ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Transcript

1 ntua ACADEMIC OPEN COURSES ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Καθ. Αντωνία Μοροπούλου, Λεκτ. Αστέριος Μπακόλας, ΕΔΙΠ, Κ. Λαμπρόπουλος

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από τους διδάσκοντες Καθ. Α. Μοροπούλου και Λεκτ. Α. Μπακόλα. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 Σκοπός του μαθήματος είναι η εμβάθυνση στις έννοιες και τις μεθόδους της Επιστήμης και Τεχνικής των Δομικών Υλικών, που επιτρέπουν το χαρακτηρισμό, τον έλεγχο, το σχεδιασμό, την επιλογή την προστασία και τη διαχείριση των δομικών υλικών εφαρμοσμένων στην κλίμακα των πραγματικών συστημάτων και στις συνθήκες του λειτουργικού τους περιβάλλοντος.

4 Διδάσκοντες μαθήματος: Διδάσκοντες Α. Μοροπούλου, Καθ. (Συντονίστρια) Α. Μπακόλας, Λεκτ. Διδάσκοντες εργαστ. ασκήσεων: Διοικητική υποστήριξη Διοικητική υποστήριξη Α. Μοροπούλου, Καθ. Α. Μπακόλας, Λεκτ. (Συντονιστής) Μ. Κουή, Καθ. Μ. Κροκίδα, Επ. Καθ. Α. Δελέγκου, ΕΔΙΠ Α. Ζαχαροπούλου, Δρ. Π. Θεοδωρακέας, Δρ. Μ. Καρόγλου, ΕΔΙΠ Α. Κωνσταντή, ΕΔΙΠ Κ. Λαμπρόπουλος, ΕΔΙΠ Π. Μούνδουλας, ΕΔΙΠ Ε. Ντάφλου, ΕΔΙΠ Ε. Ξυνοπούλου, ΥΔ Ε. Ρακαντά, ΕΔΙΠ Ε. Χειλάκου, Δρ. Κ. Λαμπρόπουλος, ΕΔΙΠ

5 Τρόπος Διεξαγωγής Μαθήματος Το μάθημα των Δομικών Υλικών αποτελεί υποχρεωτικό μάθημα της κατεύθυνσης υλικών που διδάσκεται στο 9ο εξάμηνο της Σχολής των Χημικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π. Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος καλύπτεται με διαλέξεις (3 ώρες την εβδομάδα) που γίνονται στην αίθουσα 27 του κτιρίου της Σχολής Χ-Μ. Το εποπτικό υλικό για τη στήριξη του μαθήματος είναι διαφάνειες προβολής ή συνδυασμός προβολικού συστήματος και φορητού υπολογιστή με παρουσιάσεις σε powerpoint Οι εργαστηριακές ασκήσεις (3 ώρες την εβδομάδα) διεξάγονται σε δύο εργαστηριακούς χώρους του Εργαστηρίου Επιστήμης & Τεχνικής των Υλικών του Τομέα ΙΙΙ της Σχ. Χ-Μ. Οι σπουδαστές χωρίζονται σε ομάδες των 2-3 ατόμων οι οποίες είναι υπό την εποπτεία του υπεύθυνου μέλους ΔΕΠ για τις εργαστηριακές ασκήσεις Οργάνωση ομαδικής δουλειάς με διακριτούς ρόλους

6 Βαθμολογία 50% Βαθμός τελικής εξέτασης θεωρητικών μαθημάτων (Β1) 30% Βαθμός αξιολόγησης των εργαστηριακών εκθέσεων και της συμμετοχής των σπουδαστών στις εργαστηριακές ασκήσεις (Β2) 20% Με αξιολόγηση της ομαδική δουλειάς με διακριτούς ρόλους (Β3) Ο ενιαίος βαθμός ΕΒ προκύπτει: ΕΒ = 0,50 Β1 + 0,30 Β2 + 0,20 Β3

7 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Ι. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ. ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗΣ, ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΣΧΕΣΗ ΔΟΜΗΣ / ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ / ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΝΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΥΛΙΚΩΝ Ι.1 Δομικοί λίθοι: Φυσικοί δομικοί λίθοι, Τεχνητοί δομικοί λίθοι Ι.2 Πλίνθοι Κέραμοι: Σύσταση / Δομή / Τεχνολογία παραγωγής, Χαρακτηρισμός / Ταξινόμηση / Αποτίμηση Ιστορικών Κεραμικών Ι.3 Κονίες & Κονιάματα: Κονίες, Αδρανή, Πρόσθετα, Κονιάματα δόμησης, Επιχρίσματα Ι.4 Τσιμέντο: Γενική περιγραφή Παραγωγή, Συστατικά τσιμέντου, Βασικοί τύποι τσιμέντου, Τσιμέντα ειδικού τύπου, Ιδιότητες τσιμέντου Ι.5 Σκυρόδεμα: Πρώτες ύλες σκυροδέματος, Είδη σκυροδέματος Ι.6. Δομικοί Χάλυβες: Παραγωγή χάλυβα, Θερμικές και χημικές κατεργασίες χαλύβων, Ιδιότητες χάλυβα, Δομικά προϊόντα χάλυβα, Ευρωκώδικες πρότυπα, Προστασία χάλυβα Ι.7 Χάλυβες Οπλισμού Σκυροδέματος: Κατηγορίες χαλύβων οπλισμού σκυροδέματος, Ιδιότητες χαλύβων οπλισμού σκυροδέματος Ι.8 Αλουμίνιο Προφίλ Αλουμινίου: Αλουμίνιο, Κράματα αλουμινίου, Μέθοδοι προστασίας επιφάνειας προφίλ αλουμινίου Ι.9 Το Ξύλο ως Δομικό Υλικό: Το ξύλο ως υλικό, Προϊόντα ξύλου I.10 Συστήματα Ξηρής Δόμησης: Δομικές Πλάκες, Συστήματα τοιχοποιίας και επενδύσεων, Συστήματα οροφών Ι.11 Σύνθετα Δομικά Υλικά Ι.12 Χρώματα

