ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΝΕΟΚΛΑΣΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΤΟΥ 19 ου ΑΙΩΝΑ

ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΝΗΜΕΙΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΝΕΟΚΛΑΣΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΤΟΥ 19 ου ΑΙΩΝΑ Στυλιανός Ι. Παρδαλόπουλος Επιβλέπων Καθηγητής: Ιωάννης Δουδούμης Καθηγητής Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη Δεκέμβριος 12

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στο πλαίσιο του διατμηματικού προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών «ΠPOΣTAΣIA ΣYNTHPHΣH KAI AΠOKATAΣTAΣH MNHMEIΩN ΠOΛITIΣMOY», της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η εργασία αυτή διαπραγματεύεται το αντικείμενο της αποτίμησης της φέρουσας ικανότητας νεοκλασικών κτιρίων, που κατασκευάστηκαν στην Ελληνική επικράτεια κατά τον 19 ου και ου αιώνα. Στο πλαίσιο αυτό, στην παρούσα εργασία εξετάστηκε η φέρουσα ικανότητα ενός νεοκλασικού κτιρίου του 19 ου αιώνα, κατασκευασμένου ώστε να αποτελέσει το πρώτο Ελληνικό Γυμνάσιο της πόλης. Μέσω της αποτίμησης της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου έναντι της σεισμικής διέγερσης στην οποία αυτό υποβλήθηκε τον Ιούνιο του 1978 ελέγχθηκε η σεισμική απόκριση των προσομοιωμάτων του κτιρίου και πιστοποιήθηκε η ακρίβεια προσομοίωσης των μηχανισμών μεταβίβασης δυνάμεων που αναπτύσσονται στα δομικά στοιχεία του κτιρίου. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην προσομοίωση των μηχανισμών που αναπτύσσονται στα πατώματα του εξεταζόμενου κτιρίου. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον Καθηγητή του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κκ. Ιωάννη Δουδούμη, για την πολύτιμη καθοδήγησή του σε όλη τη διάρκεια της παρούσας διατριβής. Επίσης ευχαριστώ θερμά τους Καθηγητές του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κκ. Χρήστο Ιγνατάκη και κκ. Μιχάλη Νομικό, που αποτέλεσαν μέλη της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής της παρούσας διατριβής. Θεσσαλονίκη, Δεκέμβριος 12 Στυλιανός Ι. Παρδαλόπουλος [i]

[ii]

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΩΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Διατύπωση του προβλήματος......1 1.2 Στόχος της παρούσας εργασίας.... 3 1.3 Διάρθρωση της εργασίας....4 ΔΕΥΤΕΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΣΤΗΚΑΝ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΤΟΥ 19 ου ΚΑΙ ου ΑΙΩΝΑ 2.1 Εισαγωγή.. 7 2.2 Κατασκευαστική δομή των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα..8 2.2.1 Πρώτη κατασκευαστική περίοδος... 9 2.2.2 Δεύτερη κατασκευαστική περίοδος...15 ΤΡΙΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.1 Εισαγωγή....19 3.2 Περιγραφή του εξεταζόμενου κτιρίου...19 3.2.1 Ιστορικά στοιχεία για το εξεταζόμενο κτίριο....19 3.2.2 Γεωμετρικά χαρακτηριστικά του κτιρίου... 21 3.2.3 Κατασκευαστική δομή του κτιρίου.... 24 3.3 Βλάβες λόγω του σεισμού του 1978..25 [iii]

ΤΕΤAΡΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ 4.1 Εισαγωγή... 29 4.2 Προσομοίωση του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης.. 4.2.1 Γενικά χαρακτηριστικά των παραχθέντων προσομοιωμάτων..... 4.2.2 Προσομοίωση των τοιχοποιιών του κτιρίου.....33 4.2.3 Προσομοίωση των πατωμάτων του κτιρίου.....34 4.2.4 Προσομοίωση της στέγης του κτιρίου.....36 4.2.5 Ιδιότητες υλικών των πεπερασμένων στοιχείων...38 4.2.6 Συνθήκες στήριξης κτιρίου...38 4.3 Φορτίσεις των προσομοιωμάτων του κτιρίου....39 4.3.1 Κατακόρυφα φορτία προσομοιωμάτων.....39 4.3.2 Σεισμική φόρτιση προσομοιωμάτων.....4 4.3.1 Αδρανειακά φορτία προσομοιωμάτων.....41 ΠΕΜΠΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ 5.1 Εισαγωγή....43 5.2 Περιπτώσεις ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου 43 5.2.1 Εξεταζόμενες περιπτώσεις δυναμικών αναλύσεων...44 5.2.2 Ανάλυση υπό τον συνδυασμό κατακόρυφων φορτίων αστοχίας...45 5.3 Αποτελέσματα ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου 45 5.3.1 Τέμνουσα βάσης κατά τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης 45 5.3.2 Παραμορφωμένο σχήμα κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής απόκρισης...48 5.3.3 Μέγιστες αναπτυσσόμενες ορθές τάσεις στις τοιχοποιίες του κτιρίου..58 ΕΚΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΝΟΨΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σύνοψη Εργασίας.... 71 [iv]

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Διατύπωση του προβλήματος Τα νεοκλασικά κτίρια που κατασκευάστηκαν σε όλη την Ελληνική επικράτεια κατά τον 19 ου και ου αιώνα αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της σύγχρονης ιστορίας και πολιτιστικής μας κληρονομίας. Ο νεοκλασικός ρυθμός υιοθετήθηκε αμέσως μετά τη δημιουργία του σύγχρονου Ελληνικού κράτους, ως ανάγκη δημιουργίας ενός αρχιτεκτονικού ρυθμού διαφορετικού από όλες τις παλαιότερες αρχιτεκτονικές μορφές που είχαν συνδεθεί στις συνειδήσεις των Ελλήνων με τα χρόνια της Τουρκοκρατίας (Φιλιππίδης 1984, Μπίρης και Καρδαμίτση Αδάμη 1). Ξεκινώντας τη δεκαετία του 18 από την Αθήνα και το Ναύπλιο, ο νέος αυτός αρχιτεκτονικός ρυθμός εξαπλώθηκε γρήγορα σε όλη την Ελλάδα, ιδιαίτερα στα Ιόνια νησιά, στην Πελοπόννησο και στα νησιά του Αιγαίου που βρίσκονταν υπό την επιρροή Δυτικών προτύπων. Η κατασκευή των κτιρίων αυτού του τύπου συνεχίστηκε έως και τα μέσα του ου αιώνα, οπότε τη θέση τους πήραν τα σύγχρονα πολυώροφα κτίρια από οπλισμένο σκυρόδεμα. Στις μέρες μας, τα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα προστατεύονται από συνθήκες διατήρησης των αρχιτεκτονικών και κατασκευαστικών τους χαρακτηριστικών, προκειμένου να εξασφαλισθεί η διατήρησή τους ως ένα σημαντικό κομμάτι της σύγχρονης Ελληνικής ιστορίας. Σχήμα 1.1: Περιπτώσεις διατηρητέων κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα στην πόλη της Θεσσαλονίκης.

Κεφάλαιο 1 - Εισαγωγή Η συγκέντρωση του μεγαλύτερου όγκου των νεοκλασικών κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα στα αστικά κέντρα της Ελλάδας είχε ως αποτέλεσμα την εκδήλωση αυξημένου ενδιαφέροντος για την αποκατάσταση και διατήρησή τους. Στόχος των δράσεων αυτών είναι αφενός η διασφάλιση των ιδιαίτερων αρχιτεκτονικών και κατασκευαστικών χαρακτηριστικά των κτιρίων και αφετέρου η αναβάθμισή τους προκειμένου να ικανοποιηθούν οι σύγχρονες ανάγκες των ενοίκων τους. Σχήμα 1.2: Παρεμβάσεις αποκατάστασης και τροποποίησης διατηρητέων κτιρίων στην πόλη της Θεσσαλονίκης. Η αποτίμησης της φέρουσας ικανότητας των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα, ώστε να επιλεγεί η κατάλληλη στρατηγική αποκατάστασής τους, πραγματοποιείται πλέον με τη χρήση εξελιγμένων προγραμμάτων ανάλυσης κατασκευών που εκτελούνται από ισχυρότατα υπολογιστικά μέσα. Παρά όμως τις αυξημένες δυνατότητες που παρέχονται από τη σύγχρονη τεχνολογία τα εξαγόμενα αποτελέσματα μπορεί να είναι περιορισμένης αξιοπιστίας όταν σημαντικοί μηχανισμοί μεταφοράς δυνάμεων αγνοούνται κατά τη διαδικασία της προσομοίωσης, ή υιοθετούνται ακατάλληλα κτίρια προσδιορισμού της διαθέσιμης αντίστασης των δομικών στοιχείων. Ως αποτέλεσμα, η διαθέσιμη φέρουσα ικανότητα του εξεταζόμενου κτιρίου μπορεί εύκολα να υποτιμηθεί, κάτι το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε επιλογή μη-αναστρέψιμων στρατηγικών επέμβασης, ικανών να αλλοιώσουν ή να καταστρέψουν τα μοναδικά αρχιτεκτονικά και κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του διατηρητέου κτιρίου. [2]

Κεφάλαιο 1 - Εισαγωγή 1.2 Στόχος της παρούσας εργασίας Η παρούσα εργασία διαπραγματεύεται την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας νεοκλασικών κτιρίων, που κατασκευάστηκαν στην Ελληνική επικράτεια κατά τον 19 ου και ου αιώνα. Τα κτίρια αυτής της κατηγορίας, τα οποία παρουσιάζουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τα κτίρια που κατασκευάστηκαν την ίδια χρονική περίοδο σε άλλες Ευρωπαϊκές χώρες, αναπτύσσουν ιδιαίτερου τύπου σεισμική συμπεριφορά σε σχέση με τις κατασκευές των τελευταίων δεκαετιών που έχουν σχεδιασθεί και κατασκευασθεί βάσει των σύγχρονων αντιλήψεων αντισεισμικού σχεδιασμού. Η σεισμική συμπεριφορά των διατηρητέων κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία του 19 ου και ου αιώνα καθοδηγείται κατά κύριο λόγο από τους μηχανισμούς μεταβίβασης δυνάμεων που αναπτύσσονται στα δομικά τους στοιχεία και οφείλονται στις αρχές και τις πρακτικές δόμησης που ακολουθήθηκαν τον 19 ο και ο αιώνα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα πρόσφατης έρευνας (Pardalopoulos and Pantazopoulou, 11), η συνεισφορά των μηχανισμών αυτών στη σεισμική απόκριση των διατηρητέων κτιρίων είναι ουσιαστική, καθώς προκαλούν μείωση των αναπτυσσόμενων τάσεων στα δομικά στοιχεία και συνεπώς αύξηση της φέρουσας ικανότητας των κτιρίων. Στο πλαίσιο παρουσίασης της επίδρασης των πρακτικών δόμησης του 19 ου και ου αιώνα στη σεισμική απόκριση των κτιρίων της αντίστοιχης περιόδου, στην παρούσα εργασία εξετάζεται η σεισμική συμπεριφορά των πατωμάτων βαρέως τύπου, αποτελούμενων από μεταλλικές σιδηροδοκούς με ενδιάμεση πλήρωση από οπτοπλινθοδομή (Σχ. 1.3). Η κατασκευαστική πρακτική αυτή είναι ευρέως διαδεδομένη στα κτίρια που κατασκευάστηκαν μετά το 187, εποχή που άρχισε η εισαγωγή στην Ελλάδα μεταλλικών σιδηροδοκών από την Ευρωπαϊκή βιομηχανία. Στα πατώματα αυτού του τύπου κρίσιμη περιοχή είναι η διεπιφάνεια σιδηροδοκού οπτοπλίνθων, όπου λόγω απουσίας συνάφειας μεταξύ των δύο αυτών στοιχείων κατά τον εφελκυσμό σημειώνεται αποκόλληση της σιδηροδοκού από τις συμβάλλουσες οπτοπλίνθους. Όπως έχει παρουσιασθεί σε πρόσφατη έρευνα (Pardalopoulos and Pantazopoulou, 11) αποτέλεσμα του προαναφερθέντος μηχανισμού είναι η αύξηση των παραμορφώσεων στο επίπεδο των πατωμάτων του τύπου αυτού κατά τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης του κτιρίου και η ελάττωση των αναπτυσσόμενων τάσεων. Σχήμα 1.3: Πατώματα βαρέως τύπου, αποτελούμενα από μεταλλικές σιδηροδοκούς και ενδιάμεση πλήρωση από οπτοπλινθοδομή (Ραπτάκης, 193). [3]

