Αποτίμηση φέροντος οργανισμού δίδυμου οθωμανικού λουτρού στην πόλη της Βέροιας
Creators: name: Πάτσιου, Βασιλική Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Δίδυμο οθωμανικό λουτρό Βέροιας
αποτίμηση φέροντος οργανισμού
στατική επάρκεια
Τhe ottoman double bath (hamam) in Veria
structural assessment
mechanical behavior

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στα πλαίσια του διατμηματικού μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Προστασία, Συντήρηση και Αποκατάσταση Μνημείων Πολιτισμού» της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αποτίμηση με υπολογιστικά μέσα της στατικής επάρκειας του υφιστάμενου φορέα ενός Δίδυμου οθωμανικού Λουτρού έναντι κατακορύφων και σεισμικών φορτίων, καθώς και η διατύπωση προτάσεων για τη δομοστατική αποκατάστασή του. Το υπό μελέτη μνημείο βρίσκεται στην πόλη της Βέροιας, κοντά στο μητροπολιτικό κέντρο της πόλης και πιο συγκεκριμένα στη συμβολή των οδών Ελευθερίας και Λουτρού. Η χρονολογία ανέγερσης του Λουτρού δεν είναι γνωστή, αλλά πιθανολογείται ότι αποτελεί ένα από τα πρωϊμότερα δείγματα της οθωμανικής κυριαρχίας στην πόλη της Βέροιας, μετά την οριστική άλωσή της (1433μ.Χ.). Το Δίδυμο Λουτρό, περιλαμβάνει δύο τμήματα, το ανδρικό και το γυναικείο, που διατάσσονται εγκάρσια μεταξύ τους, σχηματίζοντας κάτοψη σχήματος Γ με δύο περίπου ισόπλευρα μέρη. Καθένα από τα δύο τμήματα, τα οποία δεν επικοινωνούν εσωτερικά, διαιρείται σε τρεις επιμέρους κύριους χώρους (κρύος χώρος, χλιαρός χώρος, ζεστός χώρος). Στα βορειοδυτικά του Λουτρού, αναπτύσσεται ο χώρος όπου βρίσκεται η δεξαμενή, ο οποίος βρίσκεται σε επαφή με τους ζεστούς ατομικούς χώρους και των δύο τμημάτων του Λουτρού. Ο φέρων οργανισμός του μνημείου αποτελείται στο σύνολό του από φέρουσα τοιχοποιία. Τα βασικά υλικά κατασκευής του Λουτρού είναι ημικατεργασμένοι λίθοι (πωρόλιθοι), συμπαγείς οπτόπλινθοι και συνδετικό κονίαμα. Όσον αφορά το σύστημα δόμησης, πρόκειται για ένα μικτό σύστημα. Η μελέτη αποτίμησης του φέροντος οργανισμού περιλαμβάνει σε πρώτο στάδιο τη σε βάθος έρευνα του δομικού συστήματος, τη λεπτομερή αποτύπωση του φορέα, τον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών των υλικών δόμησης και τη δημιουργία του αναλυτικού μοντέλου προσομοίωσης. Σε δεύτερο στάδιο, περιλαμβάνει στατικές και δυναμικές αναλύσεις με τη μέθοδο των επιφανειακών πεπερασμένων στοιχείων. Η προσομοίωση και οι αναλύσεις του δομικού συστήματος πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια του προγράμματος SAP 2000 v.14 με θεώρηση ελαστικών νόμων για την τοιχοποιία. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε ιδιομορφική ανάλυση, από την οποία προέκυψαν τα δυναμικά χαρακτηριστικά του μοντέλου. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις απόκρισης του φορέα υπό κατακόρυφα και οριζόντια (σεισμικά) στατικώς επιβαλλόμενα φορτία. Ο τελικός στόχος είναι η διερεύνηση των περιοχών που παρουσιάζουν υπέρβαση των θλιπτικών, εφελκυστικών και διατμητικών αντοχών της τοιχοποιίας. Για τον έλεγχο της τελευταίας χρησιμοποιείται το κριτήριο αστοχίας Mohr - Coulomb. Μέσω της παραπάνω διαδικασίας υποδεικνύονται οι ευπαθείς περιοχές της κατασκευής και αιτιολογούνται οι εμφανιζόμενες τοπικές βλάβες και ρηγματώσεις. Όσον αφορά την ευστάθεια του μνημείου υπό τη δράση κατακόρυφων φορτίων, υπολογιστικώς προκύπτει επάρκεια, επομένως ασφάλεια όσο δεν υπάρχει καταπόνηση από σεισμικά φορτία. Για το συνδυασμό κατακόρυφων φορτίων με στατικώς επιβαλλόμενα σεισμικά φορτία, η σύνθλιψη και η διάτμηση δεν είναι κρίσιμες. Μικρές υπερβάσεις των εφελκυστικών τάσεων αναμένονται σε ορισμένες περιοχές του Λουτρού, χωρίς όμως να απειλείται το κτήριο με κατάρρευση, σε περίπτωση εμφάνισης σεισμού. Με βάση τις αναλυσεις που πραγματοποιήθηκαν, προέκυψε πως το μνημείο δεν παρουσιάζει ιδιαίτερα προβλήματα στο φέροντα οργανισμό του. Το παραπάνω οδηγεί στο συμπέρασμα πως δε χρειάζεται να πραγματοποιηθούν επεμβάσεις μεγάλης κλίμακας στο μνημείο. Το σχέδιο ενίσχυσής του περιλαμβάνει ήπιες επεμβάσεις (ενέματα, αρμολογήματα, συρραφή μεγάλων ρηγμών), με σκοπό την αναβάθμιση της στατικής του επάρκειας, ενισχύοντας το σε θέσεις που παρουσιάζουν ή ενδέχεται να παρουσιάσουν βλάβες.
