Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών με απλή διαγώνια δικτύωση

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ, ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ: Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών με απλή διαγώνια δικτύωση ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΦΟΙΤΗΤΡΙΑ: Αγορίτσα Αννα Τζέλιου ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Ιωάννης Δουδούμης Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2014

Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή... 9 1.1 Θέση του προβλήματος... 9 1.2 Στόχοι... 10 1.3 Διάρθρωση... 10 1.4 Αναφορές κεφαλαίου... 11 Κεφάλαιο 2 Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 13 2.1 Διαχρονική εξέλιξη της δομής της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας... 13 2.2 Ξυλόπηκτες κατασκευές στη δυτική Ευρώπη του Μεσαίωνα... 15 2.2.1 Ο ξύλινος σκελετός... 16 2.2.2 Η πλήρωση... 17 2.3 Ξυλόπηκτες κατασκευές στην Οθωμανική Αυτοκρατορία... 18 2.3.1 Ο ξύλινος σκελετός... 18 2.3.2 Η πλήρωση... 22 2.4 Το αντισεισμικό σύστημα της Λευκάδας... 23 2.5 Ξυλόπηκτες κατασκευές στην Πορτογαλία... 26 2.6 Ξυλόπηκτες κατασκευές στην Ιταλία... 27 2.7 Ξυλόπηκτες κατασκευές στην Ερεσό Λέσβου... 28 2.8 Αναφορές κεφαλαίου... 29 Κεφάλαιο 3 Σεισμική Συμπεριφορά Ξυλόπηκτης Τοιχοποιίας... 31 3.1 Απόκριση ξυλόπηκτων κατασκευών σε σεισμικές διεγέρσεις... 31 3.1.1 Οι σεισμοί της Τουρκίας [1999-2000-2002]... 31 3.1.2 Οι σεισμοί στο Κασμίρ της Ινδίας [1885-1967-2005]... 35 3.1.3 Ο σεισμός της Λευκάδας [2003]... 37 3.1.4 Ο σεισμός στην Αϊτή [2010]... 40 3.2 Διερεύνηση σεισμικής συμπεριφοράς ξυλόπηκτων τοιχοποιιών μέσα από αριθμητικές προσομοιώσεις και εργαστηριακές δοκιμές 41 3.3 Αναφορές κεφαλαίου... 50 Κεφάλαιο 4 Κεφάλαιο 5 Εξεταζόμενα Δομικά Συστήματα... 53 4.1 Η διάταξη του ξύλινου σκελετού... 53 4.2 Οι συνδέσεις των ξύλινων στοιχείων... 54 4.3 Η πλήρωση του ξύλινου σκελετού... 57 4.4 Εκτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς του υπό μελέτη δομικού συστήματος... 58 4.5 Αναφορές κεφαλαίου... 58 Στοιχεία Προσομοίωσης Ξυλόπηκης Τοιχοποιίας... 61 5.1 Ανελαστική συμπεριφορά υλικών... 61 5.1.1 Προσομοίωση τοιχοπληρώσεων... 62 5.1.2 Προσομοίωση ξύλου... 66 5.2 Επιλογή πεπερασμένων στοιχείων... 74 5.3 Συνδέσεις μεταξύ ορθοστατών - στρωτήρων... 76

6 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση 5.4 Συνθήκες επαφής επιμέρους μελών... 80 5.4.1 Συνθήκες επαφής διαγωνίου - ξύλινου σκελετού... 80 5.4.2 Συνθήκες επαφής τοιχοπληρώσεων - ξύλινου σκελετού.. 80 5.4.3 Περιγραφή των συνθηκών επαφής στο ADINA... 80 5.5 Μέθοδος ανάλυσης... 83 5.6 Αναφορές κεφαλαίου... 84 Κεφάλαιο 6 Συμπεριφορά Τυπικού Φατνώματος υπό Οριζόντια Εναλλασσόμενη Φόρτιση... 87 6.1 Γεωμετρία - συνοριακές συνθήκες - επιβολή φορτίσεων... 87 6.2 Αποτελέσματα φατνώματος με απολύτως στερεούς κόμβους δοκών-στύλων... 89 6.2.1 Συμπεριφορά φατνώματος σε έναν κύκλο φόρτισης μέσω καταναγκασμένης μετακίνησης... 89 6.2.2 Συμπεριφορά φατνώματος σε φόρτιση αντίθετης φοράς... 97 6.2.3 Συμπεριφορά φατνώματος υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση... 102 6.2.3.1 Ανακυκλιζόμενη φόρτιση μέσω επιβολής καταναγκασμένης μετακίνησης... 103 6.2.3.2 Ανακυκλιζόμενη φόρτιση μέσω επιβολής οριζόντιας δύναμης... 107 Κεφάλαιο 7 Παραμετρική Διερεύνηση Συμπεριφοράς Τυπικού Φατνώματος υπό Οριζόντια Φόρτιση...... 109 7.1 Επιρροή του τύπου της σύνδεσης μεταξύ ορθοστατών - στρωτήρων... 109 7.1.1 Συμπεριφορά υπό εναλλασσόμενη φόρτιση... 110 7.1.2 Συμπεριφορά υπό ανακυκλιζόμενη φόρτιση... 113 7.2 Επιρροή της ποιότητας του υλικού πλήρωσης... 116 7.2.1 Επιρροή της ποιότητας του υλικού πλήρωσης στην απόκριση του τυπικού φατνώματος... 116 7.2.2 Συνεισφορά της πλήρωσης συναρτήσει του τύπου της σύνδεσης ορθοστατών - στρωτήρων. 120 7.3 Επιρροή του κατακόρυφου φορτίου... 124 7.4 Συμπεράσματα... 127 Κεφάλαιο 8 Εξέταση συνθετότερων μορφών φορέων... 135 8.1 Φορέας διαστάσεων 4.0x3.0m... 135 8.1.1 Συμπεριφορά υπό εναλλασσόμενη φόρτιση... 136 8.1.2 Διερεύνηση συνεισφοράς των πληρώσεων... 140 8.2 Φορέας διαστάσεων 2.0x3.0m... 143 8.1.1 Συμπεριφορά υπό εναλλασσόμενη φόρτιση... 143 8.1.2 Διερεύνηση συνεισφοράς των πληρώσεων... 148 8.3 Συμπεράσματα... 151

Περιεχόμενα 7 Βιβλιογραφία: Ξένη βιβλιογραφία... 153 Ελληνική βιβλιογραφία... 155 Παράρτημα Α: Παραμετρική Ανάλυση για τον Καταστατικό Νόμο του Ξύλου... 157

1 Εισαγωγή 1.1 ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Η ιδέα της ενσωμάτωσης ξύλινων στοιχείων στη δομή μιας πλινθοδομής για την ενίσχυση της συμπεριφοράς της υπό σεισμικές δράσεις υπήρχε ήδη από την εποχή του Χαλκού. Αρχικά η χρήση του ξύλου περιορίζονταν στην κατασκευή οριζόντιων ξυλοδεσιών ενώ με την πάροδο του χρόνου και κατά τη Μέση και Ύστερη Εποχή του Χαλκού, στον Κρητομυκηναϊκό πολιτισμό, εμφανίζονται συστήματα τοιχοποιιών που ενσωματώνουν στη μάζα τους πλαίσια οριζόντιων δοκών και κατακόρυφων ορθοστατών (βλ. Παλυβού, 1999 και Tsakanika, 2008). Από τότε μέχρι σήμερα το σύστημα της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας εξελίχθηκε σημαντικά μέσα στο χρόνο και προσαρμόστηκε στις απαιτήσεις της εκάστοτε κοινωνίας κατά τόπους, με συνέπεια να παρουσιάζει σήμερα μία μεγάλη ποικιλία τυπολογικών χαρακτηριστικών. Γεωγραφικά κάλυψε σχεδόν όλο το σεισμογενές τμήμα του πλανήτη, ενώ πολλές φορές χρησιμοποιήθηκε και σε μη σεισμογενείς περιοχές, όπου αφθονούσε το ξύλο, αλλά και για οικονομία υλικού καθώς επέτρεπε την κατασκευή τοιχοποιιών ιδιαίτερα μικρού πάχους. Στις σεισμογενείς περιοχές η ανάγκη για βελτίωση της συμπεριφοράς της τοιχοποιίας έναντι οριζόντιων φορτίσεων οδήγησε στην εισαγωγή διαγώνιας δικτύωσης στα ξυλόπηκτα φατνώματα που άλλοτε είναι απλή και άλλοτε διπλή (χιαστί). Τέτοια συστήματα υιοθετήθηκαν στο παρελθόν σε πολλές σεισμογενείς περιοχές αμέσως μετά την εκδήλωση ισχυρών σεισμικών γεγονότων. Παραδείγματα αποτελούν οι κατασκευές Pombalino στην Πορτογαλία μετά το σεισμό του 1755 (βλ. Cardoso et al., 2005), το ιταλικό σύστημα Casa ΣΧΗΜΑ 1.1 Κατασκευές ξυλόπηκτης τοιχοποιίας ανά τον κόσμο (Chambagne et al., 2014) 9

