arrows Právo, ekonomika arrows Statika a dynamika staveb arrowsNová norma pro navrhování konstrukcí odolných proti účinkům zemětřesení
grafické podklady: archiv autora
text: Ondřej Fischer
číslo: 03/09
Nová norma pro navrhování konstrukcí odolných proti účinkům zemětřesení
Posouzení staveb na zatížení zemětřesením bylo v Československu předepsáno od roku 1954. I když s oddělením Slovenska Česku ubyly nejvíce ohrožené oblasti, české normalizační autority rozhodly převzít evropskou seizmickou normu Eurocode 8 – EN 1998:2004 Design of structures for earthquake resistance překladem. Český inženýr tak dostává do rukou komplet šesti norem, z něhož pro stavby v ČR použije pouze malou část. Nicméně poučit se může hodně, nemluvě o uplatnění takto získaných poznatků při práci na zahraničních zakázkách.
odeslat odeslat    tisk tisk
Prof. Ing. Ondřej Fischer, DrSc. (*1929)
Prof. Ing. Ondřej Fischer, DrSc. (*1929)Absolvent Stavební fakulty ČVUT Praha (1953), odborný asistent katedry stavební mechaniky, projekce IPS Praha, kurs seizmického inženýrství a stáž Bergamo – Itálie. Od roku 1964 působí v Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AVČR v oblasti dynamiky stavebních konstrukcí, seizmického a větrového inženýrství, tlumení kmitů vysokých staveb. Znalec v oblasti dynamika a poruchy staveb. E-mail: fischero@itam.cas.cz

Vztah Eurokódu EN 1998:2004 k předcházející ČSN 73 0036:1973
Na celém Eurokódu 8, nazvaném Navrhování konstrukcí odolných proti zemětřesení (EN 1998) pracovaly komise CEN (Evropského výboru pro normalizaci) přes dvacet let. V konečné verzi má šest částí, postupně schválených v letech 2004 až 2008, z nichž má pro srovnání s našimi poměry význam část 1 – EN 1998-1:2004, přeložená jako ČSN EN 1998-1 Část 1: Obecná pravidla, seizmická zatížení a pravidla pro pozemní stavby, ČNI Praha 2006.

Další části:

  • část 2 – EN 1998-2 Mosty;
  • část 3 – EN 1998-3 Zesilování a rekonstrukce;
  • část 4 – EN 1998-4 Zásobníky, nádrže, potrubí;
  • část 5 – EN 1998-5 Základy, opěrné a zárubní zdi;
  • část 6 – EN 1998-6 Věže, stožáry, komíny.

Tyto části v českých normách normách ekvivalent nemají. Lze tedy říci, že obor platnosti celého Eurokódu 8 byl v minulosti pokryt československou normou ČSN 73 0036 Seismická zatížení staveb, která vyšla (po cca desetileté přípravě) v roce 1973. Z jejího rozsahu 46 stran připadá na vlastní tematiku zemětřesení asi třetina, její zbytek se týká seizmicity technické, tj. otřesů, působených průmyslovými zdroji, dopravou a trhacími pracemi. Přes tento malý rozsah stará norma v principu odpovídala svým přístupem současnému Eurokódu, a metodikou odpovídala tehdejším normám technicky vyspělých států tím, že postihuje i kmitání ve vyšších vlastních tvarech, nepřímo respektuje duktilitu atd. Projevila se při tom úroveň československé stavební mechaniky, geofyziky i technologie staveb, reprezentovaná v těchto oborech stavebními experty: prof. Ing. Dr. Vladimírem Kolouškem, DrSc., Ing. Dr. Arnoštem Dvořákem, DrSc. a geofyzikem prof. RNDr. Aloisem Zátopkem, DrSc. Koncem osmdesátých let byla snaha tuto normu revidovat, podařilo se však postihnout pouze její část, týkající se seizmicity technické (samostatná ČSN 73 0040 Zatížení stavebních objektů technickou seizmicitou a jejich odezva, ČNI 1995). Přímo zemětřesení se týkal až překlad první části předběžné evropské normy Eurokód 8, ČSN P ENV 1998-1-1 Obecné zásady – Seizmická zatížení a obecné požadavky na konstrukce roku 1998, a ČSN P ENV 1998-1-4 Obecné zásady – Zesilování a opravy budov z roku 2000. Předcházející československé normy také obsahovaly zatížení zemětřesením, definované však tehdy maximálně stručně náhradním statickým vodorovným zatížením. Jako novinka v tehdejším Československu byla kapitola o zemětřesení zavedena poprvé v normě ČSN 73 1310 z roku 1958 v rozsahu 4 stran. Náhradní statické vodorovné seizmické síly v ní byly úměrné tíze podlaží a výšce nad terénem, velmi výstižně tam však byly formulovány hlavní konstrukční pokyny pro stavby v seizmických oblastech.

