Μελέτη σεισμικής συμπεριφοράς παραδοσιακών κτιρίων και σύγχρονες μέθοδοι αποκατάστασης

1

ΠΡΟΛΟΓΟΣ 1.ΣΕΙΣΜΟΣ 1.1 Το φαινόμενο του σεισμού 1.2 Η γένεση των σεισμών 1.3 Η δομή του εσωτερικού της γης 1.4 Σεισμοί και Ελλαδικός χώρος 1.5 Η ορολογία του σεισμού 2. Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥ ΔΟΜΗΜΕΝΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΕ ΤΑ ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ 2.1 Εισαγωγή 2.2 Η αντίδραση των κτιρίων στο σεισμό 2.3 Βασικές ιδιότητες των κτιρίων που καθορίζουν την συμπεριφορά τους ως προς τον σεισμό 2.3.1 Θεμελιώδης ιδιοπερίοδος 2.3.2 Η βάση στήριξης (η επίδραση του εδάφους) 2.3.3 Πλαστιμότητα – Αντοχή – Ευκαμψία – Δυσκαμψία 2.3.4 Κέντρο μάζας – Κέντρο δυσκαμψίας 2.3.5 Αρχιτεκτονική σύνθεση 3. ΚΥΡΙΑ ΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ 3.1 Φέρουσα τοιχοποιία 3.1.1 Μηχανική της τοιχοποιίας υπο κατακόρυφα και υπο σεισμικά φορτία 3.2.1 Η μηχανική του ξύλου 3.2.2 Παράγοντες που επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες του ξύλου 3.2.3 Τα πλεονεκτήματα του ξύλου 3.3 Ξύλινα δάπεδα και στέγες 3.4 Εσωτερικοί διαχωριστικοί τοίχοι 2

3

4. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΟΜΗΣΗΣ ΣΤΟΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΧΩΡΟ ΚΑΙ Η ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΤΟΥΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ 4.1 Ηπειρωτική Ελλάδα 4.1.1 Η λιθοδομή 4.1.2 Η ξυλοδεσιά 4.1.3 Παραδοσιακά κονιάματα 4.1.4 Το ανώι 4.1.5 Η θεμελίωση 4.1.6 Θόλοι-Ανακουφιστικά τόξα 4.1.7 Λοιπά αντισεισμικά συστήματα 4.2 Νησιωτική αρχιτεκτονική 5. ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 7. ΕΠΙΛΟΓΟΣ 8. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

4

5

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα ερευνητική εργασία έχει θέμα τη σεισμική συμπεριφορά των παραδοσιακών ελληνικών κτιρίων κατά τους δυο τελευταίους αιώνες καθώς και σύγχρονους τρόπους επέμβασης σε αυτά με σκοπό την αποκατάσταση και επανάχρησή τους. Οι μέθοδοι και οι τεχνικές που εφαρμόζονταν από τους τεχνίτες της εποχής στα κτίρια, αποτέλεσαν βασικό κομμάτι έρευνας μιας και είναι αποδεδειγμένη η αποτελεσματικότητά τους στους σεισμούς. Η σύγχρονη επέμβαση κρίνεται σε πολλές περιπτώσεις αναγκαία τόσο για την αποφυγή την φυσικής κατάρρευσης με άμεσες συνέπειες στην ανθρώπινη ασφάλεια όσο και για τη διάσωση της πολιτιστικής μας κληρονομιάς που αντικατοπτρίζεται σε αυτά τα επώνυμα ή ανώνυμα δημιουργήματα της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής. Αφορμή για την ενασχόλησή μου με το παραπάνω θέμα στάθηκε η διάλεξη του κ. Παναγιώτη Τουλιάτου τον Σεπτέμβριο του 2013 στο Τ.Ε.Ε Μαγνησίας για τη σεισμική συμπεριφορά ιστορικών κατασκευών. Με το λόγο και τα παραδείγματα που χρησιμοποίησε μου γεννήθηκε η απορία πως τα ιστορικά και τα παραδοσιακά κτίρια στέκουν για αιώνες στη θέση τους παρά τις σεισμικές δονήσεις, που είναι συχνό και έντονο φαινόμενο στη χώρα μας, τη στιγμή που σύγχρονες κατασκευές αστοχούν έως και καταρρέουν. Έτσι, αποφάσισα να ασχοληθώ με την μελέτη της σεισμικής συμπεριφοράς των παραδοσιακών κτιρίων διότι, κατά τη γνώμη μου, είναι αναγκαίο και επιτακτικό να μελετήσουμε πρώτα εις βάθος τις τεχνικές των προγόνων μας και να κατανοήσουμε τη λογική και το πνεύμα με το οποίο της εφάρμοζαν και έπειτα να προβούμε στην συντήρηση αυτών ή ακόμα και στην αποκατάσταση ή αντικατάσταση τους.

Abstract This research project focuses on the seismic behavior of traditional constructions in Greece the last two centuries and the contemporary techniques of renovation. There are several traditional techniques that prevent buildings from failure such as wooden tie rods that adjoin the angular walls and arcs inside the masonry that stop the fissure and transfer the gravity burdens to the ground. There is a distinction between the mainland and the island. The construction process in islands is different and also the materials that are used differentiate themselves from those used in mainland because of the problematic communication through the sea.

In order to move forward to a restoration project, first of all we have to understand the construction techniques used by our ancestors and respect them, so as to come up with a result that is integrated in the environment and maintains the virtues of architectural design. The technological boom offers a wide variety of tools that can be used in order to conserve and restore a traditional building. The use of grout in a masonry or the technic of gunite concrete are effective approaches when it comes to restoration. It is necessary that we take care of our cultural civilization by encouraging conservation and restoration attempts and it is vital that the architect or the restorer be aware of the current technological developments in order to achieve the best result.

6

Κεφάλαιο 1 1.1 Ο πίνακας του 18ου αιώνα απεικονίζει μια μαζική κατάρρευση κτιρίων κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, οποίος σκορπίζει τον πανικό. Μια γυναίκα στο πρώτο επίπεδο, παρουσιάζεται να μαζεύει αμέριμνη λουλούδια καθώς δεν έχει ακόμη αντιληφθεί το μέγεθος της συμφοράς. Πηγή έμπνευσης για το έργο αποτέλεσε μια σειρά καταστροφικών σεισμών που έπληξαν την Ευρώπη τον 18ο αιώνα. Πηγή: Time-Life books/ Amsterdam-Planet Earth/Earthquake p.57 1.2 Η γη ανασηκώνεται και τινάζεται σαν κύμα θαλάσσης σε αυτή την απεικόνιση της παραθαλάσσιας ιταλικής πόλης Reggio di Calabria κατά την διάρκεια του σεισμού του 1783. Πηγή: Time-Life books/ Amsterdam-Planet Earth/Earthquake p.57 1.3 Το σπαρτάρισμα του γατόψαρου, σύμφωνα με τον ιαπωνικό θρύλο, προκαλεί τους σεισμούς. Στην εικόνα παρουσιάζεται η προσπάθεια των ανθρώπων να δαμάσουν το τεράστιο γατόψαρο. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Αρχιτεκτονική και Σεισμός

1.4 Η εξελικτική πορεία των ηπείρων μέσα στο χρόνο, σύμφωνα με τη θεωρία του Wegener Πηγή: University of Illinois, publish.illinois.edu 1.5 Ο θεός Kαshima κρατάει ακινητοποιημένο το αναιδές και ανυπάκουο γατόψαρο με το όπλο του, την πέτρα – ‘’κλειδί’’ (σύμβολο ισχύος), προς παραδειγματισμό των υπολοίπων γατόψαρων, που παρακολουθούν με τρόμο και δέος. Αυτά τα μετανοημένα γατόψαρα, που αντιπροσωπεύουντους σεισμούς του παρελθόντος, τώρα προσφέρουν την ευτελή δικαιολογία, ότι ζήλευαν επειδή άλλα είδη ψαριών είχαν αρχίσει να γίνονται πιο δημοφιλή στην τοπική κουζίνα. Πηγή:Time-Life Books/Amsterdam - Planet Earth/Earthquake, σελ39.

7

1. Ο ΣΕΙΣΜΟΣ 1.1 Το φαινόμενο του σεισμού Ανάμεσα στην πληθώρα των φυσικών φαινομένων και καταστροφών που έχει βιώσει και συνεχίζει να βιώνει η ανθρωπότητα (πλημμύρες, εκρήξεις ηφαιστείων, κατολισθήσεις, θύελλες), ο σεισμός, ήδη από την αρχαιότητα, προκαλούσε στους ανθρώπους ανασφάλεια και φόβο λόγω της ξαφνικής και απροειδοποίητης εμφάνισής του που δεν άφηνε πολλά περιθώρια προφύλαξης και δράσης. Σεισμικά φαινόμενα παρουσιάζονταν σε όλο τον πλανήτη ήδη από την αρχαιότητα. Στις περιοχές εκείνες που ήταν πιο έντονα ή πιο συχνά τα φαινόμενα αυτά, οι λαοί συνέδεσαν την κίνηση του εδάφους με μύθους και λαϊκές παραδόσεις. Στην Αρχαία Ελλάδα η άτακτη κίνηση του εδάφους ερμηνεύονταν ως κίνηση του Εγκέλαδου μέσα στον τάφο του μετά την Τιτανομαχία και την εκδίωξή του από τη θεά Αθηνά. Οι αρχαίοι Ιάπωνες θεωρούσαν ότι οφείλεται στο σπαρτάρισμα του γατόψαρου (εικ.1.3 και 1.5). Άλλοι λαοί τον ερμήνευσαν σαν ένα είδος τιμωρίας για λάθη που είχαν πράξει. Σήμερα ο σεισμός αποτελεί ένα φυσικό φαινόμενο που έχει ορισθεί και διερευνηθεί εις βάθος από τους επιστήμονες. Η έρευνα όμως πάνω σε αυτόν συνεχίζεται γιατί αφενός κάθε σεισμός αποτελεί μια ξεχωριστή περίπτωση που προκαλεί διαφορετικά αποτελέσματα και αφετέρου δεν έχουμε φτάσει στο σημείο να μπορούμε με τεχνητά μέσα να προβλέψουμε την εμφάνισή του, ώστε να αποφύγουμε τις καταστρεπτικές, συχνά, συνέπειές του.

1.2 Η γέννηση των σεισμών Οι μακροχρόνιες έρευνες των γεωεπιστημόνων απέδειξαν ότι η μορφή του πλανήτη μας αλλάζει συνεχώς και κατάφεραν να υπολογίσουν με σχετική ακρίβεια τις μετατοπίσεις, αναπαριστώντας την εξελικτική πορεία των ηπείρων μέσα στο χρόνο (εικ 1.4). Το 1910 διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον Alfred Wegener η θεωρία της Ηπειρωτικής Μετακίνησης (Condinental Drift). Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, πριν 500 εκατομμύρια χρόνια η θέση των ηπείρων ήταν τελείως διαφορετική από τη σημερινή, μιας και ήταν συγκεντρωμένες στο νότιο ημισφαίριο του πλανήτη. Έπειτα από 300 εκατομμύρια χρόνια, δημιουργήθηκε μια ενιαία ήπειρος, η Πανγέα η οποία βρέχονταν από την Πανθάλασσα. Πριν από 190 εκατομμύρια χρόνια η Πανγέα διασπάστηκε σε δύο μεγάλα κομμάτια, την Λαυρασία και την Γκοτβάνα. Η θάλασσα που τις χώριζε ονομάστηκε Τήθυς. Με τη σειρά τους οι δύο αυτές ήπειροι διασπάστηκαν περαιτέρω, με τα τεμάχη που δημιουργήθηκαν να απομακρύνονται συνεχώς μεταξύ τους έως τις μέρες. Η σημερινή μορφή της γήινης επιφάνειας είναι, λοιπόν, αποτέλεσμα μια συνεχούς και δυναμικής εξελικτικής διαδικασίας.

1.3 Η δομή του εσωτερικού της γης Η γη αποτελείται από τρία διαφορετικά στρώματα, τον φλοιό, τον μανδύα και τον πυρήνα, συνολικού πάχους 6.370χλμ περίπου (εικ1.7). Ο φλοιός είναι το στερεό, εξωτερικό περίβλημα της γης και διακρίνεται σε ηπειρωτικό και ωκεάνιο. Το 8

1.6 H λιθόσφαιρα της γης αποτελείται από επτά μεγάλες πλάκες (Αφρικανική, Ευρασιατική, Ινδο- Αυστραλιανή, Ανταρκτική, πλάκα του Ειρηνικού). Οι πλάκες κινούνται όπως υποδεικνύουν τα βέλη σε διαφορετικές κατευθύνσεις μεταξύ τους. Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ12

1.7 Η δομή της γης. Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/΄΄ Σεισμός-η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999-σελ11

1.8 Οι σεισμοί εντοπίζονται κυρίως στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών, στις μεσοωκεάνιες ράχεις και στις περιοχές σύγκλισης πλακών. Κάτι αντίστοιχο μπορεί να παρατηρηθεί και για την ηφαιστειότητα - κόκκινες ζώνες: επίκεντρα σεισμών και ηφαίστεια. Πηγή: Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ – Ο.Α.Σ.Π / ‘’Σεισμός – η γνώση είναι προστασία’’/ Αθήνα 1.9 Ο μηχανισμός δημιουργίας ενός ρήγματος μετασχηματισμού. Πηγή: Time-Life books/ Amsterdam-Planet Earth/Earthquake p.95 9

μέσο πάχος του ηπειρωτικού είναι περίπου 35χλμ, κάτω όμως από τις μεγάλες οροσειρές μπορεί να φτάσει τα 60 – 70 χλμ, ενώ το μέσο πάχος του ωκεάνιου είναι 7 χλμ. Ο μανδύας είναι το αμέσως επόμενο στρώμα και φτάνει μέχρι το βάθος των 2.900χλμ. Η επιφάνεια που χωρίζει το φλοιό από τον μανδύα, είναι γνωστή με το όνομα Ασυνέχεια Mohorovicic. Ως λιθόσφαιρα χαρακτηρίζεται ένα δύσκαμπτο στρώμα, μέσου πάχους 80χλμ. περίπου, που αποτελείται από τον στερεό φλοιό και μέρος του στερεού ανώτερου μανδύα. Το τμήμα του μανδύα που βρίσκεται κάτω από την λιθόσφαιρα είναι γνωστό ως ασθενόσφαιρα. Κάτω από τον μανδύα υπάρχει ο πυρήνας που φτάνει έως το κέντρο της γης και διακρίνεται και αυτός με τη σειρά του σε εξωτερικό (υγρή/ρευστή κατάσταση) και σε εσωτερικό (στερεή κατάσταση). Η λιθόσφαιρα δεν είναι ενιαία αλλά αποτελείται από ένα σύνολο μεγάλων και μικρότερων πλακών, μέρος των οποίων είναι και οι ήπειροι, οι οποίες ολισθαίνουν πάνω στο υποκείμενο παχύρευστο μανδυακό υλικό (ασθενόσφαιρα), πραγματοποιώντας σχετικές κινήσεις μεταξύ τους. Οι πλάκες αυτές ονομάζονται λιθοσφαιρικές πλάκες (εικ.1.6). Τα αίτια κίνησής τους είναι πιθανόν οι οριζόντιες εφαπτομενικές δυνάμεις που ασκούνται στον πυθμένα τους από τα θερμικά ρεύματα μεταφοράς, τα οποία δημιουργούνται στον ασθενοσφαιρικό μανδύα. Μια ικανοποιητική και ευρέως αποδεκτή ερμηνεία της πλειονότητας των σεισμών γίνεται στο πλαίσιο του φαινομένου που ονομάζουμε τεκτονική των λιθοσφαιρικών πλακών. Σύμφωνα με αυτήν την θεωρία, οι λιθοσφαιρικές πλάκες αλλού αποκλίνουν, αλλού συγκλίνουν και αλλού η μία κινείται παράλληλα - εφαπτομενικά σε σχέση με την διπλανή της. Στις περιοχές που οι λιθοσφαιρικές πλάκες αποκλίνουν (μεσοωκεάνειες ράχεις εικ 1.10), παρατηρείται μία συνεχής συμπλήρωση του κενού από μάγμα, θερμού δηλαδή ασθενοσφαιρικού υλικού, το οποίο βγαίνει στην επιφάνεια, ψύχεται, στερεοποιείται και οδηγεί έτσι στην δημιουργία νέας λιθόσφαιρας κατά μήκος των δύο πλευρών των ράχεων (π.χ. μεσοωκεάνια ράχη Ατλαντικού ωκεανού, απομάκρυνση Αμερικανικής – Αφρικανικής πλάκας.) Στις περιοχές που ολισθαίνουν οριζόντια η μία πλάκα σε σχέση με την άλλη, με την ίδια ή αντίθετη φορά και διαφορετικές ταχύτητες, η κίνηση γίνεται κατά μήκος κατακορύφων ρηγμάτων μετασχηματισμού . Στην περίπτωση της σύγκλισης των πλακών, στα σημεία που συναντώνται οι δύο πλάκες οι οποίες πλησιάζουν η μία την άλλη, δύο πράγματα μπορεί να συμβούν: είτε αυτές θα αρχίσουν να συμπιέζονται, με αποτέλεσμα σιγά σιγά να παραμορφώνονται, όπως για παράδειγμα συμβαίνει με την σύγκρουση της Ινδοαυστραλιανής με την Ευρασιατική πλάκα στην περιοχή της Ινδίας, όπου η παραμόρφωσή τους δημιουργεί το συγκρότημα των Ιμαλαΐων, είτε η πυκνότερη πλάκα από τις δύο θα αρχίσει να βυθίζεται κάτω από την άλλη, μέχρις ότου λιώσει στο θερμό μανδυακό υλικό (εικ.1.11). Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, με την πλάκα του Ειρηνικού, η οποία βυθίζεται κάτω από την Ευρασιατική στην περιοχή της Ιαπωνίας. Η δημιουργία, επομένως, νέου ωκεάνιου φλοιού στις μεσοωκεάνιες ράχεις αντισταθμίζεται με την καταστροφή αντίστοιχης ποσότητας στις περιοχές σύγκλισης των πλακών (ωκεάνιες τάφροι ή νησιωτικά τόξα), οπότε η συνολική επιφάνεια της γης παραμένει σταθερή, υπάρχει δηλαδή μια συνεχής γεωλογική αναδιαμόρφωση του πλανήτη. Αποτέλεσμα της σχετικής κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η αργή παραμόρφωση των πετρωμάτων στις παρυφές τους. Για τον λόγο αυτό, στα πετρώματα που βρίσκονται κοντά στις περιοχές αυτές, συσσωρεύονται τεράστια ποσά 10