10 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση Baraccata μετά από μία σειρά καταστροφικών σεισμών στην Καλαβρία της Ιταλίας (βλ. Tobriner, 1983) αλλά και το αντισεισμικό σύστημα της Λευκάδας το οποίο αναπτύχθηκε στις αρχές του 19ου αιώνα (βλ. Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). Στη σύγχρονη εποχή η διαδεδομένη αντίληψη ότι οι παραδοσιακές κατασκευές είναι περισσότερο τρωτές σε σεισμό έναντι των σύγχρονων κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα ή χάλυβα και η πλημμελής συντήρησή τους οδήγησαν στη σταδιακή απαξίωσή τους. Ωστόσο, πρόσφατοι σεισμοί υπενθύμισαν τα συγκριτικά πλεονεκτήματα των κατασκευών από ξυλόπηκτη τοιχοποιία και την καλή τους σεισμική συμπεριφορά (Langenbach 2008, Karaba & Guthrie, 2007). Επίσης, η ανάγκη για διατήρηση της αρχιτεκτονικής κληρονομιάς δημιούργησε παγκοσμίως ένα νέο ερευνητικό ενδιαφέρον. Η στατική λειτουργία της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας δεν είναι πάντοτε ξεκάθαρη και προφανής, καθώς η σύνθετη φύση των υπόψη φορέων εισάγει σημαντικές δυσχέρειες σε όποια προσπάθεια απλοποίησης ή εξιδανίκευσης του προβλήματος με σκοπό τη σύνθεση ενός αξιόπιστου αριθμητικού προσομοιώματος. Ενώ τα τελευταία χρόνια και χάρη στα διαρκώς εξελισσόμενα διαθέσιμα αριθμητικά εργαλεία έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος σχετικά με τη διερεύνηση της σεισμικής συμπεριφοράς τέτοιων συστημάτων δεν υπάρχουν επαρκείς ερευνητικές εργασίες ή κανονιστικές διατάξεις που να αντιμετωπίζουν το θέμα ολιστικά. Η απόκριση των ξυλόπηκτων φορέων υπό οριζόντια φόρτιση είναι εν γένει μη γραμμική γεγονός που οφείλεται κυρίως: (α) στη μονόπλευρη επαφή μεταξύ της πλήρωσης και των ξύλινων στοιχείων του σκελετού, (β) στην πιθανότητα χαλάρωσης και ολίσθησης στις συνδέσεις μεταξύ των επιμέρους ξύλινων μελών και (γ) στην ανελαστική συμπεριφορά τόσο του υλικού πλήρωσης όσο και του ξύλου. Η μελέτη λοιπόν της σεισμικής συμπεριφοράς των ξυλόπηκτων κατασκευών μπορεί να γίνει αξιόπιστα μόνο με ανελστική, μη-γραμμική ανάλυση, στατική είτε δυναμική. Οι ελαστικές αναλύσεις μπορούν να αποδώσουν με ακρίβεια την αρχική κατανομή των φορτίων καθώς επίσης και τις περιοχές που θα εμφανίσουν υψηλή συγκέντρωση τάσεων αλλά όπως θα δειχθεί στα επόμενα κεφάλαια, μόνο ένα πολύ μικρό τμήμα της απόκρισης των ξυλόπηκτων φορέων λαμβάνει χώρα στην ελαστική περιοχή, καθώς γρήγορα εκδηλώνονται οι πρώτες πλαστικές παραμορφώσεις με τη ρηγμάτωση του υλικού πλήρωσης. Για τους παραπάνω λόγους κρίνεται αναγκαία η αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς των κατασκευών από ξυλόπηκτη τοιχοποιία μέσα από την ανάπτυξη ενός ανελαστικού μοντέλου για τη συνεπή προσομοίωση των υπόψη φορέων. 1.2 ΣΤΟΧΟΙ Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αναλυτικού ανελαστικού μοντέλου προσομοίωσης μέσα από το οποίο θα μπορεί να γίνει μία αξιόπιστη αποτίμηση της συμπεριφοράς των υπό μελέτη κατασκευών υπό οριζόντια φόρτιση και να προσδιοριστεί κατά το δυνατόν η λειτουργία και συνεισφορά των επιμέρους μελών στην απόκριση του συνολικού φορέα. Στη συνέχεια μέσα από μία παραμετρική διερεύνηση επιχειρείται η ποσοτικοποίηση της επίδρασης ορισμένων βασικών παραμέτρων στην απόκριση του τυπικού φατνώματος που εξετάζεται. 1.3 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ Η διερεύνηση που έγινε στα πλαίσια της παρούσης διπλωματικής εργασίας διαρθρώνεται σε οκτώ κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται κάποια εισαγωγικά στοιχεία και καθορίζονται οι στόχοι της εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρατίθενται συνοπτικά ορισμένα ιστορικά στοιχεία για την εξέλιξη της δομής της τοιχοποιίας, ενώ παρουσιάζονται αναλυτικότερα τα τυπολογικά και δομικά χαρακτηριστικά ορισμένων μορφών ξυλόπηκτων φορέων που σώζονται έως σήμερα. Στο τρίτο κεφάλαιο εξετάζονται στοιχεία που έχουν καταγραφεί στο παρελθόν για την απόκριση ξυλόπηκτων κατασκευών σε σεισμικά γεγονότα. Αντικείμενο της έρευνας

Εισαγωγή 11 αποτελούν καταγεγραμμένες αστοχίες που έχουν εκδηλωθεί στους υπό μελέτη φορείς κατά τη διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων αλλά και συμπεράσματα πειραματικών και αριθμητικών προσομοιώσεων που έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν. Επιχειρείται μέσα από αυτή την έρευνα αφενός η αποτίμηση της ικανότητας του υπό μελέτη συστήματος να ανταπεξέρχεται στη σεισμική διέγερση, αφετέρου δε η αναγνώριση του ρόλου των επιμέρους μελών της κατασκευής στην απόκρισή της υπό δυναμική καταπόνηση. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση του συστήματος που θα αποτελέσει αντικείμενο αναλυτικής προσομοίωσης. Περιγράφεται η διάταξη του ξύλινου σκελετού, δίνονται στοιχεία για βασικούς τύπους σύνδεσης μεταξύ ορθοστατών - στρωτήρων, ενώ τέλος παρουσιάζονται οι διάφορα είδη πλήρωσης του ξύλινου σκελετού. Στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται αναλυτικά οι παραδοχές και τα δεδομένα για τη διαμόρφωση του αριθμητικού προσομοιώματος, η οποία πραγματοποιείται μέσω του λογισμικού ADINA. Η προσομοίωση του τυπικού φατνώματος που μελετάται αποτελείται από ένα ελαστοπλαστικό μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων με τις συνθήκες επαφής μεταξύ των επιμέρους μελών να προσομοιώνονται μέσω επιφανειών επαφής που υπακούουν στο νόμο τριβής Coulomb. Το έκτο κεφάλαιο αναφέρεται στην ανάλυση του τυπικού φατνώματος το οποίο υποβάλλεται τόσο σε εναλλασσόμενη φόρτιση ενός κύκλου, όσο και σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση τριών κύκλων. Σε κάθε περίπτωση σχολιάζεται η απόκριση του φορέα μέσα από την εικόνα των βρόχων υστέρησης, την ένταση που αναπτύσσεται στα επιμέρους στοιχεία και τις πλαστικοποιήσεις στο υλικό πλήρωσης και τον ξύλινο σκελετό. Στο έβδομο κεφάλαιο εξετάζεται η επίδραση που έχουν ορισμένοι παράγοντες στην απόκριση του τυπικού φατνώματος ξυλόπηκτης τοιχοποιίας με απλή διαγώνια δικτύωση, μέσα από μία παραμετρική διερεύνηση. Οι παράμετροι που ελήφθησαν υπόψη και εξετάστηκαν είναι (α) ο τύπος της σύνδεσης μεταξύ των ορθοστατών και στων στρωτήρων (έδρασης και επίστεψης των φατνωμάτων) ως προς την ικανότητα ανάληψης καμπτικών ροπών (β) η ποιότητα του υλικού πλήρωσης και (γ) η κατακόρυφη φόρτιση ως αξονικό φορτίο το οποίο μεταβιβάζουν οι ορθοστάτες του φατνώματος. Τα αποτελέσματα σχολιάζονται μέσα από τη συγκριτική απεικόνιση των βρόχων υστέρησης που παρέχουν μία καλή εικόνα της απόκρισης των φορέων. Τέλος, στο κεφάλαιο οκτώ γίνεται μία προσπάθεια εφαρμογής της μεθόδου ανάλυσης που εφαρμόστηκε για το τυπικό φάτνωμα με απλή διαγώνια δικτύωση, σε φορείς που αποτελούνται από τη σύνθεση επιμέρους φατνωμάτων. Μελετώνται φορείς που συντίθενται από φατνώματα με απλή διαγώνια δικτύωση τα οποία διαμορφώνονται έτσι ώστε η διάταξη των διαγώνιων στοιχείων να είναι τέτοια που ανάλογα με τη φορά της φόρτισης να υπάρχουν ξύλινα στοιχεία που να μπορούν να εμφανίσουν λειτουργία θλιβόμενης αντηρίδας. Εξετάζονται δύο φορείς που προκύπτουν από τη σύνθεση δύο επιμέρους φατνωμάτων με απλή διαγώνια δικτύωση, τα οποία τοποθετούνται στην πρώτη περίπτωση σε οριζόντια παράθεση ενώ στη δεύτερη σε κατακόρυφη. Σκοπός της διερεύνησης αυτής είναι να διαπιστωθεί η επιρροή της τοιχοποιίας πλήρωσης στην απόκριση συμμετρικών, ως προς τη δικτύωση, ξυλόπηκτων φορέων σε οριζόντια φόρτιση. 1.4 ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ Cardoso, R., Lopes, M. and Bento, R. (2005) Seismic evaluation of old masonry buildings. Part I: Method description and application to a case-study. Engineering Structures, 27, 2024-2035. Champagne F., Sieffert Y. Grange S., Polastri A., Ceccotti A. and Daudeville L. (2014) Experimental analysis of seismic resistance of timber-framed structures with stones and earth infill. Engineering Structures, 69, 102-115.