Κεφάλαιο 1 - Εισαγωγή Η παρουσίαση της επίδρασης του μηχανισμού αποκόλλησης μεταξύ σιδηροδοκών και οπτοπλίνθων στην ευρύτερη σεισμική απόκριση των κτιρίων που φέρουν πατώματα αυτού του τύπου πραγματοποιείται μέσω της εξέτασης των αποτελεσμάτων σειράς δυναμικών αναλύσεων με χρονοϊστορία επιταχύνσεων βάσης (Time History Dynamic Analyses) που πραγματοποιήθηκαν σε κατάλληλα προσομοιώματα ενός διώροφου νεοκλασικού κτιρίου, κατασκευασμένου το 1893 στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, το οποίο αποτέλεσε το πρώτο Ελληνικό Γυμνάσιο της πόλης. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται σύγκριση των αναπτυσσόμενων μεγεθών παραμόρφωσης και έντασης μεταξύ δύο προσομοιωμάτων του κτιρίου, ενός προσομοιώματος στο οποίο η σύνδεση μεταξύ σιδηροδοκών και οπτοπλίνθων στα πατώματα του κτιρίου θεωρείται σταθερή (Προσομοίωμα Α) και ενός προσομοιώματος στο οποίο μεταξύ των στοιχείων σιδηροδοκού και οπτοπλίνθων παρεμβάλλονται στοιχεία διακένου (gap elements), τα οποία προσομοιώνουν την αποκόλληση των δύο δομικών στοιχείων κατά τον εφελκυσμό (Προσομοίωμα Β). Και τα δύο προσομοιώματα υποβλήθηκαν σε διέγερση βάσης σύμφωνα με την καταγραφή επιταχύνσεων του σεισμού που έπληξε την ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης τον Ιούνιο του 1978, για τέσσερις περιπτώσεις σχηματιζόμενης γωνίας μεταξύ της διεύθυνσης δράσης του σεισμού και της κύριας όψης του κτιρίου (γωνίες, 9, 18 και 27 ). Η φέρουσα ικανότητα των δύο προσομοιωμάτων ελέγχθηκε επίσης και βάσει του συνδυασμού αστοχίας έναντι κατακόρυφης φόρτισης Παράμετροι μελέτης αποτελούν η μεταβολή της τέμνουσας βάσης του κτιρίου καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης, το παραμορφωμένο σχήμα που λαμβάνει το κτίριο τη στιγμή της μέγιστης οριζόντιας μετατόπισης της κορυφής του και οι μέγιστες ορθές τάσεις που αναπτύσσονται στις τοιχοποιίες του κτιρίου. 1.3 Διάρθρωση της εργασίας Η παρούσα εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια, το περιεχόμενο των οποίων συνοψίζεται ως έξης: Κεφάλαιο 1: Περιγράφεται το αντικείμενο που διαπραγματεύεται η παρούσα εργασία. Κεφάλαιο 2: Παρουσιάζονται συνοπτικά οι κυριότερες κατασκευαστικές πρακτικές που ακολουθήθηκαν τον 19 ο και ο αιώνα κατά την κατασκευή νεοκλασικών κτιρίων, λόγω των οποίων αναπτύσσονται ιδιαίτεροι μηχανισμοί μεταφοράς δυνάμεων στον φέροντα οργανισμό των κτιρίων. Κεφάλαιο 3: Πραγματοποιείται περιγραφή του νεοκλασικού κτιρίου του οποίου η σεισμική συμπεριφορά και η φέρουσα ικανότητα εξετάζονται στην παρούσα εργασία. Κεφάλαιο 4: Περιγράφεται ο τρόπος προσομοίωσης των δομικών στοιχείων και των φορτίσεων του εξεταζόμενου κτιρίου. [4]

Κεφάλαιο 1 - Εισαγωγή Κεφάλαιο 5: Παρουσιάζονται οι περιπτώσεις ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της μελέτης της σεισμικής του απόκρισης και αναλύονται τα εξαχθέντα από αυτές αποτελέσματα. Κεφάλαιο 6: Συνοψίζονται τα κυριότερα συμπεράσματα που προέκυψαν από την αποτίμηση της σεισμικής συμπεριφοράς του εξεταζόμενου κτιρίου. [5]

Κεφάλαιο 1 - Εισαγωγή [6]

2 ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΕΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΣΤΗΚΑΝ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΤΟΥ 19 ου ΚΑΙ ου ΑΙΩΝΑ 2.1 Εισαγωγή Σε αντίθεση με τις σύγχρονες πρακτικές δόμησης οποιουδήποτε κτιρίου, κατά τις οποίες της κατασκευής προηγείται η λεπτομερής μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς του κτιρίου ώστε να προσδιορισθεί η απαιτούμενη αντίσταση των δομικών του στοιχείων και να επιλεγούν τα χαρακτηριστικά αυτών αναφορικά με τις γεωμετρικές τους διαστάσεις και τον τρόπο όπλισής τους, η δόμηση των κτιρίων κατά τον 19 ο και ο αιώνα πραγματοποιούνταν βάσει εμπειρικών κατασκευαστικών αρχών και πρακτικών. Οι ακολουθούμενοι εμπειρικοί κανόνες κατασκευής εξελίσσονταν από τα κατά τόπους συνεργεία κατασκευής και προσδιορίζονταν κατά κύριο λόγο από το είδος των δομικών υλικών που υπήρχαν διαθέσιμα στην περιοχή ανέγερσης της κατασκευής. Για τον λόγο αυτό τα δομικά χαρακτηριστικά των νεοκλασικών κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία μεταξύ των διαφόρων περιοχών της Ελληνικής επικράτειας. Η μεγάλη ποικιλία που συναντάται στα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία που κατασκευάστηκαν στην Ελλάδα κατά τον 19 ο και ο αιώνα καθιστά την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητάς τους ιδιαίτερα πολύπλοκη διαδικασία. Η προσομοίωση του φέροντα οργανισμού ενός κτιρίου αυτής της χρονικής περιόδου, προκειμένου να προσδιορισθούν τα μεγέθη έντασης και παραμόρφωσης που αναπτύσσονται τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής απόκρισης του κτιρίου και να επιλεγεί η κατάλληλη στρατηγική επέμβασης με στόχο την εξασφάλιση της στατικής ακεραιότητας του κτιρίου και τη διατήρηση των μοναδικών δομικών του χαρακτηριστικών, οφείλει να λαμβάνει υπόψη της τους μηχανισμούς μεταφοράς δυνάμεων που προκύπτουν λόγω των κατασκευαστικών πρακτικών της περιόδου. Οι μηχανισμοί αυτοί αναπτύσσονται τόσο στα κατακόρυφα όσο και στα οριζόντια δομικά στοιχεία των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα και έχουν ως αποτέλεσμα τη διαφοροποίηση της σεισμικής απόκρισης των αντίστοιχων κτιρίων σε σχέση με τη σεισμική απόκριση των σύγχρονων κατασκευών. Η παράβλεψη των