8 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ II ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΙΙ.1 Η Έννοια Της Ποιότητας Στον Κατασκευαστικό Κλάδο: Καθορισμός της έννοιας της «ποιότητας», Η ιστορική ανάπτυξη της διοίκησης ποιότητας, Ο ρόλος της διασφάλισης ποιότητας για τις κατασκευαστικές εταιρίες ΙΙ.2 Τα Συστήματα Πιστοποίησης στον Κατασκευαστικό Κλάδο: Ανάγκη για φορέα πιστοποίησης, Φορείς-εταιρίες πιστοποίησης και θέματα ίδρυσης τους, Ο τρόπος λειτουργίας ενός οργανισμού πιστοποίησης, Οι προοπτικές ενός συστήματος διασφάλισης ποιότητας, μέσω μιας εταιρίας πιστοποίησης στον κατασκευαστικό κλάδο, Το πρόβλημα της ποιότητας στον ελληνικό κατασκευαστικό κλάδο, Ανάγκη για διασφάλιση ποιότητας στην Ελλάδα, Βασικές αιτίες για την αναγκαιότητα ανάπτυξης και εφαρμογής ενός συστήματος ποιότητας στις κατασκευαστικές επιχειρήσεις, Ιδιαιτερότητες των κατασκευαστικών εταιριών και των κατασκευαστικών έργων αναφορικά με την ποιότητα, Πλεονεκτήματα και πιθανά προβλήματα από την εφαρμογή συστήματος διασφάλισης ποιότητας, Δομή του συστήματος ποιότητας τεχνικής κατασκευαστικής εταιρίας, Στάδια και ενέργειες για την εφαρμογή των προγραμμάτων ποιότητας, Βήματα προς την πιστοποίηση της εταιρείας ΙΙ.3 Συστήματα διαχείρισης ποιότητας στον κατασκευαστικό κλάδο: Παρουσίαση κυριότερων προτύπων συστημάτων διαχείρισης ποιότητας για τον κατασκευαστικό κλάδο (ISO 9000, ISO 14001, OHSAS 18001, Eco-management and audit scheme of the european union (EMAS)), Συστήματα διαχείρισης στον κατασκευαστικό κλάδο και εφαρμογή, Πίνακες κώδικες, Συστήματα διαχείρισης αρχείων στον κατασκευαστικό κλάδο

9 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ II.4 Ειδικός Σύμβουλος Ποιοτικού Ελέγχου (ΕΣΠΕΛ): Γενικά, Διενέργεια ελέγχου από τον ΕΣΠΕΛ, Έργα που υπόκεινται σε έλεγχο και τρόπος διενέργειας του ελέγχου απο τον ΕΣΠΕΛ, Υποχρέωση των υπηρεσιών και αναδόχων για παροχή στοιχείων και πληροφοριών στον ΕΣΠΕΛ, Χρήση των αποτελεσμάτων του ελέγχου και διασφάλιση της αποτελεσματικότητας του ελέγχου. Αποκατάσταση τυχόν ελαττωμάτων και αστοχιών, Κριτική του Ειδικού Συμβούλου Ποιοτικού Ελέγχου, Έλεγχος ποιότητας στις κατασκευές και τα έργα υποδομών με μη καταστρεπτικές μεθόδους II.5 Επιστημονική μεθοδολογία υποστήριξης συστήματος ολικής ποιότητας II.6 Ολοκληρωμένο πλαίσιο ελέγχου ποιότητας με μη καταστρεπτικές μεθόδους: Κρουσιμέτρηση, Υπερηχοσκόπηση, Πενετρομέτρηση / εξόλκευση ήλου, Δοκιμή θραυσμάτων, Παραμετροποίηση εφαρμογής ελάχιστα καταστρεπτικών τεχνικών για τον προσδιορισμό φυσικο-μηχανικών χαρακτηριστικών, Ηλεκτρικές μέθοδοι, Υπέρυθρη θερμογραφία, Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας, Μικροσκοπία οπτικών ινών, Γεωραντάρ, Χρωματομετρία, Προοπτικές συμπεράσματα για την χρήση των μη καταστρεπτικών τεχνικών στο πλαίσιο ολικού ελέγχου ποιότητας των κατασκευών και έργων υποδομών II.7 Κανονισμοί, Standards, Normals