Karaba F. and Guthrie P. (2007) Vulnerability reduction through local seismic culture. IEEE Technology and society magazine. Langenbach, R. (2008) Learning from the past to protect the future: Armature Crosswalls. Engineering Structures, 30, 2096-2100. Tobriner, S. (1983) La Casa Baraccata: Earthquake-Resistant Construction in 18th-Century Calabria. The Journal of the Society of Architectural Historians, 42, 131-138. Tsakanika E. (2008) The constructional analysis of timber load bearing systems sa a toolfor interpreting Aegean Age architecture. Proceedings of the Symposium Bronge Age Architectural Tranditions in the Eastern Mediterranean: Diffusion and Diversity, 07-08-05, Munich. Παλυβού, Κ. (1999) Ακρωτήρι Θήρας: η οικοδομική τέχνη. Αρχαιολογική Εταιρεία, Γραφείο Δημοσιευμάτων, Αθήνα. Τουλιάτος Π. και Βιντζηλαίου Ε. (2006) Σεισμική συμπεριφορά του δομικού συστήματος στον ιστορικό οικισμό της πόλης της Λευκάδας. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, 25-27 Οκτωβρίου, Αλεξανδρούπολη.

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη 2 Τοιχοποιία Ο όρος ξυλόπηκτη τοιχοποιία περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα κατασκευών, οι οποίες ενσωματώνουν στη μάζα τους ξύλινα στοιχεία. Από τις λιθοδομές (ή πλινθοδομές) οι οποίες φέρουν οριζόντια ξύλινα διαζώματα, μέχρι τις κατασκευές από ξύλινο σκελετό που πληρώνεται με τοιχοποιία είναι σαφές ότι η απόσταση είναι μεγάλη αλλά και με ποικίλες ενδιάμεσες παραλλαγές στη σύνθεση του φέροντος οργανισμού. Οι επί μέρους διαφοροποιήσεις των δομικών αυτών συστημάτων επιφέρουν μικρότερες ή μεγαλύτερες διαφοροποιήσεις στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται η παραλαβή και μεταβίβαση των επιβαλλόμενων φορτίων. Η ξυλόπηκτη τοιχοποιία, για την οποία συνήθως χρησιμοποιούμε τον όρο τσατμάς, μπορεί απλά να περιγραφεί ως ένας ξύλινος σκελετός του οποίου τα κενά πληρώνονται με κάποιο υλικό με σκοπό να προκύψει ένα συμπαγές τοίχωμα. Αυτός ο τύπος κατασκευής είναι μία παραλλαγή στα πλαίσια μιας κατασκευαστικής παράδοσης που επέζησε στη διάρκεια της ιστορίας σε πολλά μέρη του κόσμου από την αρχαία ρώμη μέχρι σήμερα (Doğangün et al., 2006). Στην Τουρκία η ίδια τεχνική ονομάζεται himiş, στην Αγγλία όπου έγινε σύμβολο της ελισαβετιανής εποχής αναφέρεται ως half-timbered. Στη Γερμανία αποκαλούνταν fachwerk, στη Γαλλία colombage, στο Κασμίρ της Ινδίας dhajjidewari (Gülkan & Langenbach, 2004). 2.1 Η ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΞΥΛΙΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑΣ Πριν την εφεύρεση των ήλων και κατάλληλων εργαλείων για την επεξεργασία του, το ξύλο μπορούσε απλά να ενσωματωθεί στη δομή φορέων που αποτελούνταν πρωτίστως από τοιχοποιία. Τοιχοποιίες με ξύλινες ενισχύσεις εμφανίζονται ήδη από την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού. Αρχικά οι ξύλινες ενισχύσεις εμφανίζονται ως οριζόντιες ξυλοδεσιές, οι οποίες δημιουργούν μέσα στη μάζα της λιθοδομής ελαστικά διαζώματα που απορροφούν κατακόρυφες φορτίσεις, ενώ χάρη στη μεγάλη αντοχή του ξύλου σε εφελκυσμό μπορούν να παραλάβουν μεγάλες παραμορφώσεις και να συγκρατήσουν τη μάζα της λιθοδομής σε έκτακτες καταπονήσεις (Παλυβού, 2005). Λιθοδομές που ενσωματώνουν τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα ξύλινα στοιχεία εμφανίζονται αργότερα, κατά τη Μέση και Ύστερη Εποχή του Χαλκού στον Κρητομυκηναϊκό ΣΧΗΜΑ 2.1 Το παλάτι της Κνωσού, αξονομετρική απεικόνιση της Αίθουσας των διπλών πελέκων, αριστερά: κατάλοιπα ξύλου που αποκαλύφθηκαν κατά την ανασκαφή, δεξιά: πιθανή διάταξη σύνδεσης των οριζόντιων και κατακόρυφων στοιχείων (tsakanika, 2008) 13

14 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση κόσμο. Στη Μινωική Κρήτη πραγματοποιήθηκαν σοβαρές προσπάθειες για την ενίσχυση της τοιχοποιίας, βελτιώνοντας την καμπτική της αντοχή και την ικανότητα της να παραλάβει εφελκυστικές δυνάμεις με τη χρήση οριζόντιων και σπανιότερα κατακόρυφων ξύλινων διαζωμάτων (Touliatos, 1993). Τα κατακόρυφα ξύλινα στοιχεία, τα οποία τοποθετούνταν σε ζεύγη, εδράζονταν απευθείας ή με την παρεμβολή ενός εγκάρσιου ξύλινου στοιχείου, σε μία λίθινη βάση (Tsakanika, 2008). Ίχνη οριζόντιων διαμήκων ξύλων εμφανίζονται στις στέψεις των ανοιγμάτων σε όσες τοιχοποιίες σώζονται σε αυτό το ύψος (Tsakanika, 2008). Στον προϊστορικό οικισμό του Ακρωτηρίου της Σαντορίνης, μία σημαντική πόλη της εποχής του Χαλκού, η ξυλοδεσιά αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της αργολιθοδομής (Παλυβού, 1999). Κατά κανόνα πρόκειται για οριζόντια πλέγματα που ενσωματώνονται στο πάχος του τοίχου σε διάφορες στάθμες, ωστόσο υπάρχουν και λίγες εντυπωσιακές περιπτώσεις κατακόρυφου πλέγματος ξυλοδεσιάς (Παλυβού, 1999). Φαίνεται ότι το ξύλινο πλέγμα αποτελούσε ημιαυτόνομο τρισδιάστατο σύστημα, ενώ είναι πολύ πιθανό κατά την πορεία κατασκευής του τοίχου πρώτα να στήνονταν το ξύλινο πλέγμα και ύστερα να συμπληρώνονταν τα κενά με λιθοδομή (Παλυβού, 1999). ΣΧΗΜΑ 2.2 Ο οριζόντιος ξύλινος σκελετός της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας στο Ακρωτήρι και το ξύλινο δικτύωμα στο χώρο (Παλυβού, 1999) Οι ποικίλες και συστηματικές εφαρμογές στου ξύλου στην οικοδομική του Ακρωτηρίου δείχνουν συνειδητή και προηγμένη αντισεισμική μέριμνα (Παλυβού, 1999). Το σύστημα δόμησης που αναπτύχθηκε είναι ένα σύστημα μεικτό, που βασίζεται στη στενή συνεργασία πέτρας και ξύλου. Τα ξύλινα στοιχεία έχουν επιλεγμένες διατομές, προσεγμένες συναρμογές και σχηματίζουν τριαξονικά ημιαυτόνομα δικτυώματα (Παλυβού, 1999). Τα δικτυώματα αυτά δεν περιλαμβάνουν διαγώνια στοιχεία και επομένως λειτουργούν μόνο σε συνδυασμό με τη λιθοδομή στην οποία πακτώνονται (Παλυβού, 1999). Δεν υπάρχει σαφής ένδειξη της χρήσης της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας κατά τους κλαστικούς χρόνους στην Ελλάδα. Όμως υπάρχει μία πολύ σημαντική αρχαιολογική αποκάλυψη που σχετίζεται με τη Ρωμαϊκή εποχή. Πρόκειται για έναν τύπο τοιχοποιίας από ξύλινο σκελετό με πλινθοπλήρωση που αποκαλύφθηκε στο Ηράκλειο (Herculaneum) -σημερινό Ercolanoτης Ιταλίας. Όταν οι αρχαιολόγοι έσκαψαν τη ρωμαϊκή πόλη του Ηρακλείου (Herculaneum), η οποία είχε θαφτεί στη λάβα μετά από έκρηξη του Βεζούβιου το 79μ.Χ., αποκάλυψαν ένα ολόκληρο διώροφο ξυλόπηκτο κτίσμα, στο οποίο αναγνώρισαν την κατασκευή της τοιχοποιίας σαν μία από αυτές που περιγράφει ο Βιτρούβιος στο έργο του De Architectura (27 π.χ.) και την οποία αναφέρει ως Craticii ή Opus Craticium (Langenbach, 2007).