1.10 Δημιουργία μεσοωκεάνιας ράχης σε περιοχή απόκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών και άνοδος θερμού υλικού (μάγματος). Η οριζόντια κίνηση των πλακών συμβαίνει κατά μήκος ενός ρήγματος μετασχηματισμού. Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ14 1.11 Δημιουργία τόξου που αποτελείται από ωκεάνια τάφρο, ηφαιστειακό – νησιωτικό τόξο και οπισθόταφρο σε περιοχή υποβύθισης μιας ωκεάνιας λιθοσφαιρικής πλάκας κάτω από την άλλη. Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ14

1.12 Τα αποτελέσματα του ερευνητικού προγράμματος «Seismic Hazard Harmonization in Europe» 11

δυναμικής ενέργειας (ενέργεια ελαστικής παραμόρφωσης πετρωμάτων) και αναπτύσσονται μεγάλες τάσεις που συνεχώς αυξάνουν. Όταν οι τάσεις αυξηθούν τόσο πολύ, ώστε να υπερβούν το όριο αντοχής του λιθοσφαιρικού υλικού στο σημείο αυτό, επέρχεται θραύση. Ταυτόχρονα, πραγματοποιείται απότομη σχετική κίνηση των δύο τμημάτων που έχουν προκύψει κατά μία επιφάνεια, ως ότου αυτά ισορροπήσουν σε νέες θέσεις. Η επιφάνεια αυτή αποτελεί το λεγόμενο σεισμικό ρήγμα, το οποίο συνήθως εντοπίζεται σε αρκετά μεγάλο βάθος από την επιφάνεια της γης, ενώ αυτήν την χρονική στιγμή, στην περιοχή της λιθόσφαιρας, γεννιέται ένας σεισμός(εικ.1.9). Από όλα τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι δεν είναι καθόλου τυχαίο το γεγονός ότι οι περιοχές μέγιστης σεισμικής δράσης συμπίπτουν με τις περιοχές γειτνίασης διαφορετικών πλακών. Η λεκάνη της Μεσογείου, όπως φαίνεται και στο χάρτη 1.12, εμφανίζει μεγάλη σεισμική επικινδυνότητα λόγω της γειτνίασης διαφορετικών πλακών στο επίπεδο της λιθόσφαιρας. Ανά τους αιώνες έχουν εκδηλωθεί σημαντικά σεισμικά συμβάντα σε όλο τον κόσμο και κατά κύριο λόγο στις ζώνες σεισμικής επικινδυνότητας, όπως και η Μεσόγειος. Ο σεισμός, η δόνηση δηλαδή της επιφάνειας της γης, η οποία οφείλεται σε φυσικά αίτια και κυρίως στη διατάραξη της μηχανικής ισορροπίας των πετρωμάτων του φλοιού της γης, έχει πλήξει πολυάριθμες φορές και τη χώρα μας. Ο κραδασμός ή κίνηση αυτή του εδάφους οφείλεται στη θραύση των πετρωμάτων, το στιγμιαίο αποτέλεσμα μιας μακροχρόνιας διαδικασίας συσσώρευσης δυναμικής ενέργειας σε καταπονούμενες περιοχές της λιθόσφαιρας.

1.4 Σεισμοί και Ελλαδικός χώρος Ο Ελλαδικός χώρος βρίσκεται στα όρια επαφής και σύγκλισης της Ευρασιατική πλάκας με την Αφρικανική. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω τα σημεία σύγκλισης ή απόκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών είναι τα σημεία που εμφανίζουν τη μεγαλύτερη σεισμική επικινδυνότητα. Η Ελλάδα κατέχει την πρώτη θέση στην Ευρώπη από πλευράς σεισμικότητας και την έκτη παγκοσμίως μετά την Ιαπωνία, τις Νέες Εβρίδες, το Περού, τα νησιά Σολομώντος και την Χιλή. Αυτό προέκυψε διότι ως μέτρο σεισμικότητας ορίζεται η συχνότητα εμφάνισης σεισμών σε ένα τόπο καθώς και τα μεγέθη τους. Σύμφωνα με έρευνες γεωμορφολόγων το μεγαλύτερο ρήγμα της Μεσογείου, με 300 χιλιόμετρα μήκος και δυναμική 8,3 ρίχτερ βρίσκεται δυτικά των Κυθήρων, βορειοδυτικά της Κρήτης μέχρι τα ανοιχτά της Πύλου. Στην Ελλάδα, επίσης, η εκλυόμενη σεισμική ενέργεια αντιστοιχεί στο μισό περίπου της σεισμικής ενέργειας της Ευρώπης και στο 2% της παγκόσμιας σεισμικής ενέργειας. Αυτή η σεισμική ενέργεια εκλύεται από περίπου 800 ενεργές σεισμικές εστίες. Στον Ελλαδικό χώρο εκδηλώνονται κατά μέσο όρο κάθε δεκαετία 16 σεισμοί με μέγεθος μεγαλύτερο των 6 βαθμών της κλίμακας ρίχτερ και 2,4 σεισμοί μεγαλύτεροι των 7 βαθμών ρίχτερ. Κάθε αιώνα αναμένονται 3-4 σεισμοί με μέγεθος μεγαλύτερο των 8 βαθμών ρίχτερ. Όλα τα παραπάνω καθιστούν την Ελλάδα μια χώρα με υψηλή σεισμική επικινδυνότητα, μετρώντας στο πέρασμα των αιώνων αναρίθμητες υλικές ζημιές και θύματα. Για αυτό το λόγο είναι επιτακτική η ανάγκη της εισαγωγής και εφαρμογής αντισεισμικής τεχνολογίας σε κάθε κατασκευή με σκοπό τη θωράκισή της. Ως αντισεισμική κατασκευή ορίζεται η κατασκευή η οποία είναι ασφαλής και λειτουργική στους μικρούς και συνήθεις σεισμούς, ενώ δεν καταρρέει (παρά τις ζημιές που μπορεί να υποστεί) κατά τους μεγάλους και σπάνιους σεισμούς, με αποτέλεσμα να περιορίζονται οι ανθρώπινες απώλειες.

12

1.13 Μηχανισμοί γένεσης σεισμών μεγέθους Μ>5.3 και μικρού βάθους του Ελληνικού χώρου. Πηγή: Δρακόπουλος και Δεληβάσης 1982

1.15 Σχηματική απεικόνιση (τομή) του ελληνικού τόξου. (Παπανικολάου Δ.,1998) Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ28

1.16 Το ελληνικό τόξο (Παπανικολάου Δ.1998) Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ23

1.14 Χάρτης ζωνών σεισμικής επικινδυνότητας του ελληνικού χώρου Πηγή: Εκπόνηση χάρτη σεισμικής επικινδυνότητας της Ελλάδας, ΟΑΣΠ, 1989 13

Βασικό τεκτονικό γνώρισμα του Ελληνικού χώρου είναι το Ελληνικό τόξο. Το Ελληνικό τόξο (τόξο του Αιγαίου), αποτελεί το όριο επαφής της Ευρασιατικής λιθοσφαιρικής πλάκας, τμήμα της οποίας είναι το Αιγαίο, και της Αφρικανικής πλάκας, τμήμα της οποίας είναι η λιθόσφαιρα της Ανατολικής Μεσογείου (εικ.1.15). Οι δύο λιθοσφαιρικές πλάκες συγκλίνουν στην περιοχή αυτή με σχετική ταχύτητα 2,5 cm το χρόνο, με συνέπεια την καταβύθιση της ωκεάνιας πλάκας της Ανατολικής Μεσογείου, λόγω μεγαλύτερης πυκνότητας, κάτω από την ηπειρωτική πλάκα του Αιγαίου (εικ.1.16). Το τόξο που δημιουργείται στην περίπτωση αυτή αποτελείται από την ελληνική τάφρο, το νησιωτικό τόξο, την οπισθοτάφρο και το ηφαιστειακό τόξο. Η τάφρος δημιουργείται κατά μήκος της επαφής των δύο πλακών. Πρόκειται για μία σειρά από βαθιές θαλάσσιες λεκάνες από την Ρόδο έως και την Κεφαλλονιά με το μέγιστο βάθος της να εντοπίζεται νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου στο Ιόνιο πέλαγος (βάθος περίπου 4.500m). Αυτό είναι και το βαθύτερο σημείο της Μεσογείου. Το νησιωτικό τόξο τοποθετείται παράλληλα ως προς την τάφρο και σε μικρή απόσταση από αυτήν και δημιουργείται από την ανύψωση των πετρωμάτων του περιθωρίου της Ευρασιτικής πλάκας. Η οπισθοτάφρος είναι μία θαλάσσια λεκάνη (Κρητικό πέλαγος), μικρότερου βάθους από την τάφρο, με το μέγιστο βάθος της να φτάνει τα 2.000m περίπου. Τέλος το ηφαιστειακό τόξο αποτελείται από διαδοχικά ηφαίστεια (ενεργά και ανενεργά) όπως αυτά στο Σουσάκι, στα Μέθανα, στην Μήλο, στην Σαντορίνη, στην Νίσυρο. Η δημιουργία τους οφείλεται σε ανάτηξη υλικού της υποβυθιζόμενης Αφρικανικής πλάκας. Κατά την άνοδό του το υλικό αυτό διαπερνά την Ευρασιατική πλάκα και σχηματίζει τα ηφαίστεια. Επίσης στην περιοχή του Β. Αιγαίου παρατηρείται και εκεί τάφρος, με βάθος 1.500m περίπου. Γεωγραφικά, τα επίκεντρα των σεισμών στον Ελλαδικό χώρο κατανέμονται ως εξής: - Τα επίκεντρα των επιφανειακών σεισμών (οι οποίοι είναι και οι πιο επικίνδυνοι) στον ελληνικό χώρο εμφανίζονται αρκετά διασπαρμένα. Παρ’ όλα αυτά όμως, τα περισσότερα διατάσσονται κατά μήκος μιας τοξοειδούς ζώνης στην περιοχή του ελληνικού τόξου (Δ. Αλβανία – νησιά Ιονίου – Κρήτη – Κάρπαθος – Ρόδος – Ν.Δ. Τουρκία). Σημαντική σεισμική δραστηριότητα παρατηρείται επίσης και στην περιοχή του Β. Αιγαίου και της Β.Δ. Ανατολίας.

- Οι σεισμοί ενδιάμεσου βάθους εκδηλώνονται στην περιοχή του Ν. Αιγαίου. Τα επίκεντρα διατάσσονται σε μία ζώνη παράλληλη με το ελληνικό τόξο, ενώ οι εστίες βρίσκονται σε βάθη που φτάνουν έως τα 160km περίπου.

1.5 Η ορολογία του σεισμού Οι σεισμοί διακρίνονται σε: - Τεκτονικοί: είναι οι σεισμοί με τη μεγαλύτερη σεισμική επικινδυνότητα λόγω της μεγάλης συχνότητας εμφάνισής του μιας και αποτελούν το 90% των σεισμών - Ηφαιστειογενείς: οι σεισμοί αυτοί σχετίζονται με εκρήξεις ηφαιστείων που είτε προηγούνται είτε έπονται τον σεισμού και αποτελούν το 7% των σεισμών στο σύνολό τους - Εγκατακρημνισιγενείς: αποτελούν το 3% των σεισμών και προκαλούνται από την κατακρήμνηση ορόφων φυσικών εγκοίλων (σπηλαίων). Τα μεγέθη τους είναι μικρά και συνήθως εκδηλώνονται σε μη ενεργές περιοχές της γης (μακριά από τα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών). Οι σεισμικές δονήσεις που προηγούνται του κυρίως σεισμού, του σεισμού δηλαδή με το μεγαλύτερο μέγεθος, οι προ σεισμοί, 14

1.17 Τυπικό σεισμόγραμμα. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Αρχιτεκτονική και Σεισμός 1.19 Βαρθολομίο, σεισμός 1988, εδαφική ρωγμή Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ24 1.20 Η γέννηση του σεισμού. Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ-ΟΑΣΠ/’’ Σεισμός- η γνώση είναι προστασία΄΄/Αθήνα 1999 σελ15

1.21 Λίγα δευτερόλεπτα πριν το χτύπημα του πρώτου κύματος του θανάσιμου τσουνάμι, το πρωί της 26ης Δεκεμβρίου. Οι τουρίστες παρατηρούν αποσβολωμένοι το κύμα να φθάνει προς την ακτή Κράμπι της Ταϊλάνδης. Ο φωτογραφικός φακός απαθανάτισε τη θεομηνία που εμφανίστηκε από το πουθενά. Πηγή: εφημερίδα ¨Το Βήμα¨/ Παρασκευή 31 Δεκεμβρίου 2004, σελ. Α1

1.18 Τα σεισμικά κύματα. Πηγή:http://earthquake-now.blogspot.gr/ 15

1.22 Η γέννηση της Ελληνικής γης. http://exereuniseis-ghs.blogspot.gr/

καθώς και αυτοί που ακολουθούν, οι μετασεισμοί, ορίζουν μια σεισμική ακολουθία. Η παρουσία ενός ρήγματος σε μια περιοχή, την καθιστά ζώνη αυξημένης σεισμικής επικινδυνότητας. Ειδικά όταν το ρήγμα θεωρείται ενεργό, δηλαδή έχει παρατηρηθεί σχετική μετατόπιση σε αυτό έστω και μια φορά τα τελευταία 10.000 χρόνια. Καθώς ένας σεισμός γεννιέται από τη μετατόπιση αυτή κατά μήκος ενός ρήγματος, σε μεγάλο βάθος από την επιφάνεια, το σεισμικό κύμα που τον προκαλεί ταξιδεύει προς όλες τις κατευθύνσεις. Διαδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις και κινείται με τυχηματικό τρόπο προς τη στεριά αλλά και τη θάλασσα. Η ενέργεια του σεισμού μεταδίδεται προς την επιφάνεια του εδάφους μέσω των διάφορων στρωμάτων της γης και δεν είναι λίγες οι φορές που προκαλούνται ρηγματώσεις στο έδαφος, οι οποίες αποτελούν και ορατές αποδείξεις της ύπαρξης του σεισμού. Ο χώρος που πρωτοεκδηλώνεται η διάρρηξη των πετρωμάτων (σεισμογόνος χώρος) μπορεί κατά προσέγγιση να θεωρηθεί ως σημείο και ονομάζεται εστία ή υπόκεντρο του σεισμού. Το ίχνος της κατακόρυφης προβολής της εστίας πάνω στην επιφάνεια της γης είναι το επίκεντρο, ενώ η απόστασή του από την εστία λέγεται εστιακό βάθος. Η διάρρηξη των πετρωμάτων, που σηματοδοτεί την γέννηση ενός σεισμού, συνοδεύεται από απότομη έκλυση ενέργειας. Η συσσωρευμένη δυναμική ενέργεια παραμόρφωσης των πετρωμάτων μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια ταλάντωσης των υλικών σημείων της επιφάνειας του ρήγματος (εικ.1.17 και 1.18). Οι ταλαντώσεις αυτές μεταδίδονται στα γειτονικά τους σημεία και προκαλούν μεταβολές στον όγκο του εδάφους. Κατά την διάρρηξη παράγονται δύο είδη κυμάτων: τα επιμήκη (Ρ-πρωτεύοντα), και τα εγκάρσια (S-δευτερεύοντα). Τα κύματα αυτά χαρακτηρίζονται ως κύματα χώρου και διαδίδονται προς κάθε κατεύθυνση στο εσωτερικό της γης, τόσο στα επιφανειακά στρώματα, όσο και στον πυρήνα. Τα πρωτεύοντα είναι κύματα συστολής - διαστολής (θλίψης - εφελκυσμού). Τα σωματίδια, δηλαδή, κινούνται κατά τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος προς τα εμπρός και προς τα πίσω, όπως τα ηχητικά κύματα. Αυτό ισχύει για σκληρά πετρώματα, στο ρευστό μάγμα και στο νερό. Τα δευτερεύοντα κύματα (S) είναι διατμητικά κύματα, εγκάρσια δηλαδή κύματα. Τα σωματίδια κινούνται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Αυτό συμβαίνει μόνο στα σκληρά πετρώματα όχι όμως στο ρευστό μάγμα ή το νερό επειδή δεν υπάρχει καμία διατμητική αντοχή εκεί. Κατά την διάδοση των επιμήκων σεισμικών κυμάτων, τα υλικά σημεία του μέσου διάδοσης ταλαντώνονται παράλληλα προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος, ενώ στην περίπτωση των εγκάρσιων κυμάτων τα υλικά σημεία ταλαντώνονται κάθετα προς την διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα επιμήκη κύματα φτάνουν πρώτα σε ένα σημείο της επιφάνειας της γης και όπως είναι αναμενόμενο είναι τα πρώτα κύματα που καταγράφονται από τους σεισμογράφους λόγω του ότι έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα διάδοσης από τα εγκάρσια. Τα πλάτη των εγκαρσίων είναι μεγαλύτερα από τα πλάτη των άλλων κυμάτων και κατά συνέπεια αυτά είναι τα κύματα που προκαλούν τις μεγαλύτερες βλάβες στις κατασκευές Εξ αιτίας της ανομοιογένειας των πετρωμάτων, τα κύματα χώρου κατά την διάδοσή τους δημιουργούν και άλλα κύματα, τα επιφανειακά, καθώς και ανακλάσεις και διαθλάσεις των Ρ και S κυμάτων. Τα επιφανειακά κύματα διακρίνονται σε διάφορα είδη, όπως τα κύματα Love (L), Rayleight (R) και Stonley (S). Τα κύματα αυτά δεν διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις όπως τα κύματα χώρου. Τα επιφανειακά κύματα απαντώνται μόνο στην επιφάνεια της γης διότι η κίνηση των σωματιδίων εξασθενεί προς τα κάτω σημαντικά. Στα κύματα L τα σωματίδια κινούνται οριζοντίως κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης φθίνοντας όμως έντονα προς τα κάτω. Στα κύματα R τα σωματίδια κινούνται σε μια ελλειπτική τροχιά σε ένα κατακόρυφο 16

Κεφάλαιο 2 2.1. Προσομοίωση παραμορφώσεων των ατομικών δεσμών της ύλης υπό την επίδραση μηχανικών τάσεων. Πηγή:¨Αρχιτεκτονική και σεισμός¨ , Π. Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ 3 Α. Κατάσταση ηρεμίας χωρίς επιβολή τάσεων Β. Το σώμα υπόκειται σε εφελκυστική τάση, με τα άτομα να απομακρύνονται μεταξύ τους και το σώμα να επιμηκύνεται Γ. Το σώμα υπόκειται σε θλιπτικές τάσεις, με τα άτομα να προσεγγίζουν το ένα το άλλο και το σώμα να βραχύνεται

0.05s

Καλά στερεωμένο στο έδαφος αντικείμενο μεγάλων διαστάσεων

0.1s

Πλαισιακός φορέας ύψους 3μ.

