Το Αρχοντικό Στάλιου στην Ξάνθη - Αποτίμηση φέρουσας ικανότητας &amp; προτάσεις ενίσχυσης με βάση τους σύγχρονους κανονισμούς
Creators: name: Μπαρές, Δημήτριος Ζαχαρία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Φέρουσα Τοιχοποιία
Αποτίμηση και Επεμβάσεις σε Κατασκευές
Ιστορικό Κτίριο
Masonry Structures
Assessment and Retrofitting
Heritage Building

description: Αντικείμενο της εργασίας αποτελεί η αποτίμηση της φέρουσας ικανότητας διατηρητέου κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιία και η πρόταση ενίσχυσής του με σκοπό την αποκατάσταση και επανάχρηση. Στο πλαίσιο αυτό παρουσιάζεται μια συνολική μεθοδολογία για την μελέτη ιστορικών κτιρίων με βάση τους σύγχρονους υπό έκδοση κανονισμούς Κ.Α.Δ.Ε.Τ. και Ευρωκώδικα 8 – Μέρος 3. Το υπό μελέτη κτίριο ονομάζεται Αρχοντικό Στάλιου και βρίσκεται στον ιστορικό οικισμό της Ξάνθης στο κέντρο της πόλης. Πρόκειται για τριώροφο κτίριο με ακανόνιστη τραπεζοειδή κάτοψη, το οποίο εξαρχής είχε διπλή χρήση, εμπορική στο ισόγειο και κατοικία στους ορόφους. Το δομικό σύστημα του κτιρίου αποτελείται κυρίως από φέρουσες τοιχοποιίες, πατώματα με ξύλινες και μεταλλικές δοκούς, ενώ η κατασκευή ολοκληρώνεται με την διαμόρφωση της ξύλινης στέγης. Ο κεντρικός άξονας του ανασχεδιασμού και οι προτεινόμενες επεμβάσεις προσδιορίζονται από ένα σύνολο παραγόντων σχετιζόμενοι με την παθολογία τη κατασκευής, το δομικό σύστημα και βέβαια τα αποτελέσματα του συνόλου των αναλύσεων. Ως βασική μέθοδος επέμβασης επιλέγεται η ενίσχυση της διαφραγματικής λειτουργίας των πατωμάτων και της στέγης σε συνδυασμό με τοπικές ενισχύσεις των τοιχοποιιών με χαλύβδινους οπλισμούς. Με τις συγκεκριμένες επεμβάσεις επιτυγχάνεται η αντισεισμική θωράκιση της κατασκευής λαμβάνοντας υπόψη και διάφορους περιορισμούς που θέτουν τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του κτιρίου. Για τις ανάγκες αποτίμησης και ανασχεδιασμού της κατασκευής διαμορφώνονται δύο βασικά αριθμητικά προσομοιώματα: Α ως βασικό προσομοίωμα αναφοράς και Β ως το τελικό προσομοίωμα της κατασκευής με το σύνολο των προτεινόμενων επεμβάσεων. Για τον προσδιορισμό των σεισμικών δράσεων στην κατασκευή επιλέγονται δύο μέθοδοι ανάλυσης: Η Ιδιομορφική Ανάλυση Φάσματος Απόκρισης – Δυναμική Φασματική Ανάλυση, ως συμπληρωματική ανάλυση και η Ισοδύναμη Στατική Ανάλυση, ως βασική ανάλυση, της οποίας τα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται για τους ελέγχους επάρκειας των δομικών στοιχείων τοιχοποιίας. Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων για την υφιστάμενη κατάσταση της κατασκευής διαπιστωθήκαν αρκετές ανεπάρκειες σε βασικές και σεισμικές δράσεις. Παράλληλα, η συμπεριφορά της κατασκευής με τις προτεινόμενες επεμβάσεις βελτιώνεται σημαντικά, τόσο σε βασικές όσο και σεισμικές δράσεις. Ιδιαιτέρα η ενίσχυση της διαφραγματικής λειτουργίας των πατωμάτων βελτιώνει σημαντικά την σεισμική απόκριση της κατασκευής περιορίζοντας ως ένα βαθμό τις εντάσεις στα στοιχεία των τοιχοποιιών. Οι έλεγχοι επάρκειας των τοιχοποιιών πραγματοποιούνται σε όρους παραμορφώσεων και σε όρους δυνάμεων για λόγους σύγκρισης. Από τα αποτελέσματα γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι οι έλεγχοι σε όρους παραμορφώσεων είναι αρκετά ευμενέστεροι και μάλιστα σε στοιχεία πεσσών δεν εντοπίζεται καμία ανεπάρκεια με βάση αυτούς για την περίπτωση της κατασκευής με ενισχυμένα διαφράγματα.
description: The main objective of this thesis is the evaluation of the load-bearing capacity of a masonry heritage building and the retrofitting proposals for restoration and rehabilitation. In this context, an overall methodology for the study of historical buildings is presented based on Greek Code for Interventions to Masonry Structures (K.A.D.E.T.) and Eurocode 8 – Part 3. The under assess building named Stalios Mansion is located in the historic urban core of the city of Xanthi. It is a three-story building with an irregular trapezoidal layout, which from the original phase had a dual use, commercial on the ground floor and residential on the upper floors. The structural system of the building consists mainly of load-bearing masonry, floors with timber and steel beams and roof with timber frames. The central idea of the retrofitting and the proposed interventions are determined by a set of factors related to the building pathology, the structural system and all the analyses results. The floor and roof diaphragm strengthening, in combination with local reinforcements of the masonry with twisted steel bars are proposed as the basic method of intervention. With the specific interventions, the seismic retrofit of the structure is achieved, considering various limitations set by the architectural characteristics of the building. For the finite element simulation of the building the software Sap2000 was used and particularly in two Models, A and B. The Model A simulating the existing state of the building and in the Model B the structure simulated with all the proposed interventions. To determine the seismic actions in the structure, two analysis methods are chosen: The Response Spectrum Analysis, as a complementary analysis and the Equivalent Static Analysis, as a basic analysis. From the analysis results as far as concerned the Model A, several deficiencies in structural elements on basic and seismic load combinations were found. At the same time, the behavior of the structure with the proposed interventions improves significantly, both on basic and seismic load combinations. In particular, the retrofitted diaphragms, as can be seen from the modal analysis, significantly improves the seismic behavior of the structure and reduce certain extent of the developing tensile stresses in the masonry elements. Displacement – based and force – based assessment of masonry elements is carried out for comparison purposes. As it emerges by the results, the displacement – based assessment is much more favorable and in fact, no deficiency is found in the masonry piers based on the structure with retrofitted diaphragms.