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 15 ΣΧΗΜΑ 2.3 Οικία από Opus Craticium στο Ηράκλειο (Herculaneum) της Ιταλίας (Langenbach, 2007) Στους αιώνες που ακολούθησαν την πτώση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας, η χρήση των ξυλόπηκτων κατασκευών έγινε διαδεδομένη σε όλη την Ευρώπη (Langenbach, 2007). Τόσο η κατασκευή με τις οριζόντιες ξύλινες ζώνες όσο και η κατασκευή με τον ξύλινο σκελετό που φέρει πλήρωση επέζησαν κατά τη διάρκεια του 8ου αι. της Βυζαντινής Αυτοκρατορίας ενώ η χρήση τους εξαπλώθηκε κατά την διάρκεια της μετέπειτα Οθωμανικής Αυτοκρατορίας (Langenbach, 2008). Στα τέλη του 18ου αι., μετά από σεισμικά γεγονότα στην Πορτογαλία και τη Σικελία οι κατασκευές που βασίζονταν σε ξύλινους σκελετούς αναγνωρίστηκαν και προτείνονταν πλέον ως αντισεισμικές (Langenbach, 2008). 2.2 ΞΥΛΟΠΗΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΗ ΔΥΤΙΚΗ ΕΥΡΩΠΗ ΤΟΥ ΜΕΣΑΙΩΝΑ Στη Γαλλία ο τύπος κατασκευής που χαρακτηρίζεται ως colombage χρησιμοποιούνταν από το Μεσαίωνα μέχρι τον 19ο αιώνα (Dutu et al., 2012). Αντίστοιχα στη Γερμανία η κατασκευή fachwerk εμφανίστηκε τον 7ο αιώνα ενώ η χρήση της γενικεύτηκε τον 16ο με 17ο αιώνα. ΣΧΗΜΑ 2.4 Κτίρια colombage στη Γαλλία (Dutu et al., 2012)

16 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση Στη Γαλλία ο τύπος κατασκευής που χαρακτηρίζεται ως colombage χρησιμοποιούνταν από το Μεσαίωνα μέχρι τον 19ο αιώνα (Dutu et al., 2012). Αντίστοιχα στη Γερμανία η κατασκευή fachwerk εμφανίστηκε τον 7ο αιώνα ενώ η χρήση της γενικεύτηκε τον 16ο με 17ο αιώνα. Στις χώρες της βόρειας Ευρώπης οι ξυλόπηκτες κατασκευές χρησιμοποιούνταν από την αρχαιότητα (Vasconcelos et al., 2003). Στην Αγγλία, για παράδειγμα, υπάρχει μακραίωνη παράδοση σε τέτοιου είδους κατασκευές που φτάνει τελικά στην απόλυτη άνθιση της την εποχή της δυναστείας των Τυδώρ (15ος - 16ος αι.). Στη Δανία, τη Σουηδία, τη Νορβηγία κατασκευάζονταν επίσης ξυλόπηκτα κτίσματα, langhus, παρόλο που η σεισμικότητα όλης αυτής της περιοχής είναι χαμηλή φανερώνοντας πως αυτός ο τύπος κατασκευής αντιπροσώπευε μία φθηνή και απλή τεχνική συνδεδεμένη περισσότερο με τη διαθεσιμότητα ξύλου παρά με τη σεισμικό κίνδυνο (Vasconcelos et al., 2003). 2.2.1 Ο ΞΥΛΙΝΟΣ ΣΚΕΛΕΤΟΣ Οι διατάξεις του ξύλινου σκελετού παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία αλλά μπορεί να γίνει ένας διαχωρισμός μεταξύ αυτών των οποίων ο σκελετός συντίθεται από ορθογώνια πλαίσια (box-frame) και αυτών που η κατασκευή βασίζεται σε κάποια ισχυρά καμπύλα στοιχεία (cruck-frame) (Brunskill, 1971). (α) (β) ΣΧΗΜΑ 2.5 (a) Kατασκευή με ισχυρά καμπύλα στοιχεία (cruck-frame) (β) Κατασκευή από ορθογώνια πλαίσια (box-frame). (Brunskill, 1971) Φαίνεται ότι η διαδικασία δόμησης των δύο τύπων ξύλινου σκελετού ήταν τελείως διαφορετική (Brunskill, 1971). Στην κατασκευή με τα καμπύλα στοιχεία (cruck-frame construction) τα επιμέρους τμήματα του φορέα μορφής Α (A-frames) συναρμολογούνταν στο έδαφος, έπειτα σηκώνονταν ένα προς ένα σε όρθια θέση έτσι ώστε να τοποθετηθούν στις αντίστοιχες υποδοχές τους η κορυφοτεγίδα (ridge purlin), οι τεγίδες (side purlins) και οι στρωτήρες (wall plates) με σκοπό να δέσουν μεταξύ τους τα επιμέρους στοιχεία (Brunskill, 1971). Στην κατασκευή με τα ορθογώνια φατνώματα (box-frame construction) στις περισσότερες περιπτώσεις τα κατακόρυφα στοιχεία του σκελετού ανεγείρονταν ξεχωριστά, με τη στερέωση στις θέσεις τους να πραγματοποιείται είτε με προσωρινά στηρίγματα είτε με μόνιμες διαγώνιες αντηρίδες (Brunskill, 1971). Έπειτα τοποθετούνταν οι στρωτήρες επίστεψης, οι συνδετήριες δοκοί για τη στερέωση της κατασκευής και τέλος οι ενδιάμεσοι κατακόρυφοι ορθοστάτες (Brunskill, 1971).

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 17 Το ξύλο που χρησιμοποιούνταν στις κατασκευές αυτές ήταν η βελανιδιά, η λεύκη αλλά και άλλα εισαγόμενα είδη ξυλείας, τα οποία εμφανίζονταν διαρκώς όλο και πιο συχνά (Brunskill, 1971). Υπήρχε μια γενικότερη τάση για χρήση ελαφρύτερης ξυλείας καθώς οι ξυλουργικές τεχνικές βελτιώνονταν αλλά και οι προμήθειες σε σκληρότερη ξυλεία ελαττώνονταν (Brunskill, 1971). Η διάθεση μαλακής ξυλείας, σε ομοιόμορφες διατομές, και φθηνών τυποποιημένων καρφιών σήμαινε ότι οι περίτεχνες συνδεσμολογίες παλαιότερων ξύλινων κατασκευών δεν ήταν πλέον απαραίτητες (Brunskill, 1971). Όσον αφορά τη μόρφωση του ξύλινου σκελετού διακρίνονται τρεις σχολές: η σχολή της Δύσης, η οποία χαρακτηρίζεται από τετραγωνικά φατνώματα, κοντές διαγώνιες αντηρίδες μεταξύ στύλων και στρωτήρων και από τη δημιουργία ξύλινων διακοσμήσεων γύρω από τα φατνώματα, η σχολή της Ανατολής, η οποία χαρακτηρίζεται από υψίκορμα φατνώματα και από τη χρήση καμπύλων στοιχείων μεταξύ στύλων και στρωτήρων έδρασης και τέλος η σχολή του Βορρά, η οποία χαρακτηρίζεται κυρίως από την απουσία στρωτήρα έδρασης των κατακόρυφων στοιχείων (Brunskill, 1971). ΣΧΗΜΑ 2.6 Οι τρεις σχολές αναφορικά με τη διαμόρφωση των ξύλινων σκελετών. Από επάνω προς τα κάτω: η σχολή της Δύσης, της Ανατολής και του Βορρά (Brunskill, 1971) 2.2.2 Η ΠΛΗΡΩΣΗ Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν κατά καιρούς για την πλήρωση του ξύλινου σκελετού παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία τόσο στη σύλληψη όσο και στη συμπεριφορά. Συνηθέστερα τα κενά πληρώνονταν με πλεκτά κλαριά και κονίαμα, από πηλό, κοπριά, τρίχες αλόγου κ.α., και επιχρίονταν με ασβεστοκονίαμα (Brunskill, 1971). Άλλα υλικά πλήρωσης που χρησιμοποιήθηκαν σε συνδυασμό με πηλοκονιάματα ήταν μικρές πέτρες, κεραμίδια ή πλακίδια. Πέτρινα γεμίσματα διαφόρων εφαρμόστηκαν σε διάφορες περιοχές της Αγγλίας: στο Kent και στο Surrey μικρές στουρναρόπετρες (flint), στο Sussex ασβεστολιθικές κιμωλίες, στο Hereford αμμόπετρες, ενώ στο Stamford σχιστόπλακες ενσφηνωμένες όρθιες ανάμεσα στους στύλους του σκελετού (Melville & Gordon, 1973) Διαφορετική κατηγορία πλήρωσης ήταν αυτή που πραγματοποιούνταν με ψημένες πλίνθους. Η πλήρωση με πλίνθους εφαρμόζεται σε τετραγωνικά φατνώματα, ενώ άλλα υλικά όπως κεραμίδια, πλακίδια και μικρές πέτρες έχουν χρησιμοποιηθεί σε υψίκορμα φατνώματα (Brunskill, 1971). Τα τούβλα διαμορφώνονταν σε στυλ ψαροκόκαλο, τοποθετούνταν διαγώνια ή κατακόρυφα αλλά και σε πιο συνηθισμένες διατάξεις (Brunskill, 1971). Η κατανόηση ότι η πλινθοπλήρωση συμμετείχε στην ανάληψη μέρους των φορτίων οδήγησε στην αλλαγή της αντίληψης περί της λειτουργίας της τοιχοποιίας, που πλέον αντιμετωπίζονταν σαν σύνολο παρά σαν μία σειρά ξεχωριστών κατακόρυφων ξύλινων στοιχείων (Brunskill, 1971). Το γεγονός αυτό συνοδεύτηκε από μία μείωση στην ποσότητα του ξύλου που χρησιμοποιούνταν για την κατασκευή τέτοιων τοίχων (Brunskill, 1971).