0.5s

Τετραώροφο κτίριο

1-2s

Κτίριο μεταξύ 10 – 20 ορόφων

4s

Υπερυψωμένη δεξαμενή νερού

2.5-6s

Ξύλινη αποβάθρα

6s

Αναρτημένη γέφυρα

2.2 Τυπικά σκίτσα αναπαράστασης του τρόπου επίδρασης των σεισμικών φορτίων στον κτιριακό όγκο. Πηγή:C.Arnold-R.Reitherman ‘’Building configuration and seismic design’’, John Wiley & Sons,New York, σελ.50 17

2.3 Ένα κτίριο θα πρέπει να είναι σε θέση να υποστεί παρατεταμένες περιόδους δόνησης του εδάφους θεμελίωσής του, χωρίς μοιραίες αστοχίες. Πηγή:’’Αρχιτεκτονική και σεισμός’’ , Π.Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ.8. Δυνάμεις αδράνειας

οριζόντια μετακίνηση εδάφους

κατακόρυφη συνιστώσα σεισμού

οριζόντια μετακίνηση εδάφους

κατακόρυφη συνιστώσα σεισμού

2.4 Κατακόρυφη και οριζόντια συνιστώσα του σεισμού. Το κτήριο πρέπει να τις υποστεί χωρίς να καταρρεύσει. Πηγή: ¨Αρχιτεκτονική και σεισμός¨ Π. Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ 3

επίπεδο, δηλαδή συνδυασμένα οριζοντίως προς τα εμπρός και προς τα πίσω, καθώς και κατακορύφως πάνω και κάτω, (μοιάζουν με τα κύματα του νερού, τα κύματα δηλαδή στην ελεύθερη επιφάνεια του νερού μετά το ρίξιμο μιας πέτρας). Η δράση του σεισμού είναι εντελώς τυχηματική και η μετακίνηση του εδάφους συντελείται και αυτή με τρόπο τυχαίο, κυρίως στο οριζόντιο επίπεδο, συχνά με έμφαση σε μια διεύθυνση και κάποιες φορές με μια σημαντική κατακόρυφη συνιστώσα. Ένας σεισμός χαρακτηρίζεται από το μέγεθος του, την έντασή του, την επιτάχυνσή του, την ταχύτητα του και την μετατόπιση που προκαλεί. Το μέγεθος ενός σεισμού εκφράζεται σε βαθμούς της κλίμακας Richter και είναι η φυσική ποσότητα που χρησιμοποιείται από τους σεισμολόγους για τη μέτρηση της σεισμικής ενέργειας που απελευθερώνεται στο σημείο που εκδηλώνεται ο σεισμός. Η ένταση ενός σεισμού εκφράζεται με εμπειρικό τρόπο είτε σε βαθμούς της αναθεωρημένης κλίμακας Mercalli (MM) ή σε βαθμούς της κλίμακας Mercalli-Sieberg (MKS) και είναι η φυσική ποσότητα που δίνει το μέτρο των αποτελεσμάτων ενός σεισμού στους ανθρώπους και στις ανθρώπινες κατασκευές. Ως επιτάχυνση ορίζεται ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας και ως ταχύτητα ο ρυθμός μεταβολής της μετατόπισης του εδάφους που μετράται συνήθως σε cm/sec. Ως μετατόπιση η απόσταση την οποία έχει διανύσει ένα μόριο του εδάφους από την θέση ηρεμίας του μέχρι την τελική του θέση, που μετράται συνήθως σε cm. Ο σεισμός πολλές φορές μπορεί να προκαλέσει μετά το πέρας του φαινόμενα πιο καταστρεπτικά από αυτά που η ίδια η σεισμική δόνηση προκάλεσε. Αυτά μπορεί να είναι κατολισθητικά φαινόμενα, καθιζήσεις και εξάρσεις εδαφών, ρευστοποιήσεις εδαφών, εδαφικές διαρρήξεις και tsunamis.

2. Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥ ΔΟΜΗΜΕΝΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΕ ΤΑ ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ 2.1 Εισαγωγή Παρά τη συνεχή μελέτη και έρευνα των επιστημόνων γύρω από το φαινόμενο του σεισμού δεν έχουμε καταφέρει ακόμα να προβλέψουμε με σχετική ακρίβεια το πότε ένας σεισμός θα λάβει χώρα, ποιό θα είναι το μέγεθός του και ποιές θα είναι οι συνέπειες που θα αφήσει πίσω του. Εφόσον, λοιπόν δεν υπάρχει η πρόβλεψη, είναι επιτακτική η άναγκη της ύπαρξης μέτρων προστασίας. Τα μέτρα προστασίας διακρίνονται σε αυτά που αποσκοπούν στην προστασία του ανθρώπου και σε αυτά που αποσκοπούν στην προστασία του κτισμένου περιβάλλοντος, που έχουν και αυτά άμεση σύνδεση με την προστασία του ανθρώπου - χρήστη. Για να προβούμε όμως στη θέσπιση μέτρων ή κανονισμών που εξασφαλίζουν την καλή σεισμική συμπεριφορά του κτισμένου περιβάλλοντος, είτε αυτό προυπάρχει είτε πρόκειται να χτιστεί, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε τις ιδιότητές του.

2.2 Η αντίδραση των κτιρίων στο σεισμό Τα σεισμικά κύματα διαδιδόμενα στο χώρο προκαλούν βίαιες μετακινήσεις του εδάφους τόσο στον οριζόντιο όσο και στον κατακόρυφο άξονα (εικ.2.1, 2.3 και 2.4). Η σύνθετη αυτή κίνηση του εδάφους πρόκειται για μια τυχηματική κατάσταση που είναι αδύνατο να προβλεφθεί με σχετική ακρίβεια. Το έδαφος κινείται προς όλες τις κατευθύνσεις, με μια βέβαια επικρατούσα διεύθυνση. Τα κτίρια θεωρούνται πακτωμένα στο έδαφος μέσω των θεμελίων. Εφόσον η βάση, που είναι 18

19

2.5. Αθήνα 7-9-1999. Κτίριο στην περιοχή του Μενιδίου. Πηγή: Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ – Ο.Α.Σ.Π / ‘’Σεισμός – η γνώση είναι προστασία’’, Αθήνα 1999 – σελ 43.

2.8 Αθήνα, 7-9-1999. Πολυκατοκκία της οδού Πίνδου στην Ν.Φιλαδέλφεια. Πηγή: Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ – Ο.Α.Σ.Π / ‘’Σεισμός – η γνώση είναι προστασία’’, Αθήνα 1999 – σελ 42

2.6 Μεξικό 1985. Ο σεισμός (Μ=8.1) είχε 9.000 θύματα και πάνω από 1.000.000 άστεγους. Πηγή: Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ – Ο.Α.Σ.Π / ‘’Σεισμός – η γνώση είναι προστασία’’, Αθήνα 1999 – σελ. 37.

2.9 Αρμενία 1988. Ο σεισμός (Μ=6,9) ισοπέδωσε το 80% των κτιρίων και 25.000 σκοτώθηκαν. Πηγή: Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ – Ο.Α.Σ.Π ‘’Σεισμός – η γνώση είναι προστασία’’, Αθήνα 1999 – σελ. 39.

2.7 San Francisco 1906 Πηγή:Time-Life Books/Amsterdam - Planet Earth/Earthquake, σελ.66.

2.10 San Francisco 1906 Πηγή:Time-Life Books/Amsterdam - Planet Earth/Earthquake, σελ.69

τα θεμέλια, διεγείρεται σεισμικά τότε και όλη η κατασκευή τίθεται σε κίνηση υπακούοντας στην αδράνεια. Η εκλυόμενη σεισμική ενέργεια έχει ως αποτέλεσμα την άσκηση δυνάμεων, την ανάπτυξη τάσεων και παραμορφώσεων σε οποιαδήποτε κατασκευή. Το κτίριο κατά τη διάρκεια μιας σεισμικής δόνησης καταπονείται από δυνάμεις αδράνειας, οι οποίες αναπτύσσονται στο εσωτερικό της κτιριακής μάζας καθόλη τη διάρκεια του σεισμού. Το μέγεθος των αδρανειακών δυνάμεων που αναπτύσσονται είναι ανάλογο της μάζας της κατασκευής και μεταβάλλεται από τη μια στιγμή στην άλλη καθώς μεταβάλλεται η επιτάχυνση του ίδιου του σεισμού. Η αναπτυσσόμενη επιτάχυνση του σεισμού είναι ένα μέγεθος που δεν μπορούμε να γνωρίζουμε πριν το σεισμό, συνεπώς από τη συνάρτηση F=m*a ο παράγοντας που καθορίζεται από τον άνθρωπο είναι το m, η μάζα δηλαδή της κατασκευής. Οι ελαφρές κατσκευές (π.χ ξύλινες, μεταλλικές) με μια πρώτη ματιά έχουν σαφές πλεονέκτημα έναντι των κατασκευών με αυξημένη κτιριακή μάζα, διότι οι δεύτερες επιβαρύνονται με αυξημένα οριζόντια και κατακόρυφα φορτία σε επικείμενο σεισμό. Οι αδρανειακές δυνάμεις που προκαλούνται λόγω σεισμού καταπονούν το κτίριο. Για αυτό το λόγο τα κτίρια πρέπει να είναι υπολογισμένα να αντέξουν τα μη αναμενόμενα και ιδιαιτέρως επιβαρυντικά για την κατασκευή, σεισμικά φορτία χωρίς να υποστούν βλάβες και φυσικά χωρις να καταρρεύσουν λόγω υπερφόρτισης τους. Η κατασκευή κατά τη διάρκεια του σεισμού υφίσταται παραμόρφωση. Η παραμόρφωση αυτή διαφοροποιείται κατά μήκος και καθ΄ύψος της κατασκευής και κατά συνέπεια διαφοροποιούνται και οι αδρανειακές δυνάμεις στο κάθε μέλος της. Η αδράνεια που παρουσιάζει το κάθε μέλος της κατακευής είναι ανάλογη της μάζας και της επιτάχυνσης του. Οι δυνάμεις αδράνειας, οι μετακινήσεις και οι παραμορφώσεις που υφίσταται το κτίριο σαν ενιαίο σύνολο, μεταφέρονται σε κάθε δομικό μέλος της κατασκευής, φέρον και μη, πρωτεύον ή δευτερεύον. Η απόκριση του κάθε μέλους στη σεισμική διέγερση διέπεται από τους ίδιους φυσικούς νόμους που ελέγχουν και τη συμπεριφορά της όλης κατασκευής και συνθέτουν τη σεισμική απόκριση του κτιρίου σαν σύνολο. Κατά τη διάρκεια του σεισμού ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψην είναι η κατακόρυφη συνιστώσα του. Το κτίριο από τη ίδια του τη φύση είναι σχεδιασμένο να μεταφέρει τα κατακόρυφα φορτία στο έδαφος (κινητά ή ακίνητα φορτία). Πολλές φορές η ιδιότητα αυτή του κτιρίου δεν επαρκεί για να καλύψει την μεταβίβαση των κατακόρυφων σεισμικών φορτίων διότι αυτά μπορεί να φτάσουν έως και τα 2/3 της ισχύος των πλάγιων ωθήσεων. Όταν, λοιπόν, η κατασκευή δεν είναι σχεδιασμένη να διαχειριστεί πέρα από τα οριζόντια και τα κατόρυφα φορτία του σεισμού, οδηγείται συχνά σε αστοχία επειδή οι πλάγιες ωθήσεις εξασθενούν αρχικά την κατασκευή, καμπτοντας τα υποστηλώματα, ενώ τα κατακόρυφα φορτία οδηγούν στην κατάρρευσή του. Ο τρόπος με τον οποίο μία δομική κατασκευή καταναλώνει (απορροφά), ή μεταφέρει την ενέργεια που απελευθερώνεται και μεταδίδεται σε αυτήν από έναν σεισμό, θα καθορίσει την επιτυχία ή την αποτυχία του σχεδιασμού και της κατασκευής σε σχέση με την αντισεισμική της συμπεριφορά. Το ιδεατό είναι οι μηχανισμοί απορρόφησης (ή μεταφοράς) ενέργειας τους οποίους θα αποφασίσουμε να υιοθετήσουμε, να είναι τέτοιοι ώστε καμία κρίσιμη αστοχία να μην επέλθει.

20

2.11 Μία στήλη από οπτόπλινθους χωρίς κονίαμα, εάν υποστεί μία σημαντική μετακίνηση του εδάφους θεμελίωσης, θα παραμορφωθεί μόνιμα, με κάθε τούβλο να έχει μετακινηθεί λόγω αδρανείας. Πηγή:’’Αρχιτεκτονική και σεισμός’’ Π.Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ.11.

2.13 Την ώρα που το ανώτερο τμήμα της εύκαμπτης αυτής κατασκευής μετακινείται με υστέρηση, υπακούοντας στην αρχική μετακίνηση του εδάφους, το έδαφος ήδη αναστρέφει την μετακίνησή του. Πηγή:’’Αρχιτεκτονική και σεισμός’’ – Π.Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ.9

Η έννοια της θεμελιώδους ιδιοπεριόδου μέσα από το απλό παράδειγμα του κονταριού το οποίο φέρει συγκεντρωμένη μάζα στην κορυφή του.

Μ= η μάζα της κατασκευής Α= επιτάχυνση εδάφους α= άκαμπτη κατασκευή β= εύκαμπτη κατασκευή για πολύ σύντομη διάρκεια μετακίνησης γ= εύκαμπτη κατασκευή για παρατεταμένες μετακινήσεις των οποίων η συχνότητα πλησιάζει εκείνη της κατασκευής

F=m*a

F=m*a

F=m*a

κίνηση του εδάφους 2.12 Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman ‘’Building configuration and seismic design’’, John Wiley & Sons,New York, σελ.28.

21

2.14 Οι κατασκευές, καθώς συνδέονται με το έδαφος (μέσω της θεμελίωσής τους) με λιγότερο ή περισσότερο απαραμόρφωτη σχέση, αναπόφευκτα ανταποκρίνονται στις σεισμικές μετακινήσεις του. Πηγή:’’Αρχιτεκτονική και σεισμός’’ – Π.Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ.8.