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα μηχανισμών αυτών κατά τη διαδικασία προσομοίωσης είναι δυνατό να επιφέρει υποεκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου και συνεπακόλουθα λανθασμένη εκλογή της απαιτούμενης επέμβασης για τη διατήρηση και αποκατάστασή του. Παρά τη μεγάλη ποικιλία που συναντάται στη διαμόρφωση του φέροντα οργανισμού των κτιρίων που κατασκευάστηκαν στην Ελληνική επικράτεια κατά τον 19 ο και ο αιώνα, τα δομικά συστήματα της εποχής μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τρεις γενικότερες κατηγορίες βάσει των αναπτυσσόμενων σε αυτά μηχανισμών μεταβίβασης των ασκούμενων δυνάμεων. Η κατηγοριοποίηση των δομικών συστημάτων που απαντώνται στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα γίνεται σε οριζόντια φέροντα στοιχεία, που ως στόχο έχουν να μεταβιβάσουν τα φορτία που ασκούνται από τους ενοίκους του κτιρίου στις γειτονικές τοιχοποιίες, σε κατακόρυφα φέροντα στοιχεία, που μεταφέρουν τα φορτία των πατωμάτων στη βάση του κτιρίου και σε στοιχεία θεμελίωσης, που εξασφαλίζουν την ομαλή μεταβίβαση των φορτίων της κατασκευής στο έδαφος αποτρέποντας την ανάπτυξη διαφορικών καθιζήσεων ικανών να προκαλέσουν την καταστροφή των υπερκείμενων τοιχοποιιών. Η κατηγοριοποίηση των δομικών συστημάτων στις τρεις προαναφερθείσες κατηγορίες επιτρέπει την αναγνώριση των ιδιαίτερων μηχανισμών μεταφοράς δυνάμεων που προκύπτουν από τις παραλλαγές κατασκευής κάθε τύπου δομικού στοιχείου και την κατάλληλη απόδοσή τους κατά τη διαδικασία προσομοίωσης του εξεταζόμενου κτιρίου. Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά οι πλέον εδραιωμένες πρακτικές κατασκευής δομικών συστημάτων που εφαρμόστηκαν κατά τον 19 ο και ο, όπως αυτές αναφέρονται στην βιβλιογραφία της εποχής (Στουγιαννόπουλος 1889, Ραπτάκης 1897 1898, Ραπτάκης 1898, Ραπτάκης 193, Κριεζής 19). Οι παρουσιαζόμενες κατασκευαστικές πρακτικές αναφέρονται στη θεμελίωση, τα κατακόρυφα και τα οριζόντια δομικά στοιχεία των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα και ομαδοποιούνται σε δύο χρονολογικές κατηγορίες, που οριοθετούνται από την έναρξη της χρήσης μεταλλικών δομικών στοιχείων στις κατασκευές (Θανόπουλος 7), εισαχθέντων στην Ελλάδα από την Ευρωπαϊκή αγορά. 2.2 Κατασκευαστική δομή των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα Σύμφωνα με τον τύπο και τα υλικά κατασκευής του φέροντα οργανισμού των κτιρίων που κατασκευάστηκαν στον Ελληνικό χώρο από τη σύσταση του Ελληνικού κράτους έως και τις πρώτες δεκαετίες του ου αιώνα και τις κατασκευαστικές πρακτικές που ακολουθήθηκαν κατά τη δόμησή τους, τα κτίρια μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση τη χρονολογία δόμησής τους σε δύο χρονολογικές περιόδους. Η πρώτη περίοδος περιλαμβάνει τα κτίρια που κατασκευάστηκαν έως και το τέλος της δεκαετίας του 18. Στην περίοδο αυτή ως υλικά κατασκευής του φέροντα οργανισμού των κτιρίων χρησιμοποιήθηκαν οι φυσικοί λίθοι, οι οπτόπλινθοι και το ξύλο. Η δεύτερη χρονολογική περίοδος αρχίζει τη δεκαετία του 187 και [8]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα εκτείνεται έως το τέλος της κατασκευής αυτού του τύπου κτιρίων και την αντικατάστασή τους από κτίρια με φέροντα οργανισμό οπλισμένου σκυροδέματος. Χαρακτηριστικό του τρόπου δόμησης της δεύτερης περιόδου είναι η χρήση του σιδήρου στην κατασκευή, υπό τη μορφή τυποποιημένων σιδηροδοκών προερχόμενων από την ευρωπαϊκή σιδηροβιομηχανία, ενώ στο τέλος της περιόδου πραγματοποιείται και περιορισμένη χρήση οπλισμένου σκυροδέματος, αρχικά στην κατασκευή πατωμάτων και στη συνέχεια και σε άλλα στοιχεία του φέροντα οργανισμού. 2.2.1 Πρώτη κατασκευαστική περίοδος (έως το 187) Η πρώτη περίοδος κατασκευής κτιρίων στην Ελληνική επικράτεια όπως προαναφέρθηκε χαρακτηρίζεται από τη χρησιμοποίηση παραδοσιακών υλικών και τεχνικών στην κατασκευή του φέροντα οργανισμού των κτιρίων. Ακολούθως, παρουσιάζεται κάθε επιμέρους κατηγορία στοιχείων του φέροντα οργανισμού των κτιρίων αυτού του τύπου. Θεμελίωση Η σπουδαιότητα της θεμελίωσης στη διατήρηση της στατική ακεραιότητας μιας κατασκευής είχε αναγνωρισθεί την αρχή του 19 ου. Το πρώτο βήμα για τη κατασκευή ενός κτιρίου ήταν ο έλεγχος της αντοχής του εδάφους θεμελίωσης και η εξυγίανση αυτού στην περίπτωση που προέκυπτε ότι δεν ήταν σε θέση να αναλάβει τα φορτία της κατασκευής. Στην περίπτωση που το έδαφος θεμελίωσης ήταν μαλακό, η συνηθέστερη πρακτική εξυγίανσής του περιλάμβανε τη χρήση ξύλινων πασσάλων, διαμέτρου από.15 μ. έως. μ. με οξύ άκρο. Οι πάσσαλοι μπήγονταν ακανόνιστα στο έδαφος, σε βάθος έως 1. μ., είτε με κρούση, είτε με μηχανικά μέσα και το μεταξύ τους διάστημα συμπληρώνονταν με λίθους, ή πλίνθους. (Σχ. 2.1) (α) (β) Σχήμα 2.1: Θεμελίωση κτιρίου με χρήση πασσάλων: (α) διάταξη πασσάλων σε κάτοψη, (β) κατακόρυφη τομή πασσάλων-εδάφους. Σε περίπτωση μέτρια συμπιεστών εδαφών η αύξηση της ικανότητας μεταβίβασης των φορτίων της ανωδομής στο έδαφος επιτυγχάνονταν με τη χρήση ξύλινων εσχάρων, οι οποίες χρησίμευαν ως βάσεις για τους τοίχους θεμελίωσης. Με την τεχνική αυτή, επιτυγχάνονταν η κατανομή των φορτίων της κατακόρυφης τοιχοποιίας σε μεγαλύτερη επιφάνεια και η μείωση της αναπτυσσόμενης τάσης στο έδαφος. Στην περίπτωση που το έδαφος θεμελίωσης ήταν αρκετά σκληρό, η ξύλινη εσχάρα [9]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα αποτελούνταν από σανίδες πάχους 8 mm, πλάτους 3 mm και μήκους 4. m έως 5. m, οι οποίες διατάσσονταν σε δύο διασταυρούμενες στρώσεις, με την απόσταση μεταξύ των σανίδων σε κάθε στρώση να είναι ίση με το πάχος τους. Οι κενοί χώροι που σχηματίζονταν ανάμεσα στις σανίδες συμπληρώνονταν με λίθους (Σχ. 2.2 (α), (γ)). Άλλη παραλλαγή της θεμελίωσης με τη χρήση ξύλινης εσχάρας ήταν αυτή με τη χρήση δοκών στη θέση των σανίδων. Στην περίπτωση αυτή οι ξύλινες δοκοί, τετραγωνικής διατομής 17 mm x 17 mm ή mm x mm, διατάσσονται σε απόσταση από.45 m έως 1. m, σχηματίζοντας μεγαλύτερα κενά ανάμεσά τους, τα οποία συμπληρώνονταν με μίγμα αργίλου και χαλικιών ή λίθων, καλά συμπυκνωμένων με κρούση (Σχ. 2.2 (β), (δ)). (α) (β) (γ) Σχήμα 2.2: Κάτοψη και τομή θεμελίωσης με ξύλινη εσχάρα από σανίδες (α, γ) και δοκούς (β,δ). (δ) Όταν το έδαφος ήταν ιδιαίτερα μαλακό, χρησιμοποιούνταν συνδυασμός των πασσάλων και της ξύλινης εσχάρας. Στην περίπτωση αυτή, οι πάσσαλοι διατάσσονταν σε κανονικό κάναβο και επάνω τους καρφώνονταν η ξύλινη εσχάρα, η οποία μπορούσε να έχει οποιαδήποτε από τις δύο προαναφερθείσες παραλλαγές. (α) Σχήμα 2.3: (α) Κάτοψη και (β) τομή θεμελίωσης με συνδυασμό ξύλινων πασσάλων και ξύλινης εσχάρας (β) [1]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα Μετά την αναβάθμιση της ικανότητας του εδάφους για την παραλαβή των κατακόρυφων φορτίων της ανωδομής, η θεμελίωση των κατασκευών του 19 ου και των αρχών του ου αιώνα ολοκληρώνονταν με τη δόμηση των τοίχων θεμελίωσης, το πάχος των οποίων επιλέγονταν ίσο ή μεγαλύτερο από αυτό της τοιχοποιίας του ισόγειου ορόφου. Σύμφωνα με τις κατασκευαστικές πρακτικές της εποχής, το βάθος της θεμελίωσης λαμβάνονταν ίσο με το 1/6 έως το 1/7 του συνολικού ύψους του κτιρίου όταν αυτό δεν είχε υπόγειο, ενώ στην περίπτωση ύπαρξης υπογείου το βάθος εκσκαφής κάτω από τη στάθμη αυτού κυμαίνονταν μεταξύ 1. m. και 1. m. Η επιφάνεια θεμελίωσης οριζοντιώνονταν, προς αποφυγή της ολίσθησης ή της διαφορικής καθίζησης των τοίχων θεμελίωσης. Εξαίρεση αποτελούσαν οι περιπτώσεις όπου το υπόγειο του κτιρίου δεν εκτείνονταν σε όλη την έκταση της κάτοψης ή οι περιπτώσεις όπου το έδαφος θεμελίωσης ήταν βραχώδες και η εκσκαφή του ήταν δύσκολη. Στις περιπτώσεις αυτές οι τοίχοι θεμελίωσης κατασκευάζονταν με κλιμακωτή μορφή, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται τελικά οριζόντια στάθμη έδρασης των τοιχοποιιών του ισόγειου ορόφου. Κατακόρυφα Φέροντα Στοιχεία Ο κατακόρυφος φέρων οργανισμός των κτιρίων που δομήθηκαν στην Ελλάδα έως και 187 αποτελείται από δομικά στοιχεία φέρουσας τοιχοποιίας. Ως υλικό κατασκευής των τοιχοποιιών χρησιμοποιήθηκαν είτε φυσικοί λίθοι, είτε οπτόπλινθοι. Τα πάχη των τοιχοποιιών ήταν γενικά μεγάλα και μειώνονταν σταδιακά καθ ύψος του κτιρίου. Οι τοιχοποιίες από λιθοδομή κατασκευάζονταν από όλα τα είδη λίθων, λαξευτών ημιλαξευτών ή αργών λίθων. Η δόμηση ξεκινούσε από την εξωτερική επιφάνεια των τοιχοποιιών, όπου και γίνονταν χρήση των καλύτερων λίθων για την επίτευξη του καλύτερου δυνατού αισθητικού αποτελέσματος. Στην περίπτωση λιθοδομών από ημιλαξευτούς ή αργούς λίθους, κατά τη διάρκεια της δόμησης κτίζονταν οι δύο εξωτερικές όψεις της τοιχοποιίας ανά στρώσεις των. m έως.4 m και το ενδιάμεσο κενό συμπληρώνονταν με μικρότερες πέτρες και κονίαμα. Για την επίτευξη της ενιαίας συμπεριφοράς των λίθων έναντι καταπονήσεων με διεύθυνση κάθετη σε αυτή της τοιχοποιίας, ανά περίπου 1. m ύψους τοιχοποιίας κτίζονταν οριζόντιες στρώσεις από οπτοπλίνθους σε όλο το πάχος του τοίχου (Σχ. 2.4). Στην περίπτωση των οπτοπλινθοδομών ο επικρατέστερος τρόπος δόμησης ήταν η προσπάθεια αποφυγής συνεχών κατακόρυφων αρμών, ενώ καθ ύψος οι πλίνθοι διατάσσονταν έτσι ώστε να σχηματίζονται συνεχείς οριζόντιοι αρμοί και οι στρώσεις των πλίνθων να σχηματίζουν επίπεδα κάθετα στη διεύθυνση των επιβαλλόμενων φορτίων. [11]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα (α) (β) Σχήμα 2.4: Τυπικός τρόπος δόμησης αργολιθοδομής: (α) όψη, (β) κάτοψη (Ραπτάκης, 1898) Εκτός από τη χρήση αμιγώς φυσικών λίθων ή οπτοπλίνθων, μια ακόμη τεχνική δόμησης τοιχοποιιών περιελάμβανε τη μικτή χρήση και των δύο υλικών, με στόχο τη μείωση του κόστους κατασκευής. Στην περίπτωση αυτή πραγματοποιείται συνύπαρξη δύο ειδών τοιχοποιίας. Στα μέρη της τοιχοποιίας που υποβάλλονται σε μεγάλα φορτία ή είναι εκτεθειμένα στην επίδραση του περιβάλλοντος η δόμησή τους γίνονταν με υλικά μεγάλης αντοχής, ενώ στο υπόλοιπο τμήμα της τοιχοποιίας χρησιμοποιούνταν κοινά υλικά. Οι μικτές τοιχοποιίες διαχωρίζονται σε δύο υποπεριπτώσεις. Η πρώτη περίπτωση αφορά στις τοιχοποιίες των οποίων η εξωτερική επιφάνεια δομούνταν με λαξευτούς λίθους και η ενδιάμεση επιφάνεια συμπληρώνονταν με αργολιθοδομή (σακοειδής τοιχοποιία). Στην περίπτωση αυτή οι λίθοι της εξωτερικής επιφάνειας προεκτείνονταν σε ικανό βάθος μέσα στην κοινή τοιχοποιία, ώστε να υπάρχει καλή συναρμογή των δύο αυτών σωμάτων και να συμπεριφέρονται κατά το δυνατόν ως ενιαίο σώμα. Η δεύτερη περίπτωση μικτών τοιχοποιιών αφορά τις τοιχοποιίες των οποίων η εξωτερική επιφάνεια αποτελείται από λαξευτούς λίθους, ενώ το εσωτερικό τους συμπληρώνονταν από στρώσεις οπτοπλίνθων. Επειδή κάθε στρώση λαξευτού λίθου αντιστοιχούσε σε ακέραιο αριθμό οπτοπλίνθων, το μήκος των λαξευτών λίθων εκλέγονταν ανάλογα με τις διαστάσεις των πλίνθων. Οριζόντια Φέροντα Στοιχεία Κοινό χαρακτηριστικό των οριζόντιων στοιχείων του φέροντα οργανισμού στα κτίρια που δομήθηκαν έως το τέλος της δεκαετίας του 18 ήταν η χρήση του ξύλου ως αποκλειστικό υλικό κατασκευής τους. Στα ξύλινα πατώματα των κτιρίων της περιόδου έως το 18 ως δομικό στοιχείο μεταφοράς των φορτίων στα περιμετρικά κατακόρυφα στοιχεία χρησιμοποιούνται δοκοί ορθογωνικού σχήματος από έλατο, δρυ ή πεύκο, τοποθετημένοι παράλληλα σε αξονική απόσταση. m. 1. m (στρωτήρες). Όταν το πάχος της τοιχοποιίας στην οποία στηρίζεται το δάπεδο παραμένει αμετάβλητο μεταξύ του υποκείμενου και του υπερκείμενου του πατώματος ορόφου οι στρωτήρες στερεώνονταν σε ειδικές εσοχές που δημιουργούνταν για τον σκοπό αυτό στη τοιχοποιία (φωλιές) (Σχ. 2.5(α)). Στις περιπτώσεις κτιρίων που το πάχος της τοιχοποιίας μειώνονταν από τον υποκείμενο στον υπερκείμενο ως προς το πάτωμα όροφο οι στρωτήρες καρφώνονταν [12]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα επάνω σε ξύλινες δοκούς παράλληλες προς την τοιχοποιία, οι οποίες εξασφάλιζαν ομαλότερη κατανομή των φορτίων των στρωτήρων επί της τοιχοποιίας. Μια ακόμη τεχνική στερέωσης των ξύλινων στρωτήρων στην γειτονική τοιχοποιία περιελάμβανε τη δημιουργία ξύλινων κατακόρυφων πλαισίων, επάνω στα οποία καρφώνονταν οι στρωτήρες και των οποίων το άνοιγμα συμπληρώνονταν από την τοιχοποιία (Σχ. 2.5(β)). (α) (β) Σχήμα 2.5: Τρόποι στερέωσης των ξύλινων στρωτήρων των πατωμάτων στην τοιχοποιία του κτιρίου (α) μέσω εσοχών (φωλιών) στην τοιχοποιία και (β) μέσω ξύλινων επίπεδων τοιχοπληρωμένων πλαισίων (Ραπτάκης, 1898). Το δάπεδο των πατωμάτων τοποθετούνταν επάνω στους στρωτήρες με διάφορες τεχνικές, ανάλογα με τις ανάγκες των ενοίκων του κτιρίου. Η απλούστερη μορφή πατώματος που συναντάται στα κτίρια του 19 ου αιώνα περιλαμβάνει την απευθείας στερέωση με κάρφωμα του σανιδώματος επάνω στους ξύλινους στρωτήρες (Σχ. 2.6). (α) (β) Σχήμα 2.6: Απλούστερη μορφή ξύλινου δαπέδου σε κτίρια κατασκευασμένα έως το 187: (α) τομή κάθετη στον άξονα των στρωτήρων, (β) τομή παράλληλη στον άξονα των στρωτήρων (Ραπτάκης, 1898). Μια άλλη παραλλαγή των ξύλινων δαπέδων που κατασκευάζονταν μέχρι το 187 περιελάμβανε τη στερέωση επάνω στους στρωτήρες με κάρφωμα ενός ψευτοπατώματος, επάνω από το οποίο διαστρώνονταν μια λεπτή στρώση αργίλου. [13]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα Επάνω από τη στρώση της αργίλου τοποθετούνταν ξύλινες δοκίδες, στις οποίες καρφώνονταν το τελικό σανίδωμα του δαπέδου (Σχ. 2.7). (α) (β) Σχήμα 2.7: Δεύτερη παραλλαγή ξύλινου δαπέδου σε κτίρια κατασκευασμένα έως το 187: (α) τομή κάθετη στον άξονα των στρωτήρων, (β) τομή παράλληλη στον άξονα των στρωτήρων (Ραπτάκης, 1898). Η συνηθέστερη όμως εκδοχή των ξύλινων δαπέδων της εξεταζόμενης περιόδου περιελάμβανε την τοποθέτηση σανιδώματος μεταξύ των στρωτήρων, στο μέσο του ύψους του κορμού τους και την πλήρωση του χώρου που δημιουργούταν επάνω από το σανίδωμα με δύο στρώσεις υλικών. Η πρώτη από τις στρώσεις αποτελούνταν από μείγμα αργίλου και άχυρων, η δεύτερη στρώση αποτελούνταν από αδρανή υλικά, ενώ το συνολικό πάχος και των δύο στρώσεων ήταν ίσο με το ύψος του χώρου που δημιουργούνταν μεταξύ του σανιδώματος και της άνω παρειάς των στρωτήρων. Τέλος, επάνω στους στρωτήρες καρφώνονταν το σανίδωμα του πατώματος (Σχ. 2.8). (α) (β) Σχήμα 2.8: Συνηθέστερη περίπτωση ξύλινου δαπέδου σε κτίρια κατασκευασμένα έως το 187: (α) τομή κάθετη στον άξονα των στρωτήρων, (β) τομή παράλληλη στον άξονα των στρωτήρων (Ραπτάκης, 1898). Σε όλες τις περιπτώσεις ξύλινων πατωμάτων, το κάτω μέρος των πατωμάτων καλύπτονταν με σανίδωμα, που καρφώνονταν στην κάτω παρειά των στρωτήρων και επιχρίονταν στην κάτω επιφάνειά του. Όπως τα πατώματα, έτσι και η στέγες των κτιρίων που κατασκευάστηκαν έως το 187 έχουν ως υλικό του φέροντα οργανισμού τους το ξύλο. Από μορφολογικής άποψης, οι στέγες αποτελούνται από ξύλινα ζευκτά, κατασκευασμένα από τα ίδια είδη ξύλου όπως και τα πατώματα, τα οποία συγκρατούνται μεταξύ τους με τεγίδες. Επάνω στις τεγίδες τοποθετούνταν ξύλινο πέτσωμα και επικάλυψη από κεραμίδια ή λαμαρίνα. [14]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα 2.2.2 Δεύτερη κατασκευαστική περίοδος (μετά το 187) Η δεύτερη περίοδος σε ότι αφορά το είδος και τον τρόπο κατασκευής του φέροντα οργανισμού των κτιρίων που δομήθηκαν στην Ελληνική επικράτεια τον 19 ο και ο αιώνα χαρακτηρίζεται από την χρήση νέων κατασκευαστικών τεχνικών και υλικών, που ήδη χρησιμοποιούνταν στην κεντρική Ευρώπη. Θεμελίωση Στην δεύτερη αυτή περίοδο, συντελείται μια σταδιακή στροφή από τις παραδοσιακές τεχνικές θεμελίωσης που στηρίζονταν στη χρήση ξύλου, σε νέες τεχνικές. Η ξύλινη εσχάρα θεμελίωσης αντικαταστάθηκε με την κατασκευή τοιχοποιίας από λιθοδομή, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 2.9. Σε περιοχές ύπαρξης θυρών, η τοιχοποιία θεμελίωσης κατασκευάζονταν υπό μορφή ανεστραμμένης αψίδας, ώστε να επιτυγχάνεται κατά το δυνατόν ομαλότερη μεταφορά των φορτίων της ανωδομής στο έδαφος. Σε περίπτωση εδαφών με μεγάλη υγρασία, συχνά επιλέγονταν η κατασκευή τοιχοποιιών από άοπλο σκυρόδεμα, πάχους. m. έως 1. m (Σχ. 2.1). Σχήμα 2.9: Θεμελίωση με κατασκευή τοιχοποιίας από λιθοδομή. Σχήμα 2.1: Θεμελίωση με κατασκευή τοιχοποιίας από άοπλο σκυρόδεμα. [15]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα Κατακόρυφα Φέροντα Στοιχεία Ο κατακόρυφος φέρων οργανισμός των νεοκλασικών κτιρίων που δομήθηκαν μετά το 187 δεν διαφέρει από αυτόν των κτιρίων της πρώτης κατασκευαστικής περιόδου. Έτσι και σε αυτή την περίπτωση συναντώνται τοιχοποιίες από λιθοδομή, οπτοπλινθοδομή ή σύμμεικτες τοιχοποιίες. Οριζόντια Φέροντα Στοιχεία Το κύριο χαρακτηριστικό των πατωμάτων των κτιρίων που κατασκευάστηκαν μετά το 187 ήταν η ευρεία χρήση σε αυτά τυποποιημένων σιδηροδοκών, προερχόμενων από την κεντρική Ευρώπη. Εμφανίζονται διάφορες περιπτώσεις πατωμάτων με σιδερένιες δοκούς, που κατηγοριοποιούνται ανάλογα με το είδος του υλικού που τοποθετείται ανάμεσα σε αυτές ώστε να τις συγκρατεί. Μια περίπτωση αποτελούν τα πατώματα με μεταλλικές δοκούς και εγκάρσια τοποθετημένες ως προς αυτές ξύλινες δοκούς, ύψους κορμού ίσου με το ύψος του κορμού των σιδηροδοκών. Οι ξύλινες δοκοί, που μαζί με τις μεταλλικές δοκούς σχηματίζουν σε κάτοψη κάναβο, χρησιμοποιούνταν αφενός για να εξασφαλίζουν σταθερή την απόσταση μεταξύ των σιδηροδοκών και αφετέρου για να καρφώνεται στην κάτω παρειά τους το ξύλινο σανίδωμα που κάλυπτε το κάτω μέρος του δαπέδου (Σχ. 2.11). (α) Σχήμα 2.11: Πάτωμα κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα, κατασκευασμένο με σύστημα σιδηροδοκών και εγκάρσιων ξύλινων δοκών: (α) τομή κάθετη στον άξονα των σιδηροδοκών, (β) τομή κάθετη στον άξονα των ξύλινων δοκών (Ραπτάκης, 193). (β) Άλλος τύπος πατωμάτων με σιδερένιες δοκούς που κατασκευάζονταν μετά το 187 είναι τα πατώματα των οποίων το διάκενο μεταξύ των σιδηροδοκών συμπληρώνονταν με θολίσκους από οπτοπλίνθους (Σχ. 2.12). Στην περίπτωση αυτή η αξονική απόσταση των σιδερένιων δοκών συνήθως κυμαίνεται από.75 m έως.8 m, ενώ το ύψος του φέροντα οργανισμού των πατωμάτων (σιδηροδοκών και θολίσκων) συνήθως είναι ίσο.12 m έως.22 m. Οι προαναφερθείσες διαστάσεις διαφοροποιούνται μεταξύ των πατωμάτων ανάλογα με το μήκος του ανοίγματος που αυτά καλύπτουν. Το πάχος των θολίσκων κυμαίνεται από το μισό έως το ολόκληρο πάχος μιας οπτοπλίνθου, ενώ το βέλος των θολίσκων είναι.5 m έως.7 m. Τα κενά μεταξύ των μεταλλικών δοκών είναι γεμισμένα με άμμο ή σκυροκονίαμα, επάνω στο οποίο τοποθετείται το δάπεδο. [16]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα Σχήμα 2.12: Πάτωμα κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα, κατασκευασμένο με σύστημα σιδηροδοκών και θολίσκων από οπτοπλινθοδομή (Ραπτάκης, 193). Στην περίπτωση που το ύψος των σιδερένιων δοκών ήταν μικρό και δεν ήταν δυνατή η κατασκευή πλίνθινων θολίσκων, πραγματοποιούνταν χρήση σιδηρών ελασμάτων σχήματος θόλου ή κυματοειδούς μορφής. Τα σιδηρά ελάσματα μορφής θόλου έχουν μήκος 2 μέτρων και ενώνονται μεταξύ τους με ελάσματα διατομής απλού Τ (Σχ. 2.13). Στην περίπτωση που προέκυπτε ότι στα ελάσματα μορφής θόλου θα αναπτύσσονταν ωθήσεις, αυτά αντικαθιστούταν με σιδηρά ελάσματα κυματοειδούς μορφής, πάχους 3 mm έως 6 mm (Σχ. 2.14). Σε κάθε περίπτωση, το μεταξύ του ελάσματος και του πατώματος διάκενο συμπληρώνονταν με σκυροκονίαμα. (α) Σχήμα 2.13: Πάτωμα κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα, κατασκευασμένο με σύστημα σιδηροδοκών σιδηρών ελασμάτων μορφής θόλου: (α) τομή κάθετη στον άξονα των σιδηροδοκών, (β) τομή κάθετη στον άξονα των ξύλινων δοκών (Ραπτάκης, 193). (β) (α) Σχήμα 2.14: Πάτωμα κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα, κατασκευασμένο με σύστημα σιδηροδοκών σιδηρών ελασμάτων κυματοειδούς μορφής: (α) τομή κάθετη στον άξονα των σιδηροδοκών, (β) τομή κάθετη στον άξονα των ξύλινων δοκών (Ραπτάκης, 193). Όπως στην περίπτωση των κτιρίων που κατασκευάστηκαν πριν το 187, έτσι και σε αυτά που κτίστηκαν τις επόμενες δεκαετίες η μορφή των ζευκτών των στεγών παραμένει η ίδια. Η μόνη διαφορά είναι η αντικατάσταση του ξύλου ως υλικού κατασκευής από τον σίδηρο, γεγονός που επέτρεψε την χρήση μικρότερων διατομών για την κατασκευή ίδιου μεγέθους ζευκτών και επομένως εισαγωγή μικρότερων φορτίων στην κατασκευή. (β) [17]

