Σύγχρονες μέθοδοι υπολογισμού παραδοσιακών κατασκευών
Authors: Κουρής Εμμανουήλ-Γεώργιος 
Published: September 2021

Στο διδακτορικό αυτό ερευνήθηκε η ανελαστική δυναμική συμπεριφορά παραδοσιακώνκατασκευών, με έμφαση στις πυργοειδείς, μέχρι τη κατάρρευση. Ως γνωστόν, η άοπληφέρουσα τοιχοποιία (ΑΦΤ) πάσχει από χαμηλή εφελκυστική αντοχή που έχει ως συνέπειατη δημιουργία σχετικά εύκολα ρηγμάτων όταν υφίσταται τη δράση αδρανειακών φορτίων.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, υπό τα κατακόρυφα φορτία τα στατικά μέλη είναι υπό θλίψηενώ, οι οριζόντιες δυνάμεις προκαλούν κύριες τάσεις που στη μία διεύθυνση είναιεφελκυστικές. Τέτοιου είδους ρηγματώσεις μπορούν ακόμη να προκληθούν λόγωδιαφορικών καθιζήσεων. Όταν μία κατασκευή έχει ρηγματωθεί και δεν υπάρχει άλλου είδουςσύνδεσμος τότε το τμήμα εκείνο που έχει διαχωριστεί θα παρουσιάσει μία ταλάντωση πουέχει τα χαρακτηριστικά λικνισμού. Αυτός ο τύπος ταλάντωσης είναι ιδιαίτερα συχνός στιςπυργοειδείς κατασκευές και έχει ως συνέπεια την εκτός επιπέδου κατάρρευση.Στη Διατριβή μελετώνται λεπτομερώς οκτώ πύργοι και κωδωνοστάσια. Έγινε μία επιλογήπου καλύπτει όσο το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτικά αυτόν τον τύπο της κατασκευής.Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων πύργων και κωδωνοστασίων στο Άγιον Όρος,περίπου 35 τον αριθμό, που όμως μπορεί να ταξινομηθεί σε αυτούς τους οκτώαντιπροσωπευτικού τύπους. Η προσομοίωση των ρηγμάτων των κωδωνοστασίων έγινε με τηνμέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων θεωρώντας ανελαστική συμπεριφορά, ενώ το υλικό απόΑΦΤ κατ’ αρχήν μελεθητήθηκε με την βαθμιδική ελαστικότητα και στην συνέχεια με τηνκλασσική ελαστικότητα.Η μελέτη του φαινομένου του λικνισμού γίνεται με δύο μεθόδους. Κατ' αρχήν ο λικνισμόςμελετάται αναλυτικά και εξάγονται οι εξισώσεις της δυναμικής κινήσεως στη περίπτωσηδυναμικών φορτίων. Η καμπύλη αντιστάσεως υπό τη δράση αδρανειακών φορτίων εξάγεταιθεωρώντας μία σειρά πιθανών μηχανισμών αστοχίας. Κρίσιμος μηχανισμός (ή κρίσιμοιμηχανισμοί) θεωρείται εκείνος ο οποίος έχει τη μικρότερη ικανότητα από πλευράςτέμνουσας και μετακινήσεως. Ο κρίσιμος μηχανισμός αστοχίας καθορίζεται με σύνθεση τωνκαμπυλών αντιστάσεως ώστε ο τελικός κρίσιμος μηχανισμός για προοδευτική αύξηση τωνμετακινήσεων μπορεί να είναι διαφορετικός.Στη συνέχεια ο λικνισμός θεωρείται με τη μέθοδο της αυξητικής δυναμικής αναλύσεως(ΑΔΑ). Η κατασκευή προσομοιώνεται με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (ΜΠΣ)χρησιμοποιώντας μη-γραμμικές διεπιφάνειες επαφής για τα ρήγματα. Η τοιχοποιίαεπιτρέπεται να περιστραφεί, να ολισθήσει και εν τέλει να αποχωρισθεί πλήρως από το σώμαεν επαφή σηματοδοτώντας τη κατάρρευση.Για τη μελέτη του φαινομένου του σεισμού επελέγησαν επτά σεισμικές δονήσεις. Η μία εξαυτών προέρχεται από το σεισμό της Θεσσαλονίκης (Βόλβη, 1978) που λόγω γειτνιάσεωςείναι αντιπροσωπευτικός της σεισμικότητας της περιοχής. Στη συνέχεια επελέγησαν καιάλλοι σεισμοί με διαφορετικά συχνοτικά χαρακτηριστικά ώστε η απόκριση των κατασκευώννα είναι όσο το δυνατόν πληρέστερη.Στο τελευταίο βήμα έγινε η ανάλυση τρωτότητας των πύργων και των κωδωνοστασίων για ναεκτιμηθεί η βλάβη με πιθανοτικούς όρους. Ορίστηκαν οι στάθμες βλάβης και από τιςπροηγούμενες αναλύσεις καθορίστηκαν τα κατώφλια βλάβης. Υιοθετήθηκε μία πιθανοτικήκατανομή (λογαριθμοκανονική κατανομή) για τη μεταβολή των βλαβών με τη σεισμικήένταση και παρήχθησαν καμπύλες τρωτότητας για ομάδες κωδωνοστασίων.