Rozdíl Eurokódu 8 oproti dřívějším československým (i českým) normám týkajícím se seizmicity lze spatřovat v těchto bodech:

Rozsah dokumentů:
zatímco celý nový Eurokód 8 má přes 500 stran A4, předcházející seizmické normové dokumenty v ČR měly jen několik málo (až 15) stran A5. Důvodem tohoto rozdílu je jednak pokrok ve znalostech o zemětřesení a chování konstrukcí při něm a také skutečnost, že Eurokód 8 má celoevropskou platnost, tzn. že platí i v zemích s výskytem velké seizmicity s velkými nároky na seizmickou odolnost staveb. Mnoho z jeho ustanovení se v ČR – v zemi s malou seizmicitou – neuplatní a nebylo dříve třeba je v normě uvádět.

Obsah dokumentů:
předcházející normové podklady seizmického návrhu v ČR byly orientovány převážně na budovy, zatímco Eurokód 8 zahrnuje ve svých šesti částech i další druhy staveb.

Hloubka zpracování:
Eurokód 8 předepisuje ověření výpočtem i tam, kde dříve stačil inženýrský cit a zkušenosti (duktilní působení, prostorová tuhost konstrukcí), a uvádí i podrobné návody či vzorce pro tato ověření. Velmi podrobně jsou uvedeny konstrukční pokyny.

Formální stránka:
nový Eurokód 8 používá písmenných značek, odlišných od značek obvyklých v dřívějších normách českých a československých, samozřejmostí je používání soustavy SI. Změna pravidel pravopisu vyvolala i změnu ze seismicity na seizmicitu.

Zemětřesení obecně
Naše planeta je nehomogenní těleso, namáhané v různých svých místech různými silami: od vlastní gravitace a gravitace blízkých nebeských těles, od odstředivé síly, teploty, od dopadajících meteoritů i od lidské činností (například přitížení zdržemi velkých přehrad). Tyto síly namáhají její povrchové vrstvy (kůru, respektive vrchní vrstvu pláště), které se mohou rozlomit do ker, případně se tyto kry na svém styku po překonání tření posunou. Přitom se uvolní nashromážděná deformační energie, což je doprovázeno otřesem. Místo takové poruchy se nazývá hypocentrum, a podle jeho hloubky se rozlišují zemětřesení mělká (do 10 km), střední (kolem 25 km) a hlubinná (více než 60 km); nad ním na povrchu je tzv. epicentrum. Zemětřesení se na povrchu projevuje otřesem, který má obecně šest složek. Zpravidla se však počítá pouze se složkami translačními, tedy jednou svislou a dvěma vodorovnými. Časový průběh otřesu (amplitudy, frekvence, trvání) je složitý, závislý na charakteru tektonické poruchy, množství uvolněné energie, vzdálenosti od epicentra, mechanických vlastnostech prostředí, na přítomnosti odrazových a lomových ploch podél dráhy šíření atd. Po silném otřesu mohou na terénu zůstat i trvalé deformace, případně i poruchy – svislé či vodorovné posuny podél nově vzniklých kluzných ploch. Pokud silný otřes zasáhne dno mělkého moře, může vytvořit přílivovou vlnu – tsunami.