Κεφάλαιο 2 Κατασκευαστικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν στα κτίρια του 19 ου και ου αιώνα [18]

3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΛΕΤΗΣ 3.1 Εισαγωγή Η αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας των κτιρίων που κατασκευάστηκαν τον 19 ο και ο αιώνα αποτελεί μια απαιτητική διαδικασία, η οποία προϋποθέτει τη σε βάθος κατανόηση όλων των μηχανισμών μεταβίβασης δυνάμεων μεταξύ των δομικών τους στοιχείων. Η παράληψη των μηχανισμών αυτών κατά την προσομοίωση ενός κτιρίου είναι ικανή να οδηγήσει σε σημαντική υποτίμηση της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου και συνεπακόλουθα στη λανθασμένη επιλογή μεθόδου επέμβασης σε αυτό. Για τον λόγο αυτό η αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας οποιουδήποτε κτιρίου κατασκευασμένο τον 19 ο ή ο αιώνα προϋποθέτει την λεπτομερή γνώση των χαρακτηριστικών κατασκευής των δομικών του στοιχείων. Η παρούσα εργασία διαπραγματεύεται την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας ενός νεοκλασικού κτιρίου του 19 ου αιώνα, το οποίο αποτέλεσε το πρώτο Ελληνικό Γυμνάσιο της Θεσσαλονίκης (Παπαδόπουλος και συνεργάτες, 1). Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου κτιρίου και τα χαρακτηριστικά κατασκευής των δομικών του στοιχείων. Τα δεδομένα αυτά προήρθαν από διερευνητικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο κτίριο στο πλαίσιο της επισκευής των σημαντικών βλαβών που προκλήθηκαν σε αυτό μετά τον ισχυρό σεισμό του 1978 που έπληξε την πόλη. Επίσης παρουσιάζεται και η κατανομή των βλαβών που το κτίριο υπέστη κατά τον σεισμό του 1978. 3.2 Περιγραφή του εξεταζόμενου κτιρίου 3.2.1 Ιστορικά στοιχεία για το εξεταζόμενο κτίριο Το εξεταζόμενο κτίριο στην παρούσα εργασία είναι ένα νεοκλασικό κτίριο στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, επί της οδού Εγνατίας, στην περιοχή της Καμάρας. Το κτίριο κατασκευάστηκε το 1893 προκειμένου να αποτελέσει το Ελληνικό Γυμνάσιο της πόλης. Η ανέγερση του κτιρίου αποφασίστηκε μετά την πυρκαγιά του 189, κατά

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης την οποία καταστράφηκαν πολλές από τις οικίες που χρησιμοποιούνταν ως χώροι διδασκαλίας για τα παιδιά της Ελληνικής κοινότητας της Θεσσαλονίκης. Προκειμένου να εδραιώσει την παρουσία της στην πόλη, η Ελληνική κοινότητα αποφάσισε την ανέγερση του γυμνασίου σε χώρο που παραχωρήθηκε από μέλλος της για τον σκοπό αυτό. Τη χρηματοδότηση της κατασκευής του κτιρίου καλύφθηκε κατά το μεγαλύτερο μέρος από δωρεά του Ανδρέα Συγγρού, ενώ το υπόλοιπο μέρος καλύφθηκε από την Ελληνική κοινότητα της πόλης. Ο αρχικός σχεδιασμός του κτιρίου πραγματοποιήθηκε από τον αρχιτέκτονα Ernst Ziller. Σύμφωνα με τα αρχικά σχέδια, το κτίριο αποτελούνταν από δύο ορόφους και υπόγειο, ενώ διέθετε ξύλινη στέγη. Η ανέγερση του κτιρίου ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο του 1892, βάσει των αρχικών σχεδίων του Ziller με μικρές τροποποιήσεις από τους αρχιτέκτονες Α. Καμπανάκη και Κ. Κοκκινάκη. Η κατασκευή του κτιρίου διήρκησε ένα έτος και τον Σεπτέμβριο του 1893 το κτίριο λειτούργησε για πρώτη φορά ως το Ελληνικό Γυμνάσιο της Θεσσαλονίκης. Σχήμα 3.1: Κεντρική όψη του εξεταζόμενου κτιρίου. Καθ όλη τη διάρκεια της πολυετούς του ύπαρξης, το κτίριο λειτούργησε αποκλειστικά ως χώρος διδασκαλίας. Μέχρι το 1978 στο κτίριο δεν πραγματοποιήθηκαν ουσιαστικές παρεμβάσεις, ικανές να αλλοιώσουν τα αρχιτεκτονικά και δομικά του χαρακτηριστικά. Τον Ιούνιο του 1978 το κτίριο υπέστη σημαντικές βλάβες από τον ισχυρό σεισμό που έληξε την ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης, με αποτέλεσμα να ανασταλεί η λειτουργία του ως σχολείο. Η αποκατάσταση των βλαβών ολοκληρώθηκε τον Σεπτέμβριο του 1985, οπότε και ξεκίνησε ξανά η λειτουργία του κτιρίου ως σχολείο δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, η οποία συνεχίζεται έως σήμερα. []