10 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΙΙΙ ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΙΙΙ.1 Επιτελεστικότητα ΙΙΙ.2 Κύκλος Ζωής των Υλικών ΙΙΙ.3 Κριτήρια Επίδρασης του Περιβάλλοντος ΙΙΙ.4 Κριτήρια Ενεργειακής Απόδοσης IV ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ, ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ IV.1 Ενόργανες Τεχνικές και Μέθοδοι στο Εργαστήριο και Επι Τόπου: Μέτρηση Πυκνότητας, Κοκκοδιαβάθμιση, Στατιστική Θεώρηση της Αντοχής των Υλικών. Ανάλυση Weibull, Μηχανικές Δοκιμές, Δοκιμή Κόπωσης, Δοκιμή Κρούσης, Δοκιμή Σκληρότητας, Περίθλαση Ακτίνων Χ (X-RD), Φλογοφωτομετρία (FS) & Φασματοσκοπία Ατομικής Απορρόφησης (AAS), Υπέρυθρη Φασματοσκοπία (FTIR), Φασματοσκοπία Raman, Φασματοσκοπία Υπεριώδους - Ορατού (UV-Vis), Φασματοσκοπία Πυρηνικού Συντονισμού (NMR), Υγρή Χρωματογραφία (TLC, HPLC), Διαφορική Θερμική Ανάλυση (DTA), Θερμοβαρυμετρική Ανάλυση (TGA), Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DSC), Θερμομηχανική Ανάλυση (TMA) & Μέτρηση Συντελεστή Διαστολής (DIL), Δυναμική Μηχανική Ανάλυση (DMA), Οπτική και Πολωτική Μικροσκοπία (ΟΜ), Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM) και Μικροανάλυση με Δέσμη Ηλεκτρονίων (EDΧ, EELS), Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διερχόμενης Δέσμης (TEM), Μικροσκοπία Σαρωτικού Ανιχνευτή (STM, AFM), Διαπερατότητα - Ειδική Επιφάνεια Συντελεστής Υδατοαπορρόφησης, Ποροσιμετρία Υδραργύρου, Ρόφηση - Εκρόφηση Αζώτου (ΒΕΤ)

11 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ IV.2 Ενόργανες Τεχνικές και Μέθοδοι στο Εργαστήριο και Επι Τόπου: Υπερηχοσκόπηση, Θερμογραφία Υπερύθρου, Μικροσκοπία Οπτικών Ινών (FOM), Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας (DIP), Φασματοσκοπία Αποσύνθεσης Επαγόμενη μέσω Laser (LIBS), Γαμμαγραφία, Γεωραντάρ, Μέθοδος Schmidt Hammer, Μέθοδος Πλάτους Χαραγής

12 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Θερμικές μέθοδοι ανάλυσης για τον χαρακτηρισμό δομικών υλικών (Λεκτ. Α. Μπακόλας, Π. Μούνδουλας ΕΔΙΠ, Ε. Ξυνοπούλου Υ.Δ.) Επέκταση Εργαστηρίου Α1 2. Μη καταστρεπτικός έλεγχος δομικών υλικών Α) Μικροσκοπία οπτικών ινών (Καθ. Α. Μοροπούλου, Α. Δελέγκου ΕΔΙΠ) Β) Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας (Καθ. Α. Μοροπούλου, Α. Κωνσταντή ΕΔΙΠ) Γ) Γεωραντάρ (Καθ. Α. Μοροπούλου, Κ. Λαμπρόπουλος ΕΔΙΠ) Εργαστήριο Α1 3. Μη καταστρεπτικός έλεγχος δομικών υλικών Α) Θερμογραφία Υπερύθρου (Καθ. Μ. Κουή, Δρ. Ε. Χειλάκου, Δρ. Π. Θεοδωρακέας) B1.-109: Εργαστηριακή Μονάδα μη Καταστρεπτικών Ελέγχων Νέα Πτέρυγα Υπόγειο (-1) Β) Υπερηχοσκόπηση (Λεκτ. Α. Μπακόλας, Δρ. Α. Ζαχαροπούλου) Εργαστήριο Α1 4. Έλεγχος ποιότητας Χρήση Προτύπων (Καθ. Α. Μοροπούλου, Θ. Πάνου Ε.Λ.Ο.Τ.) Computer Lab, Σχ. X.Μ.

13 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 5. Μέτρηση μηχανικών αντοχών δομικών υλικών και διαστασιολόγηση στοιχείων (Λεκτ. Α. Μπακόλας, Ε. Ντάφλου ΕΔΙΠ, Ε. Ρακαντά ΕΔΙΠ) Εργαστήριο οπλισμένου σκυροδέματος, Σχ. Π.Μ. 6. Υγρομετρική συμπεριφορά δομικών υλικών (Καθ. Α. Μοροπούλου, Αν. Καθ. Μ. Κροκίδα, Μ. Καρόγλου ΕΔΙΠ) - Μέτρηση ισόθερμων ρόφησης (cisorp): Computer Lab, Σχ. X.Μ. - Μέτρηση συντελεστή υδατοαπορρόφησης: Computer Lab, Σχ. X.Μ. 7. Μέτρηση θερμικών ιδιοτήτων αποτίμηση ενεργειακής απόδοσης δομικών υλικών (Καθ. Α. Μοροπούλου, Μ. Καρόγλου ΕΔΙΠ, Δρ. Α. Ανδρουτσόπουλος - Κ.Α.Π.Ε.) Επίσκεψη στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (Κ.Α.Π.Ε.) Υπεύθυνος από τους Διδάσκοντες για τις Εργαστηριακές Ασκήσεις: Καθ. Α. Μοροπούλου ( amoropul@central.ntua.gr) Υπεύθυνος ΕΔΙΠ για την οργάνωση των Εργαστηριακών Ασκήσεων: Κ. Λαμπρόπουλος ΕΔΙΠ ( , klabrop@central.ntua.gr)