Zemětřesení v ČR
Česká republika nemá pod sebou významné tektonické zlomy, takže byla dlouho ušetřena katastrofálních zemětřesení, nicméně s jeho možným výskytem se v projektových normách počítá půl století. Otřesy, které se čas od času v ČR vyskytují, pocházejí ve východní části ze zlomů z oblasti Karpat, v západní části z oblasti Alp. Podrobná Mapa seismických oblastí na území ČSSR byla publikována už v normě z roku 1973. Informace o seizmické aktivitě však existovaly již dříve. Byly shromažďovány z údajů o zemětřeseních podle starých kronik, od 19. století i ze systematických seizmografických měření a geofyzikálních bádání. Za posledních asi padesát let se tato bádání a měření nesmírně zdokonalila a v celosvětovém měřítku systematizovala. Přistoupilo se k definování seizmických zón, k pravděpodobnostnímu vyjádření výskytu zemětřesení a k objektivizaci údajů:

  • od stupnic intenzity zemětřesení založených na viditelných poškozeních budov a terénu (stupnice M.C.S. – Mercalli-Cancani-Sieberg, 1931) se přechází na množství uvolněné energie při otřesu (Richterova stupnice, magnitudo);
  • při posuzování seizmické bezpečnosti staveb se vychází z časového průběhu otřesu a dosahované maximální hodnoty zrychlení, z jeho frekvenční skladby a z pravděpodobnosti výskytu;
  • respektuje se i korelace s geofyzikálním utvářením terénu a podloží.

Rozdělením Československa odpadly České republice oblasti nejvíce ohrožené zemětřesením (Komárno, Žilina). Naproti tomu u těch, které zůstaly, se podle nových pozorování a výpočtů seizmické ohrožení zvýšilo (Cheb, Ostravsko – až na 0,12 g) a zvětšila se také výměra území, kde se bude muset seizmický návrh provádět. Přesto území ČR zůstává z valné části územím s malou nebo velmi malou seizmicitou.

Mapa seizmických zón ČR

Mapa seizmických zón pro Národní přílohu k Eurokódu 8 byla připravována dlouho. Jedna verze byla uvedena již v roce 1998 změnou k normě ČSN 73 0036 [1]. V rámci široké mezinárodní spolupráce byly sjednoceny národní katalogy zemětřesení, aby seizmické zóny sousedních zemí na sebe navazovaly. Současně bylo nutné také dohodnout Evropskou makroseizmickou stupnici [2]. Následně bylo třeba vzájemně propojit odhady seizmických účinků jak v evropském [3], tak i národním [4] měřítku. Během této etapy se nově vymezené seizmické zóny porovnávaly se zónami již existujících národních norem, v nichž byly účinky zemětřesení udány ve stupních M.C.S. Postupně byly získány vztahy, umožňující převod těchto intenzit na hodnoty zrychlení pohybu terénu, které se používají v Eurokódu 8. Výzkum seizmického ohrožení území ČR pokračuje samozřejmě dále v návaznosti na stále podrobnější znalosti o geologické stavbě území [5].
Maximálně podrobný seizmický návrh byl i v ČR prováděn v souvislosti s výstavbou jaderných elektráren a se společenským tlakem na jejich bezpečnost. Ty se však posuzují na silnější zemětřesení (zemětřesení s významně menší pravděpodobností výskytu, s delší dobou návratu – například 2000 let místo 475 let užitých pro Eurokód 8), a Eurokód pro ně neplatí.
Mapa seizmických oblastí ČR, uvedená v Národní příloze Eurokódu 8 – část 1, je ukázána na obr. 1; v normě jsou u ní vypsány ohrožené okresy podle velikosti referenčního špičkového zrychlení podloží (které se v návrhu konkrétní stavby násobí součinitelem významu stavby a součinitelem podloží). Ve sporných případech o jeho velikosti rozhoduje „odborné geofyzikální pracoviště“ *).

Situaci v seizmickém ohrožení území ČR podle této mapy lze shrnout takto:

  • oblasti se seizmicitou větší než malou, v nichž je návrhové zrychlení větší než 0,08 g a kde by se tedy mělo počítat podle této normy, zahrnují 10 okresů (Ostrava, Náchod, Tachov atd.);
  • oblasti s malou seizmicitou, se zrychlením 0,04 až 0,08 g a kde lze seizmicitu řešit zjednodušeně, zasahují 30 dalších okresů, podle seznamu, který bude uveden v Národní příloze k ČSN EN 1998-1;
  • na zbytku území ČR, asi na 50 % území, včetně Prahy, Brna, Olomouce, se seizmicita v normálních případech neuvažuje.

Pro srovnání: Seizmická mapa v ČSN 73 0036 (1973) uváděla oblasti se seizmicitou stupně 6 a 7 (stupnice M.C.S.), na nichž se uvažovalo seizmické zatížení. Plošný úhrn těchto oblastí představoval asi 5 % území dnešní ČR, zatímco 95 % jejího území se považovalo za seizmicky bezpečné.