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης 3.2.2 Γεωμετρικά χαρακτηριστικά του κτιρίου Το εξεταζόμενο κτίριο είναι ένα διώροφο κτίριο με υπόγειο και στέγη. Η κάτοψη του κτιρίου με εξωτερικές διαστάσεις.83 m x 16.5 m παρουσιάζει συμμετρία ως προς τον κεντρικό διάδρομο, ο οποίος εκτείνεται από την βόρεια στην νότια πλευρά του κτιρίου (Σχ. 3.2 3.4). Το συνολικό ύψος του κτιρίου, συμπεριλαμβανόμενης και της ξύλινης στέγης του είναι 14. m (Σχ. 3.5, 3.6). Το υπόγειο του κτιρίου έχει καθαρό ύψος 2. m και είναι υπερυψωμένο κατά 1. m από τη στάθμη του εδάφους. Περιλαμβάνει πέντε αίθουσες (Σχ. 3.2), οποίες χρησιμοποιούνται ως αποθηκευτικοί χώροι και χώροι υγιεινής. Ο πρώτος όροφος του κτιρίου αποτελείται από έξι αίθουσες, τρείς από κάθε πλευρά του κεντρικού διαδρόμου του ορόφου (Σχ 3.3). Το μήκος όλων των αιθουσών είναι 7. m. Το πλάτος των αιθουσών διαφέρει μεταξύ τους. Οι αίθουσες στην βόρεια όψη του κτιρίου έχουν καθαρό πλάτος 4.37 m, οι αίθουσες στο κέντρο του ορόφου είναι οι μικρότερες, με καθαρό πλάτος 4.28 m, ενώ οι αίθουσες στην νότια όψη του κτιρίου έχουν πλάτος 5.4 m. Οι αίθουσες της βόρειας και νότιας όψης διαθέτουν από δύο παράθυρα στην αντίστοιχη όψη, με πλάτος ανοίγματος κυμαινόμενο από 1. m έως 1.25 m, ενώ όλες οι αίθουσες διαθέτουν από ένα παράθυρο στη μικρότερη διεύθυνσή τους (ανατολική ή δυτική όψη) παρόμοιων διαστάσεων με τα υπόλοιπα από τα παράθυρα. Ο κεντρικός διάδρομος του ορόφου, πλάτους 4.8 m, στη βόρεια όψη του κτιρίου παρουσιάζει υποχώρηση προς το εσωτερικό του κτιρίου κατά 3. m περίπου, ενώ στη νότια όψη του κτιρίου επεκτείνεται κατά ανάλογη απόσταση προς το εξωτερικό του κυρίως σώματος του κτιρίου. Ο δεύτερος όροφος του κτιρίου (Σχ. 3.4) κατασκευάστηκε αρχικά με τέσσερις αίθουσες, με μία μεγάλη αίθουσα σε κάθε πλευρά του διαδρόμου που εκτείνονταν από την κεντρική πρόσοψη του κτιρίου (βόρεια όψη) προς τα νότια και δύο μικρότερες στο νότιο τμήμα του ορόφου. Με την πάροδο του χρόνου όμως και πριν το 1978, κάθε μια από τις δύο μεγάλες αίθουσες διαιρέθηκε σε δύο μικρότερες. Η ανατολική αίθουσα διαιρέθηκε με την προσθήκη διαχωριστικού τοίχου από διάτρητες οπτοπλίνθους πάχους.15 m, ενώ η δυτική αίθουσα διαιρέθηκε με την προσθήκη ξύλινου πάνελ. Η κυκλοφορία κατακόρυφη κυκλοφορία στο κτίριο, μεταξύ των ορόφων του, πραγματοποιείται με δύο ξύλινες σκάλες, τοποθετημένες στο νότιο τμήμα του κεντρικού διαδρόμου. Η σκάλα που ενώνει τον πρώτο όροφο του κτιρίου με το υπόγειο έχει ευθύγραμμο σχήμα, ενώ η σκάλα που χρησιμοποιείται για την κατακόρυφη επικοινωνία του πρώτου με τον δεύτερο όροφο έχει σχήμα Π και καταλαμβάνει όλο τμήμα του διαδρόμου που εξέχει από τη νότια όψη του κτιρίου. [21]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης Σχήμα 3.2: Κάτοψη υπογείου (ΥΑΣΒΕ, 1). Σχήμα 3.3: Κάτοψη πρώτου ορόφου (ΥΑΣΒΕ, 1). [22]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης Σχήμα 3.4: Κάτοψη δεύτερου ορόφου (ΥΑΣΒΕ, 1). Σχήμα 3.5: Κατακόρυφη τομή του κτιρίου προς τα ανατολικά (ΥΑΣΒΕ, 1). [23]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης Σχήμα 3.6: Κατακόρυφη τομή του κτιρίου προς νότια (ΥΑΣΒΕ, 1). 3.2.3 Κατασκευαστική δομή του κτιρίου Τα κατακόρυφα φέροντα στοιχεία του εξεταζόμενου κτιρίου αποτελούνται από τοιχοποιία. Στο υπόγειο του κτιρίου ως υλικό κατασκευής των τοιχοποιιών χρησιμοποιήθηκαν φυσικοί λίθοι. Οι εξωτερικές τοιχοποιίες κατασκευάστηκαν με πάχος.75 m, ενώ οι εσωτερικές τοιχοποιίες κατασκευάστηκαν κατά.1 m λεπτότερες. Στις τοιχοποιίες του πρώτου και δεύτερου ορόφου ως υλικό κατασκευής χρησιμοποιήθηκαν συμπαγείς οπτόπλινθοι. Και στους δύο ορόφους το πάχος των εξωτερικών τοιχοποιιών είναι. m, ενώ οι εσωτερικές τοιχοποιίες έχουν πάχος.4 m. Εξαίρεση αποτελεί η τοιχοποιία που διαχωρίζει την αίθουσα στην βορειοανατολική πλευρά του δεύτερου ορόφου από τη μικρότερη αίθουσα στα νότιά της, η οποία προστέθηκε με μεταγενέστερη περίοδο από αυτή της κατασκευής του κτιρίου, όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενη παράγραφο. Η τοιχοποιία αυτή αποτελείται από διάτρητες οπτοπλίνθους και το συνολικό της πάχος είναι.15 m. Τα οριζόντια φέροντα στοιχεία του κτιρίου είναι πατώματα αποτελούμενα από σιδηροδοκούς με ενδιάμεση πλήρωση από θολίσκους οπτοπλινθοδομής. Το ύψος του κορμού των χρησιμοποιούμενων σιδηροδοκών είναι. m, ενώ το συνολικό πάχος των πατωμάτων στο λεπτότερό τους σημείο (στην κορυφή των θολίσκων) είναι.25 m. Τα πατώματα και των δύο ορόφων του κτιρίου διαχωρίζονται σε δύο ομάδες, ανάλογα με τον προσανατολισμό των σιδηροδοκών τους. Σε όλους τους ορόφους, τα πατώματα στην περιοχή των αιθουσών οι σιδηροδοκοί έχουν προσανατολισμό Βορρά Νότου, καθώς στερεώνονται στις τοιχοποιίες κατά μήκος των μεγάλων πλευρών των αιθουσών. Αντιθέτως, ο προσανατολισμός των σιδηροδοκών στα πατώματα των [24]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης κεντρικών διαδρόμων του πρώτου και δεύτερου ορόφου ακολουθούν προσανατολισμό Ανατολής Δύσης. Επίσης, το πάτωμα του διαδρόμου του δεύτερου ορόφου δεν επεκτείνεται σε όλο το μήκος του διαδρόμου, αλλά διακόπτεται από τη σκάλα που ενώνει τον πρώτο με τον δεύτερο όροφο, ενώ τμήμα αυτού του κενού καλύπτεται από ξύλινο πατάρι, το οποίο δε συνδέεται με το πάτωμα του διαδρόμου κατά τρόπο που να συμμετέχει στην ανάληψη δυνάμεων στο επίπεδό του. Σε όλες τις περιπτώσεις πατωμάτων, η απόσταση μεταξύ διαδοχικών σιδηροδοκών είναι.7 m. Από τις μελέτες διερεύνησης των χαρακτηριστικών του κτιρίου που πραγματοποιήθηκαν μετά τον σεισμό του 1978 δεν προκύπτουν πληροφορίες σχετικά με τον τύπο θεμελίωσης του κτιρίου. 3.3 Βλάβες λόγω του σεισμού του 1978 Ο σεισμός του 1978 προκάλεσε στο κτίριο αρκετά σοβαρές βλάβες, οι οποίες όμως δεν απείλησαν τη στατική ακεραιότητα του κτιρίου. Σύμφωνα με την τεχνική έκθεση που συνάχθηκε μετά από αυτοψία του κτιρίου (ΥΑΣΒΕ, 1) οι κυριότερες βλάβες που παρατηρήθηκαν στο κτίριο ήταν: - Πολλαπλές ρηγματώσεις των εσωτερικών τοίχων, από ελαφριές έως έντονες και διαμπερείς, ιδιαίτερα επάνω από τα ανοίγματα. - Αποκολλήσεις εσωτερικών τοιχοποϊιών στα σημεία σύνδεσης μεταξύ τους και με την περιμετρικές τοιχοποϊίες. - Ρηγματώσεις της κτιστής μαρκίζας στη στέψη του κτιρίου. Στα Σχήματα 3.7 3.1 παρουσιάζονται οι βλάβες στις όψεις του κτιρίου, όπως αυτές αποτυπώθηκαν κατά τη μελέτη καταγραφής του που πραγματοποιήθηκε μετά τον σεισμό του 1978 (ΥΑΣΒΕ, 1). [25]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης Σχήμα 3.7: Βλάβες στη βόρεια όψη του κτιρίου (ΥΑΣΒΕ, 1). Σχήμα 3.8: Βλάβες στη νότια όψη του κτιρίου (ΥΑΣΒΕ, 1). [26]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης Σχήμα 3.9: Βλάβες στην ανατολική όψη του κτιρίου (ΥΑΣΒΕ, 1). Σχήμα 3.1: Βλάβες στη δυτική όψη του κτιρίου (ΥΑΣΒΕ, 1). [27]

Κεφάλαιο 3 Περιγραφή του κτιρίου μελέτης [28]

4 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ 4.1 Εισαγωγή Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζεται η διαδικασία προσομοίωσης του Ελληνικού Γυμνασίου με χρήση του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων Sap 14 Nonlinear (SAP, 11). Με βάση τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου κτιρίου δημιουργήθηκαν δύο χωρικά προσομοιώματα, τα οποία υποβλήθηκαν σε σειρά δυναμικών αναλύσεων με χρονοϊστορία επιταχύνσεων βάσης (Time-History Dynamic Analysis), σύμφωνα με την καταγραφή του σεισμού της Θεσσαλονίκης, τον Ιούνιο του 1978. Μέσω της διαδικασίας αυτής προσδιορίσθηκαν τα μέγιστα μεγέθη έντασης και παραμόρφωσης που αναπτύχθηκαν στο κτίριο κατά τη διάρκεια του σεισμού και επίσης εξετάστηκε ο βαθμός επιρροής του μηχανισμού μεταβίβασης δυνάμεων εντός των πατωμάτων του κτιρίου στην ευρύτερη σεισμική απόκριση του κτιρίου. Η προσομοίωση των δομικών στοιχείων του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με τη χρήση γραμμικών και επιφανειακών στοιχείων από τη βιβλιοθήκη του προγράμματος. Η ανάπτυξη των δικτύων των πεπερασμένων στοιχείων έγινε με γνώμονα αφενός τη βέλτιστη προσομοίωση της κατανομής της μάζας του κτιρίου κατά μήκος του φέροντα οργανισμού της και αφετέρου την εξάλειψη αδυναμιών σύγκλισης των αναπτυσσόμενων μεγεθών έντασης και παραμόρφωσης κατά την ανάλυση των προσομοιωμάτων, ικανών να επιφέρουν λανθασμένη εκτίμηση των αντίστοιχων μεγεθών. Στις ακόλουθες παραγράφους αναπτύσσονται λεπτομερώς οι διαδικασίες προσομοίωσης και ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου, προκειμένου να προσδιορισθεί η φέρουσα ικανότητά του.

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου 4.2 Προσομοίωση του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης 4.2.1 Γενικά χαρακτηριστικά των παραχθέντων προσομοιωμάτων Προκειμένου να εξεταστεί η σεισμική απόκριση του Ελληνικού Γυμνασίου, το κτίριο προσομοιώθηκε και αναλύθηκε με το πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων SAP (SAP, 11), ως χωρικό προσομοίωμα. Η προσομοίωση του φέροντα οργανισμού του εξεταζόμενου κτιρίου πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ελαστικών ισότροπων επιφανειακά στοιχείων (shell elements) και ελαστικών γραμμικών στοιχείων (frame elements). Η χρήση των επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων πραγματοποιήθηκε κατά την προσομοίωση των τοιχοποιιών του κτιρίου και της πλήρωσης με θολίσκων οπτοπλινθοδομής των κενών μεταξύ των σιδηροδοκών, στα πατώματα του κτιρίου. Γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία χρησιμοποιήθηκαν στην προσομοίωση των σιδηροδοκών των πατωμάτων, των ξύλινων ελκυστήρων της στέγης του κτιρίου και του σενάζ από ξύλινες δοκούς κατά μήκους της ανώτατης στάθμης των τοιχοποιιών του κτιρίου, επάνω στο οποίο στερεώνεται η ξύλινη στέγη του κτιρίου. Για την προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου συνολικά χρησιμοποιήθηκαν 5118 επιφανειακά στοιχεία (shell elements) και 1135 γραμμικά ελαστικά στοιχεία (frame elements). Η πύκνωση των επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για την προσομοίωση του φέροντα οργανισμού του εξεταζόμενου κτιρίου πραγματοποιήθηκε με γνώμονα την επίτευξη αυξημένης ακρίβειας στα υπολογιζόμενα κατά την ανάλυση αναπτυσσόμενα μεγέθη έντασης και παραμόρφωσης. Κατά την προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν κατά κύριο λόγο τετράκομβα επίπεδα στοιχεία κελύφους, ορθογωνικού σχήματος. Οι διαστάσεις των πλευρών των στοιχείων επιλέχθηκαν ώστε η μικρότερη από τις πλευρές τους να είναι τουλάχιστον 1 φορές μεγαλύτερη από το πάχος τους, ενώ ιδιαίτερη μέριμνα δόθηκε προκειμένου το μήκος της μέγιστης πλευράς κάθε στοιχείου να μην υπερβαίνει το διπλάσιο του μήκους της μικρότερης πλευράς του. Η προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου με τη χρήση επιφανειακών και γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων παρουσιάζεται στα Σχήματα 4.1 4.4, όπου απεικονίζονται οι τέσσερις όψεις των τρισδιάστατων προσομοιωμάτων. []