14 Διδακτικά Βοηθήματα Α. Μοροπούλου, Γ. Μπατής, «Δομικά Υλικά», διδακτικές σημειώσεις μαθήματος Δομικά Υλικά 9ου εξαμήνου Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα, 2014 Α. Μοροπούλου, «Έλεγχος ποιότητας δομικών υλικών και έργων» διδακτικές σημειώσεις μαθήματος Δομικά Υλικά 9ου εξαμήνου Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα, 2014 Α. Μοροπούλου, Γ. Μπατής, Μ. Κουή, Μ. Κροκίδα, Α. Καραγιάννης-Μπακόλας «Σημειώσεις ασκήσεων του Εργαστηρίου Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών για το μάθημα Δομικά Υλικά» 9ου εξαμήνου Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα, 2014

15 Πολλαπλή Βιβλιογραφία J. M. Illston, P.L.J. Domone, Construction Materials: Their Nature and Behavior, Taylor & Francis, 2001 Th. Marotta, Basic Construction Materials, 7th Edition, Prentice Hall, 2004 G.D. Taylor, Materials in Construction. 2nd Rev. Ed., Pearson Longman, 2001 Χ. Μ. Οικονόμου, Τεχνολογία του Σκυροδέματος, 3η έκδοση, ΣΕΛΚΑ-4Μ, 2006 Π. Μαυροειδής, Χάλυβες Οπλισμένου Σκυροδέματος, Παπασωτηρίου, 2005 M. Pfeifer, Materials Engineering Selection: A Product Life Cycle Approach, Butterworth-Heinmann, 2007

16 ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Τα υλικά, τα οποία χρησιμοποιούνται για να κατασκευαστεί και να τεθεί σε λειτουργία ένα τεχνικό έργο

17 ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΡΓΟ Οποιαδήποτε κατασκευή η οποία: 1. Εκπληρώνει ένα συγκεκριμένο σκοπό 2. Στηρίζεται επάνω σε στερεό στρώμα του φλοιού της γης, ή είναι συνδεδεμένη με αυτό με οποιοδήποτε τρόπο, ανεξάρτητα από το βάθος που βρίσκεται το στρώμα αυτό 3. Μπορεί να υποστεί ακίνδυνα διάφορες επιδράσεις από το περιβάλλον Σημ. ΔΕΝ θεωρούνται τεχνικά έργα τα μηχανήματα, τα οχήματα κ.α. τα οποία είναι συνήθως κινητά και δέχονται δυνάμεις διαφορετικής φύσης από τα τεχνικά έργα (κυρίως δυναμικές φορτίσεις)

18 Αττική Οδός Κόμβος (20) Αεροδρόμιο Η Αττική Οδός είναι ένα πρωτοποριακό έργο που κατασκευάστηκε με τη μέθοδο της Σύμβασης Παραχώρησης και αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα συγχρηματοδοτούμενα οδικά έργα της Ευρώπης. Ανήκει στην πρώτη γενιά των συγχρηματοδοτούμενων έργων που δημοπρατήθηκαν στην Ελλάδα τη δεκαετία του 90 και επί της ουσίας άνοιξε το δρόμο και έθεσε τις βάσεις για το μέλλον των επιτυχημένων συμβάσεων παραχώρησης, στην ελληνική επικράτεια αλλά και στην Ευρώπη γενικότερα. Η Αττική Οδός είναι ένας σύγχρονος αυτοκινητόδρομος μήκους 65 χλμ. Αποτελεί τον περιφερειακό δακτύλιο της ευρύτερης μητροπολιτικής περιοχής της Αθήνας και τη σπονδυλική στήλη του οδικού δικτύου ολόκληρου του Νομού Αττικής. Πρόκειται για έναν αστικού-περιαστικού τύπου αυτοκινητόδρομο, με 3 λωρίδες κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση και μια λωρίδα έκτακτης ανάγκης. Στο μέσον της, σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο, κινείται ο προαστιακός σιδηρόδρομος. Αποτελεί έργο υποδομής μοναδικό, ακόμα και για τα ευρωπαϊκά δεδομένα, ενός κλειστού αυτοκινητοδρόμου με διόδια, που διασχίζει μια μητροπολιτική πρωτεύουσα με έντονη κυκλοφοριακή συμφόρηση. Ο αυτοκινητόδρομος της Αττικής Οδού αποτελεί το συνδετικό κρίκο του οδικού άξονα ΠΑΘΕ (Πάτρα-Αθήνα-Θεσσαλονίκη- Εύζωνοι) αφού συνδέει την Εθνική Οδό Αθηνών-Λαμίας με την Εθνική Οδό Αθηνών-Κορίνθου, παρακάμπτοντας το κέντρο της Αθήνας. Ως κλειστός αυτοκινητόδρομος διαθέτει πλήρη έλεγχο των προσβάσεων και αποτελείται από δύο κάθετα μεταξύ τους τμήματα: - Την Ελεύθερη Λεωφόρο Ελευσίνας-Σταυρού-Σπάτων (Ε.Λ.Ε-Σ-Σ), μήκους περίπου 52 χλμ. και - Τη Δυτική Περιφερειακή Λεωφόρο Υμηττού (Δ.Π.Λ.Υ), μήκους περίπου 13 Κόμβος χλμ (Υ1) Κατεχάκη - Δ.Π.Λ.Υ.