*) např. autoři mapy – manželé Schenkovi, Ústav struktury a mechaniky hornin Akademie věd ČR.

Obr. 1. Mapa seizmických oblastí ČR
¤ Obr. 1. Mapa seizmických oblastí ČR

Seizmické zatížení a jeho odezva
Seizmické zatížení představuje buzení vynuceným pohybem (kinematické buzení), vnášené do konstrukce z podloží přes její základy. Úloha je řešitelná, pokud je dán pohyb základu jako funkce času. Některou z metod elementární stavební dynamiky [6] lze určit pohyb a odpovídající namáhání konstrukce, anebo se určí jen pohyb a jeho zrychlení, které po vynásobení hmotou příslušné části konstrukce dá setrvačnou sílu, tedy náhradní statickou seizmickou sílu. Z těchto seizmických sil se pak určí namáhání konstrukce obvyklým statickým (kvazistatickým) řešením. Tento druhý způsob byl v minulosti výhradně používán, a je dodnes v seizmických normách (včetně Eurokódu 8) zachován pro jednoduché případy. Seizmické síly mají směr uvažovaného budicího zrychlení, tedy buď svislý, nebo vybraný směr ve vodorovné rovině. Komplikace nastává, jde-li o konstrukci, která není buzena jako celek, například budova půdorysně rozlehlá s patkami navzájem vzdálenými. Pak je nutné buď přesnější řešení konstrukce – jako celku, z nějž každá podpora je buzena jiným pohybem, anebo naopak přijmout vhodný zjednodušující předpoklad, například rozumnou superpozici. Jiná komplikace nastává, respektuje-li se skutečnost, že otřes je náhodný proces. Není tedy popsán jednou, tzv. deterministickou funkcí, která jisté časové souřadnici přiřazuje jednu velikost výchylky (případně zrychlení), ale pouze pravděpodobnost, že výchylka bude v jistém intervalu. I zde je řešení v zásadě možné, ale metodami stochastické mechaniky a v pravděpodobnostních pojmech (průměrná hodnota, rozptyl apod.) [7]. Tento přístup, který se uplatňuje v pokročilé regulační, letecké a raketové mechanice, na své uplatnění v seizmickém inženýrství teprve čeká.

Výpočet odezvy konstrukcí podle Eurokódu 8
Eurokód 8 dává především důraz na spolehlivé založení a jednoduchost konstrukčních systémů staveb. Dále umožňuje jejich rozlišení podle významu, podle rozměrů a mechanického působení. Pro běžné stavby umožňuje jednoduché řešení kvazistatické, kdy se určí seizmické síly, v nichž je již zahrnut účinek pohybu. Zpravidla se používá buzení vodorovné. Svislé buzení bývá většinou menší, také je proti němu konstrukce již svým návrhem na vlastní tíhu odolnější. Svislé zatížení se může uplatnit jednak v oblastech blízko epicentra, jednak u dlouhých konzol nebo průvlaků zatížených neprůběžnými sloupy.

Výpočet pomocí seizmických příčných sil
Tento způsob lze použít u jednoduchých konstrukcí, ne tak vysokých a ohebných, aby se dalo očekávat kmitání ve vyšších vlastních tvarech. K jejímu použití je třeba znát periodu kmitání v základním vlastním tvaru T1 (aspoň přibližně), dále křivku návrhového spektra pružné odezvy pro typ očekávaného zemětřesení Sd(T1). Tato křivka udává maximální zrychlení, které dosáhne během očekávaného zemětřesení pružná soustava s jedním stupněm volnosti, o vlastní periodě T1. Její tvar je patrný z obr. 2. Soustava vzorců je pro danou seizmickou oblast uvedena v kapitole 3 téhož Eurokódu 8 (tyto křivky vznikly propočítáním a zprůměrováním příkladů odezvy na skutečná zemětřesení v dané či geofyzikálně podobné oblasti).

Obr. 2. Tvar spektra pružné odezvy
¤ Obr. 2. Tvar spektra pružné odezvy

Z těchto veličin se určí smyková síla (celé budovy) v základu Fb vztahem:

 (1)

kde m znamená hmotnost celé budovy.

