Ανάλυση σεισμικής απόκρισης και ευστάθειας σύνθετων αρθρωτών μνημειακών κατασκευών
Authors: Κολώνας Χρήστος 
Published: September 2021

Το θέμα της διερεύνησης της απόκρισης των λικνιζόμενων κατασκευών απασχολεί εδώ και τουλάχιστον εκατό χρόνια πολλούς μελετητές σε επιστημονικό επίπεδο. Βέβαια αρχικά οι μελετητές ήταν πολύ λίγοι στην συνέχεια όμως αυξήθηκαν ραγδαία οι μελέτες αναφορικά με το πρόβλημα του λικνισμού καθώς η πρόοδος στην τεχνολογία των υπολογιστών έδωσε μεγάλη ώθηση σε αυτόν τον τομέα της μη γραμμικής δυναμικής ανάλυσης των κατασκευών. Η ανάπτυξη αυτή ήρθε μαζί με την πρόοδο και άλλων τομέων της επιστήμης όπως αυτή των μαθηματικών, των πεπερασμένων και διακριτών στοιχείων, της δυναμικής των κατασκευών, της εδαφοδυναμικής, της τεχνικής σεισμολογίας και άλλων. Κομβικό σημείο στην έρευνα του λικνισμού αποτέλεσε η μελέτη του Housner, (1963). Από το σημείο αυτό και μετά οι μελετητές είτε χρησιμοποίησαν, είτε παράλλαξαν, είτε συνέκριναν τις πρωτότυπες μελέτες τους με την μελέτη αυτή. Υπήρξε δε και σημείο αναφοράς αυτή η μελέτη, για την βαθμονόμηση αριθμητικών προγραμμάτων διακριτών και πεπερασμένων στοιχείων. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι να διερευνήσει τη συμπεριφορά πολύπλοκων αρθρωτών μνημειακών κατασκευών. Έγινε προσπάθεια για διερεύνηση της επιρροής της τριβής μεταξύ των επιστυλίων αρχαίων ναών. Επίσης διερευνήθηκε η συμπεριφορά σε λικνισμό νεώτερων μνημείων μικρού μεγέθους και η συμπεριφορά σε λικνισμό ασυνήθιστων κατασκευών που βρίσκονται στον αρχαιολογικό χώρο των Οινιαδών Αιτωλοακαρνανίας. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιείται το λογισμικό UDEC το οποίο βαθμονομήθηκε με τη βοήθεια των αναλυτικών μεθόδων του Housner που βελτίωσε ο καθηγητής Ν. Μακρής, και τη βοήθεια πειραματικών δεδομένων που προέκυψαν κατά τις δοκιμές στο σεισμικό προσομοιωτή του Πανεπιστημίου Πατρών στο πλαίσιο του προγράμματος Αριστεία. Για τη βαθμονόμηση χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία που πρότεινε στις μελέτες του o DeJong (2009) και η οποία συγκρίθηκε κυρίως με αυτή της ομάδας του Ε.Μ.Π (Mouzakis et al. 2002). Η κύρια διαφορά στις δύο μεθόδους αφορά στην απόσβεση του συστήματος που θα πρέπει να εισαχθεί στη μοντελοποίηση με το UDEC. Από τις συγκριτικές αναλύσεις που έγιναν κατά την παρούσα εργασία προέκυψε ότι και οι δύο μέθοδοι λειτουργούν ικανοποιητικά ως προς την πρόβλεψη λικνιστικής απόκρισης σε σχέση με τα πειραματικά δεδομένα της. Το ίδιο προκύπτει συγκρίνοντας τα αναλυτικά αποτελέσματα με τα πειραματικά δεδομένα με την διαφορά ότι μετά το πέρας της κίνησης που επηρεάζει το εκάστοτε ραδινό στερεό λικνιστικά, η κίνηση στο αναλυτικό μοντέλο αποσβένει ταχύτερα. Τα ανωτέρω συμπεράσματα προκύπτουν έχοντας υπ’ όψη ότι η κίνηση του πειραματικού μοντέλου δεν ήταν μόνο στο επίπεδο αλλά εμπεριείχε λικνισμό εκτός επιπέδου και περιστροφές. Επίσης δεν ελήφθησαν υπόψη άλλα φαινόμενα