Παραδείγματα της επίδρασης επεμβάσεων σε παραδοσιακές και ιστορικές κατασκευές Φ. Β. Καραντώνη Δρ Πολιτικός Μηχανικός Λέκτορας Πανεπιστημίου Πατρών karmar@upatras.gr
ΑΙΓΙΟ - ΕΡΑΤΕΙΝΗ 1995 26 άνθρωποι σκοτώθηκαν από την κατάρρευση μιας πολυκατοικίας στο Αίγιο και ενός ξενοδοχείου στα Βαλιμίτικα.
ΚΑΛΑΜΑΤΑ 1986 20 άνθρωποι σκοτώθηκαν όλοι από καταρρεύσεις τριών πολυκατοικιών
Χάρτα της Βενετίας, πρώτηπαράγραφος για τα μνημεία «Η ανθρωπότητα. απέναντι στις επόμενες γενιές νοιώθει υπεύθυνη για τη διάσωσή τους και έχει χρέος να τα παραδώσει σε αυτές με όλο τον πλούτο και την αυθεντικότητά τους» Και πιο κάτω: «Η έννοια ενός ιστορικού μνημείου δεν καλύπτει μόνο το μεμονωμένο αρχιτεκτονικό έργο αλλά και την αστική ή αγροτική τοποθεσία που μαρτυρεί ένα ιδιαίτερο πολιτισμό, μια ενδεικτική εξέλιξη ή ένα ιστορικό γεγονός. Αυτό ισχύει όχι μόνο για τις μεγάλες δημιουργίες αλλά και για τα ταπεινά έργα που με τον καιρό απέκτησαν πολιτιστική σημασία».
Το Μεγάλο Αρσενάλι, Χανιά, 1585 Τραχήλα Σουφλί Αγιος Γερμανός,
Με ποιο τρόπο θα γίνει εφικτό να παραδοθεί ένα κτίριο στις επόμενες γενιές? «Όταν οι παραδοσιακές τεχνικές αποδεικνύονται ανε- Χάρτα της Βενετίας: παρκείς, η στερέωση ενός μνημείου μπορεί να εξασφαλιστεί με την προσφυγή σε όλες τις σύγχρονες τεχνικές συντήρησης ης και κατασκευές, που η αποτελεσματικότητά τους θα έχει αποδειχθεί από τα επιστημονικά δδ δεδομένα και τις οποίες θα εγγυάται η πείρα της εφαρμογής τους».
Η επάρκεια θα ορισθεί, ελλείψει άλλου κανονισμού φορτί- σεων, με το αν μπορεί να μεταφέρει ασφαλώς τα σεισμικά φορτία του ΕΑΚ Έλεγχος δεν μπορεί να γίνει με ΕΝ 1996-1-1 1 1 και ΕΝ 1998-1-31 διότι: Ο ΕΝ 1996-1-1 1 1 δενκαλύπτειταυλικάτωνπαραδοσιακώνκτιρίωνεκτόςτων οπτοπλινθοδομών Τα κτίρια δεν πληρούν τις κατασκευαστικές απαιτήσεις του Δεν διατίθεται μεθοδολογία ελέγχου για εκτός επιπέδου σεισμική δράση που κυρίως καταπονεί τα κτίρια χωρίς οριζόντια διαφράγματα Κριτήριο αστοχίας : η υπέρβαση της εφελκυστικής φλ αντοχής της τοιχοποιίας από τις κύριες εφελκυστικές τάσεις τα επιστημονικά δεδομένα
Ερώτημα: πως μπορούν δάπεδα με αραιή διάταξη δοκών που απλώς εδράζονται στους τοίχους να δημιουργήσουν διαφραγματική λειτουργία?
