Συμβολή στην μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς αρχαίων μνημείων

Παπαδόπουλος, Κωνσταντίνος

dc.contributor.author	Παπαδόπουλος, Κωνσταντίνος	el
dc.date.accessioned	2018-02-07T09:11:07Z
dc.date.available	2018-02-07T09:11:07Z
dc.date.issued	2018-02-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46411
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2821
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	αρχαίοι κίονες	el
dc.subject	κιονοστοιχίες	el
dc.subject	αριθμητικές προσομοιώσεις	el
dc.subject	σεισμική τρωτότητα	el
dc.subject	πόλοι από τιτάνιο	el
dc.title	Συμβολή στην μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς αρχαίων μνημείων	el
dc.contributor.department	Τομέας Δομοστατικής	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Σεισμική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-02
heal.abstract	Η παρούσα μελέτη πραγματεύεται την σεισμική συμπεριφορά ελεύθερα ιστάμενων αρχαίων κιόνων, καθώς και συστοιχιών αρχαίων κιόνων φερόντων λίθους επιστυλίου. Η μελέτη αποτελείται από επτά κεφάλαια και έναν επίλογο. Στα δύο πρώτα, εισαγωγικού χαρακτήρα, κεφάλαιά της παρουσιάζονται διάφορα στοιχεία (κατασκευαστικά, ιστορικά κ.α.) αναφορικά με τις μνημειακές λίθινες κατασκευές των αρχαίων Ελλήνων, ενώ στο τρίτο παρουσιάζονται, με συνοπτικό τρόπο, προγενέστερες συναφείς εργασίες, καθώς και τα βασικά ευρήματά τους. Το τέταρτο κεφάλαιό της περιλαμβάνει προκαταρκτικές αριθμητικές επιλύσεις που σκόπευαν στην τεκμηρίωση της αξιοπιστίας του λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS/Explicit ως προς την πρόβλεψη της δυναμικής απόκρισης ξηρολιθοδομών. Οι σχετικοί έλεγχοι έγιναν μέσω συγκρίσεων αριθμητικών προβλέψεων και σχετικών πειραματικών αποτελεσμάτων που αφορούν λικνιστικές αποκρίσεις: (α), (β) δύο πρισματικών δοκιμίων από γρανίτη, διαφορετικής λυγηρότητας, (γ) ενός δίλιθου δοκιμίου από γρανίτη, που το αποτελούσαν δύο πρίσματα το ένα πάνω στο άλλο, (δ) ενός τρίλιθου πλαισίου από γρανίτη, και (ε) ενός μαρμάρινου ομοιώματος (σε κλίμακα 1/3) κίονα του Πρόναου του Παρθενώνα. Από τις συγκρίσεις διαφάνηκε ότι το λογισμικό αναπαρήγαγε τα βασικά στοιχεία της πειραματικώς καταγεγραμμένης δυναμικής απόκρισης των προαναφερθέντων ξηρολιθοδομών (συμπεριλαμβανομένου και του, τριών μέτρων ύψους, πολυσπόνδυλου μαρμάρινου κίονα). Συνεπώς, το λογισμικό δύναται να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της σεισμικής απόκρισης κατασκευών ιδίου ή παρόμοιου χαρακτήρα. Τέτοιες κατασκευές είναι, βεβαίως, οι αρχαίοι κίονες και γενικότερα οι αρχαίες κατασκευές από λαξευτούς λίθους εν ξηρώ συναρμολογημένους. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλύσεις που αφορούν την σεισμική συμπεριφορά οκτώ ελεύθερα ιστάμενων αρχαίων πολυσπόνδυλων κιόνων. Οι κίονες αυτοί είναι όλοι δωρικού ρυθμού και ανήκουν σε έξι αρχαία μνημεία: τον Παρθενώνα, τον ναό του Επικούριου Απόλλωνα Βασσών, το πρόπυλο του τελετουργικού εστιατορίου στην Επίδαυρο, το στωικό κτήριο στην Βραυρώνα, τον ναό της Αθηνάς στην Αρκαδική Αλίφειρα, και τον ναό της Αλέας Αθηνάς στην Τεγέα. Σχεδόν όλοι έχουν διαφορετική ραδινότητα και διαφορετικό αριθμό σπονδύλων. Οι δύο από αυτούς (Βραυρώνας και Αλίφειρας) μπορούν να χαρακτηριστούν ως μικρού μεγέθους, μια που έχουν ύψος περί τα 3 με 4 μέτρα∙ άλλοι δύο (Παρθενώνα και Τεγέας) ως μεγάλου μεγέθους, διότι το ύψος τους είναι περίπου 9.5 και 10.5 μέτρα∙ ενώ, οι υπόλοιποι τέσσερις ως μεσαίου μεγέθους, αφού διαθέτουν ύψος περί τα 6 με 7 μέτρα. Για την διέγερση των υπολογιστικών ομοιωμάτων των κιόνων αυτών χρησιμοποιήθηκαν καταγραφές τεσσάρων σεισμών που έχουν λάβει χώρα στον ελλαδικό χώρο, με διαφορετικά χαρακτηριστικά (ένταση, συχνοτικό περιεχόμενο). Από τις αριθμητικές διερευνήσεις προέκυψαν διάφορα συμπεράσματα, όπως ότι η αντισεισμική ικανότητα των αρχαίων κιόνων μεγάλου μεγέθους φαίνεται ότι είναι ανώτερη από τις αναμενόμενες μέγιστες σεισμικές δράσεις στον Ελλαδικό χώρο, ακόμα και για σεισμούς των οποίων οι εκτιμώμενες περίοδοι επανάληψης υπερβαίνουν και την πολύ μακρά διάρκεια