19 ΓΕΦΥΡΑ ΡΙΟΥ-ΑΝΤΙΡΙΟΥ "ΧΑΡΙΛΑΟΣ ΤΡΙΚΟΥΠΗΣ" Γέφυρα Ρίου Αντιρρίου «Χαρίλαος Τρικούπης» - Βασικό άνοιγμα πυλώνων: 560m. - Bρίσκεται στην πρώτη θέση στον κόσμο με κριτήριο το μεγαλύτερο σε μήκος συνολικό καλωδιωτό κατάστρωμα (2.252m) Επιπλέον, το συγκεκριμένο έργο είναι μοναδικό, δεδομένου ότι το φυσικό περιβάλλον του χαρακτηρίζεται από ένα σπάνιο συνδυασμό δυσμενών συνθηκών: α) βάθος θαλάσσης έως και 65 μέτρα, β) πυθμένας μειωμένων αντοχών, γ) έντονη σεισμική δραστηριότητα και πιθανές τεκτονικές μετακινήσεις Το ανάγλυφο του πυθμένα εμφανίζει απότομες κλίσεις προς τις δύο ακτές και ένα μεγάλο οριζόντιο πλάτωμα σε βάθος περίπου 60 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Κατά τη διάρκεια των ερευνών δεν εντοπίσθηκε βραχώδες στρώμα σε βάθος έως και 100 μέτρων κάτω από τον πυθμένα. Σύμφωνα με γεωλογικές μελέτες, το πάχος των ιζημάτων, που αποτελούνται από παχιές αργιλικές στρώσεις αναμεμειγμένες σε ορισμένα σημεία με λεπτή άμμο και ιλύ, υπερβαίνει τα 500 μέτρα. Επίσης, κατά τον καθορισμό των προδιαγραφών της γέφυρας, το Ελληνικό Δημόσιο επέβαλε αυστηρότατα σεισμικά φορτία μελέτης: μέγιστη επιτάχυνση εδάφους ίση προς 0,48 g και μέγιστη επιτάχυνση φάσματος ίση προς 1,20 g μεταξύ 0,2 και 1,0 δευτερολέπτων. Για σύγκριση επισημαίνεται ότι οι εν λόγω προδιαγραφές αντιστοιχούν σε δυσμενέστερες περιπτώσεις από αυτήν του σεισμού της 17 Αυγούστου 1999 στο Iσμίτ της Τουρκίας, ο οποίος ήταν μεγέθους 7,4 της κλίμακας Ρίχτερ Μία πιθανή μετατόπιση έως και 2 μέτρων μεταξύ δύο βάθρων, προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, οριζοντίως ή/και καθέτως, δεν θα δημιουργεί ουσιαστικά προβλήματα στη γέφυρα

20 Γέφυρα της Τατάρνας Ήταν μια μονοκάμαρη γέφυρα στον Αχελώο με μεγάλο άνοιγμα, που το ένα της άκρο πατούσε στο Βάλτο Αιτωλοακαρνανίας και το άλλο στην Ευρυτανία. Η τεχνική της κατασκευής της ήταν πραγματικά αξιοθαύμαστη. Πότε ακριβώς κατασκευάστηκε η γέφυρα είναι άγνωστο. Πιθανότατα κτίστηκε στα μέσα του 17ου αιώνα από πρωτομάστορες της περιοχής.το όνομα Τατάρνα πήρε προφανώς από το κοντινό μοναστήρι "Παναγίας της Τατάρνας" (ιδρυθέν το 1556). Η γέφυρα ήταν ένα θαύμα της εποχής της Τουρκοκρατίας, που βρισκόταν κοντά στην περίφημη και πλουσιότατη σε νερό πηγή της Μαρδάχας. Η πηγή αυτή εξακολουθεί να αναβλύζει τα νερά της δίνοντας ίση ποσότητα νερού με το ποτάμι του Αχελώου. Στη γέφυρα της Τατάρνας έγινε στις 22 Μαρτίου του 1821 η πρώτη μάχη της Ρούμελης όπου ο Οδυσσέας Ανδρούτσος με τα παλικάρια του κι ο ηγούμενος του μοναστηριού Κυπριανός με τους καλογήρους, όρθωσαν το ανάστημα τους στους Τουρκαλβανούς του Χασάν Μπέη Γκέκα. Η γέφυρα με τη μια καμάρα ήταν στηριγμένη σε δυο κατακόρυφους βράχους. Τώρα το γεφύρι αυτό μαζί με την πηγή, βρίσκονται μέσα στα νερά της τεχνητής λίμνης των Κρεμαστών. Ακριβώς πάνω από τη θέση του παλιού γεφυριού χτίστηκε σύγχρονη γέφυρα από σκυρόδεμα, που το 1966 πήρε τρία διεθνή βραβεία ως παγκόσμιο επίτευγμα. Το συνολικό μήκος της νέας γέφυρας είναι περίπου 500 μ. Το πρώτο άνοιγμα της έχει μήκος 97 μ., το δεύτερο 196 μ. και το τρίτο 150,5 μ. Η παλιά γέφυρα της Τατάρνας (Μαρδάχα), Ευρυτανία (πριν το 1960)

21 Κάθε τεχνικό έργο κατασκευάζεται με ένα ή περισσότερα δομικά τα οποία συνδυάζονται κατάλληλα και τοποθετούνται με ορισμένη τάξη, σύμφωνα με προκαθορισμένο σχέδιο «ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗ» Ασχολείται με τους κανόνες, που διέπουν τους συνδυασμούς των υλικών για την κατασκευή του έργου και τους τρόπους και μεθόδους της τοποθέτησής τους «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ» Ασχολείται με την περιγραφή των υλικών και τις μεθόδους παρασκευής τους, τις ιδιότητες και τον έλεγχο αυτών