προσομοιώματα μετακινήσεις
Παράδειγμα 1 ιώροφο κτίριο από λιθοδομή και ξύλινα πατώματα και στέγη, βρίσκεται στην Αμαλιάδα και επλήγη από το σεισμό Ηλείας- Αχαΐας της 6/8/2008 Τx=0.12sec, Τy=0.22sec Γεωδυναμικό Ινστιτούτο φασματική επιτάχυνση 0,24g
για G+0.3Q-0.3Ex-Ey
Εν συνεχεία, ανάλυση με φορτία από τον EAK δηλ. Φ d (T) =0.60g. Αποτιμάται η αποτελεσματικότητα ξύλινου «διαφράγματος» δ φ ά στην οροφή ισογείου, διαφράγματος από ο.σ στην οροφή ισογείου, με ανώφλια ο.σ στον όροφο, προσθήκης ηςφρ φέροντα τοίχου και πλάκες σε οροφή ισογείου και ορόφου
Αρχικό κτίριο ξύλινο «διάφραγμα» Διάφραγμα ο.σ ανώφλια ο.σ στον όροφο προσθήκη φέροντος τοίχου και πλάκες σε οροφή ισογείου και ορόφου Περιοχές όπου σ 1 >f wt για G+0.3Q-0.3Ex-Ey
Αρχικό κτίριο ξύλινο «διάφραγμα» Διάφραγμα ο.σ ανώφλια ο.σ στη στον όροφο προσθήκη φέροντα τοίχου και πλάκες σε οροφή ισογείου και ορόφου Κατανομή σ 1
Παράδειγμα 2 ιώροφο κτίριο από λιθοδομή, ξύλινα πατώματα και βατό δώμα, βρίσκεται στον Πειραιά, δεν έχει σεισμικές βλάβες φασματική επιτάχυνση 0,40g
Ισόγειο αρχικού κτιρίου Όροφος πρότασης
Αρχικό κτίριο ξύλινο «διάφραγμα» και οριζόντιο ρζ διάζωμα σύμμικτες πλάκες ο. σ και διάζωμα προσθήκη τοίχων, πλάκες στα δάπεδα και ξύλινη στέγη Κατανομή σ 1
Παράδειγμα 3 Κτίριο στην Άμφισσα, τριώροφο, λιθοδομή, χωρίς σεισμικές βλάβες 71% κενά φασματική επιτάχυνση 0,60g
description of the structure ισόγειο Υπόγειο 1 ος όροφος 2 ος οροφος Karantoni
πρώτη σημαντική ιδιομορφή κατά χ (κάτοψη) καμπτική συμπεριφορά Τ=0.43sec x y ο πρώτη σημαντική ιδιομορφή κατά y (κάτοψη) καμπτική συμπεριφορά εγκάρσια στον Y και στροφή περί το σημείο Ο Τ=0.29sec
δύσκαμπτα πατώματα και οριζόντιο δάζ διάζωμα στη στέψη των τοίχων.
αρχικό κτίριο δύσκαμπτα πατώματα και οριζόντιο ρζ διάζωμα στη στέψη των τοίχων. Περιοχές όπου σ 1 >f wt για G+0.3Q+0.3Ex+Ey
Τελικά: δύσκαμπτα πατώματα (σύμμεικτες πλάκες) διάζωμα στηστέψη στέψη των τοίχων εσωτερικός (50mm) και εξωτερικός (100mm) μανδύας από σκυρόδεμα στους εξωτερικούς τοίχους μονός μανδύας στον εσωτερικό τοίχο 24
A B y Τ=0.16sec a) b) Ιδιομορφές του ενισχυμένου κτιρίου κατά τους αξονες x και y a) Στροφή περί το Β b) Μεταφορική κατά τον y x
ενισχυμένο αρχικό z y κύριες εφελκυστικές τάσεις σ 1 εξωτερική παρειά G+0.30Q+0.30Ex+Ey 26 x
Παράδειγμα 4 διατήρηση του κελύφους του κτιρίου και ανέγερση εσωτερικά σκελετού: από χάλυβα Συνδεδεμένος με την τοιχοποιία ανά 2.0 m ασύνδετος από οπλισμένο σκυρόδεμα Συνδεδεμένος με τοιχοποιία ανά 2.0 m ασύνδετος
Το κτίριο Διώροφο, από λιθοδομή ΤΟΜΗ ΥΠΟΓΕΙΟ ΙΣΟΓΕΙΟ ΟΡΟΦΟΣ 28
οπλισμένο σκυρόδεμα χάλυβας
αρχικό Σκελετός ο.σ Μεταλλικός Σκελετός G+0.3Q-Ex+0.3Ey Σκελετός χωρίς σύνδεση Σκελετός χωρίς σύνδεση και διάζωμα 30
αρχικό Σκελετός ο.σ Μεταλλικός Σκελετός G+0,3Q-0,3Ex-Ey Σκελετός χωρίς σύνδεση Σκελετός χωρίς σύνδεση και διάζωμα 3 ΠΣΣΜΤΣ 31