ζωής των αρχαίων μνημείων. Ως εκ τούτου, η αποκατάσταση των τυχόν βλαβών ενός πολυσπόνδυλου αρχαίου κίονα από μόνη της είναι πολύ πιθανό να εξασφαλίζει την σεισμική ευστάθειά του. Επίσης, κατέστη δυνατό να συσχετιστούν οι αριθμητικές προβλέψεις για την σεισμική ευστάθεια και των οκτώ κιόνων (και για τις τρεις παραμέτρους πλάτους εδαφικών κινήσεων, PHA, PHV και PHD) με τα βασικά δυναμικά χαρακτηριστικά των κιόνων (μέγεθος, ραδινότητα και «ιδιοσυχνότητα») και με την δεσπόζουσα περίοδο της αντίστοιχης σεισμικής διέγερσης (Τg). Αυτό έδωσε την δυνατότητα να διατυπωθούν γενικά κριτήρια για την εκτίμηση της σεισμικής ευστάθειας των αρχαίων κιόνων, υπό την προϋπόθεση ότι οι κίονες διατηρούνται σε καλή κατάσταση (δηλαδή, είναι περίπου κατακόρυφοι, επί στέρεας βάσης, και τα μέλη τους δεν παρουσιάζουν σημαντικές φθορές ή βλάβες). Το έκτο κεφάλαιο παρουσιάζει τα αποτελέσματα αριθμητικών διερευνήσεων της επιρροής νέων πόλων από τιτάνιο, δύο τύπων, στην σεισμική απόκριση ενός αρχαίου κίονα, μεσαίου μεγέθους. Οι δύο τύποι νέων πόλων είναι ο σωληνωτός που έχει τοποθετηθεί σε κίονες του Παρθενώνα καθώς και άλλων μνημείων (όπως της δωρικής στοάς του Ασκληπιείου στη νότια κλιτύ), και ο πόλος με κολουροκωνικά άκρα και λέπτυνση στο κεντρικό τμήμα του που έχει τοποθετηθεί σε κίονες του Ναού του Επικούριου Απόλλωνα των Βασσών. Από τις διερευνήσεις προέκυψε η εκτίμηση ότι η τοποθέτηση σωληνωτών ή κολουροκωνικών πόλων στις διεπιφάνειες αρχαίων κιόνων μεσαίου μεγέθους είναι θετική, καθώς φαίνεται ότι, για τους αναμενόμενους ισχυρούς σεισμούς στον ελλαδικό χώρο (με μέγιστη εδαφική ταχύτητα περί τα 40 cm/sec), οδηγεί στον περιορισμό των παραμενουσών παραμορφώσεων των κιόνων, χωρίς αστοχία των πόλων. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται παραμετρικές αριθμητικές επιλύσεις που πραγματοποιήθηκαν για την διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης συστοιχιών αρχαίων κιόνων, φερόντων λίθων επιστυλίου, σε διάφορες διατάξεις (ευθύγραμμη, υπό ορθή γωνία και περίκλειστη). Οι κιονοστοιχίες που προσομοιώθηκαν είναι τμήματα δύο αρχαίων ναών, μικρού και μεσαίου μεγέθους, του ναού της Αθηνάς στην Αρκαδική Αλίφειρα και του ναού του Επικούριου Απόλλωνα των Βασσών, αντίστοιχα. Τα αριθμητικά αποτελέσματα ανέδειξαν, μεταξύ άλλων, ότι η σεισμική ευστάθεια των κιονοστοιχιών που εξετάστηκαν είναι της ίδιας τάξης μεγέθους ή μεγαλύτερη από αυτήν που θα διέθεταν οι κίονές τους ιστάμενοι ελεύθερα. Στον επίλογο γίνεται ανακεφαλαίωση των κύριων συμπερασμάτων της εργασίας, παρατίθενται σχόλια για την αξιοπιστία των αριθμητικών προβλέψεων, αναφέρονται συνοπτικώς τα στοιχεία της μελέτης που, κατά τον γράφοντα, είναι πρωτότυπα, και παρουσιάζονται επιγραμματικώς προτάσεις για περαιτέρω σχετική έρευνα. Εν κατακλείδι αναφέρεται ότι, όπως προκύπτει και από τα παραπάνω, ο βασικός σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να συμβάλει στην περαιτέρω κατανόηση της σεισμικής συμπεριφοράς των αρχαίων μνημείων, μέσω της παραμετρικής διερεύνησης του φαινομένου, το οποίο είναι πολύπλοκο και παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες κατά την προσομοίωση και την ανάλυση. Επί πλέον, η εργασία στόχευσε, μέσω της εξαγωγής αξιόπιστων αριθμητικών αποτελεσμάτων, στην διατύπωση συμπερασμάτων (όχι μόνον ποιοτικώς χρήσιμων, αλλά και) ποσοτικώς αξιοποιήσιμων. Εκτιμάται ότι πολλά από τα ποσοτικά στοιχεία που εξήχθησαν από την παρούσα εργασία μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα για την εκτίμηση της τρωτότητας των αρχαίων μνημείων.	el
heal.advisorName	Βιντζηλαίου, Ελισάβετ	el
heal.committeeMemberName	Βιντζηλαίου, Ελισάβετ	el
heal.committeeMemberName	Ψυχάρης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Γκαζέτας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Βάγιας, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κουμούσης, Βλάσης	el
heal.committeeMemberName	Μουζάκης, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Σέξτος, Αναστάσιος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	240
heal.fullTextAvailability	true