22 Επιλογή των δομικών υλικών Η επιλογή του κατάλληλου δομικού υλικού ή συνδυασμού δομικών υλικών για κάθε συγκεκριμένο τεχνικό έργο είναι συχνά μια δύσκολη διαδικασία που εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Πρέπει να υπάρχει πλήρης γνώση : των ιδιοτήτων των υλικών, της συμπεριφοράς τους στις μηχανικές φορτίσεις που θα δεχθούν στο τεχνικό έργο, της συμβατότητα μεταξύ τους της επίδρασης του περιβάλλοντος της διαθεσιμότητας και του κόστους ζωής των υλικών

23 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η εξέλιξη των δομικών υλικών είναι άμεσα συνδεδεμένη με την εξέλιξη του ανθρώπου. Ακολουθώντας την Ιστορία της Τέχνης στην Ελλάδα μπορούμε να διακρίνουμε τις ακόλουθες περιόδους : Χρονολογία π.Χ π.Χ π.Χ πΧ π.Χ π.Χ π.Χ π.Χ. Περίοδος Ανώτερη παλαιολιθική Μέση παλαιολιθική Νεώτερη Παλαιολιθική Μεσολιθική Νεολιθική Πρώιμη εποχή του Χαλκού Μέση εποχή του Χαλκού Ύστερη εποχή του Χαλκού

24 Εξέλιξη των δομικών υλικών Χρονολογία Περίοδος π.Χ Πρωτογεωμετρική π.Χ. Γεωμετρική π.Χ. Αρχαϊκή π.Χ. Κλασική π.Χ. Ελληνιστική 31π.Χ-337μ.Χ. Ρωμαϊκή Ίδρυση του Χριστιανισμού-6 ος μ.χ αι. Παλαιοχριστιανική 6 ος μ.χ αι. -μέσα του 15 ου αι.(1453) Βυζαντινή 1453-αρχές 19 ου αι Μεταβυζαντινή. 19 ος αι - σήμερα. Νεώτερη

25 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η ιστορία των κατασκευών στον ελληνικό χώρο αρχίζει ήδη από την Παλαιολιθική εποχή. Η παλαιολιθική περίοδος ( π.χ) είναι ο πολιτισμός των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών και της λάξευσης της πέτρας. Για τον άνθρωπο της εποχής αυτής η μετακίνηση για αναζήτηση τροφής καθίσταται ανάγκη πρωταρχικής σημασίας. Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι από αυτή την περίοδο απουσιάζει η οικοδομική δραστηριότητα ενώ στην περίοδο που την διαδέχεται, την μεσολιθική, ( π.χ) η εμφάνιση των αγροτικών οικισμών σηματοδοτεί της απαρχές της

26 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η νεολιθική περίοδος που εκτείνεται χρονικά από το π.Χ παρουσιάζει ένα πολύ προηγμένο στάδιο πολιτισμού, με οικίες με ορθογώνια δωμάτια και τάφους συγκεντρωμένους σε νεκροταφεία έξω από τους οικισμούς. Πρόκειται για την περίοδο κατά την οποία αρχίζει να υφίσταται η έννοια της οικοδομικής τεχνολογίας. Αυτό μαρτυρούν κατάλοιπα από πολλές νεολιθικές θέσεις στις οποίες έχουν βρεθεί ίχνη πασσαλόπηκτων σπιτιών. Σε αυτές τις κατασκευές ο σκελετός είναι ξύλινος και πακτωμένος στο έδαφος, ενώ η στέγη, ξύλινη και αυτή, αποτελεί συνέχεια του σκελετού. Κύριο δομικό συστατικό, ο πηλός, ο οποίος αφού πλαστεί και γίνει πλίνθος, στεγνώνει στον ήλιο και τοποθετείται σε λίθινη βάση. Οι οικίες είναι συνήθως πλινθόκτιστες, υπάρχουν όμως και λίθινες κατασκευές. Γνωστοί οικισμοί αυτής της περιόδου είναι το Σέσκλο και το Διμήνι στη Θεσσαλία. Οι οικίες των οικισμών εδώ είναι ορθογώνιες, στον τύπο του μεγάρου με προστώο και δύο ή περισσότερα δωμάτια

27 Εξέλιξη των δομικών υλικών Προϊστορικός οικισμός Μακρυχωρίου, Λάρισα

28 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η οικιστική αρχιτεκτονική της πρώιμης εποχής του χαλκού ( π.Χ) είναι πιο προηγμένη και πιο πολύπλοκη. Αντιπροσωπευτικά δείγματα αρχιτεκτονικής αποτελούν η λεγόμενη Οικία των Κεράμων στη Λέρνα και η Λευκή Οικία στην Κολώνα της Αίγινας με διαδρόμους να χωρίζουν και να πλαισιώνουν τα δωμάτια. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι τα ίδια με αυτά της προηγούμενης περιόδου. Συνεχίζεται δηλαδή η κατασκευή οικιών με λίθινα θεμέλια και πλίνθινη ανωδομή Η αρχιτεκτονική της μέσης εποχής του χαλκού ( π.χ) δεν είναι τόσο εντυπωσιακή όσο αυτή της προηγούμενης περιόδου. Η ποιότητα της οικιστικής αρχιτεκτονικής δεν παρουσιάζει αισθητή βελτίωση στην αρχή της μυκηναϊκής περιόδου παρά την κατασκευή θαυμάσιων τάφων. Στοιχεία για την μυκηναϊκή αρχιτεκτονική μας δίνει ο Όμηρος. Από τα κείμενά του μαθαίνουμε ότι οι οικίες είναι χτισμένες με τούβλα, η στέγη καλαμένια, με επίχρισμα πηλού, ενώ πληροφορούμαστε και για τα ανάκτορα του Αγαμέμνονα και του Οδυσσέα. Εξάλλου η αρχιτεκτονική της εποχής περιορίζεται στα ανάκτορα.

