Συμβολή στην μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς αρχαίων μνημείων

Abstract

This thesis is mainly a numerical study focused on the investigation of the seismic behaviour of ancient free-standing columns and ancient colonnades with epistyle-blocks atop. Its main objectives were: (a) to produce results as reliably as possible, contributing to a further understanding of a complicated and difficult to describe analytically phenomenon, and (b) to draw conclusions not only of a qualitative but also of a quantitative nature, which could be used directly for the estimation of the seismic vulnerability of the aforementioned ancient monuments. The study consists of seven, autonomous chapters and an epilogue. Τhe first two are introductory chapters in which various aspects (structural historical, etc.) are presented regarding the monumental stone-buildings of the ancient Greeks. The following is a chapter in which previous works, related to the present, and their main findings are presented in a concise manner. The fourth chapter includes the preliminary numerical analyses that verified the efficiency of the selected software to predict the dynamic behaviour of dry-stone structures. In the next chapter we present the analyses concerning the seismic response of eight free-standing ancient columns with different characteristics, which led to the formulation of general criteria for assessing the seismic stability of ancient multi-drum columns. The sixth chapter deals with the influence on the seismic response of an ancient typical column, of the placement on the interfaces of the column of new titanium poles of two types (tubular and frustoconical). This influence seems to be positive. The seventh chapter presents various numerical investigations of the seismic behaviour of colonnades from two ancient temples, which led to the conclusion (among others) that the seismic stability of the under examination colonnades is equal or larger than the seismic stability of their columns standing freely. The epilogue entails summation of the main conclusions of the study, comments on the reliability of the numerical predictions, references on the aspects of the study which are original, and, finally, proposals for further relative research.

Η παρούσα διατριβή είναι μία, κατά το πλείστον, αριθμητική μελέτη που εστιάζει στην εξέταση της σεισμικής συμπεριφοράς αρχαίων κιόνων ελεύθερα ιστάμενων και συστοιχιών κιόνων που φέρουν λίθους επιστυλίου. Οι βασικοί στόχοι της ήταν αφενός να εξαγάγει αποτελέσματα, κατά το εφικτό αξιόπιστα, συμβάλλοντας στην περαιτέρω κατανόηση ενός πολύπλοκου και δύσκολου να περιγραφεί αναλυτικά φαινομένου, και αφετέρου να διατυπώσει συμπεράσματα όχι μόνο ποιοτικού αλλά και ποσοτικού χαρακτήρα, τα οποία να μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα για την εκτίμηση της σεισμικής τρωτότητας των εν λόγω αρχαίων μνημείων. Η μελέτη απαρτίζεται από επτά, εν πολλοίς αυθύπαρκτα, κεφάλαια και έναν επίλογο. Τα δύο πρώτα είναι εισαγωγικού χαρακτήρα, και σε αυτά παρουσιάζονται διάφορα στοιχεία (κατασκευαστικά, ιστορικά κ.α.) αναφορικά με τις μνημειακές λίθινες κατασκευές των Ελλήνων στους αρχαίους χρόνους. Στην συνέχεια, ακολουθεί το κεφάλαιο στο οποίο παρουσιάζονται, με συνοπτικό τρόπο, προγενέστερες εργασίες που έχουν συναφές αντικείμενο με την παρούσα, καθώς και τα βασικά ευρήματά τους. Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει τις προκαταρκτικές αριθμητικές επιλύσεις που σκόπευαν στην τεκμηρίωση της αξιοπιστίας του λογισμικού ως προς την πρόβλεψη της δυναμικής απόκρισης ξηρολιθοδομών και την βαθμονόμηση των βασικών παραμέτρων προσομοίωσης του φαινομένου. Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλύσεις που αφορούν την σεισμική συμπεριφορά οκτώ ελεύθερα ιστάμενων αρχαίων κιόνων με διαφορετικά χαρακτηριστικά, οι οποίες οδήγησαν, μεταξύ άλλων, στην διατύπωση γενικών κριτηρίων για την εκτίμηση της σεισμικής ευστάθειας των αρχαίων κιόνων. Το έκτο κεφάλαιο πραγματεύεται την επιρροή στην σεισμική απόκριση ενός μέσου μεγέθους αρχαίου κίονα, της τοποθέτησης στις διεπιφάνειες του κίονα νέων πόλων από τιτάνιο, δύο ειδών (σωληνωτών και κολουροκωνικών) Η επιρροή αυτή, σύμφωνα με την σχετική (περιορισμένου πάντως εύρους) αριθμητική διερεύνηση, εκτιμήθηκε ως θετική. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται αριθμητικές διερευνήσεις της σεισμικής συμπεριφοράς διαφόρων διατάξεων κιονοστοιχιών, δύο αρχαίων ναών, οι οποίες κατέληξαν, 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 διατριβής, παρατίθενται σχόλια για την αξιοπιστία των αριθμητικών προβλέψεων, αναφέρονται συνοπτικώς τα στοιχεία της εργασίας που είναι πρωτότυπα, και, τέλος, παρουσιάζονται επιγραμματικώς προτάσεις για περαιτέρω σχετική έρευνα.