18 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση 2.3 ΞΥΛΟΠΗΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΗΝ ΟΘΩΜΑΝΙΚΗ ΑΥΤΟΚΡΑΤΟΡΙΑ Οι παραδοσιακές τεχνικές δόμησης της οθωμανικής περιόδου δεν περιορίζονται μόνο στην Τουρκία, λόγω της έκτασης που καταλάμβανε η Οθωμανική Αυτοκρατορία, η οποία διήρκησε έξι και μισό αιώνες και είχε σημαντική πολιτιστική επιρροή στη Μέση Ανατολή και τη νοτιοανατολική Ευρώπη (Gülkan & Langenbach, 2004). Ταυτόχρονα με την γειτονική Μογγολική αυτοκρατορία στα ανατολικά η πολιτιστική αυτή επιρροή επεκτείνονταν στο ένα πέμπτο της περιφέρειας της υφηλίου μέχρι την πολιτεία Κασμίρ της Ινδίας (Gülkan & Langenbach 2004). Στην κατασκευή αυτή, που απαντάται στην Ελλάδα με το όνομα τσατμάς τα κενά των ορθογώνιων πλαισίων που σχηματίζονται από τα ξύλινα μέλη σταθεροποιούνταν με διαγώνια ή «χιαστί» ξύλα, τις μπαγιάντες και γεμίζονταν με υλικό ώστε να προκύψει ένα συμπαγές, μικτής κατασκευής, τοίχωμα (Μουτσόπουλος, 1988). Η τοιχοπλήρωση συνήθως έχει το πάχος μίας πλίθου, ή αποτελεί μία λεπτή μεμβράνη από θραυστό υλικό με λάσπη ή ασβεστοκονίαμα (Gülkan & Langenbach 2004). ΣΧΗΜΑ 2.7 Κτίριο από ξυλόπηκτη τοιχοποιία στην περιοχή Gölcük (Langenbach, 2007) 2.3.1 Ο ΞΥΛΙΝΟΣ ΣΚΕΛΕΤΟΣ Ο ξύλινος σκελετός αποτελείται από σύστημα οριζόντιων, κατακόρυφων και διαγώνιων μελών συνδεδεμένων σε ένα σύνολο που καθιστά την υποδομή των ελαφρών τοίχων ( τσατμάδων ).Τα μέλη αυτά είναι οι στρωτήρες έδρασης και επίστεψης, οι κολόνες ντιρέκια, οι ενδιάμεσοι οριζόντιοι σύνδεσμοι, στις στάθμες ποδιάς και πρεκιού και τα στοιχεία της διαγώνιας δικτύωσης μπαγιάντες, η οποία άλλοτε είναι μονή, άλλοτε διπλή ενώ υπάρχουν και περιπτώσεις στις οποίες απουσιάζει πλήρως. Πρώτα στρώνεται στην άκρη των δοκών ή των φουρουσιών του πατώματος ο στρωτήρας ταμπάνι για την έδραση των στύλων (Κίζης, 2007). Ο στρωτήρας αυτός είναι συνήθως διατομής 12x8 ή 10x6 cm και στρώνεται με τη μεγάλη διάστασή του οριζόντια(κίζης, 2007). Στις θέσεις όπου προβλέπονται υποστυλώματα, και αυτές συνήθως συμπίπτουν με τα σημεία στήριξης του στρωτήρα στα φουρούσια ή στα δοκάρια ανοίγονται μορσότρυπες,

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 19 παραλληλόγραμμες, βαθιές περί τα 3-4 cm (Κίζης, 2007). Μέσα σε αυτές εισχωρεί το καρφί που συνδέει το στρωτήρα με το φουρούσι του πατώματος και στη συνέχεια στήνονται οι κολόνες που έχουν αντίστοιχα μόρσα στα δύο άκρα τους, ελαφρά φαλτσοκομμένα (Κίζης, 2007). Οι υποδοχές αυτές είναι συχνά κακότεχνα ανοιγμένες και η εφαρμογή δεν είναι σφιχτή. Για το λόγο αυτό η σύνδεση συχνά συμπληρώνεται με λοξό καρφί (Κίζης, 2007). Βέβαια υπάρχουν και εξαιρέσεις όπως κάποια μεγάλα κονάκια ή προσεγμένα αρχοντικά που πολλές φορές εκπλήσσουν με την προσοχή στις λεπτομέρειες τους. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το αρχοντόσπιτο στην Πλάκα, οδ. Αδριανού 96. Εκεί η σύνδεση των υποστυλωμάτων με τους στρωτήρες βρέθηκε να πραγματοποιείται μέσω κυλινδρικού τόρμου διαμέτρου 6 cm. Οι κολόνες είναι δρύινες ή καστανίσιες και οι διατομές τους κυμαίνονται από 15x15 έως 8x8 cm (Κίζης, 2007). Η ελάττωση των διατομών είναι χαρακτηριστική της ηλικίας των κτιρίων: στα κτίρια του 18ου αι. χρησιμοποιούνται γεμάτα, στιβαρά ξύλινα στοιχεία, ενώ, γύρω στα μέσα του 19ου αι., τα μέλη αυτά γίνονται ισχνά, σε σημείο μάλιστα να χρησιμοποιούνται στύλοι στρογγυλοί, από λεπτά απελέκητα κλαριά (Κίζης, 2007). Οι στύλοι ζυγίζονται, στηρίζονται με προσωρινές αντηρίδες και μετά οριστικοποιούνται στη θέση τους με την επίστεψη του άνω στρωτήρα, προετοιμασμένου με τις αντίστοιχες μορσότρυπες (Κίζης, 2007). Για να δημιουργηθούν ανοίγματα τοποθετούνταν δευτερεύοντα κατακόρυφα στοιχεία μεταξύ των υποστυλωμάτων ιδίως όταν τα ανοίγματα βρισκόταν κοντά στις γωνίες του κτιρίου (Öztank, 2010). Οι στύλοι δένονται μεταξύ τους με οριζόντιες δοκούς συνήθως στις στάθμες ποδιάς και πρεκιού των ανοιγμάτων. Υποστυλώματα και δοκοί είχαν συνήθως τετραγωνικές διατομές, ενώ τα δευτερεύοντα κατακόρυφα στοιχεία, οι διαγώνιες αντηρίδες και άλλα στοιχεία του σκελετού είχαν συνήθως ορθογωνικές διατομές (Öztank, 2010). ΣΧΗΜΑ 2.8 Διαδοχικές φάσεις συναρμογής του ξύλινου σκελετού (Κίζης, 2007)

20 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση Μόνο οριζόντια και κατακόρυφα στοιχεία μπορεί να είναι επαρκή για τη μεταβίβαση των κατακόρυφων φορτίων αλλά δεν είναι αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια κάποιας σεισμικής διέγερσης (Doğangün et al., 2006). Το ξύλο δόμησης, με όλα τα φυσικά του ελαττώματα, παρουσιάζει μικρή αντοχή όταν υποβάλλεται σε διάτμηση ή εφελκυσμό κάθετα στις ίνες. Έτσι, τέτοιες κατασκευές δεν αναμένεται να παρουσιάσουν αντίσταση σε πλευρικές ωθήσεις χωρίς ζημιές κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, λόγω της χαμηλής πλευρικής δυσκαμψίας του ξύλινου σκελετού (Doğangün et al., 2006). Η ανάγκη για βελτίωση της συμπεριφοράς έναντι οριζόντιων φορτίσεων προκάλεσε τη χρήση διαγώνιων συνδέσμων στις σεισμογενείς ζώνες (Doğangün et al., 2006).Για να λειτουργήσουν τα διαγώνια στοιχεία επιτυχημένα σαν αντισεισμικό σύστημα πρέπει να σχεδιαστούν και να τοποθετηθούν σωστά, γενικά όσο περισσότερα τα διαγώνια στοιχεία τόσο το καλύτερο (Doğangün et al., 2006). ΣΧΗΜΑ 2.9 (α)παραδοσιακό κτίσμα με πληρώσεις από πλίνθους και χωρίς διαγώνια στοιχεία (Doğangün et al., 2006) (β) Παραδοσιακό κτίσμα στη Γουμένισσα με διαγώνια στοιχεία (http://www.anelixi.org/) Κατά κανόνα τα διαγώνια στοιχεία τοποθετούνται με κλίση 30 και 40 για να υποστηρίξουν τα υποστυλώματα στις γωνίες του κτιρίου(öztank, 2010). Είναι τοποθετημένα με τέτοιο τρόπο που το άνω άκρο τους βρίσκεται λίγο ψηλότερα από το μέσο του γωνιακού στύλου(öztank, 2010). Συναντούν τον ορθοστάτη δίπλα από το παράθυρο και έπειτα φτάνουν στο στρωτήρα έδρασης (Öztank, 2010). Σε αντίθεση με τα μεσαιωνικά δυτικά ξύλινα σπίτια όπου η χρήση των διαγώνιων στοιχείων είναι ιδιαίτερα προσεγμένη με χιαστί, καμπύλες αντηρίδες και γόνατα ακαμψίας στις ενώσεις των στύλων και των οριζόντιων στοιχείων, συνδεδεμένα με περίπλοκες ξυλοσυνδέσεις (Κίζης, 2007), στις κατασκευές οθωμανικής επιρροής τα επί μέρους ξύλινα μέλη του φορέα συνδέονται μεταξύ τους απλά με τη χρήση καρφιών (Öztank, 2010). Εγκοπές χρησιμοποιούνται μόνο στο στρωτήρα έδρασης για τη συναρμολόγηση επί αυτού των υποστυλωμάτων σαν ένα πρόσθετο μέσο σύνδεσης πέραν των καρφιών (Öztank, 2010). Τέλος, οι χιαστί σύνδεσμοι,όπου υπάρχουν, συνδέονται μεταξύ τους με εγκοπές και στις δύο διατομές (Öztank, 2010). Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου οι συνδέσεις είναι πιο επιμελημένες πάντως σε καμία περίπτωση δεν συναντώνται οι περίπλοκες ξυλοσυνδέσεις που απαντά κανείς στη Βόρεια Ευρώπη - όπως στην Αγγλία ή τη Νορβηγία (Güçhan, 2007). Από την άλλη τέτοιες περίτεχνες συνδέσεις χρησιμοποιούνταν ευρέως σε μη φέροντα δομικά στοιχεία όπως πόρτες, παράθυρα, κιγκλιδώματα, ντουλάπια και οροφές (Güçhan, 2007). Η αποφυγή της χρήσης επιμελημένων τόρμων και εντορμιών στα φέροντα ξύλινα μέλη και η γενικευμένη χρήση τους σε αρχιτεκτονικά στοιχεία πιθανόν να ήταν μία συνειδητή επιλογή για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων του σεισμού (Güçhan, 2007). Το σύστημα αυτό των καρφιών όφειλε να είναι αρκετά ισχυρό ώστε να αποτρέπει τη χαλάρωση της σύνδεσης κατά τη σεισμική φόρτιση και αυτό επιτυγχάνονταν με χρήση

