה אך לא בטלה בשישים - גם בשנה הבאה (עלינו לרעה)...

את הגבול - יקבע המהנדס, לא רק על פי התקנים, ובהחלט גם על סמך שיקולים כלכליים.

ישנם מספר צעדים האמורים לשפר מהותית את מצב המבנים בין הנבנים ובין המחוזקים, ולהלן פירוט:

א. סגירת קומת עמודים

קומת עמודים מפולשת (פתוחה) מהווה מוקד לפגיעה במבנה עקב כוחות אופקיים הנגרמים מרעידות אדמה, ולכן רצוי להימנע מעמודים בדידים ככל שאפשר. יש חשיבות רבה לסגירת קומת העמודים בקירות בטון ולכל הפחות בקירות בנויים המשלבים בלוקים עם חגורות אנכיות ואופקיות. יש חשיבות רבה להקל מבחינת רישוי כל יזמה בכיוון זה, והנאמר כאן מופנה בעיקר לרשויות התכנון.

ב. הימנעות מבנייה טרומית

ככלל, בנייה תוך שימוש באלמנטים טרומיים המיוצרים במפעל היא בנייה בעייתית מההיבט הנדון כאן. אמנם אפשר לתכנן מבנה טרומי כך שיהיה יציב נגד כוחות אופקיים, אולם הדבר מורכב, וחשוב יותר, הבקרה והבדיקה על כך מורכבות עוד יותר. לכן מהיבט זה עדיפה הבנייה הקונבנציונאלית מבטון מזוין. הבעיה העיקרית בעניין זה אינה עמידה בדרישות התקן, אלא לאור הקושי בהגעה למילוי דרישות התקן, חזקה על המתכנן כי לא יבדוק כלל עמידה בדרישות יותר מחמירות.

ג. קורות קשר

רצוי בתכנון הביסוס, בעיקר בקרקע חרסיתית אך גם בקרקעות הטובים יותר ליסודות, לכלול קורות קשר שתי וערב. דבר זה תורם ליציבות הבניין וההוצאה הכספית הכרוכה בכך היא בדרך כלל שולית. קורות הקשר צריכות להיות גם כאשר התקרה התחתונה קרובה לקרקע ולכאורה הקורות שלה הן מהוות גם קורות קשר. ההמלצה היא לבצע קורות קשר בנפרד מקורות התקרה.

ד. חגורות בבנייה

קירות פנים וחוץ הבנויים בבלוקים צריך לחזק באמצעות חגורות בטון מזוין - חגורות אופקיות מתחת לפתחי החלונות ומעליהם, וחגורות אנכיות בשינויי כיוון של קירות, ובסמוך לקירות בטון או לפתחים. ריבוי חגורות וקשירתן בברזלי זיון - משפר את העמידות נגד רעידות אדמה. יש חשיבות רבה לעיגון החגורות אל השלד.

ה. זיגוג

זכוכית מחוסמת מתפוררת בהולם, ולכן לא מומלץ לעשות בה שימוש. יש לבכר זכוכיות הנשארות על תלן גם לאחר פגיעה בהן, כגון - זכוכית שכבות (זכוכית רבודה). זיגוג בשטחים נרחבים לא רצוי, וקירות זכוכית גדולים מדי יוצרים מוקד לפגיעות מיותרות מלבד ליקויים אחרים הקיימים בקירות מבלוקי זכוכית. כאן גם עומסי רוח עלולים להוות גורם הורס. כיום ישנה דרישה בתקן החל כי מעקים וזכוכיות במקומות בעייתיים יהיו מזכוכיתרבודה אולם במשך עשרות שנים התקן אפשר זיגוג מחוסם בלבד, כמעקה, דבר שכאמור אינו מתאים כלל.

ו. עיצוב פנים

גם עיצוב הפנים של הדירה צריך להיות תוך מחשבה בנושא העמידות נגד רעידות אדמה, והדוגמא לכך היא שיקול דעת מוקדם בטרם החלטה על נברשות ענק התלויות מהתקרה. יש, כמובן, דוגמאות נוספות המצריכות מחשבה בכיוון האמור - למניעת הפתעות לא נעימות באירועי רעידות אדמה.

ז. גרעין אנכי

בתכנון בניינים גבוהים צריך ליצור בבניין גרעין אנכי מבטון מזוין, מעין מבנה שכולו עשוי בטון מזוין לכל גובה הבניין. דבר זה יכול להתבצע באמצעות השימוש בחדר המדרגות כגרעין ו/או באמצעות המרחב המוגן אשר בין כה יש דרישה כי 70% מהיקף קירותיו יגיע ליסודות, כך שכל שנותר זה להמשיכו למעלה אם הדבר אפשרי מבחינת התכנון. לפעמים לא די בגרעין אחד.

ח. תוכנות

כל מבנה יכול להיבדק באמצעות העברת הדגם שלו דרך תוכנות סייסמיות ובדיקה האם המהנה עמיד ברעידות אדמה ועד כמה הוא עמיד או לא עמיד. התוצאות מתקבלות בערכים מספריים מדוייקים וככל שהמודל אשר נבנה על ידי מהנדס קונסטרוקטור הוא יותר מדויק ותואם את המצב האמיתי של המבנה כך גם התוצאות יותר אמינות. אציע כי בעלי מבנים שבספק, יטלו יוזמה לבדיקה מסוג זה.

אברהם בן עזרא

Avram@benezra.co.il