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου Σχήμα 4.1: Βορειοανατολική όψη προσομοιώματος Σχήμα 4.2: Βορειοδυτική όψη προσομοιώματος [31]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου Σχήμα 4.3: Νοτιοδυτική όψη προσομοιώματος Σχήμα 4.4: Νοτιοανατολική όψη προσομοιώματος. [32]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου 4.2.2 Προσομοίωση των τοιχοποιιών του κτιρίου Όπως αναφέρθηκε στο τρίτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας, στον υπόγειο όροφο του κτιρίου οι τοιχοποιίες αποτελούνται από λιθοδομές πάχους.75 m και.65 m στους εξωτερικούς και εσωτερικούς τοίχους αντίστοιχα, ενώ στον πρώτο και δεύτερο όροφο του κτιρίου οι τοιχοποιίες είναι οπτοπλινθοδομές συμπαγών οπτοπλίνθων, πάχους. m και.4 m, εξωτερικά και εσωτερικά του κτιρίου. Για την προσομοίωση των λιθοδομών του υπογείου χρησιμοποιήθηκαν επιφανειακά στοιχεία, πάχους ίσου με.7 m για τις περιμετρικές τοιχοποιίες και. m για τις εσωτερικές (απομείωση κατά.5 m του συνολικού πάχους των τοιχοποιιών του κτιρίου, προκειμένου να μη ληφθεί υπόψη το πάχος των επιχρισμάτων του κτιρίου). Σε όλους τους τοίχους του υπογείου, σε ύψος.8 m από την επιφάνεια του εδάφους (στη στάθμη της ποδιάς των παραθύρων υπογείου) μεταξύ των επιφανειακών στοιχείων λιθοδομής παρεμβλήθηκε μια ζώνη επιφανειακών στοιχείων οπτοπλινθοδομής συμπαγών οπτοπλίνθων, ύψους.1 m. Η ζώνη αυτή (Σχ. 4.5) χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να προσομοιωθεί το σενάζ από οπτοπλίνθους που εφαρμόζονταν ως κατασκευαστική πρακτική στη δόμηση λιθοδομών τη εποχή κατασκευής του εξεταζόμενου κτιρίου (Κεφ. 2). Ζώνη επιφανειακών στοιχείων οπτοπλινθοδομής Σχήμα 4.5: Προσομοίωση τοιχοποιιών κτιρίου: Βόρεια όψη. Η προσομοίωση των οπτοπλινθοδομών από συμπαγείς οπτοπλίνθους του πρώτου και δεύτερου ορόφου του κτιρίου έγινε επίσης με τη χρήση επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων. Και στους δύο ορόφους, το πάχος των επιφανειακών στοιχείων θεωρήθηκε ίσο με.45 m για τις περιμετρικές τοιχοποιίες και.35 m για τις εσωτερικές, μειωμένο κατά.5 m σε σχέση με τις συνολικές διαστάσεις των τοιχοποιιών του κτιρίου. [33]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου 4.2.3 Προσομοίωση των πατωμάτων του κτιρίου Η προσομοίωση των πατωμάτων του πρώτου και δεύτερου ορόφου του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με συνδυασμένη χρήση γραμμικών και επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων (Σχ. 4.6 & 4.7). Για την προσομοίωση των σιδηροδοκών των πατωμάτων χρησιμοποιήθηκαν γραμμικά ελαστικά πεπερασμένα στοιχεία, διατεταγμένα σε απόσταση.7 m, σύμφωνα με τα σχέδια αποτύπωσης του εξεταζόμενου κτιρίου (Κεφ. 3). Σύμφωνα με τα σχέδια αποτύπωσης, στις αίθουσες και των δύο ορόφων του κτιρίου τα στοιχεία σιδηροδοκού τοποθετήθηκαν με προσανατολισμό Βορρά Νότου, ενώ στο πάτωμα του κεντρικού διαδρόμου ο προσανατολισμός του άξονα των στοιχείων σιδηροδοκού έχει τη διεύθυνση Ανατολής Δύσης, και στους δύο ορόφους. Η προσομοίωση των θολίσκων από οπτοπλινθοδομή που παρεμβάλλονται μεταξύ των σιδηροδοκών στα πατώματα του πρώτου και δεύτερου ορόφου του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με τη χρήση επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων. Η επιλογή του βαθμού πύκνωσης των επιφανειακών στοιχείων των πατωμάτων του κτιρίου πραγματοποιήθηκε με κριτήριο το μήκος της μικρότερης πλευράς των στοιχείων που προκύπτουν σε καμία περίπτωση να μην είναι μικρότερο του δεκαπλάσιου του πάχους τους. Σχήμα 4.6: Προσομοίωση πατωμάτων 1 ου ορόφου. [34]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου Σχήμα 4.7: Προσομοίωση πατωμάτων 2 ου ορόφου. Η απόκριση των γραμμικών στοιχείων των σιδηροδοκών στο προσομοίωμα του εξεταζόμενου κτιρίου προσδιορίζεται με βάση τα γεωμετρικά στοιχεία της διατομής τους. Στα στοιχεία αυτά αποδόθηκε διατομή διπλού ταϋ, κατηγορίας IPN 18. Στο Σχήμα 4.8 παρουσιάζονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των σιδηροδοκών των πατωμάτων του κτιρίου. Στα επιφανειακά στοιχεία στα πατώματα του κτιρίου θεωρήθηκε πάχος.14 m, το οποίο είναι ίσο με το πάχος του φέροντα οργανισμού των πατωμάτων στην περιοχή των θολίσκων (χωρίς το πάχος των στοιχείων επικάλυψης), σύμφωνα με τα σχέδια αποτύπωσης. Σχήμα 4.8: Γεωμετρικά χαρακτηριστικά της διατομής διπλού ταϋ που χρησιμοποιείται στις σιδηροδοκούς των πατωμάτων του κτιρίου. [35]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου Προκειμένου να εξεταστεί ο βαθμός επίδρασης που έχει η προσομοίωση του μηχανισμού αποκόλλησης των θολίσκων οπτοπλινθοδομής από τον κορμό των σιδηροδοκών των πατωμάτων αυτού του τύπου στα μεγέθη έντασης και παραμόρφωσης που αναπτύσσονται σε όλα τα στοιχεία του κτιρίου, δημιουργήθηκαν δύο χωρικά προσομοιώματα του εξεταζόμενου κτιρίου. Στο πρώτο προσομοίωμα, το οποίο εφεξής θα ονομάζεται Προσομοίωμα Α, θεωρήθηκε ολόσωμη σύνδεση μεταξύ των γραμμικών στοιχείων σιδηροδοκών και των επιφανειακών στοιχείων των θολίσκων (Σχ. 4.9(α)). Στο δεύτερο από τα παραγόμενα προσομοιώματα (Προσομοίωμα Β), ο μηχανισμός αποκόλλησης σιδηροδοκών θολίσκων προσομοιώθηκε με τη σύνδεση των κόμβων των γραμμικών με των επιφανειακών στοιχείων μέσω στοιχείων διακένου (gap elements) (Σχ. 4.9(β)). Τα στοιχεία διακένου επιτρέπουν την πλήρη μεταβίβαση των θλιπτικών τάσεων μεταξύ των επιφανειακών και γραμμικών στοιχείων των πατωμάτων του κτιρίου, ενώ κατά την ανάπτυξη εφελκυστικών τάσεων εντός του επιπέδου των πατωμάτων επιτρέπουν την αποκόλληση των δύο τύπων πεπερασμένων στοιχείων, η οποία οφείλεται στην απουσία δυνάμεων συνάφειας μεταξύ του κονιάματος των θολίσκων και του μεταλλικού κορμού των δοκών. (α) (β) Σχήμα 4.9: Τύποι προσομοίωσης των πατωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου: (α) σταθερή σύνδεση γραμμικών επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων (Προσομοίωμα Α), (β) προσομοίωση μηχανισμού αποκόλλησης των δοκών από τους θολίσκους κατά τον εφελκυσμό εντός του επιπέδου των πατωμάτων (Προσομοίωμα Β). 4.2.4 Προσομοίωση της στέγης του κτιρίου Τον Ιούνιο του 1978, όταν το Ελληνικό Γυμνάσιο έπληξε ο σεισμός που σημειώθηκε με επίκεντρο τη λίμνη Βόλβη, οι ξύλινοι ελκυστήρες της στέγης του κτιρίου εδράζονταν στις τοιχοποιίες του δεύτερου ορόφου μέσω ενός περιμετρικού σενάζ αποτελούμενο από ξύλινες δοκούς, πάνω στο οποίο ήταν καρφωμένοι οι ελκυστήρες της στέγης. Προκειμένου να προσομοιωθεί ο τρόπος σύνδεσης της στέγης [36]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου του κτιρίου με τις τοιχοποιίες του κτιρίου, στην κορυφή των επιφανειακών στοιχείων τοιχοποιίας του δεύτερου ορόφου συνδέθηκαν με συνθήκες πλήρους σύνδεσης γραμμικά ελαστικά πεπερασμένα στοιχεία. Τα στοιχεία αυτά προσομοιώνουν το σενάζ από ξύλινες δοκούς, το οποίο αναπτύσσονταν περιμετρικά της κορυφής των τοιχοποιιών του τελευταίου ορόφου του κτιρίου. Στα γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία των ξύλινων δοκών συνδέθηκαν με συνθήκες πλήρους σύνδεσης γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία, σε αξονική απόσταση.62 m το ένα από το άλλο, τα οποία προσομοιώνουν τους ξύλινους ελκυστήρες της στέγης του κτιρίου. Στο Σχ. 4.1 παρουσιάζεται η προσομοίωση των ελκυστήρων της στέγης και του ξύλινου σενάζ, στη στάθμη της κορυφής των τοιχοποιιών του δεύτερου ορόφου του εξεταζόμενου κτιρίου. Σχήμα 4.1: Διάταξη πεπερασμένων στοιχείων στην κορυφή των προσομοιωμάτων. Η απόκριση των γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων τόσο του ξύλινου σενάζ όσο και των ξύλινων ελκυστήρων καθορίζεται από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της διατομής τους. Και στα δύο προσομοιώματα στα προαναφερθέντα στοιχεία αποδόθηκαν γεωμετρικές ιδιότητες ορθογωνικής διατομής 1 mm x 7 mm (Σχ. 4.11), σύμφωνα με τα σχέδια αποτύπωσης των δομικών στοιχείων του κτιρίου. [37]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου Σχήμα 4.11: Γεωμετρικά χαρακτηριστικά της διατομής ξύλινης δοκού που χρησιμοποιείται στο σενάζ των τοιχοποιιών του 2 ου ορόφου και τους ελκυστήρες της στέγης. 4.2.5 Ιδιότητες υλικών των πεπερασμένων στοιχείων Τόσο η σεισμική απόκριση όσο και τα ίδια βάρη των δομικών στοιχείων του εξεταζόμενου κτιρίου υπολογίζονται σύμφωνα με τις ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιούνται στα πεπερασμένα στοιχεία των προσομοιωμάτων. Στον Πίνακα 4.1 παρουσιάζονται συγκεντρωτικά όλα τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν κατά την προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου, καθώς και οι ιδιότητές τους. Πίνακας 4.1: Ιδιότητες υλικών των πεπερασμένων στοιχείων του εξεταζόμενου κτιρίου Υλικό Brick-Full Brick- Holes Floors Χρήση σε: Οπτοπλινθοδομές συμπαγών οπτοπλίνθων Οπτοπλινθοδομές διάτρητων οπτοπλίνθων Θολίσκους οπτοπλινθοδομής των πατωμάτων του κτιρίου Συμπεριφορά Υλικού Μέτρο Ελαστικότητας (kn/m 2 ) Μέτρο Διάτμησης (kn/m 2 ) Ισότροπη 4 1666667 18 Ισότροπη 1 6 14 Ισότροπη 1 6 24 Steel Σιδηροδοκούς πατωμάτων Ισότροπη 83333333 76 Ειδικό Βάρος (kn/m 3 ) Stone Λιθοδομές Ισότροπη 5 2291667 28.5 Wood Ελκυστήρες Στέγης & Δοκοί ξύλινου σενάζ Ορθότροπη 1 3 8 4.2.6 Συνθήκες στήριξης κτιρίου Και στα δύο προσομοιώματα του εξεταζόμενου κτιρίου θεωρήθηκε ότι στη βάση του κτιρίου ισχύουν συνθήκες πλήρους πάκτωσης. Για τον λόγο αυτό, στους κόμβους [38]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου των επιφανειακών στοιχείων τοιχοποιίας στη βάση των προσομοιωμάτων δεσμεύτηκαν και οι έξι βαθμοί ελευθερίας (β.ε.). Εκτός από τη δέσμευση των β.ε στη βάση του κτιρίου, δέσμευση βαθμών ελευθερίας πραγματοποιήθηκε και στους κόμβους των περιμετρικών τοιχοποιιών του κτιρίου μέχρι τη στάθμη των 1.8 m από τη βάση του κτιρίου (.1 m κάτω από την ποδιά των παραθύρων του υπογείου), λόγω των περιορισμών της κίνησής τους που προέρχεται από το έδαφος. Συγκεκριμένα, στους κόμβους των εξωτερικών τοιχοποιιών της Βόρειας και Νότιας όψης του κτιρίου δεσμεύτηκε η οριζόντια κίνηση κατά τη διεύθυνση κάτοψης του κτιρίου y, ενώ στους κόμβους των εξωτερικών τοιχοποιιών της Ανατολικής και Δυτικής όψης του κτιρίου δεσμεύτηκε η οριζόντια κίνηση κατά τη διεύθυνση κάτοψης του κτιρίου x. 4.3 Φορτίσεις των προσομοιωμάτων του κτιρίου 4.3.1 Κατακόρυφα φορτία προσομοιωμάτων Τα κατακόρυφα φορτία των προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου περιλαμβάνουν τα μόνιμα φορτία, G και από τα κινητά φορτία του κτιρίου, Q. Μόνιμα κατακόρυφα φορτία - G Τα μόνιμα κατακόρυφα φορτία του κτιρίου περιλαμβάνουν το ίδιο βάρος των δομικών του στοιχείων και τα ωφέλιμα φορτία του κτιρίου. Το ίδιο βάρος των δομικών στοιχείων του κτιρίου υπολογίζεται αυτόματα από το πρόγραμμα SAP, λαμβάνοντας υπόψη το ειδικό βάρος των υλικών από τα οποία αποτελούντα τα πεπερασμένα στοιχεία. Σύμφωνα με τη γεωμετρία των πεπερασμένων στοιχείων των προσομοιωμάτων του κτιρίου υπολογίζεται αυτόματα ο όγκος των αντίστοιχων στοιχείων, ο οποίος πολλαπλασιαζόμενος με το ειδικό βάρος του υλικού από τα οποία αποτελούνται (Πιν. 4.1) ισοδυναμεί με το Ι.Β. του κτιρίου. Τα ωφέλιμα φορτία που θεωρήθηκαν στα δύο προσομοιώματα του κτιρίου υπολογίστηκαν βάσει του Κανονισμού Φορτίσεων Οικοδομικών Έργων. Στα πατώματα των δύο ορόφων του κτιρίου θεωρήθηκε ομοιόμορφα κατανεμημένο ωφέλιμο φορτίο ίσο προς 3. kn/m 2. Κινητά κατακόρυφα φορτία - Q Τα κινητά κατακόρυφα φορτία του εξεταζόμενου κτιρίου υπολογίστηκαν επίσης σύμφωνα με τον Κανονισμού Φορτίσεων Οικοδομικών Έργων. Έτσι, στα πατώματα των αιθουσών των ορόφων του κτιρίου θεωρήθηκε ομοιόμορφα κατανεμημένο κινητό φορτίο ίσο με 3. kn/m 2, ενώ στους διαδρόμους των δύο ορόφων θεωρήθηκε ομοιόμορφα κατανεμημένο κινητό φορτίο ίσο με 5. kn/m 2. [39]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου 4.3.2 Σεισμική φόρτιση προσομοιωμάτων Η ανάλυση των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου έναντι σεισμού πραγματοποιήθηκε με βάση τις χρονοϊστορίες επιτάχυνσης εδάφους που καταγράφηκαν στη Θεσσαλονίκη κατά τη διάρκεια του σεισμού του 1978. Σε όλες τις αναλύσεις εφαρμόστηκαν ταυτόχρονα και οι δύο οριζόντιες συνιστώσες της χρονοϊστορίας της επιτάχυνσης εδάφους, η συνιστώσα Long. και η συνιστώσα Trans., με μέγιστη επιτάχυνση εδάφους, PGA, ίση με.142 g και.146 g, αντίστοιχα (Σχ. 4.12 4.13)..15 Επιτάχυνση εδάφους (g).1.5. -.5 -.1 5 1 15 25 -.15 Χρόνος (s) Σχήμα 4.12: Χρονοϊστορία επιταχύνσεων εδάφους: Συνιστώσα Long..15 Επιτάχυνση εδάφους (g).1.5. -.5 -.1 5 1 15 25 -.15 Χρόνος (s) Σχήμα 4.12: Χρονοϊστορία επιταχύνσεων εδάφους: Συνιστώσα Trans. [4]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου 4.3.3 Αδρανειακά φορτία προσομοιωμάτων Τα αδρανειακά φορτία και των δύο προσομοιωμάτων, βάσει των οποίων υπολογίζονται τα ιδιομορφικά χαρακτηριστικά τους και πραγματοποιούνται οι δυναμικές αναλύσεις υπολογίστηκαν αυτόματα από το πρόγραμμα SAP, βάσει των κατακόρυφων φορτίων των προσομοιωμάτων. Συγκεκριμένα, τα αδρανειακά μεγέθη των δύο προσομοιωμάτων υπολογίστηκαν βάσει του συνδυασμού κατακόρυφων φορτίων G +. Q, ο οποίος σύμφωνα με τον ΕΑΚ (ΕΑΚ, 4) είναι ο σεισμικός συνδυασμός κατακόρυφων φορτίων στην περίπτωση σχολικών κτιρίων. [41]