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 21 καρφιών μεγάλου μήκους (Tobriner, 2000). Το κάρφωμα των μελών με τα μεγάλα γυφτόκαρφα γινόταν αφού άνοιγε η κατάλληλη τρύπα με το αρίδι (τρυπάνι). Έτσι δεν σχιζόταν το ξύλο ενώ το καρφί έσφιγγε, καθώς οι ακμές του τετραγώνιζαν τη στρογγυλή τρύπα κατά το κάρφωμα (Κίζης, 2007). Δεν έχει παρατηρηθεί πουθενά χρήση ξύλινων καρφιών ή σφηνών (Κίζης, 2007). Η ταννίνη της καστανιάς ή της δρυός σύντομα σκουριάζει τα καρφιά (Κίζης, 2007). Αν αυτό είναι ένα σοβαρό μειωνέκτημα έχει και την καλή του πλευρά: η όποια διόγκωση από την οξείδωση -η οποία πάντως λόγω της σύστασης του σιδήρου της εποχής είναι επιφανειακή - σφίγγει το καρφί με το ξύλο σε ένα σχεδόν άρρηκτο σύνολο (Κίζης, 2007). ΣΧΗΜΑ 2.10 Λεπτομέρεια σύνδεσης μεταξύ των διαγώνιων στοιχείων σε περίπτωση χιαστί δικτύωσης και σύνδεσης διαγώνιου στοιχείου με τον στρώτήρα έδρασης μέσω εγκοπής στο στρωτήρα (Öztank, 2010) ΣΧΗΜΑ 2.11 Λεπτομέρεια σύνδεσης μεταξύ των στρωτήρων έδρασης (Öztank, 2010) Τα ξύλα που χρησιμοποιούνταν για την κατασκευή του σκελετού ήταν μονοκόμματα με εξαίρεση τους στρωτήρες (Öztank, 2010). Η σύνδεση των κάτω στρωτήρων κατά μήκος, όταν δεν ήταν δυνατόν ένα μονοκόμματο ξύλο να καλύψει την απαιτούμενη απόσταση, γινόταν με φάλτσο, δηλαδή διαγώνια λοξότμητη ένωση και κάρφωμα. Οι θέσεις αυτών των ενώσεων είναι στα κενά, ανάμεσα στα φουρούσια, ώστε να μην περιπλέκεται η ξυλοσύνδεση στην έδραση της κολόνας (Κίζης, 2007). Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο με τον άνω στρωτήρα. Αυτός θα φέρει τα φορτία της στέγης και γι αυτό οι πιθανές συνδέσεις του, συνήθως απλές λοξότμητες και αυτές, πέφτουν επάνω στις κολόνες (Κίζης, 2007). Τότε είναι απαραίτητη η χρήση ενός κεφαλοκόλονου (Κίζης, 2007). Τέτοια κεφαλοκόλονα, κομμάτια ξύλου απλά επεξεργασμένα, βρίσκει κανείς συχνά κρυμμένα πίσω από το σοβά των τσατμάδων των σπιτιών (Κίζης, 2007). Μετά την ολοκλήρωση του βασικού σκελετού ακολουθεί η περαιτέρω υποδιαίρεση των φατνωμάτων που έχουν προκύψει από την κύρια διαστύλωση, τους στρωτήρες, τις ποδιές, τα πρέκια και τις αντηρίδες, αν υπάρχουν, με λεπτότερα βοηθητικά ξύλα ανάλογα με το υλικό πλήρωσης (Κίζης, 2007). Υπάρχουν βέβαια και εξαιρέσεις με κατευθείαν γέμισμα με πλίθρες χωρίς διαστύλωση (Κίζης, 2007). Πάντως σε τέτοιες περιπτώσεις τα διάστυλα είναι μάλλον στενότερα του συνήθους (Κίζης, 2007).

22 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση 2.3.2 Η ΠΛΗΡΩΣΗ Για το γέμισμα των κενών του ξύλινου σκελετού, που έπαιρνε διάφορα σχήματα, έχουν χρησιμοποιηθεί κατά τόπους και κατά εποχές τα φθηνότερα και τα κοινότερα υλικά. Ο τσατμάς με πλεκτά κλαριά και λάσπη ήταν ένας πολύ κοινός τύπος τσατμά. Στα ορθογώνια πλαίσια των υποδιαιρέσεων του σκελετού παρεμβάλλονταν όρθιες μυτερές πελεκημένες πήχεις σε φωλιές ανοιγμένες στις άνω παρειές των οριζόντιων μελών και σε εγκοπές χαραγμένες στις κάτω παρειές τους, σε αποστάσεις 20-25 cm (Κίζης, 2007). Στις πήχεις αυτές πλεκόταν με τρόπο καλαθοπλεκτικής εύκαμπτα λυγαρόξυλα (Κίζης, 2007). Τα κλαδιά είχαν συνήθως πάχος 2-3 cm (Κίζης, 2007). Πάνω σε αυτή την ξύλινη ύφανση λάσπωναν με ένα καλοδουλεμένο μίγμα αργιλικής χωματόλασπης, με πρόσμιξη άχυρου, κοπριάς και άλλων βελτιωτικών οργανικών ουσιών (Κίζης, 2007). Το λάσπωμα γινόταν σε δύο φάσεις, μία από την εξωτερική όψη και μία από μέσα μέχρι να επιτευχθεί πάχος ίσο με των υποστυλωμάτων του σκελετού (Κίζης, 2007). Η ονομασία αυτού του τύπου του τσατμά ήταν πλακαριά (Κίζης, 2007). Προφανώς το γέμισμα με πλακαριά και λάσπη δεν προσφέρει τίποτα στην ακαμψία του συστήματος, έτσι η πλευρική δυσκαμψία εξαρτάται μόνο από την ξύλινη κατασκευή του πλαισίου (Κίζης, 2007). ΣΧΗΜΑ 2.12 Οι διαδοχικές φάσεις πλήρωσης του σκελετού: πλοκαριά, χωματολάσπη, ασβεστοκονίαμα. Βυζίτσα (Κίζης, 2007) Δεύτερο διαδεδομένο σύστημα τσατμά ήταν το γέμισμα των κενών του σκελετού με λιθοσίντριμμα, μικρούς αργούς λίθους και συνδετικό κονίαμα, το πηλόχωμα. Η άφθονη χρήση του αργιλοκονιάματος έδινε την εντύπωση ενός χυτού λιθοδέματος (Πολυράβας, 2012). Και πράγματι σε ορισμένες περιπτώσεις έχει χρησιμοποιηθεί πρόχειρος ξυλότυπος για τη διαμόρφωση του τοιχώματος (Κίζης, 2007). Όσο και αν επιθυμείται μία καλύτερη συνοχή με το τσιβίκωμα των λίθων, η κατασκευή είναι αρκετά βαριά και έχει κινδύνους αποκόλλησης από το σκελετό (Κίζης, 2007). Συχνά μάλιστα είναι τόσο κακοφτιαγμένα αυτά τα γεμίσματα με ανάμειξη παντοειδών υλικών, ξύλων, κεραμιδιών, λάσπης, ασβέστη κ.λπ. που γρήγορα φθείρονται (Κίζης, 2007). Όλη τους η αντοχή εναπόκειται στην κατακερμάτιση της επιφάνειας σε μικρά τρίγωνα με αντηρίδες και τη, μέσω ισχυρού κονιάματος, καλή σφήνωση (Κίζης, 2007). ΣΧΗΜΑ 2.13 Τσατμάς με λιθαράκια και κονίαμα μέσα σε ξύλινες υποδιαιρέσεις του σκελετού (Κίζης, 2007)