2.3 Βασικές ιδιότητες των κτιρίων που καθορίζουν την συμπεριφορά τους στο σεισμό 2.3.1 Θεμελιώδης ιδιοπερίοδος Κάθε κτίριο διαθέτει κάποια χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ταυτότητά του και τη φύση του. Ένα από αυτά είναι και η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος του κτιρίου ή ιδιοσυχνότητα (εικ.2.12). Πρόκειται για την φυσική τάση του κτιρίου να ταλαντώνεται με ένα συγκεκριμένο ρυθμό, την θεμελιώδη δηλαδή ιδιοπερίοδό του. Ο μηχανικός πρέπει να μπορεί να προβλέψει με σχετική ακρίβεια το ρυθμό με τον οποίο θα δονηθεί το κτήριο σε περίπτωση σεισμού, την θεμελιώδη ιδιοπερίοδο του εδάφους δηλαδή, για να αποφύγει να συμπέσει με αυτή του κτιρίου. Αν αυτό συμβεί τότε δημιουργείται το φαινόμενο του συντονισμού, δηλαδή οι διαστάσεις της ταλάντωσης θα γίνουν μέγιστες και στο κτίριο θα ασκηθούν τα μέγιστα δυνατά φορτία. Οι θεμελιώδεις ιδιοπερίοδοι κυμαίνονται από 0.05 sec για ένα πολύ καλά στερεωμένο στο έδαφος αντικείμενο, 0,1 sec για μία κατασκευή πλαισιακού φορέα 3m ύψους, 0,5 sec για ένα τετραώροφο κτίριο, 1 έως 2 sec για ένα κτίριο μεταξύ 10 και 20 ορόφων και για μια μεγάλη αναρτημένη γέφυρα μπορεί να αγγίξει και τα 6 sec. Οι φυσικές περίοδοι του εδάφους από την άλλη, ανάλογα με το είδος αυτού, κυμαίνονται μεταξύ 0,5 και 1 sec, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει η πιθανότητα να συμπέσει η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος κάποιας κατασκευής με αυτή του εδάφους, να επέλθει δηλαδή συντονισμός κατά την διάρκεια κάποιου σεισμού. Υπάρχει επίσης η περίπτωση κάποια κατασκευή να βρεθεί σε κατάσταση μερικού συντονισμού. Για αυτό το λόγο, ήδη από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού, που ορίζεται η μορφή της κάτοψης και τα υλικά πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν και ο παράγοντας της θεμελιώδους ιδιοπεριόδου και αν αυτή φαίνεται να συμπίπτει ολικά ή μερικά με την φυσική περίοδο του εδάφους, τότε να υιοθετούνται τρόποι μεταβολής της ιδιοπεριόδου όπως: - Μεταφορά της συγκεντρωμένης μάζας σε χαμηλότερο ύψος - Αλλαγή ύψους κτιρίου - Αλλαγή της διαμέτρου ή του υλικού κατασκευής του κτιρίου - Αλλαγή βάσης στήριξης Ένα κτίριο, βέβαια, έχει περισσότερες από μια ιδιοπεριόδους λόγω του ότι κάθε υλικό που το συνθέτει φέρει και τη δικιά του ιδιοπερίοδο. Η επαλληλία των ιδιοπεριόδων προκαλεί την ταλάντωση του κτιρίου στη σεισμική διέγερση.

2.3.2 H βάση στήριξης (η επίδραση του εδάφους) Σημαντικό ρόλο στην κίνηση ενός κτιρίου κατά τη διάρκεια του σεισμού παίζει το έδαφος πάνω στο οποίο βρίσκεται. Η σύνθεση των εδαφικών στρώσεων επηρεάζουν σημαντικά το επικείμενο κτίριο και την ταλάντωσή του καθόλη τη διάρκεια της σεισμικής διέγερσης λόγω του ότι αυτό (το έδαφος) μπορεί να ενισχύει ή να απορροφάει τα σεισμικά κύματα. Πιο μαλακά εδάφη τείνουν να ενισχύουν τις χαμηλές συχνότητες σε βάρος των υψηλών, ενώ πιο στιβαρά εδάφη ενισχύουν τις ψηλές συχνότητες. Επιπλέον, όσο μαλακότερο είναι το έδαφος, τόσο πιο ομοιόμορφος είναι ο σεισμικός κραδασμός, τόσο αυξημένο είναι το πλάτος της περιόδου του και μεγαλύτερη η διάρκειά του. Με ευνοϊκές εδαφολογικές συνθήκες, όχι μόνο μειώνεται ο κίνδυνος από τους σεισμούς, αλλά υπάρχει και σημαντική οικονομία στην αντισεισμική θωράκιση των μελών 22

2.15 Drawings of Imperial hotel Πηγή: www.pbs.org / The life and work of Frank Lloyd Wright 23

της κατασκευής. Απότομα πρανή, βραχώδη στρώματα με κλίση, κατολισθήσεις, ρήγματα κ.λ.π., συντελούν στην αύξηση της σεισμικής έντασης όπως επίσης και ένα λεπτό επιφανειακό στρώμα χαλαρού εδάφους πάνω σε βραχώδη βάση.

2.3.3 Πλαστιμότητα - Αντοχή - Ευκαμψία - Δυσκαμψία Η πλαστιμότητα ή η πλάστιμη συμπεριφορά ενός υλικού παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη δυνάμεων στο εσωτερικό της κατασκευής κατά τη διάρκεια του σεισμού. Πρόκειται για μια ιδιότητα, η οποία επιτρέπει σε ορισμένα υλικά να αστοχήσουν μόνο κατόπιν ισχυρής ανελαστικής παραμόρφωσης. Ανελαστική παραμόρφωση είναι η κατάσταση στην οποία το υλικό παραμορφώνεται χωρίς περαιτέρω ανάπτυξη τάσεως και δεν επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση μετά την απομάκρυνση της φόρτισης, σε αντίθεση με την ελαστική παραμόρφωση. Το κάθε δομικό υλικό έχει διαφορετική πλάστιμη συμπεριφορά. Το μέταλλο και ο χάλυβας, για παράδειγμα, είναι πλάστιμα υλικά και αστοχούν μετά από εκτεταμένη ανελαστική παραμόρφωση σε αντίθεση με το άοπλο σκυρόδεμα, τον οπτόπλινθο, το μάρμαρο, το κρύσταλλο κ.α που είναι ψαθυρά υλικά και αστοχούν απότομα μετά από ελαστική παραμόρφωση λόγω έλλειψης ανελαστικής περιοχής. Στα ψαθυρά υλικά εμφανίζονται συχνά ρηγματώσεις που είναι απόδειξη της συνεχούς τους φόρτισης κατά τη διάρκεια του σεισμού, της αυξανόμενης παραμόρφωσης και της ελαττούμενης αντοχής τους. Πρόκειται, λοιπόν, για μια εξαιρετικά σημαντική ιδιότητα των υλικών που αναφέρεται στην ικανότητά τους να απορροφούν ενέργεια ενώ υφίστανται ανελαστικές παραμορφώσεις χωρίς να αστοχήσουν. Μια ορισμένη πλαστιμότητα είναι αναγκαία έτσι ώστε να προστατευτεί ο φορέας κατά την διάρκεια ενός ισχυρού σεισμού, από το ενδεχόμενο της κατάρρευσης. Η αντοχή του κτιρίου εκφράζει το πως το κτίριο θα αντισταθεί σε ορισμένο φορτίο (στο φορτίο του σεισμού), χωρίς οι φορτίσεις που θα δεχθεί να υπερβούν κάποιο συγκεκριμένο όριο. Η δυσκαμψία αφορά το πως ένα κτίριο δεν θα παρεκκλίνει - μετατοπιστεί - παραμορφωθεί περισσότερο από μια καθορισμένη τιμή καθόλη τη διάρκεια του σεισμού. Η αντοχή είναι αυτή που αποτρέπει την εμφάνιση ζημιών και βλαβών στο φορέα. Ένας βαθμός δυσκαμψίας πρέπει να υπάρχει σε κάθε κατασκευή έτσι ώστε να αποφεύγονται οι ζημιές στα μη φέροντα στοιχεία από συνεχείς και ασθενής σεισμούς. Κατά την απόφαση όμως για το πόσο δύσκαμπτο θα είναι ένα κτίριο πρέπει να ληφθεί υπόψιν ο παράγοντας του εδάφους στήριξης. Όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω τα στιβαρά εδάφη ενισχύουν τις ψηλές συχνότητές ενώ πιο μαλακά εδάφη ενισχύουν τις χαμηλές συχνότητες σε βάρος των υψηλών. Αυτό σημαίνει πως σε ένα βραχώδες στιβαρό έδαφος η κατασκευή θα πρέπει να είναι σχετικά εύκαμπτη ενώ σε χαλαρά εδάφη το κτίριο πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο δύσκαμπτο έτσι ώστε να “ επιπλέει” πάνω στο μαλακό έδαφος. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το ξενοδοχείο Imperial, σχεδιασμένο από τον Frank Lipoid Wright το 1915 που δεν υπέστη καμία ζημιά στο σεισμό του Kanto το 1923 διότι η δυσκαμψία του, παρά το μαλακό έδαφος στο οποίο εδράζονταν, το έκανε να δράσει συνολικά και να μείνει ακέραιο. Εκτός από το θέμα της δυσκαμψίας στο σύνολο της κατασκευής, ιδιαίτερα σημαντικό είναι το θέμα της δυσκαμψίας στα επί μέρους μέλη της. Αν για παράδειγμα δύο στοιχεία του φορέα δεχθούν τέτοια φόρτιση ώστε κανονικά να πρέπει να παραμορφωθούν το ίδιο, αλλά το ένα από αυτά έχει μεγαλύτερο βαθμό δυσκαμψίας από το άλλο, αυτό θα δεχτεί και τα περισσότερα φορτία. Μόνο εάν και τα δύο έχουν τον ίδιο βαθμό δυσκαμψίας, θα δεχτούν ίδια φορτία. Διαφορετικά το ένα επιβαρύνεται περισσότερο από το άλλο με κίνδυνο να αστοχήσει.

24

Α

Β

Γ

η μάζα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη, οπότε η συνισταμένη των σεισμικών φορτίων θα έχει σημείο εφαρμογής το κ.β που συμπίπτει με το γεωμετρικό κέντρο της κάτοψης

ομοιόμορφη κατανομή της μάζας: το κέντρο βάρους εντοπίζεται στο γεωμετρικό κέντρο του σώματος

τα κατακόρυφα μέλη της κατασκευής τα οποία καλούνται να αντισταθούν στα σεισμικά φορτία δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα δηλαδή το κέντρο ακαμψίας της κάτοψης δεν συμπίπτει με το κ.β

ομοιόμορφη κατανομή της μάζας: η συνισταμένη των αδρανειακών δυνάμεων έχει σημείο εφαρμογής το γεωμετρικό κέντρο του σώματος

το κ.β και το κέντρο ακαμψίας δεν συμπίπτουν με αποτέλεσμα να προκληθεί στρέψη

ομοιόμορφη κατανομή της μάζας: η συνισταμένη των δυνάμεων αντίδρασης στα σεισμικά φορτία έχει σημείο εφαρμογής το γεωμετρικό κέντρο του σώματος με αποτέλεσμα να μην αναπτύσσεται στρέψη

2.16 Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 34

έκκεντρα κατανεμημένη μάζα: το κέντρο βάρους εντοπίζεται έκκεντρα του γεωμετρικού κέντρου του σώματος

b

b2

b1

h1

h

h2

έκκεντρα κατανεμημένη μάζα: έκκεντρο σημείο εφαρμογής της συνισταμένης των δυνάμεων αντίδρασης στα σεισμικά φορτία μέσω του κ.β . Δυναμική ισορροπία του σώματος χωρίς στρέψη

2.17 Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman ‘’Building configuration and seismic design’’, John Wiley & Sons, New York, σελ.34-35.

25

c

μέγεθος και σχήμα γενικές διαστάσεις κτιρίου

φύση, μεγεθος και θέση όλων των φερόντων μελών

φύση, μεγεθος και θέση όλων των σημαντικών μη φερόντων μελών

2.18 Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 4

Απαραίτητος σε μια κατασκευή είναι και ένας βαθμός ευκαμψίας. Όταν η κατασκευή είναι εύκαμπτη τότε παραμορφώνεται μόλις εισαχθούν σεισμικά φορτία. Οι παραμορφώσεις αυτές για να πραγματοποιηθούν χρειάζονται ενέργεια, που δεν είναι άλλη από τη σεισμική ενέργεια. Με αυτόν τον τρόπο η εισαγόμενη σεισμική ενέργεια καταναλώνεται και έτσι καθίσταται δυνατό η κατασκευή αφού ταλαντωθεί να επανέλθει στην αρχική της θέση εφόσον τα υλικά που την απαρτίζουν ενεργούν στην ελαστική περιοχή τους. Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός και η κατασκευαστική μελέτη πρέπει να ακολουθεί κατασκευαστικά συστήματα που να βρίσκονται μεταξύ δυο ακραίων καταστάσεων, του υπερβολικά εύκαμπτου και του υπερβολικά δύσκαμπτου (απαραμόρφωτου), καθώς επίσης και τα φέροντα μέλη να παραμένουν μέσα στην ελαστική περιοχή των παραμορφώσεών τους, για μια δεδομένη σεισμική διέγερση, ενώ κάποια από τα μη φέροντα μέλη, αν χρειαστεί, να την υπερβούν και να αστοχήσουν, ώστε να καταναλώσουν έτσι σημαντικό ποσοστό της εισαγόμενης ενέργειας και να ανακουφίσουν τον φέροντα οργανισμό.

2.3.4 Κέντρο μάζας - Κέντρο δυσκαμψίας Το κέντρο μάζας ή κέντρο βάρους ενός σώματος είναι το σημείο εκείνο από το οποίο το σώμα θα μπορούσε να αναρτηθεί, χωρίς να προκύψει περιστροφή (εικ.2.16 και 2.17). Όταν σε ένα σώμα ή μία επιφάνεια έχουμε ομοιόμορφα κατανεμημένη μάζα, τότε το κέντρο μάζας συμπίπτει με το γεωμετρικό κέντρο της κάτοψής του. Μία ανομοιόμορφη κατανομή μάζας έχει ως αποτέλεσμα την απομάκρυνση του κέντρου μάζας από το γεωμετρικό κέντρο βάρους του σώματος. Κατά τη διάρκεια του σεισμού δημιουργούνται δυνάμεις αδράνειας στην κατασκευή και το κάθε μόριο της αποκτά μια επιτάχυνση. Αν η μάζα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη στο οριζόντιο επίπεδο, η συνισταμένη δύναμη της οριζόντιας επιτάχυνσης όλων των μορίων της μάζας του ασκείται μέσω του κέντρου βάρους του. Αν η συνισταμένη των δυνάμεων αντίστασης στα σεισμικά φορτία ωθεί αντίθετα στο ίδιο σημείο τότε η δυναμική ισορροπία διατηρείται ενώ αν το σημείο εφαρμογής των δυο αυτών δυνάμεων δεν συμπέσει τότε προκύπτει οριζόντια περιστροφή ή στρέψη. Το φαινόμενο της στρέψης λαμβάνει χώρα επειδή μία ομοιόμορφα κατανεμημένη οριζόντια δύναμη (από τον σεισμό), βρίσκει αντίσταση από μία μη ομοιόμορφα κατανεμημένη οριζόντια δύναμη (από τον φέροντα και μη φέροντα οργανισμό) λόγω της μη ομοιόμορφα κατανεμημένης δυσκαμψίας. Είναι, λοιπόν, έργο του μηχανικού από τα πρώτα κιόλας στάδια του σχεδιασμού να προβλέψει ώστε αυτά τα δυο σημεία να συμπέσουν. Με άλλα λόγια το κέντρο δυσκαμψίας να ταυτιστεί με το κέντρο μάζας της κατασκευής με σκοπό να αποφευχθεί πιθανή στρέψη του κτιρίου σε επικείμενο σεισμό. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε επίπεδο κάτοψης εφαρμόζοντας τις αρχές της συμμετρίας σε όλους τους άξονες για την τοποθέτηση στοιχείων αντίστασης στο σεισμό (τοιχία και υποστυλώματα) ώστε να εξασφαλιστεί μια ομοιόμορφα κατανεμημένη δυσκαμψία.

2.3.5 Αρχιτεκτονική σύνθεση Ο αρχιτέκτονας καθόλη τη διάρκεια του σχεδιασμού καλείται να πάρει αποφάσεις που θα καθορίσουν τόσο τη μορφή όσο και τη συμπεριφορά του κτιρίου (εικ.2.18). Στα πλαίσια της αρχικής αρχιτεκτονικής σύνθεσης καλείται να αποφασίσει το μέγεθος, το σχήμα, τις γενικές διαστάσεις του κτιριακού συνόλου καθώς επίσης και τη φύση, το σχήμα και τη θέση των 26

2.20 Τα κτίρια αυτής της μορφής παρουσιάζουν ιδιαίτερη αδυναμία στις εισέχουσες γωνίες τους κατά τη διάρκεια του σεισμού. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 87

2.22 Οι εισέχουσες γωνίες της κάτοψης είναι δυνατόν να προκαλέσουν τη συγκέντρωση τάσεων κατά τη διάρκεια του σεισμού. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 59

Συγκεντρωμένη ακαμψία στην αριστερή πλευρά της κάτοψης, Η δεξιά πλευρά, ως πιο εύκαμπτη, μπορεί να λειτουργήσει ως πρόβολος κατά τη διάρκεια του σεισμού.