description: This diploma thesis was written within the scope of the Interdepartmental postgraduate studies programme ''Protection, conservation and restoration of architectural monuments'' conducted by the Polytechnic School of Aristotle University of Thessaloniki. The main objective of this thesis is to evaluate the bearing capacity of the structural system of the ottoman Double Turkish Bath (hamam) towards gravity and seismic loads, with the purpose of reinforcing its structural integrity. The Double Bath is located near the centre of the city of Veria and particularly at the junction of Eleftheria and Loutrou street. The precise date of Bath's construction is unknown but it is considered as one of the earliest samples of the ottoman architecture in Veria, after the seizure of the city in 1433A.D. by Ottoman Turks. The Double Bath consists of two sections - men's and women's. The two wings, of approx. equal length, form a gamma (Γ) shape in a ground plan. Each of these sections, that do not communicate from the inside, is divided in three individual rooms (cold room, warming room, hot room) one for each stage of the bath procedure. In the northwest side of the building, there is the furnace room which provided heat to the hot rooms of both parts of the complex. The basic material structure is composed of semi - curved porous stones, solid bricks and bounding mortar; the monument is built with a composite construction technique. The present study includes a thorough investigation of the structural system and the physical and mechanical properties of the materials, a detailed architectural recording and the creation of an analytical model analysis. It also includes static and dynamic analysis using finite elements. SAP 2000 v.14 finite element analysis software has been chosen for the simulation and the analysis of the monument using linearly elastic material laws. Firstly, a modal analysis is performed in order to define the dynamic characteristics of the model. Then, the monument's behavior on gravity loads and on combined gravity and horizontal seismic loads, applied as equivalent static horizontal forces, is assessed in terms of displacements and stresses. The final objective is to examine the behavior of individual structural masonry elements and to identify areas where either a large concentration of stresses is developed or where the critical tensile, compressive, or shear strength limit values of the stone masonry are exceeded. The Mohr - Coulomb failure criterion is used to define whether masonry’s shear strength is exceeded or not. The analysis results indicate the structure’s vulnerable areas and provide an accurate account of the existing crack pattern. The monument's behavior regarding its stability under the action of gravity loads is adequate, presenting no risk in the absence of stresses due to seismic loads. Concerning the monument's behavior due to seismic and gravity load combination the compression and the shearing stresses are not critical for the masonry. Small tensile strength's excesses are expected during the earthquake's imposition according to the regulation, which do not seem to threaten the monument’s structural integrity due to their moderate values. Based on the aforementioned findings, the monument is not expected to present serious structural problems to its bearing structure. Thus, large scale structural interventions do not seem necessary. Passive interventions such as filling of cracks, mortar joint repairing and local reconstruction are proposed in order to improve its mechanical behaviour and accomplish the enhancement of the building's bearing capacity.