29 Εξέλιξη των δομικών υλικών Ύστερη εποχή του χαλκού. ( π.χ). Πρόκειται για την εποχή των πρώτων μυκηναϊκών βασιλείων. Αντιπροσωπευτικά δείγματα της αρχιτεκτονικής αποτελούν τα μυκηναϊκά ανάκτορα και οι οχυρώσεις των Μυκηνών και της Τίρυνθας. Πρόκειται για έργα ογκώδη, τα οποία είναι κατασκευασμένα από λίθους οι οποίοι δεν συνδέονται με κονιάματα, αλλά τα κενά γεμίζουν με το ίδιο υλικό, δηλ λίθους με μικρότερες διαστάσεις. Κυρίαρχο στοιχείο των κατασκευών της εγκόσμιας αρχιτεκτονικής είναι ο λίθος, η χρήση του οποίου φαίνεται ότι προτιμάται και στην κατασκευή των μεγαλόπρεπων θολωτών τάφων. Μυκήνες, Η πύλη των Λεόντων Κνωσός, Ανάκτορο

30 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η πρωτογεωμετρική περίοδος ( π.χ), αποτελεί το μεταβατικό στάδιο από την ύστερη εποχή του χαλκού στην γεωμετρική περίοδο και δεν χαρακτηρίζεται από έργα αρχιτεκτονικής ή πλαστικής, παρά μόνο κεραμικής. Αυτή την μορφή είχε η έκφραση της τέχνης στους χρόνους π.χ, και για τον λόγο αυτό δεν θα δοθεί περισσότερη έμφαση στην συγκεκριμένη χρονική περίοδο, αφού απουσιάζει εντελώς η αρχιτεκτονική, που μελετάται σε όλες τις υπόλοιπες περιόδους.

31 Εξέλιξη των δομικών υλικών Κατά την γεωμετρική περίοδο ( π.χ) αρχίζει η οικοδόμηση μνημειακών ναών με ξύλινους κίονες, ακολουθώντας τους δύο επικρατέστερους ρυθμούς της εποχής, τον δωρικό και τον ιωνικό. Αντιπροσωπευτικά δείγματα ναών της εποχής, αποτελούν ο ναός της Ήρας στη Σάμο, του Απόλλωνα στην Αιτωλία και της Ορθίας Αρτέμιδος στη Σπάρτη. Τα ταφικά συγκροτήματα είναι αυτά που αποτελούν τις κυριότερες μαρτυρίες αυτής της περιόδου και όχι οι οικίες. Τα ταφικά συγκροτήματα είναι πολύ απλά ιδίως συγκρινόμενα με τους μυκηναϊκούς τάφους. Όσον αφορά στην οικιστική αρχιτεκτονική, δεν φαίνεται να είναι ιδιαίτερα πολυτελής και δεν έχει μνημειακό χαρακτήρα. Τα θεμέλια και το κατώτερο τμήμα των οικοδομημάτων είναι κατασκευασμένο από μικρούς αργούς λίθους και η ανωδομή από ωμές πλίνθους. Χαρακτηριστικός τύπος οικοδομήματος της εποχής είναι το μέγαρο. Αντιπροσωπευτικά δείγματα αυτού του αρχιτεκτονικού τύπου είναι το μέγαρο Β στο Θέρμο της Αιτωλίας. Στο μνημείο αυτό οι κίονες είναι ξύλινοι, και πρόκειται για την αρχαιότερη μορφή κιονοστοιχίας στην ελληνική αρχιτεκτονική.

32 Εξέλιξη των δομικών υλικών Κατά την διάρκεια της αρχαϊκής περιόδου (7ος-6ος αι. π.χ), και ιδίως στις αρχές της, στον 7οαι, οι κατασκευές των οικοδομημάτων εξακολουθούν να είναι ευτελείς όπως και στην προηγούμενη περίοδο. Τον 6ο αι ο ιωνικός ρυθμός επικρατεί στον αιγιακό χώρο και η εξέλιξή του μπορεί να γίνει κατανοητή μόνο στην Σάμο (ναός της Ήρας). Οι κίονες κατασκευάζονται από ξύλο ενώ τα κιονόκρανα είναι πέτρινα και απαντώνται στην Αιολίδα (ναός Αρτέμιδος στην Έφεσο) ενώ ο δωρικός ρυθμός στην ηπειρωτική Ελλάδα, ο οποίος τον επόμενο αιώνα σταθεροποιεί την κυριαρχία του.

33 Εξέλιξη των δομικών υλικών Αντιπροσωπευτικό δείγμα αρχιτεκτονικής του 5ου αι αποτελεί ο Παρθενώνας ο οποίος με τον τρόπο κατασκευής του προσπαθεί να εξαλείψει τις απατηλές οπτικές εντυπώσεις. Ο ναός είναι κατασκευασμένος εξ ολοκλήρου από μάρμαρο Πεντέλης και ανήκει στην πρώτη περίοδο των κλασσικών χρόνων που αρχίζει με το τέλος των Μηδικών Πολέμων. Το γεγονός που σηματοδοτεί την έναρξη της δεύτερης περιόδου, είναι η αρχή του Πελοποννησιακού πολέμου. Δείγματα της μεταστροφής του πνεύματος είναι δύο ιωνικοί ναοί στην Ακρόπολη, το Ερεχθείο και ο ναός της Νίκης κατασκευασμένοι και οι δύο από μάρμαρο.