2.21 Συμμετρία ως προς δυο ή περισσότερους αξονές Συμμετρία ως προς ένα άξονα Συμμετρία ως προς κανένα άξονα Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 58 27

2.23 Περίπτωση φαινομενικής συμμετρίας: το σχήμα είναι συμμετρικό αλλά η κατανομή της μάζας είναι τέτοια που δημιουργεί συγκεντρωμένη δυσκαμψία, η οποία ευνοεί τις στρεπτικές τάσεις στο σεισμό. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 59

φερόντων και μη φερόντων στοιχείων που θα καθορίσουν τη στατική συμπεριφορά της κατασκευής. Στα φέροντα στοιχεία συγκαταλέγονται τα υποστυλώματα, τα τοιχία, οι δοκοί, τα πατώματα ενώ στα μη φέροντα οι τοιχοποιίες πλήρωσης, τα εσωτερικά χωρίσματα, οι ψευδοροφές, τα στοιχεία πλήρωσης προσόψεων κ.α. H τελική επιλογή της σύνθεσης μιας κατασκευής είναι αποτέλεσμα μιας εκτεταμένης διαδικασίας λήψης αποφάσεων, μέσω της οποίας επιδιώκεται να εξισορροπηθούν οι ποικίλες απαιτήσεις και επιρροές, και να καταλήξουμε σε ένα και μοναδικό εκάστοτε αποτέλεσμα. Στην αρχιτεκτονική σύνθεση δεν μπορεί να ορισθεί με ακρίβεια μια μορφή η οποία θα επιδεικνύει ¨καλή¨ συμπεριφορά στο σεισμό σε οποιεσδήποτε συνθήκες και αν αυτή εφαρμοσθεί. Άλλωστε και η ίδια η φύση του σεισμού είναι τέτοια που ακόμα και στην ίδια περιοχή δεν εμφανίζεται ποτέ με τον ίδιο τρόπο λόγω του απρόβλεπτου και τυχηματικού που τον χαρακτηρίζει. Με άλλα λόγια, η εντοπιότητα που σηματοδοτεί και ¨φωτογραφίζει¨ την αρχιτεκτονική καθώς και η μοναδικότητα της αρχιτεκτονικής σύνθεσης καθιστούν αδύνατο τον ορισμό μιας αρχιτεκτονικής μορφής ως ιδανική, μιας στατικής μορφής ή ενός σχήματος δηλαδή που θα δρα το ίδιο καλά έναντι του σεισμού σε οποιαδήποτε γεωμορφολογικά ή κλιματολογικά δεδομένα και αν εφαρμοσθεί. Υπάρχουν, παρόλα αυτά, κατευθυντήριες γραμμές για τον σχεδιαστή που μπορούν να εξασφαλίσουν στο κτίριο μια επαρκώς καλή σεισμική συμπεριφορά και μπορούν να εφαρμοσθούν (τουλάχιστον η πλειονότητα αυτών) σε όλων των ειδών τα κτίρια, χωρίς να δεσμεύουν ούτε τη δημιουργικότητα του σχεδιαστή ούτε τη λειτουργικότητα του κτιρίου. Κάποιες από αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές αντισεισμικού σχεδιασμού αναφέρονται παρακάτω: - Αναλογίες κάτοψης-αυξημένες διαστάσεις ως προς ένα άξονα: Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού πρέπει όσο το δυνατόν να αποφεύγεται η μακρόστενη κάτοψη για αντισεισμικούς λόγους. Αν και αυτού του είδους η μορφή κάτοψης θεωρείται ιδανική για φυσικό φωτισμό και αερισμό, σε ότι έχει να κάνει με το σεισμό δεν επιδεικνύει καλή σεισμική συμπεριφορά λόγω του μεγάλου μήκους του κτιρίου που το δυσκολεύει να αντιδράσει σαν ένα σώμα, ομοιόμορφα στις σεισμικές δονήσεις. Τα σεισμικά κύματα δεν εξαπλώνονται ακαριαία. Την ίδια χρονική στιγμή, δηλαδή, στοιχεία της κάτοψης μπορεί να έχουν διαφορετικές μετατοπίσεις, διαφορετικές ταχύτητες και διαφορετικές επιταχύνσεις. Αυτή η μη συγχρονισμένη κίνηση του κτιρίου στη σεισμική δόνηση το καταπονεί σε μεγάλο βαθμό κάνοντάς το να αντιδράσει εντελώς απρόβλεπτα.

- Συμμετρία: Στα κτίρια είναι σημαντική τόσο η συμμετρία στη μορφή, η συμμετρία στην κάτοψη ως προς τους δύο άξονες δηλαδή, όσο και η στατική συμμετρία, η ταύτιση δηλαδή του κέντρου μάζας και του κέντρου δυσκαμψίας (εικ.2.23). Η ύπαρξη συμμετρίας στη μορφή της κάτοψης αποτρέπει τη δημιουργία στρεπτικών τάσεων (εικ.2.21). Μια ακόμα σημαντική μορφή συμμετρίας αφορά την ομοιόμορφη κατανομή των βαθμών δυσκαμψίας περιμετρικά του κτιρίου. Όταν αυτό επιτυγχάνεται τότε συνεπάγεται και η ύπαρξη στατικής συμμετρίας. Όταν μάλιστα ενυπάρχουν όλες οι παραπάνω μορφές συμμετρίας που προαναφέρθηκαν σε ένα κτίριο τότε αποκλείεται η εμφάνιση στρέψης λόγω ομοιόμορφα κατανεμημένης μάζας και δυσκαμψίας σε ομοιόμορφα σχεδιασμένη κάτοψη. Υπάρχουν συμμετρικές μορφές κάτοψης που είναι εντελώς ακατάλληλες 28

ελεύθερη ταλάντωση

2.25 Το προσομοίωμα του μονόπακτου οριζόντιου προβόλου. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman ‘’Building configuration and seismic design’’ John Wiley &Sons,New York, σελ.127

εμφάνιση τάσεων περιστροφής

αναλογία ύψους - πλάτους 4:1

2.26 Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 87

Σύνθετο κτιριακό συγκρότημα τύπου λατινικού L

2.24 Οι κατασκευαστικά χωρισμένες ενότητες δρουν αυτόνομα στο σεισμό διαχειριζόμενες η κάθε μια τα οριζόντια και κατακόρυφα φορτία του σεισμού. Οι δύο πτέρυγες του κτιρίου, ώντας ενωμένες, θα προσπαθήσουν να κινηθούν διαφορετικά η μια από την άλλη, καταστρέφοντας το ευαίσθητο σημείο ένωσης, την εισέχουσα γωνία, εμφανίζοντας ταυτόχρονα στρεπτικές τάσεις. Πηγή: ¨Αρχιτεκτονική και σεισμός¨ Π. Τουλιάτος, Αθήνα 2001, σελ 19 29

2.27 Η επιμήκης κτιριακή μορφή κάνει το κτίριο ανίκανο να λειτουργήσει σαν ένα σώμα την ώρα του σεισμού. Κάθε μέλος της κατασκευής κινείται ανεξάτητα από το διπλανό του καθώς τα σεισμικά κύματα μεταδίδονται. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 50

για τον αντισεισμικό σχεδιασμό ή και μορφές που αν και φαινομενικά είναι συμμετρικές ως προς τη μορφή, δεν είναι στατικά συμμετρικές λόγω ανισομερούς κατανομής της μάζας (κυρίως λόγω τοποθέτησης κλιμακοστασίων και ανελκυστήρων σε μια ζώνη) δημιουργώντας στρεπτικές τάσεις. Κατόψεις της μορφής L, T, H, + πρέπει να αποφεύγονται λόγω της υψηλής συγκέντρωσης επικίνδυνων τάσεων στα σημεία ένωσής τους δηλαδή στις εσοχές τους. Τα μέλη των σύνθετων αυτών σχημάτων παρουσιάζουν συνήθως μεταβολές στη δυσκαμψια και κατ’επέκταση διαφοροποιημένες κινήσεις κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Λύση στο παραπάνω πρόβλημα της ταυτόχρονης ύπαρξης των εν λόγω κτιρίων και της καλής σεισμικής συμπεριφοράς τους δίνει ο αντισεισμικός αρμός (εικ.2.24). Ο αντισεισμικός αρμός χωρίζει δύο ή περισσότερες μονάδες αφήνοντας ικανό πλάτος μεταξύ τους και επιτρέπει κατά τη διάρκεια του σεισμού σε κάθε μέλος της κατασκευής να κινείται ανεξάρτητα ως αυτόνομη κατασκευή αντιμετωπίζοντας ικανοποιητικά τα κατακόρυφα και τα οριζόντια φορτία του σεισμού. Στις σύγχρονες πόλεις ο αντισεισμικός αρμός είναι αναγκαίος λόγω της πυκνότητας δόμησης, κάτι που σε παλαιότερες παραδοσιακές ή νησιωτικές κοινωνίες δεν υπήρχε. Κατά τον σχεδιασμό του πρέπει να ληφθεί υπόψιν από τον Πολιτικό Μηχανικό το χειρότερο δυνατό σενάριο που είναι τα δύο κτίρια να ταλαντώνονται εντελώς μη συγχρονισμένα, το κάθε ένα με την δική του θεμελιώδη ιδιοπερίοδο και μέγιστη μετατόπιση – πρώτα πλησιάζοντας το ένα το άλλο και μετά απομακρυνόμενο το ένα από το άλλο .Σε αυτή την περίπτωση ο αντισεισμικός αρμός πρέπει να είναι λίγο μεγαλύτερος από το άθροισμα των μετατοπίσεων των κτιρίων υπολογιζόμενες από το ψηλότερο τμήμα του κάθε κτιριακού όγκου (θεωρούμε ότι η μετατόπιση του κάθε τμήματος της κατασκευής μειώνεται καθώς πλησιάζουμε το έδαφος, όπου το κτίριο είναι ‘’πακτωμένο’’) ώστε να αποφευχθεί η σύγκρουση τους κατά τη διάρκεια του σεισμού. Συμπληρωματικά, το πλάτος (δ) του αντισεισμικού αρμού πρέπει να εξασφαλίζεται σε όλες τις διευθύνσεις και οι αρμοί να είναι κενοί, να μην διακόπτονται δηλαδή πουθενά από γέφυρες ώστε να είναι δυνατή η ελεύθερη ταλάντωση των γειτονικών δομικών έργων ή δομικών στοιχείων. Τέλος, αυτοί οι αρμοί εξασφάλισης της ελεύθερης κίνησης, δεν πρέπει γενικά να συνεχίζονται έως την θεμελίωση. Η συμμετρία, πέρα από την κάτοψη, είναι αναγκαία και στην καθ’ύψος εξέλιξη του κτιρίου. Για το λόγο αυτό πρέπει να αποφεύγονται απότομες μεταβολές του κτιριακού όγκου, της μάζας και της δυσκαμψίας καθ’ύψος του κτιρίου. Όπως και στην κάτοψη έτσι και στην όψη, όταν συμβαίνουν τέτοιου είδους μεταβολές, τότε στα σημεία υποχώρησης, στις εσοχές, συγκεντρώνονται επικίνδυνες τάσεις και δημιουργείται μεγάλη διατμητική δύναμη η οποία επιβαρύνει σημαντικά τον οριζόντιο δίσκο στο επίπεδο της υποχώρησης. Τα προβληματικά αυτά σημεία καθιστούν το κτίριο ιδιαιτέρως ευάλωτο στο σεισμό (εικ.2.20 και 2.22).

- Ποσοστό μάζας – πυκνότητα μελών του Φ.Ο στην κάτοψη: Τα κατακόρυφα στοιχεία είναι αυτά που είναι υπεύθυνα για τη μεταβίβαση των φορτίων (είτε αυτά είναι σεισμικά είτε βαρύτητας) στο έδαφος. Συνεπώς η πυκνότητα αυτών των στοιχείων σε επίπεδο κάτοψης μαρτυρά την ασφαλή μεταβίβαση των διαφόρων φορτίων στα θεμέλια και από εκεί στο έδαφος. Εάν διαιρέσουμε την επιφάνεια που καταλαμβάνουν τα κατακόρυφα μέλη του φέροντος οργανισμού μιας κατασκευής (υποστυλώματα, τοιχία κ.λπ.), στο επίπεδο του ισογείου με την συνολική επιφάνεια της κάτοψης του ισογείου, τότε προκύπτει ένας συντελεστής ο οποίος εκφράζει την πυκνότητα των 30

2.28 Σχηματική απεικόνιση κτιρίων με μεταβολές στη δυσκαμψία των υποστηλωμάτων τους. Πηγή: C.Arnold-R.Reitherman “Building configuration and seismic design”,John Wiley & Sons, N.Y, σελ 127

2.29 Το φαινόμενο του “μαλακού ορόφου’’ καθίσταται ακόμη πιο επικίνδυνο για την κατασκευή μας, όταν συνοδεύεται από ασυνέχειες στα κατακόρυφα υποστυλώματα. Αυτό ισχύει γιατί, με την μείωση των υποστυλωμάτων στο ισόγειο, μειώνονται και οι ‘’δίοδοι’’ των σεισμικών φορτίων προς το έδαφος, και μάλιστα σε ένα επίπεδο που αυτά παρουσιάζονται αυξημένα. Ο κίνδυνος σοβαρών αστοχιών στα σημεία των ασυνεχειών, όπου τα σεισμικά φορτία αλλάζουν κατεύθυνση, είναι ιδιαίτερα μεγάλος. Πηγή:C.Arnold-R.Reitherman / ‘’Building configuration and seismic design’’, John Wiley & Sons,New York 31

φερόντων μελών της κατασκευής, τα οποία κατεβαίνουν μέχρι τα θεμέλια, και τα οποία ευθύνονται στο μεγαλύτερο ποσοστό για την σωστή ή λάθος συμπεριφορά του κτιρίου στο σεισμό. Για παράδειγμα, σε ένα τυπικό δεκαώροφο ή εικοσαώροφο κτίριο από μεταλλικό ή οπλισμένου σκυροδέματος πλαισιακό φορέα, η επιφάνεια των υποστυλωμάτων στο ισόγειο δεν ξεπερνά το 1% επί της συνολικής επιφάνειας της κάτοψης, ενώ σε φέροντες οργανισμούς που γίνεται συνδυασμός υποστυλωμάτων με τοιχία, πιθανώς να αγγίξει μόλις το 2%. Την ίδια στιγμή, ιστορικά κτίρια που μετράνε αιώνες ύπαρξης και έχοντας έρθει αντιμέτωπα με πλήθος σεισμών, έχουν ποσοστά της τάξης των 20-50%. Για παράδειγμα ναός Khons της Αιγύπτου/ Ταζ Μαχάλ : 50%, Άγιος Πέτρος της Ρώμης: 25% , Αγία Σοφία, Παρθενών, Πάνθεον : 20%. Η τεχνολογία και τα διαθέσιμα μέσα εκείνης της εποχής, βέβαια, δεν επέτρεπαν την ύπαρξη υποστυλωμάτων με μικρών διαστάσεων αποτύπωμα και υψηλή φέρουσα ικανότητα όπως σήμερα. Αυτό όμως δεν αναιρεί την αναγκαιότητα της ασφαλούς μεταβίβασης των φορτίων στο έδαφος που κατά ένα μεγάλο ποσοστό εξασφαλίζεται μέσω της πυκνότητας των φερόντων μελών.

- Το ύψος και η λεπτότητα του κτιρίου: Ένας ακόμα σημαντικός παράγοντας καλής σεισμικής συμπεριφοράς είναι οι αναλογίες στην όψη του κτιρίου (εικ.2.26). Αυτό γιατί όσο πιο ‘’ψηλόλιγνο’’ είναι ένα κτίριο, τόσο μεγαλύτερες οι τάσεις ανατροπής του από τα οριζόντια σεισμικά φορτία, τόσο μεγαλύτερες και πιο επικίνδυνες οι θλιπτικές δυνάμεις που δέχονται από το σεισμό τα υποστυλώματα και τα τοιχία που βρίσκονται στην περίμετρο αλλά ταυτόχρονα και τόσο πιο πολύ αυξάνεται η θεμελιώδης ιδιοπερίοδος του που σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να θεωρηθεί θετικό διότι η τιμή της ιδιοπεριόδου του κτιρίου απομακρύνεται από αυτή του εδάφους αποκλείοντας το φαινόμενο του συντονισμού. Ο λόγος ύψους προς πλάτος δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή του 3 ή 4 οι οποίες και θεωρούνται αρκετά ικανοποιητικές σε ότι αφορά τον αντισεισμικό σχεδιασμό της κατασκευής. Η εφαρμογή όλων των παραπάνω εξαρτάται από την κλίμακα του κτιρίου. Για παράδειγμα οι τεχνικές που θα χρησιμοποιηθούν σε μια παραδοσιακή κατοικία θα διαφέρουν αρκετά από αυτές ενός σύγχρονου πολυώροφου κτιρίου. Ο αντισεισμικός σχεδιασμός θα διέπεται από την ίδια αρχή ομαλής μεταβίβασης των φορτίων στο έδαφος αλλά οι τρόποι με τους οποίους αυτό θα επιτευχθεί θα διαφέρουν λόγω της διαφορετικής κλίμακας των κατασκευών.