Κεφάλαιο 4 Προσομοίωση του εξεταζόμενου κτιρίου [42]

5 ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ 5.1 Εισαγωγή Η παρουσίαση του βαθμού μεταβολής των αναπτυσσόμενων μεγεθών έντασης και παραμόρφωσης στον φέροντα οργανισμό κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα κατά τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης λόγω του βαθμού προσομοίωσης των μηχανισμών μεταβίβασης δυνάμεων που αναπτύσσονται στα δομικά τους στοιχεία παρουσιάζεται μέσα από την αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης. Τα δύο προσομοιώματα του εξεταζόμενου κτιρίου (Κεφάλαιο 4) υποβλήθηκαν σε σειρά δυναμικών αναλύσεων βάσει της χρονοϊστορίας επιταχύνσεων εδάφους που κατεγράφησαν στην περιοχή του εξεταζόμενου κτιρίου στη διάρκεια του σεισμού του 1978 και η προσδιοριζόμενη σεισμική απόκριση συγκρίνεται με τις βλάβες που αναπτύχθηκαν στο κτίριο κατά τον σεισμό. Μέσω της διαδικασίας αυτής μελετάται ο απαιτούμενος βαθμός προσομοίωσης των μηχανισμών μεταβίβασης δυνάμεων στα δομικά στοιχεία των κτιρίων του 19 ου και ου αιώνα και ιδιαίτερα στα πατώματά τους, λόγω του ακολουθούμενου τρόπου δόμησης κατά την εξεταζόμενη περίοδο. Παράλληλα εξετάζεται και η φέρουσα ικανότητα του κτιρίου υπό τα κατακόρυφα φορτία αστοχίας. Στις ακόλουθες παραγράφους παρουσιάζονται εκτενώς οι μέθοδοι ανάλυσης των δύο προσομοιωμάτων του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης και τα αναπτυσσόμενα σε αυτά μεγέθη έντασης και παραμόρφωσης. Η ακρίβεια των εξαχθέντων αποτελεσμάτων εξακριβώνεται μετά από σύγκρισή τους με τις βλάβες που προκλήθηκαν στο εξεταζόμενο κτίριο κατά τον σεισμό του 1978. 5.2 Περιπτώσεις ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου Προκειμένου να εξετασθεί η ακρίβεια που απαιτείται κατά την προσομοίωση του φέροντα οργανισμού του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης ώστε να προσδιορισθεί η φέρουσα ικανότητά του, τα δύο προσομοιώματα του κτιρίου

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου υποβλήθηκαν σε σειρά δυναμικών αναλύσεων με χρονοϊστορία επιταχύνσεων βάσης (Time history dynamic analyses). Η συγκεκριμένη μέθοδος ανάλυσης επιλέχθηκε καθώς υπό προϋποθέσεις παράγει τα πλέον ακριβή αποτελέσματα αναφορικά με τη σεισμική απόκριση του εξεταζόμενου προσομοιώματος. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε και ανάλυση των δύο προσομοιωμάτων υπό τα κατακόρυφα φορτία αστοχίας. 5.2.1 Εξεταζόμενες περιπτώσεις δυναμικών αναλύσεων Η σεισμική απόκριση των δύο προσομοιωμάτων του Ελληνικού Γυμνασίου της Θεσσαλονίκης εξετάστηκε βάσει σειράς δυναμικών αναλύσεων με χρονοϊστορία επιτάχυνσης βάσης. Για κάθε ένα από τα δύο προσομοιώματα του εξεταζόμενου κτιρίου εξετάστηκαν τέσσερις περιπτώσεις σεισμικής φόρτισης. Στην πρώτη περίπτωση σεισμικής φόρτισης, η οποία εφεξής θα αναφέρεται ως Σεισμική Φόρτιση 1, ΣΦ1, οι συνιστώσες χρονοϊστορίας επιταχύνσεων Long. και Trans. (Κεφ. 3) επιβλήθηκαν κατά τη φορά +X και +Y αντίστοιχα, σε σχέση με το ορθογώνιο σύστημα αναφοράς της κάτοψης των δύο προσομοιωμάτων (Σχ. 5.2(α)). Στη δεύτερη περίπτωση φόρτισης, ΣΦ2, εξετάστηκε η περίπτωση δράσης των σεισμικών επιταχύνσεων υπό γωνία 9 σε σχέση με τη διεύθυνση επιβολής τους κατά τη ΣΦ1. Έτσι, η σεισμική συνιστώσα Long. υποβλήθηκε κατά τη φορά +Y, ενώ η συνιστώσα Trans. κατά τη φορά X (Σχ. 5.2(β)). Στην τρίτη περίπτωση φόρτισης, ΣΦ2, η σεισμική συνιστώσα Long. υποβλήθηκε κατά τη φορά X και η συνιστώσα Trans. κατά τη φορά Y (Σχ. 5.2(γ)), ενώ στην τέταρτη περίπτωση φόρτισης, ΣΦ4, η σεισμική συνιστώσα Long. υποβλήθηκε κατά τη φορά Y και η συνιστώσα Trans. κατά τη φορά X (Σχ. 5.2(δ)). Και στις τέσσερις περιπτώσεις σεισμικής φόρτισης, η επιβολή των οριζόντιων σεισμικών φορτίων πραγματοποιήθηκε ταυτόχρονα με την κατακόρυφη φόρτιση των προσομοιωμάτων σύμφωνα με τον σεισμικό συνδυασμό G +. Q. (α) (β) (γ) (δ) Σχήμα 5.2: Περιπτώσεις φόρτισης προσομοιωμάτων με τις οριζόντιες συνιστώσες της καταγραφής του σεισμού του 1978 (μπλέ χρώμα = συνιστώσα Long., κόκκινο χρώμα = συνιστώσα Trans.): (α) ΣΦ1, (β) ΣΦ2, (γ) ΣΦ3 και (δ) ΣΦ4. [44]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου 5.2.2 Ανάλυση υπό τον συνδυασμό κατακόρυφων φορτίων αστοχίας Εκτός από την ανάλυση του εξεταζόμενου κτιρίου με δυναμικές αναλύσεις επιτάχυνσης εδάφους, προκειμένου να εξεταστεί η ακρίβεια απόδοσης κατά την προσομοίωση των αναπτυσσόμενων μηχανισμών μεταφοράς δυνάμεων στον φέροντα οργανισμό και ιδιαίτερα στα πατώματα του κτιρίου, στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας του κτιρίου και υπό τον συνδυασμό κατακόρυφων φορτίων αστοχίας. Για τον λόγο αυτό, τα δύο χωρικά προσομοιώματα υποβλήθηκαν και σε στατική ανάλυση υπό τον συνδυασμό κατακόρυφων φορτίσεων 1.35 G + 1. Q, όπου G και Q είναι τα μόνιμα και κινητά φορτία του κτιρίου αντιστοίχως. Πρέπει να σημειωθεί ότι το 135% των κατακόρυφων φορτίων υποβλήθηκε μόνο στα πατώματα του κτιρίου, καθώς αυτά είναι τα πιθανά στοιχεία που ενδέχεται να παρουσιαστεί υπερβολική συγκέντρωση φορτίων. 5.3 Αποτελέσματα ανάλυσης του εξεταζόμενου κτιρίου 5.3.1 Τέμνουσα βάσης κατά τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης Η επίδραση στη γενικότερη σεισμική απόκριση του κτιρίου της προσομοίωσης του μηχανισμού αποκόλλησης μεταξύ των σιδηροδοκών και των θολίσκων από οπτοπλινθοδομή, που αναπτύσσεται στα πατώματα αυτού του τύπου, παρουσιάζεται αρχικά μέσω των διαγραμμάτων των αναπτυσσόμενων τεμνουσών δυνάμεων στη βάση του κτιρίου, καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης. Στα Σχήματα 5.3 5.6 παρουσιάζεται η χρονική μεταβολή της τέμνουσας βάσης στα δύο προσομοιώματα του κτιρίου και για τις τέσσερις περιπτώσεις δυναμικής ανάλυσης. Όπως προκύπτει από τη μελέτη των σχημάτων, στην περίπτωση του Προσομοιώματος Β, όπου αποδίδεται ο μηχανισμός αποκόλλησης μεταξύ σιδηροδοκών και θολίσκων οπτοπλινθοδομής στα πατώματα του κτιρίου στην περίπτωση ανάπτυξης εφελκυσμού εντός του επιπέδου των πατωμάτων, οι αναπτυσσόμενη τέμνουσα βάσης καθ όλη τη διάρκεια του σεισμού είναι σημαντικά μικρότερη και στις δύο κύριες διευθύνσεις της κάτοψης του κτιρίου, σε σχέση με την περίπτωση του Προσομοιώματος Α. Η διαφορά στην τιμή της αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης κατά τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης μεταξύ των δύο προσομοιωμάτων τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης είναι ίση με έως 22% στη διεύθυνση X και έως 18% στη διεύθυνση Y, όπως παρουσιάζεται στο Σχ. 5.7. Η διαφοροποίηση αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι κατά τη διεύθυνση X ο μηχανισμός αποκόλλησης ενεργοποιείται στις αίθουσες του κτιρίου, όπου οι σιδηροδοκοί έχουν προσανατολισμό Β Ν, ενώ κατά τη διεύθυνση Y o μηχανισμός αποκόλλησης ενεργοποιείται στους διαδρόμους του κτιρίου (σιδηροδοκοί με προσανατολισμό Α Δ). [45]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Διεύθυνση X Διεύθυνση Υ Vy (kn) Vx (kn) Χρόνος (s) Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Προσομοίωμα Α Χρόνος (s) Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.3: Σύγκριση της αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης μεταξύ των δύο προσομοιωμάτων κατά την ανάλυση ΣΦ1 (περιοχή μέγιστης σεισμικής απόκρισης). Διεύθυνση X Διεύθυνση Υ Vy (kn) Vx (kn) Χρόνος (s) Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Προσομοίωμα Α Χρόνος (s) Σχήμα 5.4: Σύγκριση της αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης μεταξύ των δύο προσομοιωμάτων κατά την ανάλυση ΣΦ2 (περιοχή μέγιστης σεισμικής απόκρισης). [46] Προσομοίωμα Β