34 Εξέλιξη των δομικών υλικών Ακρόπολη Αθηνών

35 Εξέλιξη των δομικών υλικών Ο Ναός Απόλλωνα στους Δελφούς

36 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η αρχιτεκτονική του 4ου αι διατηρεί την ισορροπία των κλασικών μορφών αλλά αρχίζει να στρέφεται προς τον άνθρωπο και τη φύση. Είναι η εποχή κατά την οποία γενικεύεται η θρησκευτική αρχιτεκτονική και η ανέγερση δημοσίων οικοδομημάτων. Τα τελευταία πληθαίνουν σημαντικά κατά την ελληνιστική περίοδο (3ος αι π.χ-1ος π.χ αι.), ενώ τότε οι ιδιωτικές οικίες γίνονται πιο πλούσιες και με προσεγμένη διακόσμηση. Η αρχιτεκτονική της εποχής στρέφεται στην κατασκευή μεγάλων κτιριακών συνόλων. Οι τρεις αρχιτεκτονικοί ρυθμοί συνεχίζουν να συνυπάρχουν όχι αμιγείς αλλά σε ποικίλους συνδυασμούς. Την περίοδο αυτή εμφανίζονται μνημειακά οικοδομήματα όπως το Μαυσωλείο της Αλικαρνασσού και ο Βωμός του Δία στην Πέργαμο.

37 Εξέλιξη των δομικών υλικών Η περίοδος που ακολούθησε, η ρωμαϊκή, (31-337μ.Χ) τονίζει τις κοινωνικές ανισότητες. Η πλειοψηφία του πληθυσμού κατοικεί σε καλύβες, ίχνη των οποίων δεν διασώζονται, ενώ οι οικίες των πλουσίων είναι μεγαλοπρεπείς. Ενδεικτική είναι επίσης η τάση για κατασκευή πολυτελών οικημάτων (επαύλεις) και θερμαινόμενων λουτρών. Την περίοδο αυτή εφαρμόζονται για την σύνδεση των υλικών, κονιάματα, η χρήση των οποίων μάλιστα είναι γενικευμένη. Βέβαια η πρακτική αυτή είναι ήδη γνωστή στους Έλληνες, αφού ίχνη κονιαμάτων διαπιστώθηκαν σε οικίες της Δήλου (2ος πχ αι). Τα κονιάματα της περιόδου είναι τα κονιάματα θραυσμένου κεραμικού Ροτόντα, Θεσσαλονίκη

38 Εξέλιξη των δομικών υλικών Με την ίδρυση του χριστιανισμού (324 περ.) αρχίζει μια νέα περίοδος στην ιστορία γενικότερα και ειδικότερα στην ιστορία της τέχνης και της αρχιτεκτονικής. Στην αχανή βυζαντινή αυτοκρατορία παρουσιάζεται μια πληθώρα κατασκευών όλων των τύπων οι οποίοι ωστόσο δεν σώζονται. Είναι γεγονός ότι από τα μνημεία της βυζαντινής περιόδου σώζονται οχυρωματικά έργα και εκκλησίες ενώ πιο σπάνια μονές και σπίτια. Αυτό συμβαίνει διότι την περίοδο αυτή δίνεται έμφαση στην θρησκευτική αρχιτεκτονική. Οι εκκλησίες αποτελούν μνημεία τα οποία κατασκευάζονται για να μείνουν και με την χρήση τους μέσα στους αιώνες κατάφεραν να διασωθούν.

39 Αγιά Σοφιά, Κωνσταντινούπολη

40 Μεταβυζαντινή περίοδο (1453-αρχές του 19ου αι.) Μεσαιωνική Πόλη της Ρόδου

41 Εξέλιξη των δομικών υλικών Ο λίθος, τα ξύλα και η οπτή άργιλος αποτέλεσαν τα βασικά δομικά υλικά μέχρι τα μέσα του περασμένου αιώνα. Από τότε εμφανίζονται νέα δομικά υλικά, λόγω της ανακάλυψης νέων πηγών ενέργειας και αύξησης της θερμοκρασίας κατεργασίας πρώτων υλών για την παραγωγή νέων υλικών.

42 Εξέλιξη των δομικών υλικών Ο σίδηρος, αρχικά με μορφή χυτοσιδήρου, αργότερα ως κοινός χάλυβας, μετέπειτα ως χάλυβας υψηλής αντοχής έδωσε νέα ώθηση στην κατασκευή μεγάλων τεχνικών έργων λόγω των σημαντικών ιδιοτήτων του

43 Golden Gate Bridge, San Francisco, Η.Π.Α.

44 Εξέλιξη των δομικών υλικών Το τσιμέντο, που χρησιμοποιείται ως συνδετική ύλη, όπως ο ασβέστης αλλά με καλύτερες ιδιότητες από αυτόν. Κατασκευάστηκαν τεχνητοί λίθοι από τσιμέντο, άμμο και αδρανή. Με ενσωμάτωση σιδερένιων ράβδων, κατασκευάσθηκε το οπλισμένο σκυρόδεμα Τα τελευταία 150 χρόνια, το άοπλο και το οπλισμένο σκυρόδεμα αποτέλεσαν το κατ εξοχής δομικό υλικό σε όλα τα είδη των τεχνικών έργων

45 Εγνατία Οδός, Πολύμυλος Κάλυψη Κηφισού Sydney Opera House

46 Χρηματοδότηση Το παρόν υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.