Αποτύπωση, αποτίμηση και επεμβάσεις σε λιθόδμητο κτήριο στη Βλαχοκερασιά Αρκαδίας

Abstract

Η τοιχοποιία είναι από τα αρχαιότερα δομικά υλικά. Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα τα περισσότερα δομικά έργα κατασκευάζονταν από τοιχοποιία, με σχεδόν εμπειρικό σχεδιασμό. Ωστόσο η εμφάνιση νέων ισχυρών και εύπλαστων δομικών υλικών περιόρισαν την τοιχοποιία στο ρόλο του οργανισμού πλήρωσης. Σ’ αυτό συνέβαλαν η πολυμορφία, η σχετικά χαμηλή αντοχή και η ψαθυρότητα της τοιχοποιίας. Η γνώση των Πολιτικών Μηχανικών σχετικά με τις μηχανικές ιδιότητες της τοιχοποιίας και τη συμπεριφορά κτηρίων από φέρουσα τοιχοποιία ήταν μέχρι τη δεκαετία του ‘70 ανεπαρκής και επιφανειακή, καθώς μέχρι τότε δεν είχε γίνει ουσιαστική έρευνα για αυτό το δομικό υλικό. Η έρευνα της μηχανικής συμπεριφοράς της τοιχοποιίας υπαγορεύτηκε από την ανάγκη αποκατάστασης και ενίσχυσης των υφιστάμενων κτηρίων από τοιχοποιία. Η έρευνα αναζωπυρώθηκε τα τελευταία χρόνια από τη διεθνώς έντονη ευαισθητοποίηση της κοινής γνώμης για τη συντήρηση και ανάδειξη της οικιστικής πολιτιστικής κληρονομιάς, καθώς η συντριπτική πλειοψηφία των μνημείων και διατηρητέων κτηρίων και συνόλων είναι κτίσματα από φέρουσα τοιχοποιία. Παράλληλα άρχισαν να ανακαλύπτονται ξανά τα ξεχασμένα προτερήματα της τοιχοποιίας όπως: θερμομόνωση, πυρασφάλεια, αντοχή στο χρόνο, αισθητική υπεροχή. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αποτύπωση, η διερεύνηση της σεισμικής συμπεριφοράς, η αποτίμηση καθώς και οι προτεινόμενες επεμβάσεις σε κτήριο με βλάβες από φέρουσα τοιχοποιία στη Βλαχοκερασιά Αρκαδίας. Στο 1ο κεφάλαιο αναφέρονται γενικές πληροφορίες για τον οικισμό, όπου βρίσκεται το κτήριο μελέτης. Στο 2ο κεφάλαιο δίνονται στοιχεία για το ιστορικό του κτηρίου και γίνεται μια γενική περιγραφή του κτηρίου. Στο 3ο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά ο φέρων οργανισμός του κτηρίου. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι εργαστηριακές δοκιμές που εκτελέστηκαν σε λιθοσώματα και κονίαμα του κτηρίου και προσδιορίζεται η θλιπτική αντοχή της τοιχοποιίας. Στο 5ο κεφάλαιο καταγράφονται οι βλάβες και οι φθορές που εμφανίζονται στο κτήριο. Στο 6ο κεφάλαιο διαμορφώνεται το υπολογιστικό ομοίωμα της κατασκευής με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων με το SAP2000. Στο 7ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της υπολογιστικής ανάλυσης με το SAP2000, αξιολογούνται και συγκρίνονται με την αποτυπωμένη παθολογία του κτηρίου μελέτης. Στο 8ο κεφάλαιο προτείνονται κατάλληλες επεμβάσεις και εξετάζεται η αποτελεσματικότητά τους. Τέλος στο 9ο κεφάλαιο εξάγονται συμπεράσματα που προέκυψαν από την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας.

Masonry is one of the oldest structural materials. The majority of construction works until the beginning of the 20th century was constructed of masonry, with almost empirical design. However, the appearance of new, strong and workable structural materials has limited the masonry to the role of body filler. This was a result of the relatively low strength and the brittleness of masonry. The knowledge of civil engineers related to the mechanical properties of masonry and the behavior of masonry buildings, was up in the '70s inadequate and superficial, as until then there had been no substantial research on this building material. The investigation of the mechanical behavior of masonry was dictated by the need for restoration and reinforcement of existing masonry buildings. The investigation was rekindled in recent years by strong international awareness for the preservation and enhancement of cultural heritage, as the vast majority of the monuments and listed buildings are built of masonry. At the same time, the forgotten benefits of masonry, such as insulation, fire safety, durability, aesthetic excellence began to be rediscovered. The present thesis focuses on the investigation, the evaluation of the seismic behavior, and the proposed interventions to a damaged building of masonry in Vlachokerasia, Arcadia. The first chapter presents general information about the location of the examined building. The second chapter provides information on the history of the building and gives a general description of the building. The third chapter describes in detail the structural system and the framework of the building. The fourth chapter presents the laboratory tests which were carried out in natural stone and mortar of the building, and provides calculation of the compressive strength of masonry. The fifth chapter emphasizes on the damages and cracks which exist on the building. The sixth chapter is dedicated to the formation of the computational model of the structure with the finite element method using SAP2000. The seventh chapter presents the results of the analysis with SAP2000, which are evaluated and compared with the existing pathology of the building. In the eighth chapter the alternative methods of intervention are presented and their effectiveness is examined. Finally, the ninth chapter ends with conclusions which emerged from the preparation of this thesis.