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Διεύθυνση X Διεύθυνση Υ Vy (kn) Vx (kn) Χρόνος (s) Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Προσομοίωμα Α Χρόνος (s) Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.5: Σύγκριση της αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης μεταξύ των δύο προσομοιωμάτων κατά την ανάλυση ΣΦ3 (περιοχή μέγιστης σεισμικής απόκρισης). Διεύθυνση X Διεύθυνση Υ Vy (kn) Vx (kn) Χρόνος (s) Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Προσομοίωμα Α Χρόνος (s) Σχήμα 5.6: Σύγκριση της αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης μεταξύ των δύο προσομοιωμάτων κατά την ανάλυση ΣΦ4 (περιοχή μέγιστης σεισμικής απόκρισης). [47] Προσομοίωμα Β

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου max VxΠροσ.Β / max Vx,Προσ.Α (%) (α) ΣΦ1 ΣΦ2 ΣΦ3 ΣΦ4 Περίπτωση δυναμικής ανάλυσης max Vy, Προσ.Β / max Vy, Προσ.Α (%) (β) ΣΦ1 ΣΦ2 ΣΦ3 ΣΦ4 Περίπτωση δυναμικής ανάλυσης Σχήμα 5.7: Λόγος της μέγιστης κατ απόλυτη τιμή αναπτυσσόμενης τέμνουσας βάσης μεταξύ των προσομοιωμάτων B και A, maxv Προσ.B / maxv Προσ.A κατά τη διεύθυνση της κάτοψης του κτιρίου (α) X και (β) Y, όπως προέκυψε από τις τέσσερις περιπτώσεις δυναμικής ανάλυσης. 5.3.2 Παραμορφωμένο σχήμα κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής απόκρισης Εκτός από την επίδραση στην τέμνουσα βάσης που αναπτύσσουν τα προσομοίωματα του εξεταζόμενου κτιρίου κατά τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης, η προσομοίωση του μηχανισμού αποκόλλησης σιδηροδοκών θολίσκων στα πατώματα του εξεταζόμενου κτιρίου έχει επίδραση και στο παραμορφωμένο σχήμα που το κτίριο αποκτά κατά τη διάρκεια του σεισμού. Από όλα τα σχήματα παραμόρφωσης που το ταλαντευόμενο κτίριο αποκτά καθ όλη τη διάρκεια του σεισμού ιδιαίτερη αξία έχει το σχήμα τη στιγμή της μέγιστης οριζόντιας μετατόπισης κορυφής κατά τη διεύθυνση X και Y, το οποίο όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα των δυναμικών αναλύσεων πραγματοποιείται τη στιγμή της μεγιστοποίησης της τέμνουσας βάσης στην αντίστοιχη διεύθυνση. [48]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Στην παρούσα παράγραφο πραγματοποιείται σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος που αποκτούν τα δύο προσομοιώματα του εξεταζόμενου κτιρίου κατά τη διεύθυνση X και Y της κάτοψης του κτιρίου, για τις τέσσερις περιπτώσεις δυναμικών αναλύσεων. Τα παρουσιαζόμενα σχήματα παραμόρφωσης παρουσιάζονται καθ ύψος των ακμών του κτιρίου, που απεικονίζονται στο Σχ. 5.8. Β Δ Ε Γ Ζ Η Θ Α Σχήμα 5.8: Θέσεις απεικόνισης του παραμορφωμένου σχήματος του κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής του απόκρισης. Στα Σχ. 5.9 5.16 παρουσιάζονται τα παραμορφωμένα σχήματα των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης μετατόπισης της κορυφής, όπως αυτά προέκυψαν από τις τέσσερις περιπτώσεις δυναμικής ανάλυσης. Όπως προκύπτει από την αντιπαραβολή του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων, η προσομοίωση του μηχανισμού αποκόλλησης των σιδηροδοκών από τους θολίσκους, στα πατώματα των ορόφων του Προσομοιώματος Β είχε ως αποτέλεσμα της μείωσης των αναπτυσσόμενων παραμορφώσεων στις πλευρές των κτιρίων. Όπως προκύπτει από τα Σχ. 5.9 5.16, η μείωση των αναπτυσσόμενων παραμορφώσεων στο Προσομοίωμα Β κατά μέσο όσο 25% σε σχέση με τις αντίστοιχες παραμορφώσεις που αναπτύσσονται στο Προσομοίωμα Α. [49]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1.12 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.9: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ1, Διεύθυνση X. []

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.1: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ1, Διεύθυνση Y. [51]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Οριζόντια Σειρά1 μετατόπιση Σειρά2 (m) Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.11: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ2, Διεύθυνση X. [52]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.12: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ2, Διεύθυνση Y. [53]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.13: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ4, Διεύθυνση X. [54]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1.12 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Οριζόντια Σειρά1 μετατόπιση Σειρά2 (m) Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1.12 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.14: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ4, Διεύθυνση Y. [55]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.15: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ4, Διεύθυνση X. [56]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Γωνία Α 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Γωνία Γ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Ε 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Η 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Προσομοίωμα Α Γωνία Β 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Γωνία Δ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8 Γωνία Ζ 1 9 8 7 4 1..2.4.6.8.1 Γωνία Θ 1 9 8 7 4 1..1.2.3.4.5.6 Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.16: Σύγκριση του παραμορφωμένου σχήματος των δύο προσομοιωμάτων του εξεταζόμενου κτιρίου τη στιγμή της μέγιστης σεισμικής τους απόκρισης: Περίπτωση ανάλυσης ΣΦ4, Διεύθυνση Y. [57]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου 5.3.3 Μέγιστες αναπτυσσόμενες ορθές τάσεις στις τοιχοποιίες του κτιρίου Η προσομοίωση του μηχανισμού αποκόλληση των σιδηροδοκών από τους θολίσκους, ο οποίος αναπτύσσεται στα πατώματα του εξεταζόμενου κτιρίου, εκτός από την μεταβολή στην τέμνουσα βάσης που αναπτύσσεται από το κτίριο κατά τη διάρκεια του σεισμού και στο παραμορφωμένο του σχήμα, έχει επίδραση και στις τάσεις που αναπτύσσονται στα δομικά στοιχεία του κτιρίου. Στην παρούσα παράγραφο εξετάζονται οι μέγιστες ορθές τάσεις που αναπτύσσονται στις τοιχοποιίες του κτιρίου κατά την κατακόρυφη διεύθυνση (άξονας Z). Όπως προέκυψε από τα αποτελέσματα των πραγματοποιηθέντων αναλύσεων, η κατανομή των ορθών τάσεων που αναπτύσσονται στις τοιχοποιίες του Προσομοιώματος Β κατά την κατακόρυφη διεύθυνση είναι περισσότερο ρεαλιστική σε σχέση με την κατανομή που προκύπτει από τις αντίστοιχες αναλύσεις του Προσομοιώματος Α. Το Προσομοίωμα Β παρουσιάζει μεγαλύτερη ευαισθησία αναφορικά με τον εντοπισμό των σημείων συσσώρευσης τάσεων, σε αντίθεση με την περίπτωση του Προσομοιώματος Α. Παράλληλα όμως, η προσομοίωση του μηχανισμού σεισμικής συμπεριφοράς των πατωμάτων του κτιρίου είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση του μεγέθους των αναπτυσσόμενων τάσεων. Από τη μελέτη των τιμών των μέγιστων αναπτυσσόμενων ορθών τάσεων στις τοιχοποιίες των δύο προσομοιωμάτων προκύπτει ότι τα αποτελέσματα των αναλύσεων του Προσομοιώματος Α οδηγούν σε υποβάθμιση της φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου, έναντι του αντίστοιχου υπολογισμού με βάση τα αποτελέσματα του Προσομοιώματος Β. Η διαφοροποίηση τόσο στην κατανομή όσο και στο μέγεθος των αναπτυσσόμενων μέγιστων ορθών τάσεων κατά την κατακόρυφη διεύθυνση στις τοιχοποιίες των δύο προσομοιωμάτων παρουσιάζεται με βάση την ανάλυση των προσομοιωμάτων υπό τον συνδυασμό αστοχίας έναντι κατακόρυφων φορτίων, 1.35 G+1. Q (Σχ. 5.17 5.). Από τη μελέτη των σχημάτων προκύπτει σημαντική διαφοροποίηση στην απόκριση των δύο προσομοιωμάτων. Σε κάθε περίπτωση όμως, οι ορθές τάσεις στην κατακόρυφη διεύθυνση των τοιχοποιιών που αναπτύσσονται έναντι του συνδυασμού 1.35 G+1. Q δεν υπερβαίνουν τη θλιπτική αντοχή των τοιχοποιιών του κτιρίου, η οποία ελείψει επιτόπου δοκιμών θεωρήθηκε σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία ως 5. MPa για τις λιθοδομές, 4. MPa για τις οπτοπλινθοδομές συμπαγών οπτοπλίνθων και 1. MPa για τις οπτοπλινθοδομές διάτρητων οπτοπλίνθων. Η ευμενέστερη κατανομή των αναπτυσσόμενων τάσεων στις τοιχοποιίες του κτιρίου λόγω της προσομοίωσης της σεισμικής απόκρισης των πατωμάτων του κτιρίου επιβεβαιώνεται και στην περίπτωση των δυναμικών αναλύσεων. Στα Σχ. 5.21 5.36 παρουσιάζεται η περιβάλλουσα των ορθών τάσεων που αναπτύσσονται κατά την κατακόρυφη διεύθυνση στις τοιχοποιίες και των δύο προσομοιωμάτων και για τις τέσσερις περιπτώσεις σεισμικής φόρτισης. [58]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.17: Αντιπαραβολή μεταξύ των μέγιστων ορθών τάσεων στη διεύθυνση Z που αναπτύσσονται κατά τον συνδυασμό 1.35G+1.Q στα δύο προσομοιώματα Βόρεια όψη. [59]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.18: Αντιπαραβολή μεταξύ των μέγιστων ορθών τάσεων στη διεύθυνση Z που αναπτύσσονται κατά τον συνδυασμό 1.35G+1.Q στα δύο προσομοιώματα Νότια όψη. []

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.19: Αντιπαραβολή μεταξύ των μέγιστων ορθών τάσεων στη διεύθυνση Z που αναπτύσσονται κατά τον συνδυασμό 1.35G+1.Q στα δύο προσομοιώματα Ανατολική όψη. [61]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Προσομοίωμα Β Σχήμα 5.: Αντιπαραβολή μεταξύ των μέγιστων ορθών τάσεων στη διεύθυνση Z που αναπτύσσονται κατά τον συνδυασμό 1.35G+1.Q στα δύο προσομοιώματα Δυτική όψη. [62]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.21: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ1, Βόρεια όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.22: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ1, Νότια όψη. [63]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.23: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ1, Ανατολική όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.24: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ1, Δυτική όψη. [64]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.25: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ2, Βόρεια όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.26: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ2, Νότια όψη. [65]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.27: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ2, Ανατολική όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.28: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ2, Δυτική όψη. [66]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.29: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ3, Βόρεια όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ3, Νότια όψη. [67]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.31: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ3, Ανατολική όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.32: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ3, Δυτική όψη. [68]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.33: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ4, Βόρεια όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.34: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ4, Νότια όψη. [69]

Κεφάλαιο 5 Ανάλυση και αποτίμηση φέρουσας ικανότητας του εξεταζόμενου κτιρίου Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.35: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ4, Ανατολική όψη. Προσομοίωμα Α Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Μέγιστες τάσεις Προσομοίωμα Α Ελάχιστες τάσεις Προσομοίωμα Β Ελάχιστες τάσεις Σχήμα 5.36: Περιβάλλουσα αναπτυσσόμενων τάσεων στα δύο προσομοιώματα καθ όλη τη διάρκεια της σεισμικής τους διέγερσης (εφελκυσμός θετικός) Περίπτωση ΣΦ4, Δυτική όψη. [7]