Λόγος μεγίστων μγ κυρίων τάσεων μετά την κατασκευή σκελετού χωρίς ρς σύνδεση με το αρχικό κτίριο Τοίχος Συνδυασμός Φόρτισης 1 2 3 4 5 6 7 8 T1 1.23 1.44 1.21 1.43 1.17 1.14 1.21 1.26 T2 1.30 1.34 0.98 1.03 1.09 1.38 1.11 1.22 T3 176 1.76 120 1.20 183 1.83 128 1.28 113 1.13 111 1.11 133 1.33 137 1.37 T4 1.13 1.30 1.47 1.60 1.15 1.17 1.14 1.14 Όλες οι τιμές είναι 1 Μέγιστη αύξηση 83% και ελάχιστη 3% 32
Λόγος μεγίστων κυρίων τάσεων μετά την κατασκευή σκελετού από ο.σ προς αυτές του αρχικού κτιρίου Τοίχος Συνδυασμός Φόρτισης 1 2 3 4 5 6 7 8 T1 0.86 1.17 0.88 1.23 1.00 0.80 1.19 0.98 T2 0.82 0.74 0.90 1.19 0.93 1.10 0.84 1.06 T3 114 1.14 081 0.81 124 1.24 086 0.86 116 1.16 131 1.31 088 0.88 100 1.00 T4 1.08 1.49 0.81 0.75 0.97 0.92 0.97 0.87 από τις 32 τιμές οι 14 ήποσοστό43% έχουν τιμή 1.0 και 18 (ποσοστό 57%) έχουν τιμή <1.0. (3 είναι πρακτικά =1.0) Η μεγαλύτερη μείωση των τάσεων είναι 30%, και η μεγαλύτερη αύξηση 50%. O μέσοςόροςτουλόγουείναι1.0 και η πλειονότητα των τιμών είναι 1.0±0.1. 33
Λόγος μεγίστων μγ κυρίων τάσεων μετά την κατασκευή μεταλλικού σκελετού προς αυτές του αρχικού κτιρίου Τοίχος Συνδυασμός Φόρτισης 1 2 3 4 5 6 7 8 T1 0.98 1.12 1.00 1.17 0.89 0.95 1.29 1.15 T2 0.87 0.75 0.72 1.16 0.92 1.13 0.88 1.16 T3 102 1.02 078 0.78 121 1.21 082 0.82 082 0.82 103 1.03 096 0.96 090 0.90 T4 0.91 1.43 1.01 0.87 0.79 0.97 0.96 0.91 από τις 32 τιμές, 13ή ποσοστό 40.6% έχουν τιμή 1.0 και 19 (ποσοστό 59.4%) έχουν τιμή <1.0. (4 είναι πρακτικά =1.0) Η μεγαλύτερη μείωση των τάσεων είναι 28%, και η μεγαλύτερη αύξηση 43%. ο μέσος όρος του λόγου είναι 1.0 και η πλειονότητα των τιμών είναι 1.0±0.1. 34
ηκαθαίρεσητωνεσωτερικώνφερόντωντοίχωνσεένακτίριοαπό φέρουσα φρ τοιχοποιία για τη δημιουργία εσωτερικά ενός νέου φορέα επηρεάζει δυσμενώς τη σεισμική συμπεριφορά του και ο βαθμός επηρεασμού εξαρτάται από το εάν ο νέος φορέας είναι πλήρως ανεξάρτητος από το υφιστάμενο κτίριο ή αν συνεργάζεται με αυτό, το υλικό του φορέα που θα κατασκευαστεί εσωτερικά ενός κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιία δεν έχει επίδραση στη συμπεριφορά του κτιρίου, αλλά μόνο το εάν συνδέεται ή όχι με τους απομένοντες τοίχους, η μερική σύνδεση του νέου σκελετού στις στάθμες των διαφραγμάτων εξασφαλίζει διαφραγματική λειτουργία στους απομένοντες τοίχους και μετατρέπει την καμπτική απόκριση τους σε διατμητική, η μη-συνεργασία του νέου φορέα με τους απομένοντες περιμετρικούς ρμ ρ τοίχους αποδεικνύεται εξαιρετικά δυσμενής γι αυτούς και θα πρέπει να πραγματοποιείται μόνο σε συνδυασμό και με κατασκευή οριζόντιου διαζώματος από οπλισμένο σκυρόδεμα στη στέψη των τοίχων. 35
Η ιακήρυξη του Άμστερνταμ(1975), «Η αρχιτεκτονική κληρονομιά δεν θα επιζήσει, παρά, αν εκτιμηθεί από το κοινό και ιδίως από τις νέες γενιές. Πρέπει λοιπόν τα μορφωτικά προγράμματα,, σε όλα τα επίπεδα, να ασχοληθούν περισσότερο με αυτή την ύλη» Παραμένει ακόμα επίκαιρη