- Φέροντα και μη φέροντα στοιχεία στην κατασκευή: Σε ότι αφορά τα φέροντα και μη στοιχεία της κατασκευής δεν υπάρχει η διάκριση της κλίμακας. Δηλαδή είναι αναγκαίο να εφαρμόζονται σε όλων των ειδών τις κατασκευές, είτε είναι μικρού μεγέθους είτε μεγάλου, οι αρχές που ορίζουν τη σωστή σεισμική συμπεριφορά των φερόντων στοιχείων. Αυτές οι αρχές για τα φέροντα στοιχεία είναι οι εξής: o Αποφυγή ασυνεχειών σε φέροντα στοιχεία (2.29). Τα φέροντα στοιχεία (υποστυλώματα και τοιχία) είναι τα βασικά στοιχεία αντίστασης την ώρα του σεισμού και καλούνται να μεταφέρουν τα φορτία ομαλά στο έδαφος. Όταν όμως διακόπτεται η συνέχειά τους τότε τα σεισμικά φορτία, στην πορεία τους για το έδαφος, θα αναγκαστούν να ακολουθήσουν μια έμμεση πορεία, η οποία όμως μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική φόρτιση στην περιοχή που διακόπτεται η συνέχεια με 32

2.32 Σεισμός στην Κεφαλλονιά. http://www.kefalonitikanea.gr/

2.30 Σεισμός στην Ιαπωνία το 1995 με αποτέεσμα να καταρεύσει μλερος του αυτοκίνητόδρομου ταχείας κυκλοφορίας. Πηγή: http://www.daskalosa.eu/

2.31 Ο σεισμός στην Αλάσκα τον Μάρτιο του 1964, της τάξης των 9.2 ρίχτερ, κατέστεψε κάποιες από τις γέφυρες του σιδηροδρομικού δικτύου. Πηγή: http://www.daskalosa.eu/ 2.33 Σεισμός στη Θεσσαλονίκη το 1978 Πηγή: http://www.daskalosa.eu/ 33

αποτέλεσμα πιθανή αστοχία. o Αποφυγή μαλακού ορόφου (2.29), αποφυγή με άλλα λόγια ενός επιπέδου-ορόφου πιο αδύναμου από τα άλλα σε μια πολυώροφη κατασκευή. Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται στις σύγχρονες πολυκατοικίες στο επίπεδο του ισογείου, γνωστό και ως pilotis, που συχνά υπάρχει μεταβολή της δυσκαμψίας της όλης κατασκευής με αποτέλεσμα να εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους σε περίπτωση σεισμού. o Αποφυγή κοντού υποστυλώματος (2.28). Το κοντό υποστύλωμα πρόκειται για ένα υποστύλωμα που έχει διαφορετικές αναλογίες, ύψος ή μορφή από τα άλλα με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται η δυσκαμψία του σε σχέση με των υπολοίπων, λειτουργώντας αρνητικά στην αντισεισμική θωράκιση του κτιρίου. Τα πιο δύσκαμπτα στοιχεία της κατασκευής είναι αυτά που έλκουν τις σεισμικές δυνάμεις χωρίς πιθανότατα να έχουν υπολογιστεί για να αναλάβουν ένα τόσο μεγάλο ποσοστό του σεισμικού φορτίου. o Αποφυγή φαινομένου ισχυρής δοκού - αδύναμου υποστυλώματος. Μία από τις βασικές αρχές του αντισεισμικού σχεδιασμού ενός κτιρίου είναι να σχεδιαστεί αυτό με τέτοιον τρόπο ώστε υπό την άσκηση ισχυρών σεισμικών φορτίων, τα οριζόντια δοκάρια να αρχίσουν να παραμορφώνονται πλαστικά, ή ακόμη και να αστοχούν σε ακραίες περιπτώσεις, πολύ πριν από τα τοιχία και τα υποστυλώματα. Όταν συμβαίνει το αντίστροφο, οι δοκοί δηλαδή είναι πολύ δύσκαμπτοι και τα υποστυλώματα πιο εύκολα παραμορφώσιμα τότε τα τελευταία υπόκεινται σε λυγισμό, παραμορφώνονται και υπό την επίδραση ισχυρών θλιπτικών φορτίων, αστοχούν. o Τα μη φέροντα συστήματα: Όταν μία δομική κατασκευή αρχίσει, λόγω σεισμού, να κινείται μέσα στον χώρο, οτιδήποτε έρχεται σε επαφή με το κεντρικό της φέρον σύστημα, άμεσα ή έμμεσα, υπόκειται στον κίνδυνο βλάβης ή και πλήρους αστοχίας, εκτός αν ο κίνδυνος αυτός έχει ληφθεί υπ’ όψιν κατά τον σχεδιασμό. Όταν λοιπόν, ο φέρων οργανισμός διεγείρεται σεισμικά στους τοίχους πλήρωσης, στα ελαφρά εσωτερικά χωρίσματα, στα κουφώματα, στους υαλοπίνακες κ.α μεταδίδεται σεισμική ενέργεια που προκαλεί παραμορφώσεις. Ο μηχανικός πρέπει να είναι σε θέση να μπορεί να προβλέψει την σεισμική συμπεριφορά των μελών σε ενδεχόμενο σεισμό και αν δεν είναι ικανοποιητική να προβεί σε αλλαγές. Συμπερασματικά, σκοπός του μηχανικού - αρχιτέκτονα είναι, εφόσον γνωρίζει τις ιδιότητες του κτισμένου περιβάλλοντος που το καθιστούν ευάλωτο σε κάποια σημεία και ισχυρό σε κάποια άλλα, να κατασκευάσει κτίρια ικανά να φιλοξενήσουν την ανθρώπινη δραστηριότητα και ταυτόχρονα να προστατεύσουν τον άνθρωπο - χρήστη από τα διάφορα φυσικά φαινόμενα. Ένα εκ των καταστροφικότερων φυσικών φαινομένων είναι ο σεισμός, ο οποίος εμφανίζεται απροειδοποίητα, δρα τυχηματικά και αφήνει πίσω του πληθώρα υλικών ζημιών και πολλές φορές και ανθρώπινες απώλειες. Με την σωστή μελέτη και πρόβλεψη από μέρους των μηχανικών, είναι εφικτό να κατασκευαστούν κτίρια ικανά να αντιμετωπίζουν τη σεισμική διέγερση αποτελεσματικά χωρίς να αστοχούν, παραμένοντας λειτουργικά και κατοχυρώνοντας την ασφάλεια των χρηστών. Αφετηρία αυτής της μελέτης δεν θα μπορούσε παρά να είναι η έρευνα στα αντισεισμικά συστήματα των προγόνων μας, στις τεχνικές, δηλαδή, που εφαρμόζονταν από τους τεχνίτες των προηγούμενων αιώνων στα κτίρια ώστε να αντιστέκονται στο σεισμό επιτυχώς με αποτέλεσμα να παραμένουν τμήμα του κτισμένου περιβάλλοντος στο διάβα των αιώνων. Η χώρα μας, έχοντας να επιδείξει πληθώρα σπουδαίων παραδειγμάτων ανώνυμης και επώνυμης αρχιτεκτονικής που κατάφεραν να επιβιώσουν στο πέρασμα των αιώνων από καταστροφικούς σεισμούς και λεηλασίες, αποτελεί μια ανεξάντλητη πηγή έρευνας και συνεχούς μελέτης. Στα παρακάτω κεφάλαια αναλύονται κάποια από αυτά τα παραδείγματα με σκοπό να αποτελέσουν έμπνευση και οδηγό για τα νέα αντισεισμικά συστήματα.

34

Κεφάλαιο 3 3.1 Λιθοδομή με ξύλινες ενισχύσεις. Πηγή: Ε.Μ.Π. Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίσης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου 35

3. ΚΥΡΙΑ ΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ 3.1 Φέρουσα Τοιχοποιία Μέχρι την εμφάνιση και τη χρήση του χάλυβα περίπου στα μέσα του 19ου αιώνα και του σκυροδέματος στις αρχές του 20ου αιώνα, η φέρουσα τοιχοποιία αποτελούσε το μοναδικό ως τότε δομικό υλικό για την κατασκευή των διαφόρων έργων ανά τον κόσμο. Εξαίρεση αποτελούσαν κάποιες περιοχές όπου χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά για την κατασκευή κτιρίων το ξύλο. Σε χώρες με παράδοση στη χρήση της φέρουσας τοιχοποιίας και όπου δεν υπάρχει έντονη σεισμικότητα όπως η Μ. Βρετανία εξακολουθούν ακόμη και σήμερα να κατασκευάζουν νέα κτίρια μέχρι και τεσσάρων ορόφων με τη χρήση φέρουσας τοιχοποιίας. Τα βασικά συστατικά της είναι οι πλίνθοι και το συνδετικό κονίαμα. Οι πλίνθοι μπορεί να είναι τεχνητές ή τεμάχια φυσικών λίθων. Η προέλευση του λίθου, δηλαδή αν είναι τεχνητός ή φυσικός, διαχωρίζει τις τοιχοποιίες σε δύο κατηγορίες. Όταν οι λίθοι είναι φυσικοί τότε η τοιχοποιία καλείται λιθοδομή ενώ όταν είναι τεχνητοί πλινθοδομή. Προέρχονται κυρίως από ανθεκτικά πετρώματα τα οποία μετά από μικρού ή μεγάλου βαθμού κατεργασίας αποκτούν το κατάλληλο σχήμα ώστε να είναι κατάλληλα για την κατασκευή του έργου. Από γεωλογικής άποψης, και ανάλογα τον τρόπο σχηματισμού των πετρωμάτων οι λίθοι που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές μπορεί να προέρχονται από ιζηματογενή, ηφαιστειογενή ή μεταμορφωσιγενή πετρώματα. Τα ιζηματογενή πετρώματα προήλθαν από τις αποθέσεις υδατικών διαλυμάτων ή από τη μεταφορά μέσω του ανέμου υλικών τα οποία προήλθαν από την διάβρωση άλλων πετρωμάτων (ψαμμίτες, ασβεστόλιθοι). Τα ηφαιστειογενή πετρώματα δημιουργήθηκαν από τη στερεοποίηση της ηφαιστειακής ύλης (γρανίτες). Τέλος, τα μεταμορφωσιγενή έχουν προέλθει από την αποκρυστάλλωση των ιζηματογενών ή των ηφαιστειογενών πετρωμάτων κάτω από υψηλές θερμοκρασίες ή πιέσεις. Οι λιθοδομές είναι το συνηθέστερο είδος τοιχοποιίας στην ελληνική παραδοσιακή αρχιτεκτονική, λόγω της αφθονίας της πέτρας στο μεγαλύτερο μέρος του ελλαδικού χώρου. Μπορούν να διακριθούν σε τοιχοποιίες από λαξευτούς λίθους και σε αργολιθοδομές. Οι τοιχοποιίες από λαξευτούς λίθους παρουσιάζουν μεγαλύτερη σταθερότητα, λόγω της καλύτερης συναρμογής των λίθων και της μεγαλύτερης ομοιογένειας που παρουσιάζουν. Απαιτούν, όμως, μεγαλύτερους και καλύτερης ποιότητας λίθους, ώστε να υπάρχει αρκετό και καλής ποιότητας υλικό και μετά την απολάξευση για να επιτευχθεί η καλή συναρμογή. Επιπλέον, απαιτούν περισσότερη εργασία για την απολάξευση και υψηλού επιπέδου τεχνίτες, ώστε αυτή να γίνει σωστά. Το υψηλότερο επίπεδο λαξευτής τοιχοποιίας πέτυχαν οι δημιουργοί των μαρμάρινων κτιρίων της αθηναϊκής Ακρόπολης, όπου η τελειότητα της λάξευσης ήταν τέτοια, ώστε οι λίθοι συναρμόζονταν τόσο καλά μεταξύ τους που δεν χρειάζονταν καθόλου κονίαμα και η σύνδεσή τους πραγματοποιήθηκε με μεταλλικούς συνδέσμους στο εσωτερικό των λίθων. Αντίθετα, η αργολιθοδομή παρουσιάζει το μειονέκτημα της μικρότερης αντοχής, λόγω της κακής συναρμογής των λίθων και το μεγάλο ποσοστό κονιάματος που απαιτείται για τη συμπλήρωση των κενών. Άλλος παράγοντας μικρότερης αντοχής είναι και η ανομοιογένεια των λίθων, αφού το ακανόνιστο σχήμα τους απαιτεί και τη χρήση διαφόρων μεγεθών για τη συμπλήρωση των κενών. Στην τυπική παραδοσιακή αρχιτεκτονική υιοθετείται μια ενδιάμεση κατάσταση στην οποία οι λαξευτοί λίθοι χρησιμοποιούνται στα πιο ευαίσθητα μέρη του κτιρίου (γωνίες, βάση, στέψη), ενώ, οι αργοί λίθοι 36

3.2 Δείγματα παραδοσιακής αρχιτεκτονικής στην ηπειρωτική Ελλάδα. Πηγή: Ε.Μ.Π. Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίσης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου

3.3 Τυπική κατοικία από λιθοδομή στα Καλησπεριάνικα Κυθήρων. Πηγή: Ε.Μ.Π. Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίσης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου 37

χρησιμοποιούνται στα λιγότερο ευαίσθητα ή και στα λιγότερο ορατά μέρη του. Οι πλινθοδομές είναι πολύ συνηθισμένες στις πεδινές περιοχές όπου σπανίζει η πέτρα, επομένως περισσότερο στη βόρεια Ευρώπη. Αλλά και σε περιοχές όπου αφθονεί η πέτρα, υπάρχουν πλινθοδομές, γιατί παρουσιάζουν κάποια πλεονεκτήματα σε σχέση με τις λιθοδομές, όπως το μικρό βάρος των τούβλων σε σχέση με τις πέτρες και η τυποποίηση των διαστάσεων τους. Το κονίαμα παρουσιάζει μεγάλη ποικιλία συνθέσεων και αντοχών. Κονίαμα ονομάζεται το μείγμα που αποτελείται από λεπτόκοκκα αδρανή (μέγιστη διάμετρος κόκκου αδρανούς 4 mm), κονίες, ως συνδετική ύλη και νερό επεξεργασίας. Βασική ιδιότητα του είναι να σκληρύνεται με τον χρόνο, ενώ κατά την διάρκεια της δόμησης έχει ρευστή μορφή. Τα κονιάματα είναι το συνδετικό μέσο μεταξύ των λίθων σε μία τοιχοποιία. Χρησιμοποιούνται ώστε να δώσουν στον τοίχο την ικανότητα να λειτουργεί σαν ενιαίο σώμα και να μεταφέρει με ασφάλεια τα φορτία για τα οποία σχεδιάστηκε αλλά και να μείνει αναλλοίωτος στο πέρασμα του χρόνου. Οι μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος επηρεάζουν καταλυτικά τα χαρακτηριστικά της τοιχοποιίας. Ένας επί πλέον παράγοντας πολυμορφίας είναι και ο τύπος δόμησης ή αλλιώς η πλέξη της τοιχοποιίας που μπορεί και αυτή με τη σειρά της να προσδώσει στο σύνολο της τοιχοποιίας έναν ξεχωριστό χαρακτήρα και κάποια επιπλέον χαρακτηριστικά, όπως καλύτερη σύνδεση και σταθερότητα των λίθων. Στα πλεονεκτήματά της φέρουσας τοιχοποιίας συγκαταλέγονται η θερμομόνωση, η πυρασφάλεια, η αντοχή στο χρόνο, η οικολογική ανακύκλωση των υλικών του κτιρίου μετά το πέρας της διάρκεια της ζωής του και το καλαίσθητο αποτέλεσμα που δημιουργεί, ενώ στα μειονεκτήματά της συγκαταλέγονται η πολυμορφία και η πολυτυπία της ίδιας της πέτρας που καθιστά δύσκολη την γενικευμένη διαπίστωση της μηχανικής συμπεριφοράς της με αποτέλεσμα τη μεγάλη δυσκολία προτυποποίησης υλικών και μεθόδων.

3.1.1 Μηχανική της τοιχοποιίας υπο κατακόρυφα και υπο σεισμικά φορτία Η μηχανική συμπεριφορά της τοιχοποιίας χαρακτηρίζεται από : • • • •

Σχετικά υψηλή θλιπτική αντοχή Ιδιαίτερα χαμηλή εφελκυστική αντοχή Σχετικά ικανοποιητική αντοχή σε διάτμηση Έντονα ανισότροπη συμπεριφορά

Η υψηλή θλιπτική αντοχή της τοιχοποιίας σε σύγκριση με τα υπόλοιπα μηχανικά της χαρακτηριστικά καθόρισε και τη χρήση της ως κυρίως θλιβόμενου φέροντος δομικού στοιχείου. Τόσο η αντοχή όσο και ο τύπος αστοχίας μιας θλιβόμενης φέρουσας τοιχοποιίας επηρεάζεται έντονα από τη γωνία της θλιπτικής δύναμης ως προς τη διεύθυνση των οριζόντιων αρμών (ανισοτροπία). Η τοιχοποιία καταπονούμενη σε θλίψη κάθετα στους κύριους οριζόντιους αρμούς αστοχεί συνήθως από εγκάρσια ρηγμάτωση των πλίνθων, γεγονός που οφείλεται στην ανάπτυξη εφελκυστικών τάσεων στις πλίνθους σε εγκάρσιες διευθύνσεις. Οι τάσεις αυτές προκαλούνται από τον συμβιβασμό των μεγάλων εγκάρσιων παραμορφώσεων του κονιάματος 38

Α

3.4 Α. Τυπική διαμόρφωση αργολιθοδομής Β. Διαμόρφωση διασταυρώσεων αργολιθοδομής Πηγή: Σεμινάριο μικρής διάρκειας, κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία, κανονισμός-βλάβεςαποκατάσταση, Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος, Τμήμα Κεντρικής Μακεδονίας, σελ 4

3.5 Καμπύλη αστοχίας τοιχοποιίας Πηγή: Σεμινάριο μικρής διάρκειας, κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία, κανονισμός-βλάβεςαποκατάσταση, Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος, Τμήμα Κεντρικής Μακεδονίας, σελ 29