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 23 Συχνά η πλήρωση πραγματοποιούνταν με οπτές πλίνθους ενώ εξίσου μεγάλη εφαρμογή είχαν τα ωμά τούβλα, οι πλίθρες. Το γέμισμα του σκελετού με ωμές πλίθρες είχε εφαρμογή στην περιοχή της Μακεδονίας, στην Αλβανία αλλά και στην Τουρκία. Η πλήρωση με ψημένα τούβλα είχε χρησιμοποιηθεί κυρίως στα αστικά κέντρα και ήταν μία ακριβή κατασκευή με δαπανηρά για την εποχή υλικά. Η μέθοδος πλήρωσης με τούβλα, σε χρήση ακόμη στη δεκαετία του 1950 στη Μικρά Ασία, χρησιμοποιεί εξωτερικό προσωρινό κινητό ξυλότυπο-οδηγό, και ο χτίστης δουλεύει μέσα στο σπίτι (Κίζης, 2007). Τα τούβλα, συνδεδεμένα με παχύ στρώμα ισχυρού κονιάματος, συνθέτουν σχετικά απαραμόρφωτες πληρώσεις των πλαισίων του σκελετού, ενισχύοντάς την πλευρική του δυσκαμψία. Παρά το γεγονός ότι ο τσατμάς αυτός ήταν βαρύτερος και απαιτούσε ενισχυμένες ξυλοκατασκευές σκελετού, κατασκευαζόταν ήδη από τον 17ο αι. στην περιοχή του Μαρμαρά, στο Πήλιο και αργότερα στη Σιάτιστα (Κίζης, 2007). Η ποικιλία των διευθύνσεων διάστρωσης των τούβλων έχει ένα διακοσμητικό αποτέλεσμα, αν και πολλές φορές ο σκοπός της είναι καθαρά πρακτικός, αφού την κατευθυντήρια γραμμή την ορίζει το ξύλο όπου εδράζεται το αντίστοιχο κομμάτι πλινθοδομής και, έτσι ή αλλιώς, οι επιφάνειες αυτές συχνά επιχρίονται. Σε ορισμένες περιοχές πάντως είχε αναζητηθεί η επίτευξη μιας διακοσμητικής όψης σε τσατμάδες με εμφανείς πλινθοδομές. (α) (β) ΣΧΗΜΑ 2.14 (α) Λεπτομέρεια κατασκευής τσατμά (18ου αιώνα) στην Εράτυρα. Τα διάκενα του σκελετού πληρούνται με συμπαγείς πλακοειδείς οπτόπλινθους που συνδέονται μεταξύ τους με ασβεστοκονίαμα (β) Εμφανής κατασκευή τσατμά αρχοντικού στη Σιάτιστα. ( Ελληνική Παραδοσιακή Αρχιτεκτονική : Μέλισσα) 2.4 ΤΟ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΗΣ ΛΕΥΚΑΔΑΣ Όπως είναι γνωστό, η Λευκάδα βρίσκεται στην πλέον σεισμογενή περιοχή της Ελλάδας. Ένα τοπικό ιστορικό σύστημα αναπτύχθηκε στο νησί πριν από τον 19ο αιώνα (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). Ο ισχυρός σεισμός που έπληξε το νησί το 1821 απέδειξε την ικανοποιητική σεισμική συμπεριφορά του δομικού συστήματος (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). Έτσι, οι βρετανικές αρχές της Λευκάδας επέβαλαν κανόνες για την οικοδόμηση νέων κτηρίων, οι οποίοι ακολουθούσαν τα κύρια χαρακτηριστικά του τοπικού δομικού συστήματος (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). Αυτοί οι κανόνες αναπτύχθηκαν περαιτέρω και συμπληρώθηκαν, και απετέλεσαν τον Οικοδομικό Κανονισμό του 1827 (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του αντισεισμικού συστήματος είναι ότι απαρτίζεται από διπλό στατικό φορέα. Το σύστημα συνδυάζει τη χρήση ενός τρισδιάστατου ξύλινου σκελετού και της αμιγούς λιθοδομής η οποία περιορίζεται στο ισόγειο των οικοδομών. Η κεντρική ιδέα αυτού του συστήματος είναι πως στην περίπτωση που οι λιθοδομές του ισογείου αστοχήσουν κατά τη διάρκεια μίας σεισμικής διέγερσης (π.χ. εκτεταμένη ρηγμάτωση ή μερική κατάρρευση που οδηγούν σε μείωση της φέρουσας ικανότητας) ο τρισδιάστατος ξύλινος σκελετός αναλαμβάνει περισσότερα από τα μόνιμα φορτία των ανώτερων ορόφων (Makarios & Demosthenous, 2006).

24 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του αντισεισμικού συστήματος είναι ότι απαρτίζεται από διπλό στατικό φορέα. Το σύστημα συνδυάζει τη χρήση ενός τρισδιάστατου ξύλινου σκελετού και της αμιγούς λιθοδομής η οποία περιορίζεται στο ισόγειο των οικοδομών. Η κεντρική ιδέα αυτού του συστήματος είναι πως στην περίπτωση που οι λιθοδομές του ισογείου αστοχήσουν κατά τη διάρκεια μίας σεισμικής διέγερσης (π.χ. εκτεταμένη ρηγμάτωση ή μερική κατάρρευση που οδηγούν σε μείωση της φέρουσας ικανότητας) ο τρισδιάστατος ξύλινος σκελετός αναλαμβάνει περισσότερα από τα μόνιμα φορτία των ανώτερων ορόφων (Makarios & Demosthenous, 2006). (α) ΣΧΗΜΑ 2.15 (α) Τυπικό κτήριο της πόλης της Λευκάδας (Τουλιάτος, Γαντέ, 1995) (β) Το διπλό φέρον σύστημα των παραδοσιακών κτιρίων της Λευκάδας (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006) (β) Πολύ επιμελημένη είναι και η θεμελίωση σε αυτές τις κατασκευές καθώς η πόλη της Λευκάδας εδράζεται πάνω σε χαμηλής ποιότητας αποθέσεις. Η θεμελίωση γινόταν περίπου 0,60-1,0 m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, πάνω σε μία εσχάρα από κορμούς δέντρων, το κενό μεταξύ των οποίων γέμιζε με άμμο, αργούς λίθους και υδραυλικό κονίαμα (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006). (α) (β) ΣΧΗΜΑ 2.16 (α) Διαγραμματική τομή (Τουλιάτος, Γαντέ, 1995) (β) Θεμελίωση πάνω σε εσχάρα από κορμούς δένδρων. (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006)

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 25 Το ισόγειο αποτελείται από δίστρωτη ή τρίστρωτη λιθοδομή πάχους 0.50m έως 0.70m. Εσωτερικά των περιμετρικών τοίχων του ισογείου τοποθετούνται ξύλινα υποστυλώματα τα οποία είτε εισέρχονται είτε στηρίζονται στο θεμέλιο της περιμετρικής λιθοδομής (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Τα ξύλινα υποστυλώματα συνδέονται στην κεφαλή τους με ξύλινες δοκούς δημιουργώντας ένα ξύλινο τρισδιάστατο πλαίσιο (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Τα ξύλινα αυτά δοκάρια προεκτείνονται και στηρίζονται ταυτόχρονα στη στέψη του λιθόκτιστου περιμετρικού τοίχου, ενώνοντας «στατικά» το ξύλινο χωρικό σύστημα με τους λιθόκτιστους περιμετρικούς τοίχους, για τα φορτία βαρύτητας (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Επάνω στις δοκούς τοποθετούνται οριζόντια οι ξύλινες τεγίδες και επί των τελευταίων καρφώνονται τα σανίδια του πατώματος, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ικανοποιητικού βαθμού διαφραγματικής λειτουργίας περί κατακόρυφο άξονα (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). ΣΧΗΜΑ 2.17 Τυπικός ξυλόπηκτος τοίχος (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006) Στα σημεία έδρασης των δοκών επί της λιθόκτιστης περιμετρικής τοιχοποιίας, εδράζεται ο ξύλινος όροφος που αποτελεί στην πραγματικότητα ένα ξύλινο χωρικό σύστημα δικτυώματος, ενώ οι κύριοι κόμβοι του υπόψη δικτυώματος ενισχύονται με γωνιακούς ξύλινους συνδέσμους μορφής Γ ή L προς εξασφάλιση της πλαισιακής λειτουργίας του υπόψη συστήματος προς μεταβίβαση καμπτικών ροπών από τα ζυγώματα στα υποστυλώματα (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Αν δεν ακολουθεί τρίτος όροφος, παρόμοιος με το δεύτερο, τότε κατασκευάζεται η στέγη του κτιρίου από ξύλινο δικτύωμα και τοποθετούνται τα κεραμίδια (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Στη συνέχεια, όχι όμως πάντοτε, πληρώνεται ο ξύλινος οργανισμός του ορόφου με τοιχοποιία από συμπαγές κεραμικό τούβλο χρησιμοποιώντας κονίαμα (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Τέλος, τοποθετείται η εξωτερική τσίγκινη λαμαρίνα επικαλύπτοντας τους ξύλινους δικτυωτούς περιμετρικούς τοίχους του ορόφου, για λόγους υγροπροστασίας(μακάριος & Δημοσθένους, 2008). Η υπόψη λαμαρίνα επιπλέον συνεισφέρει στη διαφραγματική λειτουργία των τοίχων περί οριζόντιο άξονα κάθετο στο επίπεδο του τοίχου (Μακάριος & Δημοσθένους, 2008). (α) (β) (γ) ΣΧΗΜΑ 2.18 (α) Ξύλινος σκελετός με γωνιακούς συνδέσμους (Karaba & Guthrie, 2007) (β) Επικάλυψη του ξυλόπηκτου ανώτερου ορόφου με σανίδες και (γ) με λαμαρίνες (Τουλιάτος & Βιντζηλαίου, 2006)