Pokud je budova tvořena několika hmotami mi ve výškách nad základem zi a pokud jde o konstrukci tuhou, jejíž tvar kmitání má pořadnice úměrné výšce zi, pak se z této celkové síly každé z hmot přisoudí vodorovná seizmická síla, úměrná hmotnosti a výchylce kmitání jejího působiště:

 (2)

Vodorovné seizmické síly pro vysoké konstrukce (modální analýza)
Konstrukce štíhlé a vysoké (hmoty mi, i = 1 až n), které při seizmickém buzení mohou kmitat i v některém vyšším tvaru, je možné řešit rozkladem podle vlastních tvarů (modální analýzou) pro každý vlastní tvar samostatně. Výsledky se pak kombinují podle normy. Předem ale musí být vlastní kmitání konstrukce vyřešeno, tedy periody vlastních kmitů (Tk, případně frekvence fk = 1 : Tk) a výchylky všech hmot mi v každém (k-tém) tvaru sk,i. Princip řešení vlastních kmitů soustavy viz například [6] se prakticky určí některým z komerčních programových systémů. Seizmická síla v i-tém bodě při kmitání v k-tém tvaru je dána výrazem:

 (3)

kde Sd,k je pořadnice návrhového spektra pružné odezvy příslušná k-té vlastní periodě.

Statický účinek každé k-té soustavy seizmických sil Fk,i (počet těchto soustav, tj. počet vlastních tvarů, se kterými je třeba počítat, je dán v normě) se pak vhodným způsobem zkombinuje.

Výpočet časového průběhu
Je-li znám (aspoň přibližně) časový průběh očekávaného otřesu, nebo je-li možné zkonstruovat v dané oblasti otřes umělý, lze numerickou integrací vyřešit průběh odezvy a konstrukci posoudit. Pro integraci zřejmě bude přicházet v úvahu řešení s využitím některého komerčního programového systému.

Využití duktility
Snad s výjimkou oblastí s velmi silnou seizmicitou bude zatížení zemětřesení vždy patřit k zatížením mimořádným, při kterých se bude oprávněně využívat plastických rezerv konstrukce. Tím, že v ní dochází k plastickým přetvořením, pohlcuje se vlivem hystereze pohybová energie vnášená do konstrukce z pohybujícího se podloží a její pohyb se tlumí. Lze říci, že již po mnoho let je dostatečná tažnost, (duktilita) důsledně dodržená v celé konstrukci (včetně spojů a detailů), považována za hlavní podmínku seizmické odolnosti staveb.
Vlivem plastického přetváření konstrukce ovšem přestává být lineární. Nelineární analýza konstrukcí je náročná, i když se použije maximálně zjednodušujícího předpokladu ideálního bilineárního chování. Přesto je v normě uvedena jako možnost numerického řešení časového průběhu odezvy na daný otřes. V takovém případě, má-li být proveden exaktně, je třeba mít k dispozici speciální programové vybavení. Jednodušší, i když také pracné, je použití statického přístupu. Je-li v jednom místě staticky neurčité konstrukce (ovšem v tažném materiálu) dosaženo meze kluzu, vytvoří se plastický kloub, moment nemůže dále vzrůstat, dojde k redistribuci namáhání a celkový odpor při dalším růstu zatížení konstrukce klesne. Když se takto postupně vyčerpají všechny stupně statické neurčitosti, konstrukce přejde v kinematický řetězec a dochází ke kolapsu. Tato metoda pro nelineární statickou analýzu je označena v Eurokódu 8 jako metoda statického přitěžování.
Pro řešení pružně-plastického chování byla před časem vyslovena (a od té doby i celkem slušně experimentálně ověřena pro různé typy reálných i umělých zemětřesení) hypotéza, že maximální posunutí, které dosáhne konstrukce během zemětřesení, je přibližně stejné, ať jde o konstrukci chovající se pružně anebo pružně-plasticky. Tato hypotéza, současně s přijetím předpokladu ideálně pružně-plastické konstrukce, vede k tomu, že konstrukce může být při výpočtu považována za pružnou bez ohledu na to, jaká napětí v ní vycházejí [8]. Musí však být schopna plastického přetváření a při něm vydržet deformaci, jaká vyšla pro konstrukci pružnou. Prakticky to zároveň znamená (viz obr. 3), že pokud jde o napjatost, je možno počítat konstrukci jako pružnou, a její seizmické zatížení redukovat součinitelem duktility, tedy Fe = Fs/q. Pokud je třeba znát skutečný posun konstrukce při zemětřesení ds, například kvůli možnosti narážení blízkých objektů, pak je nutné posun de (získaný elastickým řešením pro zatížení Fe) tímto součinitelem (poměrem q = ds/de) opět zvětšit. Tento poměr možného (požadovaného) plastického posunu a posunu na mezi kluzu vyjadřuje duktilitu konstrukce – definuje součinitel duktility q. Je zaveden v normě a lze jej využít, pokud projektant dostatečnou duktilitu prokáže. Eurokód 8 rozlišuje tři třídy duktility – malou, střední a velkou. Uplatní se hned zpočátku při definici pořadnice návrhového spektra pružné odezvy Sd (T1) pro výpočet seizmických sil. V každém případě však je nutné při využívání duktility zachovat rozumnou opatrnost. Nejde totiž jen o plastickou deformaci, ale o deformaci opakovanou, přičemž počet reverzí (±) během jednoho otřesu může být třeba deset nebo více.