όπως η ιδιοταλάντωση των πειραματικών διατάξεων ήτοι των βάθρων (κιόνων) και καταστρώματος (επιστυλίου). Η ευαισθησία σε περιστροφές των πειραματικών μοντέλων μας βοηθούν για την ερμηνεία πολλών εκ των βλαβών στις αρχαίες κατασκευές. Διερεύνηση χρίζει ο δομικός ρόλος των ραβδώσεων των κιόνων. Ακολούθησε προσπάθεια να αναλυθεί η συμπεριφορά των επιστυλίων αρχαίων ναών και κατά πόσο η μεταξύ τους τριβή προκαλεί διαφοροποίηση στην απόσβεση της κίνησης. Για τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν οι προτεινόμενες παράμετροι του DeJong (2009). Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν μοντελοποιημένα στοιχεία των ναών του Διός στην Ολυμπία, της Αφαίας στην Αίγινα, του Απόλλωνα στην Κόρινθο, του Διός στην αρχαία Νεμέα και του Ποσειδώνα στο Σούνιο υπό την διέγερση των ιδίων σεισμικών καταπονήσεων με αυτών που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα, καθώς ως προς το εύρος των χαρακτηριστικών τους θεωρούνταν αντιπροσωπευτικές, οι δε ναοί διαφοροποιούνται ως προς τα γεωμετρικά και τα λικνιστικά χαρακτηριστικά καθώς δύο είναι δομημένοι με μονολιθικούς κίονες και οι υπόλοιποι με πολυσπόνδυλους. Δεδομένης της πολυπλοκότητας του φαινομένου δεν κατέστη δυνατό να υπάρξει ποιοτικό συμπέρασμα καθώς η χαοτική σε πολλές περιπτώσεις απόκριση δεν βοήθησε σε αυτή την προσέγγιση. H δε αναμενόμενη συμπεριφορά σε πολλές περιπτώσεις δεν προέκυψε. Αντίθετα η συμπεριφορά με μονολιθικό επιστύλιο κατέστη πιο προβλέψιμη αν και αυτή σε ορισμένες περιπτώσεις υπήρξε μη αναμενόμενη. Παράλληλα έγινε ανάλυση δύο χαρακτηριστικών μνημάτων, που βρίσκονται στο κοιμητήριο Δράπανο του Αργοστολίου, του ναόσχημου μνημείου Γκεντιλίνι-Κοσμετάτου και της επιτύμβιας στήλης Μεταξά. Οι αναλύσεις έγιναν στο πλαίσιο της διερεύνησης της αναδόμησης των μνημείων αυτών καθώς ναι μεν δεν κατέρρευσαν από τις πρόσφατες σεισμικές καταπονήσεις της Κεφαλονιάς του έτους 2014 όμως η κατάστασή τους ήταν οριακή και επισφαλής γι’ αυτό και αυτά αποδομήθηκαν. Αποδείχτηκε ότι ορθώς έγινε η αποδόμηση καθώς οι κατασκευές αυτές δεν κατέρρευσαν επειδή ήταν σχετικά μακριά από το επίκεντρο. Οι αναλύσεις καταδεικνύουν την επαρκή συμπεριφορά της στήλης Μεταξά εφόσον αναδομηθεί ως είχε, ενώ η ναόσχημη κατασκευή θα πρέπει να αναδομηθεί με διαφορετική προσέγγιση κατόπιν ειδικής διερεύνησης και με δεδομένη τη μνημειακή τους υπόσταση. Τέλος έγινε ανάλυση δύο κατασκευών στον αρχαιολογικό χώρο των αρχαίων Οινιαδών Αιτωλοακαρνανίας, της επονομαζόμενης πύλης «Αυλόπορτα» και του παρακείμενου λίθινου πύργου ο οποίος σώζεται σήμερα σε ραδινή γεωμετρία. Από τις αναλύσεις προέκυψε ότι ακόμα και αν αφαιρεθεί αρκετό από το υφιστάμενο υλικό πέριξ και πάνω από την τοξωτή πύλη αυτή δεν αντιμετωπίζει προβλήματα αστάθειας εφόσον υποστεί σεισμικά γεγονότα συνήθη στον Ελλαδικό χώρο. Το ίδιο ισχύει και για τα εναπομείναντα ερείπια του παρακείμενου πύργου ο οποίος όμως χρίζει ενίσχυσης.