26 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση 2.5 ΞΥΛΟΠΗΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΗΝ ΠΟΡΤΟΓΑΛΙΑ Μετά τον καταστροφικό σεισμό του 1755 στη Λισαβόνα, ο οποίος κατέστρεψε το κέντρο της πόλης γνωστό ως Baixa, ο μαρκήσιος του Πομπάλ συγκέντρωσε μία ομάδα μηχανικών για να επιδείξουν μία αντισεισμική κατασκευή για να υιοθετηθεί κατά την ανακατασκευή στην πόλη (Gulkan & Langenbach, 2004). Ο τύπος της κατασκευής που επιλέχθηκε φέρει το όνομα Pombalino. Τα κτίρια, που κατασκευάστηκαν με αυτό το σύστημα είναι συνήθως πενταόροφα και αποτελούνται από περιμετρικές φέρουσες τοιχοποιίες και μία ξύλινη κατασκευή στο εσωτερικό, η οποία ονομάζεται gaiola. Στην εσωτερική πλευρά των περιμετρικών τοιχοποιιών ενσωματώνεται ένας δρύινος σκελετός. Οι εγκιβωτισμένοι αυτοί πεσσοί των όψεων συνδέονται με ένα εγκάρσιο σύστημα από ξύλινους σκελετούς με τοιχοπλήρωση (Ramos & Lourenço, 2004). Ο εσωτερικός αυτός ξύλινος σκελετός απαρτίζεται από οριζόντια και κατακόρυφα ξύλινα στοιχεία σε αρκετά πυκνή διάταξη και χιαστί συνδέσμους σε κάθε φάτνωμα. (α) (β) (γ) ΣΧΗΜΑ 2.19 (α) Κτίριο Pombalino, αξονομετρικό σχέδιο (Dutu et al. 2012) (β) Ο ξύλινος σκελετός των όψεων (Ramos & Lourenço, 2004) (γ) Κτίτια Pombalino στο κέντρο της Λισαβόνας (Cardoso et al., 2005) Οι συνδέσεις και οι διαστάσεις των ξύλινων μελών ποικίλουν και σχετίζονται τόσο με τη χρονική περίοδο στην οποία κατασκευάστηκαν αλλά και μ ε την τεχνική του εκάστοτε κατασκευαστή (Poletti et. al., 2013). Γενικά οι συνδέσεις πραγματοποιούνταν με αλληλεπικάληψη (overlapped), εντορμίες (dove tail) ή και με απλή επαφή με τη χρήση καρφιών (Poletti et. al., 2013). Οι διατομές ποικίλουν μεταξύ 8x10 cm, 10x 12 cm, 15x12 cm (Poletti et. al., 2013). Τα τριγωνικά κενά που προέκυπταν μεταξύ των ξύλινων μελών γεμίζονταν με ένα μείγμα από λίθους, θραύσματα τούβλων και ρωμαϊκά τούβλα τα οποία ακολουθούσαν διαφορετικές διατάξεις σε κάθε φάτνωμα (Gulkan & Langenbach, 2004). ΣΧΗΜΑ 2.20 Το εσωτερικό ενός κτιρίου του 18ου αι. στη Λισαβόνα, φανερή η κατασκευή Pombalino (Langenbach, 2007)

Ιστορικά - Μελέτη της Δομής Κατασκευών από Ξυλόπηκτη Τοιχοποιία 27 2.6 ΞΥΛΟΠΗΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΗΝ ΙΤΑΛΙΑ Άλλη μία περιοχή όπου αναπτύχθηκε ένα αντισεισμικό σύστημα παρόμοιο με της Πορτογαλίας είναι η Νότια Ιταλία (Καλαβρία, Σικελία) όπου συνέβαιναν συχνά καταστροφικοί σεισμοί, συμπεριλαμβανομένου αυτού της Καλαβρίας το 1783, 28 χρόνια μετά τον σεισμό στη Λισαβόνα (Gülkan & Langenbach, 2004). Το ιταλικό αυτό σύστημα, γνωστό ως Casa Baraccata, περιγράφεται από τον Giovanni Vivenzio στο έργο του History of Earthquakes (Dutu et al., 2012). Συγκεκριμένα, ο Giovanni Vivenzio πρότεινε ένα τριώροφο κτίσμα με ξύλινο σκελετό ο οποίος ενισχύει την περιμετρική τοιχοποιία, εμποδίζοντας την πρόωρη κατάρρευση της εκτός επιπέδου (Vasconcelos et al., 2003). Στο εσωτερικό ένα σύστημα ξύλινων σκελετών με διπλή διαγώνια δικτύωση, S. Andrew s crosses και πλήρωση λειτουργεί ως ένα σύνολο διατμητικών τοιχωμάτων (Vasconcelos et al., 2003). ΣΧΗΜΑ 2.21 Η πρόταση του Giovanni Vivenzio για ένα αντισεισμικό σύστημα. Πρόσοψη και τομή όπου φαίνεται η κατασκευαστική δομή των τοίχων(tobriner, 1983) 2.7 ΞΥΛΟΠΗΚΤΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΗΝ ΕΡΕΣΟ ΛΕΣΒΟΥ Μία ακόμα αντισεισμική κατασκευή που παρουσιάζει κοινά χαρακτηριστικά τόσο με αυτές της Λευκάδας όσο και με αυτές της Λισαβόνας και της Καλαβρίας είναι το δομικό σύστημα που εντοπίζεται στον οικισμό της Ερεσού στη Λέσβο. Πρόκειται για ένα σύστημα το οποίο χρησιμοποιώντας ταυτόχρονα δύο φέροντες οργανισμούς, μία τοιχοποιία και έναν ξύλινο διαφραγματικό σκελετό, διαφοροποιείται από τις ευρέως διαδεδομένες στην άλλοτε οθωμανική επικράτεια κατασκευαστικές πρακτικές (Καρύδης, 2008). Στην κατασκευή των οικιών του οικισμού διαπιστώνεται διάκριση της κατασκευαστικής αντιμετώπισης της βάσης του κτιρίου και αυτής του ορόφου(καρύδης, 2008). Στο ισόγειο συναντάμε κοινή αργολιθοδομή ενισχυμένη με ξυλοδεσιές σε πολλές στάθμες ενώ στον όροφο για την κατασκευή των τοίχων επιλέγεται ένας συνδυασμός κοινής αργολιθοδομής με αυτοδύναμους ξύλινους σκελετούς (Καρύδης, 2008). Τα δύο αυτά συστήματα υποστηρίζουν ταυτόχρονα τη στέγη ενώ είναι και τα δύο συνδεδεμένα με τη βάση του κτιρίου (Καρύδης, 2008). Η ιδιότυπη αυτή κατασκευής των τοιχοποιιών του ορόφου, η οποία συνδυάζει αργολιθοδομή πάχους 50 cm με ξύλινους σκελετούς οι οποίοι είναι ενσωματωμένοι στην εσωτερική παρειά της θυμίζει την κατασκευή των περιμετρικών τοιχοποιιών των κτιρίων

28 Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων Τοιχοποιιών με Απλή Διαγώνια Δικτύωση Pambolino και Casa Baraccata που περιγράφηκαν νωρίτερα. Οι ξύλινοι σκελετοί αποτελούνται από κατακόρυφους στύλους τοποθετημένους ανά τακτά διαστήματα, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους με οριζόντιες και διαγώνιες ξύλινες δοκούς σχηματίζοντας έναν τρισδιάστατο κάναβο, ορισμένα από τα κενά του οποίου ταυτίζονται με τα ανοίγματα του ορόφου (Καρύδης, 2008). Σε αυτά ακριβώς τα σημεία, ο σκελετός των παραθύρων συνδέει τον ξύλινο σκελετό με οριζόντιες δοκούς οι οποίες περιτρέχουν την εξωτερική παρειά της τοιχοποιίας, εξασφαλίζοντας τη σύνδεση μεταξύ των δύο μετώπων της (Καρύδης, 2008). ΣΧΗΜΑ 2.21 Σύστημα ξυλόπηκτης τοιχοποιίας Ερεσού (Καρύδης, 2008) Το χαρακτηριστικό της υπερστατικότητας διακρίνει το σύστημα της Ερεσού από τις πιο συμβατικές παραδοσιακές κατασκευαστικές πρακτικές της Οθωμανικής περιόδου συνδέοντας το με περιπτώσεις όπως της Λευκάδας, της Καλαβρίας και της Λισσαβόνας (Καρύδης, 2008). Η χρήση των πρόσθετων ξύλινων σκελετών παρέχει μία δικλείδα ασφαλείας απέναντι στους κινδύνους που επιφυλάσσει μια σεισμική διέγερση καταρχάς εξασφαλίζοντας τη στήριξη της στέγης σε περίπτωση κατάρρευσης της τοιχοποιίας (Καρύδης, 2008). Παράλληλα, σε περίπτωση μερικής κατάρρευσης, ο βοηθητικός αυτός φέρων οργανισμός κάνει δυνατή τη συνεργασία μεταξύ των εναπομεινάντων μερών της τοιχοποιίας μειώνοντας την πιθανότητα για επέκταση των αστοχιών (Καρύδης, 2008). Τέλος οι σκελετοί αυτοί συνεισφέρουν στην ενίσχυση της διαφραγματικότητας των τοιχωμάτων, δηλαδή της ικανότητας τους να παραλάβουν φορτίσεις μέσα στο επίπεδό τους ενώ παράλληλα ως πλέγματα προστατεύουν το εσωτερικό του κτιρίου από καταρρέουσα δομική ύλη (Καρύδης, 2008).