Obr. 3. Pracovní diagram pružně-plastické konstrukce 
 Obr. 3. Pracovní diagram pružně-plastické konstrukce:
stav skutečný, - - - stav výpočtem předpokládaný
F
s – seizmická síla působící na pružnou konstrukci
F
e – seizmická síla vypočtená se součinitelem duktility
d
e – posun vypočtený, ds – posun skutečný, ds/de = q – součinitel duktility

V Eurokódu 8 je mnoho příkazů či doporučení, jak duktilitu zajistit. U ocelových konstrukcí to jsou pečlivě prováděné detaily bez vrubů a koncentrátorů napětí, zajištění ukládaných prvků proti nadzdvižení, záměrně konstruované disipativní prvky a oblasti. U betonu to jsou uzavřené, případně zhuštěné třmínky k zabránění vybočení tlačené výztuže, zesílená smyková výztuž, dodatečná výztuž pro oboustranně působící momenty u vetknutí nebo uprostřed pole, atd.

Přínos Eurokódu 8
Nový Eurokód 8 navazuje na ostatní evropské normy pro projektování stavebních konstrukcí, a to jak na obecné základní (EN 1990), tak na specializované pro určité materiály či aspekty projektování (EN 1991 až EN 1999) a představuje rozšíření a zdokonalení seizmických norem předcházejících. Tato zdokonalení odpovídají vývoji v poznatcích o charakteristikách seizmických otřesů ve světě a o chování konstrukcí při silných zemětřeseních v poslední době. To je vždy intenzivně sledováno, dokumentováno a vyhodnocováno, takže znamená cenný zdroj pro pokrok v seizmickém inženýrství – bohužel zpravidla pokrok draze zaplacený ztrátami na životech i materiálních hodnotách. Proti dřívějšku se nyní respektuje nejen velikost vyskytujících se zrychlení seizmického buzení, ale i jeho charakter a trvání, to vše pokud možno v návaznosti na geofyzikální dění v Zemi, které zemětřesení vyvolalo.
Velká pozornost je v předkládané normě věnována uplatnění plastického přetváření (duktility) konstrukcí při seizmickém namáhání. Místo dříve užívaného jednotného součinitele duktility jsou pro konstrukce stanoveny třídy duktility a kritéria, která musejí konstrukce patřičné třídy splňovat. K tomu je uvedeno mnoho konstrukčních pokynů a omezení.
Mapa seizmických oblastí ČR, uvedená v Národní příloze, byla proti mapě v předcházející ČSN 73 0036 (1973) doplněna podle nových geofyzikálních výzkumů, koordinována se seizmickými poměry v okolních zemích a byla upřesněna uvedením okresů ohrožených zemětřesením určité intenzity. Je třeba uznat, že nové poznatky přinesly zvětšení seizmických oblastí, které ale přesto ve světovém měřítku zůstávají oblastmi s poměrně malou seizmicitou: u těch nejvíce postižených, jako například okresy Ostrava, Cheb, Tachov, Opava, lze toto zvětšení ohroženého území odhadnout snad jako dvojnásobek všech dříve uvažovaných seizmických oblastí. Oblasti velmi malé seizmicity, v nichž bude nutné seizmická hlediska respektovat aspoň dodržováním některých konstrukčních zásad (jednoduchost konstrukce, spojitost základů, používání věnců ve zdivu apod.), zabírají téměř polovinu území ČR. V nejpostiženějších oblastech si, zvláště u vyšších staveb, seizmická bezpečnost vyžádá i zesílení a úpravu nosného systému, především svislých nosných prvků. Přibližná porovnání ukázala, že náhradní statické vodorovné seizmické zatížení podle nové normy vychází v těchto oblastech téměř o 60 % větší než dosud. Tento rozdíl v silách (který se do jisté míry promítne i do nákladů) se uplatní v okresech, které byly označeny za seizmicky ohrožené v minulosti a jsou jimi i dnes (například zmíněná Opava). Větší náklady vzniknou v okresech, které dříve nebyly za seizmicky ohrožené považovány, a podle Eurokódu 8 ohroženy jsou (Ostrava, Cheb, Tachov atd.). Ani v těchto případech to však nebude zvýšení drastické, protože i v těchto nejaktivnějších oblastech jde o seizmicitu malou, případně jen o málo větší než malou. Zbylé seizmicky aktivní oblasti se zrychlením (0,4 až 0,8) g budou pravděpodobně vyžadovat antiseizmická opatření pouze výjimečně, a v běžných případech bude stačit dodržovat při stavbě jen zásady poctivého stavění, vyžadující minimální náklad.
Přitom všem je třeba si uvědomit, že tento vzrůst nákladů není způsoben nějakou samoúčelnou změnou normy, ale zdokonalením lidského poznání přírody a pokrokem výpočtových metod. Zatím nemá území ČR zkušenost s katastrofálním zemětřesením, zatím se lze jen učit ze zkušenosti jiných, což je, jak známo, vlastnost moudrých. Součástí tohoto učení je i převzetí této normy a investování zmíněných vícenákladů do staveb, které jsou v současné době realizovány nebo prodělávají rekonstrukci.