39

Β

των αρμών με τις μικρότερες των πλίνθων που προκαλεί αντίστοιχα εγκάρσια περίσφιξη στο κονίαμα (Εm < Eb, νm > νb). Έτσι υπό μονοαξονική θλιπτική φόρτιση της τοιχοποιίας αναπτύσσεται τριαξονική καταπόνηση στις πλίνθους και στο κονίαμα των αρμών. Όταν χρησιμοποιείται ο όρος θλιπτική αντοχή τοιχοποιίας αναφέρεται στη θλιπτική αντοχή κάθετα στους οριζόντιους αρμούς. Η θλιπτική αντοχή της τοιχοποιίας εξαρτάται από: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Τις ιδιότητες των λιθοσωμάτων, όπως η αντοχή τους, ο τύπος και η γεωμετρία τους Τα χαρακτηριστικά του κονιάματος όπως η αντοχή και η σύνθεση του Τις συνθήκες που επικρατούν στην τοιχοποιία, δηλαδή τον τρόπο εμπλοκής των λιθοσωμάτων Το υλικό και το πάχος του αρμού Ο τρόπος εφαρμογής και επίδρασης των συγκεντρωμένων φορτίων Την ποιότητα κατασκευής

Τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά αποτελούν και τις βασικές αδυναμίες της τοιχοποιίας. Οι αδυναμίες αυτές οφείλονται όχι μόνο στον ψαθυρό χαρακτήρα των πλίνθων και του κονιάματος, αλλά κυρίως στην συμπεριφορά της διεπιφάνειας επαφής ιδιαίτερα κατά μήκος των συνεχών οριζόντιων αρμών που έχουν χαρακτηρισθεί ως τα ‘’αδύναμα επίπεδα της τοιχοποιίας’’. Η εφελκυστική αντοχή της τοιχοποιίας είναι σαφώς πολύ χαμηλότερη από τη θλιπτική και ποικίλει έντονα ανάλογα από τη γωνία της εφελκυστικής δύναμης ως προς τους οριζόντιους αρμούς. Η εφελκυστική αντοχή της φέρουσας τοιχοποιίας είναι ιδιαιτέρως χαμηλή κάθετα στους οριζόντιους αρμούς ενώ είναι μεγαλύτερη παράλληλα σε αυτούς. Όταν υπάρχει εφελκυστική καταπόνηση κάθετα στους αρμούς τότε θα έχουμε αποκόλληση του κονιάματος ενώ όταν η εφελκυστική δύναμη είναι παράλληλα στους αρμούς η εφελκυστική αντοχή της είναι μεγαλύτερη από πριν λόγω της αντίστασης σε ολίσθηση κονιάματος και λιθοσώματος και λόγω της εφελκυστικής αντοχής του λιθοσώματος. Παράγοντες που επηρεάζουν την εφελκυστική αντοχή της τοιχοποιίας : α. Αντοχή αρμού σε αποκόλληση (fjt). β. Εφελκυστική αντοχή κονιάματος (fmt). γ. Συνοχή κονιάματος – π Η συμπεριφορά της τοιχοποιίας στη διάτμηση είναι σχετικά ικανοποιητική διότι μέχρι να επέλθει η κατάρρευση, η κατασκευή διέρχεται από διάφορα στάδια που την επιβραδύνουν, όπως φαίνεται και στην παρακάτω καμπύλη αστοχίας της τοιχοποιίας υπό την επίδραση διάτμητικής τάσης (εικ.3.5). Ενώ η φόρτιση υπό τα κατακόρυφα φορτία ορίζεται µε σχετική σαφήνεια, κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει µε τη σεισμική φόρτιση. Ακόμη και μετά από απλοποιήσεις της δράσης του σεισμού κατά τις δύο κύριες διευθύνσεις του κτιρίου, το μέγεθος και η 40

3.8 Διαφορετικοί τρόποι κοπής του ξύλου με διαφοροποίηση στα νερά του. Πηγή: Aρχιτεκτονικό σχέδιο - Βιβλίο Μαθητή, Β.2 Συμβολισμοί υλικών

3.6 Εγκάρσια τομή του κορμού. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 13

3.9 Αστοχία ξύλου λόγω θλίψης παράλληλα στις ίνες. Διακρίνεται ο λυγισμός που υφίστανται οι ίνες ταυτοχρόνως. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 29

3.7 Δείμγα της ναυπιγικής τέχνης. Πηγή: periklisdeligiannis.wordpress.com 41

3.10 Η θλιψη του ξύλου παράλληλα και κάθετα στις ίνες. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 29

κατανομή της σεισμικής τέμνουσας καθ’ ύψος (αλλά και μεταξύ των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων κάθε ορόφου) συνεχίζει να παραμένει κάτι το μη προβλέψιμο διότι εξαρτάται από τα γεωμετρικά και τα δυναμικά μηχανικά χαρακτηριστικά του φέροντα οργανισμού.

3.2 Το ξύλο Οι τεχνίτες που ήταν υπεύθυνοι για την κατασκευή των κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία, γνώριζαν ότι κατά τη διάρκεια του σεισμού η τοιχοποιία, ή αλλιώς οι πέτρες που την αποτελούσαν, ως ψαθυρά υλικά, καταπονούνται και αστοχούν πολύ συχνά λόγω της περιορισμένης αντοχής τους σε εφελκυσμό και κάμψη. Ήταν, συνεπώς, αναγκαία η χρήση ενός ακόμα υλικού μαζί με την πέτρα που η συναρμογή τους θα έκανε το κτίριο ανθεκτικό στα σεισμικά φορτία και ικανό να υπόκειται σε θλίψη, εφελκυσμό, κάμψη ή και διάτμηση χωρίς να αστοχεί. Για την προστασία, λοιπόν, της λιθοδομής από τα σεισμικά φαινόμενα χρησιμοποιήθηκαν πολύπλοκες ξύλινες κατασκευές. Ένα ερώτημα το οποίο μας γεννάται είναι το πως γνώριζαν οι τεχνίτες εκείνης της εποχής ότι το ξύλο μπορούσε να αναλάβει επαρκώς τις εφελκυστικές τάσεις, να συμπεριφερθεί ικανοποιητικά σε κάμψη και να ενοποιήσει και ενισχύσει το σώμα της λιθοδομής σε περίπτωση σεισμού αποτρέποντας την αστοχία. Η απάντηση έρχεται μέσα από διάφορα αρχαία ελληνικά κείμενα του Πλάτωνα, του Αριστοφάνη, του Θεόφραστου και κατά κύριο λόγο μέσα από την Οδύσσεια. Στο πρώτο κεφάλαιο της Οδύσσειας, ο Όμηρος περιγράφει το χαμηλό επίπεδο της κοινωνίας των Κυκλώπων και το δικαιολογεί με την έλλειψη επικοινωνίας τους με τον κόσμο. Η επικοινωνία των λαών εκείνη την εποχή γινόταν μέσω των ταξιδιών, κατά κύριο λόγο με πλοία. Η άγνοια, λοιπόν, της ναυπηγικής τέχνης ήταν υπεύθυνη για την έλλειψη κοινωνικής οργάνωσης και πολιτισμού, όπως αναφέρει και στο στίχο 129 ο ποιητής με τη φράση «εον τα χανε (τα πλοία) καλόχτιστα και τα σπίτια τους θάτανε»*, μιας και οι κατοικίες των ανθρώπων αποτελούσαν ανέκαθεν δείγμα πολιτισμού μιας κοινωνίας (εικ.3.7). Η ναυπηγική πέρα από το ότι κάλυπτε την ανάγκη του ανθρώπου για μετακίνηση, εξερεύνηση και επικοινωνία, χάρισε στους ανθρώπους εμπειρία, τόλμη αλλά και κατανόηση των φυσικών νόμων και των ιδιοτήτων της ύλης. Μελετώντας τα διαθέσιμα στοιχεία από τη ναυπηγική δραστηριότητα των περασμένων χιλιετηρίδων και βασιζόμενοι στα ευρήματα, κατέστη δυνατό να αναπαρασταθούν κατασκευές αρχαίων σκαφών. Κατασκευές εξαιρετικής αντοχής και συμπεριφοράς σε δυναμικές καταπονήσεις. Κατασκευές που αποκάλυπταν μια βαθιά γνώση του ξύλου σαν υλικού και των ιδιοτήτων του καθώς επίσης και μια ποιότητα σχεδιασμού και σοφής χρήσης του σε μια χώρα του νότου που στερείται την ποσότητα των δασών του βορρά. Ήταν φυσικό, λοιπόν, η τεχνογνωσία που πήγαζε από τη ναυπηγική να μεταφερθεί και στην οικοδομική τέχνη των κοινωνιών που ναυσιπλοούσαν και τα κτίσματα που κινδύνευαν και αστοχούσαν από τη δυναμική καταπόνηση των σεισμών να δανειστούν φορείς, υλικό και λεπτομέρειες από το πλεούμενο σκάφος, δηλαδή μια κατασκευή ανθρώπινης παραμονής και δραστηριότητας με καθημερινή επίδραση ¨βροχής και σεισμού¨. Η έντονη πρώιμη ναυπηγική δραστηριότητα στις ελληνικές θάλασσες συνέβαλε αποφασιστικά στην εμφάνιση πολυάριθμων, πολυποίκιλων και αποτελεσματικών δομικών συστημάτων κατά τη διάρκεια των τελευταίων τεσσάρων χιλιετιών. *Απόστασμα σε μετάφραση Εφταλιώτη 42

3.11 Ο εφελκυσμός του ξύλου παράλληλα και κάθετα στις ίνες. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 30

3.14 Η διάτμηση του ξύλου κάθετα και παράλληλα στις ίνες. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 32

3.12 Περιοχή σύνδεσης αμείβοντα - ελκυστήρα όπου αναπτύσσεται παράλληλα στις ίνες, Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 32

3.13 Θλίψη του ξύλου κάθετα στις ίνες. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 30

43

3.15 Η κάμψη του ξύλου. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 31

3.2.1 Η μηχανική του ξύλου Ο κορμός, το κύριο στοιχείο του δέντρου, αποτελεί έναν πακτωμένο στο έδαφος πρόβολο. Ο κορμός εκτός από το να εκτελεί βιολογικές λειτουργίες προορίζεται και για να αποτελεί το κυρίως φέρων στοιχείο του δέντρου. Είναι δηλαδή σχεδιασμένος εκ φύσεως να ανθίσταται επιτυχώς στις συνήθεις φορτίσεις που καταπονούν το δέντρο, οι οποίες είναι τα κατακόρυφα φορτία βαρύτητας και η φόρτιση λόγω ανέμου. Η τελευταία κάμπτει τον κορμό, αναπτύσσοντας εντός του θλιπτικά και εφελκυστικά φορτία παράλληλα στον άξονα του (παράλληλα δηλαδή στις ίνες του), φορτία έναντι των οποίων το ξύλο μπορεί να αντιστέκεται θαυμάσια. Οι μηχανικές ιδιότητες του ξύλου είναι αποτέλεσμα της ίδιας της δομής του. o Θλίψη: αποτελεί μια από τις συνήθεις καταπονήσεις του κορμού στο δέντρο, έναντι των οποίων το ξύλο είναι σχεδιασμένο να αντιστέκεται ικανοποιητικά. Τα κύτταρα μπορούν να ανθίστανται επαρκώς σε θλίψη παράλληλα στον άξονά τους συμπεριφερόμενα σαν υποστυλώματα κοίλης διατομής. Αντιθέτως, όταν η θλίψη γίνεται κάθετα στις ίνες προκαλούνται μεγάλες παραμορφώσεις. Επίσης λόγω του ότι τα κύτταρα είναι συνδεδεμένα με τα γειτονικά τους υποστηρίζονται έναντι λυγισμού. Η αστοχία λόγω θλίψης είναι πλάστιμη και προέρχεται από τον ταυτόχρονο λυγιμό των ινών μιας περιοχής (εικ.3.9, 3.10 και 3.13). o Εφελκυσμός: Εφελκυσμός παράλληλα στις ίνες σημαίνει εφελκυσμός των κυττάρων παράλληλα στον άξονα τους, που όπως και στη θλίψη, περιλαμβάνεται στις συνήθεις καταπονήσεις του κορμού, έναντι των οποίων είναι σχεδιασμένο να αντιστέκεται. Ο εφελκυσμός κάθετα στις ίνες αποτελεί ιδιαίτερα επικίνδυνη καταπόνηση και καλό είναι να αποφεύγεται μέσω του κατάλληλου σχεδιασμού (εικ.3.11). o Κάμψη: Η κάμψη είναι η κατεξοχήν καταπόνηση έναντι της οποίας ο κορμός είναι σχεδιασμένος να ανθίσταται και για αυτό το λόγο η συμπεριφορά του ξύλου είναι ιδιαίτερα καλή επιτρέποντας την ανάπτυξη υψηλών αντοχών. Η αντοχή σε κάμψη εξαρτάται από τις αντοχές σε θλίψη και εφελκυσμό και κυρίως από την παρουσία φυσικών ελαττωμάτων στο ξύλο. Η διαδικασία αστοχίας ενός καμπτόμενου ξύλινου μέλους ξεκινά από την θλιβόμενη ζώνη (σύνθλιψη ινών) και ολοκληρώνεται με την αστοχία της εφελκυόμενης περιοχής που περιλαμβάνει φυσικά ελαττώματα πχ ρόζους (εικ.3.15). o Διάτμηση: Η αντοχή σε διάτμηση εξαρτάται από τη φορά άσκησής της ως προς τις ίνες. Μπορεί να εμφανίζεται είτε ως καθαρή διάτμηση είτε, κατά κανόνα, σαν δύο ζεύγη συνιστωσών ανά δυο κάθετων μεταξύ τους. Όταν εμφανίζεται στο ξύλο καθαρή διάτμηση (δηλαδή οι δύο συνιστώσες είναι αντίρροπες σε μηδενική απόσταση μεταξύ τους ώστε να μην δημιουργείται ροπή) η αντοχή του εξετάζεται σε δύο περιπτώσεις: παράλληλα ή κάθετα στις ίνες. Την μεγαλύτερη αντοχή σε απευθείας διάτμηση εμφανίζει το ξύλο όταν διατέμνεται κάθετα στις ίνες. Σημαντικά μικρότερη είναι η αντοχή όταν διατέμνεται παράλληλα στις ίνες (εικ.3.14).

3.2.2 Παράγοντες που επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες του ξύλου Οι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τις παραπάνω μηχανικές ιδιότητες του ξύλου είναι η περιεχόμενη υγρασία του, η διάρκεια φόρτισής του και τα φυσικά του ελαττώματα.

44

3.16 Παράδειγμα σχισίματος σε ξύλινο μέλος. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 40

3.17 Παραδείγματα φυσικών ελαττωμάτων. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 40

45

3.18 Καμπτική αστοχία δοκού στέγης. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 31

3.19 Καθαρή διάτμηση. Οι δύο συνιστώσες είναι αντίρροπες σε μηδενική απόσταση μεταξύ τους συνεπώς δεν αναπτύσσεται ροπή. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 31

Υγρασία: Το νερό είναι το βασικό συστατικό της ζωής και δεν θα μπορούσε να λείπει από κάθε ζωντανό οργανισμό όπως το δέντρο. Ακόμη, όμως, κι όταν το ξύλο χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό συγκρατεί εντός του κάποια υγρασία. Η παρουσία του νερού στο ξύλο είναι εξέχουσας σημασίας για τη συμπεριφορά του ως δομικού υλικού, καθώς επιδρά στη μεταβολή της μάζας του, στις διαστάσεις του, στις μηχανικές ιδιότητες του (αντοχές και μέτρο ελαστικότητας), στην ευπάθεια του απέναντι στη βιολογική προσβολή, αλλά σχετίζεται και με παραμορφώσεις που μπορεί να εκδηλωθούν, όπως στρεβλώσεις και σχίσματα. H μεγαλύτερη ποσότητα βρίσκεται στο σομφό ξύλο (μεταξύ δηλαδή του φλοιού και του εγκάρδιου ξύλου - πυρήνα), το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των χυμών. Το εντός του δέντρου νερό βρίσκεται σε δύο μορφές. Η μεγαλύτερη ποσότητα βρίσκεται σε υγρή μορφή εντός των θυλάκων των κυττάρων και ονομάζεται ελεύθερο νερό. Υπάρχει και μια άλλη, όχι αμελητέα ποσότητα νερού, το οποίο έχει απορροφηθεί από τα κυτταρικά κελύφη και βρίσκεται δεσμευμένο εντός της μάζας του τοιχώματος του κελύφους με χημικούς δεσμούς και καλείται δεσμευμένο νερό. Η συνολική ποσότητα ελεύθερου και δεσμευμένου νερού καλείται περιεχόμενη υγρασία. Η περιεχόμενη υγρασία συμβολίζεται με ω και μετριέται: Π.Υ ω(%)=βάρος ξύλου-βάρος ξηρού ξύλου/βάρος ξηρού ξύλου*100% Επιθυμητό ποσοστό περιεχόμενης υγρασίας για κανονικές συνθήκες υγρασίας είναι γύρω στο 12%. Για να φτάσει το ξύλο σε αυτό το επιθυμητό ποσοστό υγρασίας ξηραίνεται επιμελώς, είτε σε στεγασμένους ανοιχτούς, φυσικά αεριζόμενους χώρους, προστατευμένο από τη άμεση διαβροχή (βροχή, χιόνι), είτε σε ειδικούς κλίβανους (ξηραντήρια). Σε οποιαδήποτε μεταβολή της ατμοσφαιρικής υγρασίας ή θερμοκρασίας το ξύλο αποβάλλει ή προσλαμβάνει υγρασία ώστε να ισορροπήσει σε κάποιο νέο ποσοστό υγρασίας. Σε συνήθεις κλειστούς και κλιματιζόμενους χώρους που έχουν ατμοσφαιρική υγρασία κοντά στο 65% και 20OC, το ξύλο ισορροπεί την περιεχόμενη υγρασία του στο 12%. Η αύξηση της περιεχόμενης υγρασίας που αντιστοιχεί σε δεσμευμένο νερό, έχει ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση των μηχανικών χαρακτηριστικών του: οι μεταβολές της υγρασίας δεν έχουν ποσοτικός τις ίδιες επιπτώσεις σε όλες τις μηχανικές ιδιότητες. Η αντοχή σε θραύση επηρεάζεται σημαντικά ενώ η αντοχή σε κρούση ελάχιστα. Σημαντική είναι επίσης η επιρροή της περιεχόμενης υγρασίας στις ιδιότητες δυσκαμψίας του ξύλου καθώς και στις ερπυστικές παραμορφώσεις*. Για μεγάλες τιμές της περιεχόμενης υγρασίας, οι ερπυστικές παραμορφώσεις μπορεί να είναι έως και διπλάσιες των στιγμιαίων. Διάρκεια φόρτισης: Η συνεχής φόρτιση στο ξύλο, σε αντίθεση με το χάλυβα και το σκυρόδεμα επηρεάζει σημαντικά τη φέρουσα ικανότητά του. Στον ευρωκώδικα 5 για τις διάφορες διάρκειες φόρτισης, η αντοχή του ξύλου μπορεί να μειωθεί από 40-80%, ενώ στις στιγμιαίες φορτίσεις (σεισμός, άνεμος) η αντοχή αυξάνεται κατά 10%. Φυσικά ελαττώματα του ξύλου: Τα συνήθη ελαττώματα που παρουσιάζει το ξύλο είναι ρόζοι, σχίσματα, σκασίματα και αποκλίσεις από τον κύριο άξονα του κορμού. Όλα τα παραπάνω έχουν σημαντική επίπτωση στη μηχανική συμπεριφορά του ξύλου και μπορούν να εμφανιστούν ακόμα και στο ίδιο τεμάχιο ξύλου. Είναι αναγκαία, συνεπώς, η επιμελής παρατήρηση των διαφόρων τεμαχίων ξύλου, ο έλεγχος για τυχόν ελαττώματα και η διαβάθμιση ως προς τις μηχανικές τους ιδιότητες, έτσι ώστε τα ελαττωματικά να απορρίπτονται (εικ.3.16). *Mε τον όρο «ερπυσµός» δηλώνεται η προοδευτική µε την πάροδο του χρόνου παραµόρφωση (συστολή) του ξύλου όταν υπόκειται σε σταθερή θλιπτική τάση. Αντίθετα µε τη συστολή ξηράνσεως, που γίνεται ομοιόμορφα προς όλες τις διευθύνσεις, οι ερπυστικές παραμορφώσεις γίνονται κατά τη διεύθυνση των «ελαστικών» παραμορφώσεων, δηλ. κατά τη διεύθυνση της θλιπτικής τάσης 46