Použitá literatura
[1] Schenk V., Schenková Z.: ČSN 73 0036 Seismická zatížení staveb, změna 2, ICS 91.080.00, 91.040.00, květen 1998, ČNI Praha, 5 str., mapa
[2] Grünthal G. (Edt.), Musson R. M. W., Schwarz J., Stucchi M., Kárník V., Kenjebaev E., Levret A., Mayer-Rosa D., Novotný O., Pospischl D., Roman A. A., Sandi H., Schenk V., Schenková Z., Shumila V. J., Tiedeman H., Vogt J., Zahradník J., Zsiros T.: European Macroseismic Scale - Updated MSK Scale. Cahiers du Centre Européen de Géodynamic et de Séismologie, 1998 No.15., 99 pp
[3] Global Seismic Hazard Map (1999): Eds. Giardini D., Grünthal G., Shedlock K., Zhang P., Principal contributors for the Czech Republic Schenk V., Schenková, Z., US Geological Survey and Swiss Seismological Service
[4] Schenk V., Schenková Z., Kottnauer P., Guterch B., Labák P. (2001): Earthquake Hazard for the Czech Rep., Poland and Slovakia. Acta Geophysica Polonica 49, 287–302
[5] Schenk V., Schenková Z., Pichl R., Jechumtálová (2008): Earthquake Hazard for the Czech Republic Corrected on Local Geology Effects. Acta Research Reports 17, 37–43
[6] Koloušek V.: Dynamika stavebních konstrukcí, část 1. SNTL Praha, 1954
[7] Náprstek J., Fischer C.: Non-stationary response of structures excited by random seismic processes with time variable frequency content. Jour. of Soil Dynamics and Earthquake Eng. 22, (July 2002), pp. 1143–1150
[8] Blume J. A., Newmark N. M., Corning L. H.: Design of multistory reinforced concrete buildings for earthquake motions. P. C. A., Chicago, 1961


Lektor článku: prof. Ing. Miroš Pirner, DrSc., dr.h.c. Vědecký pracovník AVČR, Ústav teoretické a aplikované mechaniky v Praze



Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
Líbí se nám: Vše o stavbách a architektůře najdete na 4stav.cz. Použité stroje jako brusky, lisy a jiné naleznete na AKKstroje.cz. Studijní materiály nejen o stavebnictví, ale i strojírenství a zeměpis najdete na Škola, studium, wiki. Pomozte klikem, udělejte dobrou věc a přečtěte si v magazínu nejen o životním stylu.
© 2007