3.20 Συντελεστής Θερμικής Αγωγιμότητας (λ) διάφορων υλικών. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 26

47

3.21 Συντελεστής Θερμικής Διαστολής. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 26

3.23 Ξύλινο μέλος επικολλητής ξυλείαςμετά από πυρκαγιά. η συμπεριφορά στην πυρκαγιά είναι αντίστοιχη με αυτή της φυσικής ξυλείας. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 57

3.22 Σχέση χρόνου ανάφλεξης και θερμοκρασίας του ξύλου για ευμεγέθη ξύλινα μέλη. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 55

3.24 Τυπική κατανομή θερμοκρασιών στη διατομή καιγόμενου ξύλινου μέλους Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή,σελ 57

3.2.3 Τα πλεονεκτήματα του ξύλου Το ξύλο επιλέχθηκε ήδη από την αρχαιότητα, στις μινωικές κατασκευές, με τη χρήση ξύλινων ενισχύσεων ώστε να αυξήσει την αντοχή της τοιχοποιίας σε φορτία εφελκυσμού, να παραλάβει μεγάλες παραμορφώσεις και να συγκρατήσει τη μάζα της λιθοδομής σε έκτακτες καταπονήσεις όπως είναι ο σεισμός. Όμως αυτά δεν είναι τα μόνα πλεονεκτήματα που προσφέρει το ξύλο. Οι ίδιες οι φυσικές ιδιότητες του αποτελούν και τα πλεονεκτήματά του τα οποία είναι: - Η πυκνότητά του: η πυκνότητα του ξύλου παρουσιάζει διακυμάνσεις ανάλογα με το είδος της ξυλείας και της περιεχόμενης υγρασίας και αποτελεί ένα σημαντικό κριτήριο προσδιορισμού της αντοχής του.

- Η θερμική αγωγιμότητα: το ξύλο είναι πολύ καλός μονωτής της θερμότητας λόγω της πορώδους δομής του. Το ξύλο όπως φαίνεται και στους πίνακες 3.20 και 3.21 είναι δέκα φορές λιγότερο αγώγιμο από το σκυρόδεμα και τριακόσιες φορές από το χάλυβα. Η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του ξύλου είναι ιδιαίτερης σημασίας για την ερμηνεία της συμπεριφοράς του έναντι της φωτιάς. Σε ότι αφορά τη συμπεριφορά του ξύλου έναντι της φωτιάς, υπάρχει η πεποίθηση ότι το ξύλο είναι ένα ιδιαιτέρως ευαίσθητο και εύφλεκτο υλικό. Αυτό ισχύει για μικρά τεμάχια ξύλου, πριονίδια ή παράγωγα αυτού όπως το χαρτί ή το χαρτόνι. Ξύλινα τεμάχια ικανών διαστάσεων, αντιθέτως, δεν διακρίνονται για την αναφλεξιμότητά τους, το πόσο εύκολα δηλαδή αναφλέγονται. Το ξύλο μπορεί να είναι καύσιμο υλικό αλλά δεν είναι απαραίτητα εύφλεκτο. Σύμφωνα με τον πίνακα 3.22 για να προκύψει ανάφλεξη ενός ξύλου ικανών διαστάσεων πρέπει να αναπτυχθούν στην επιφάνειά του υψηλές θερμοκρασίες και να διατηρηθούν για ικανό χρόνο. Αυτό προϋποθέτει την ύπαρξη μιας εστίας πυρός ικανής ισχύος σε σχετική εγγύτητα. Όταν τα παραπάνω πραγματοποιηθούν με ακρίβεια, τότε προκαλείται στο ξύλο ένα σύνολο χημικών μεταβολών έως τη μετατροπή του σε ξυλάνθρακα, που καλείται καύση. Η μικρή θερμική αγωγιμότητα του ξύλου είναι αυτή που επιβραδύνει τη διαδικασία της καύσης και τη μετάδοση της θερμότητας σε όλη τη μάζα, καθυστερεί δηλαδή τη μετατροπή του σε ξυλάνθρακα. Σε αντίθεση η θερμική αγωγιμότητα του χάλυβα είναι 350 φορές μεγαλύτερη. Με άλλα λόγια για τη μετάδοση ενός ποσού θερμότητας διαμέσου του χάλυβα απαιτείται 1 λεπτό ενώ για το ξύλο 6 ώρες. Στην κατασκευή αυτό σημαίνει ότι ένα ξύλινο κτίριο θα αστοχήσει πολύ αργότερα από ένα μεταλλικό, δίνοντας την ευκαιρία της κατάσβεσης της φωτιάς χωρίς σημαντικές ζημιές (εικ. 3.25, 3.26 και 3.27). Δεν είναι λίγες οι φορές που σε ξύλινες κατασκευές η διατομή του ξύλου είναι υπολογισμένη ώστε μετά από ενδεχόμενη πυρκαγιά και αφού αφαιρεθεί το απανθρακωμένο κομμάτι απομειώνοντας συνολικά τη διατομή, να μπορεί επαρκώς η ξύλινη κατασκευή να φέρει τα φορτία που έφερε και πριν την πυρκαγιά (εικ.3.23 και 3.24).

- Βιοκλιματική συμπεριφορά του ξύλου: τα ξύλινα δομικά στοιχεία κατά την περίοδο του καλοκαιριού που η θερμοκρασίες είναι υψηλές, έχουν την ιδιότητα να αποβάλουν μέρος της περιεχόμενης υγρασίας τους δροσίζοντας το χώρο. Η θερμική διαστολή προκαλεί στο ξύλο ρίκνωση την ίδια στιγμή που στο μέταλλο προκαλεί διαστολή και μεταβολή του μήκους του. Επίσης, κατά τους χειμερινούς μήνες το ξύλο απορροφά την υγρασία του χώρου και έτσι οδηγείται σε διόγκωση την ίδια στιγμή που το μέταλλο συστέλλεται και μεταβάλλεται στο μήκος του. Η αντιφατική αυτή συμπεριφορά του ξύλου δρα ευεργετικά στην ατμόσφαιρα του χώρου χωρίς να χάνει ταυτόχρονα τη φέρουσα ικανότητά του.

48

3.26 Το ξύλινο δοκάρι , έχοντας απολέσει μεγάλο τμήμα της αρχικής του διατομής εξακολουθεί να φέρει τα μεταλλικά μέλη που αστόχησαν υπο την επίδραση της θερμότητας. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 58

3.27 Πυργακία σε κτήριο στη Γλασκώβη το 1936. Το ξύλινο υποστήλωμα απανθρακώθηκε εξωτερικά, εξακολούθηκε όμως να φέρει τόσο την κιβωτειοειδή μεταλλική δοκό, όσο και την δοκό διπλού ταυ, που αστόχησε υπο την επίδραση της θερμότητος και του ίδιου βάρους Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 58

3.25 Η Πρυτανεία του Ε.Μ.Π μετά από πυρπόληση(1991). Παρά την ένταση και διάρκεια της πυρκαγιάς οι ξύλινοι φορείς της στέγης έμειναν όλοι στη θέση τους, απανθρακωμένοι εξωτερικά βέβαια. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 58 49

- Ηλεκτρική αγωγιμότητα: το ξύλο παρουσιάζει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και όπως όλοι οι κακοί αγωγοί μπορεί να θερμανθεί όταν υποβληθεί σε υψηλής συχνότητας ηλεκτρικό πεδίο. Η ιδιότητα αυτή του ξύλου εξαρτάται σημαντικά από το ποσοστό της περιεχόμενης υγρασίας.

- Ακουστικές ιδιότητες: το ξύλο έχει την ιδιότητα να απορροφά σε ικανοποιητικό βαθμό τους ήχους που παράγονται εκτός της μάζας του, στο περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται και που προσπίπτουν στην επιφάνειά του, αντανακλώντας μικρό μόνο μέρος τους. Για αυτό το λόγο είναι ευρέως γνωστή η χρήση του ως τελική επιφάνεια σε χώρους ειδικών χρήσεων πχ αμφιθέατρα, αίθουσες συναυλιών κτλ. Από την άλλη πλευρά μεταδίδει έντονα ήχους που παράγονται μέσα στη μάζα του πχ κρούση και για αυτό το λόγω κρίνεται απαραίτητη η χρήση ηχομονωτικών υλικών σε ξύλινα πατώματα και τοίχους.

- Αντίσταση σε χημικές δράσεις: το ξύλο είναι ανθεκτικό σε χημικές δράσεις και για αυτό το λόγο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για την κατασκευή σωλήνων, κάδων και δεξαμενών όπου έρχεται σε άμεση επαφή με χημικές ουσίες από τις οποίες δεν προσβάλλεται. Απειλή για το ξύλο αποτελούν οι διάφοροι μικροοργανισμοί που μπορούν να το προσβάλλουν υπό ορισμένη θερμοκρασία και υγρασία καθώς επίσης και η ελλιπής προστασία του από τη βροχή που μπορεί να το οδηγήσει στην αποσύνθεση λόγω της συχνής διαβροχής του. Τέλος, και αυτό όπως και όλα τα υλικά απαιτούν μια μορφή συντήρησης έτσι ώστε να διατηρεί όλες τις ευεργετικές του ιδιότητες αναλλοίωτες στο πέρασμα των χρόνων.

3.3 Ξύλινα δάπεδα και στέγες Τα ξύλινα πατώματα συνήθως έχουν ορθογωνική κάτοψη, αποτελούνται από σύστημα παράλληλων δοκών σε απόσταση περίπου 0,65m, αµφιέρειστα εδρασμένων ως κυλίσεις (δηλαδή µε δυνατότητα οριζόντιας μετατόπισης). Εξασφαλίζουν μικρή και σε περίπτωση διπλού σανιδώματος μέση δυσκαμψία στο επίπεδό τους µε αντίστοιχη διαφοροποίηση της διαφραγματικής λειτουργίας του πατώματος. Επίσης εμφανίζουν σημαντική διαφοροποίηση της διαφραγματικής λειτουργίας κατά κατεύθυνση εξαιτίας της έδρασης των ξύλινων φερουσών δοκών επί των φερουσών τοιχοποιιών σε µία µόνο από τις δύο κύριες διευθύνσεις του κτιρίου. Το βάρος τους είναι σχετικά μικρό και δεν ασκούν οριζόντιες ωθήσεις υπό τα κατακόρυφα φορτία επί των φερουσών τοιχοποιιών. Οι στέγες κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία αποτελούνται συνήθως από ξύλινα ζευκτά ανά αποστάσεις 0.8 έως 2.0m με τεγίδες, σανίδωμα και επικάλυψη. Τα ζευκτά εδράζονται στο κορυφαίο διάζωμα των φερουσών τοιχοποιιών ή σε ξύλινες δοκούς ενσωματωμένες κατά μήκος της στέψης των τοίχων. Η εγκάρσια σύνδεση των ζευκτών εξασφαλίζεται μέσω εγκάρσιων συνδέσμων σε κατακόρυφα επίπεδα, καθώς και μέσω των ξύλινων τεγίδων ή και του σανιδώματος. Η ξύλινη στέγη όταν είναι σωστά σχεδιασμένη και κατασκευασμένη ενισχύει τη διαφραγματική λειτουργία του κτιρίου, ¨δένοντάς ¨το σαν ένα σώμα και κάνοντας το να συμπεριφέρεται ομοιογενώς. Με τον όρο σωστά σχεδιασμένη στέγη δεν εννοούμε μόνο τη χρήση ζευκτών αλλά κυρίως τον αντισεισμικό σχεδιασμό τους που επιτυγχάνεται μέσω τις χρήσης ξύλινων στοιχείων και 50

3.29 Αντισεισμική συμπεριφορά στέγης. Η στέγη δένει το κτίριο και την ώρα του σεισμού επιτρέπιει μια ελεγχόμη κίνηση. Πηγή: Διεθνές συνέδριο για την αποκατάσταση και αναβίωση ιστορικών κτιρίων και πόλεων, ΤΕΕ, Θέμα: Seismic disaster prevention in the history of structures in Greece: the importance of the timber structure, Π. Τουλιάτος

3.28 Σύνδεση αμείβοντα με ελκυστήρα ζευκτού στέγης. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 110 51

3.30 Σύνδεση αμειβόντων με ορθοστάτη ζευκτού στέγης. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 110

3.31 Τυπικές συνδέσεις αμείβοντα-ελκυστήρα: α. Λεπτομέρεια σύνδεσης με μόρσο β. Λεπτομέρεια σύνδεσης με εγκοπή δίεδρης γωνίας στον ελκυστήρα, αντίστοιχη διαμόρφωση του αμείβοντα και διχάγκιστρο. γ. Λεπτομέρεια σύνδεσης με εγκοπή δίεδρης γωνίας στον ελκυστήρα, αντίστοιχη διαμόρφωση του αμείβοντα, σφήνα και λάμα. δ. Λεπτομέρεια σύνδεσης αντικολλητής ξυλείας με ήλους ή βίδες, η οποία συνδυάζεται είτε με μόρσο είτε με εγκοπή δίεδρης γωνίας. Πηγή: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 109

λαμών που συνδέουν τους απέναντι τοίχους μεταξύ τους και ενισχύουν τη διαφραγματική λειτουργία της στέγης (εικ.3.28 και 3.29). Το βάρος της ξύλινης στέγης είναι μικρό αλλά μπορεί εύκολα να αυξηθεί σημαντικά όταν τοποθετούνται βαριές επικαλύψεις. Σε μια τυπική σύγχρονη τετραώροφη οικοδομή αν αντί για μπετονένια πλάκα τοποθετηθεί ξύλινη στέγη τότε μειώνεται η αδρανειακή φόρτιση όχι κατά ¼ ,δηλαδή αναλογικά, αλλά κατά περίπου 50%. Δεν πρόκειται δηλαδή για μια αναλογική μεταβολή. Όταν η αδρανειακή φόρτιση μειώνεται τότε μειώνονται τα φορτία τα οποία προκαλούνται από τη σεισμική δράση, καταπονώντας το κτίριο σημαντικά λιγότερο. Στην περίπτωση σεισμού τα δάπεδα και οι στέγες λειτουργούν ως οριζόντια διαφράγματα τα οποία μεταφέρουν στους τοίχους τις σεισμικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στο επίπεδό τους. Επιπλέον, τα δάπεδα και οι στέγες συνδέουν τους φέροντες τοίχους μεταξύ τους και κατανέμουν στους τοίχους, ανάλογα µε τη δυσκαμψία τους, τα οριζόντια σεισμικά φορτία που αναπτύσσονται σε ένα κτίριο από τοιχοποιία. Κατά μήκος κάθε φέροντος τοίχου και στη στάθμη των δαπέδων, κατασκευάζονται οριζόντια διαζώματα ώστε να βοηθήσουν τα δάπεδα στη σύνδεση των φερόντων τοίχων.

3.4 Εσωτερικοί διαχωριστικοί τοίχοι Σε μια κατασκευή από φέρουσα τοιχοποιία και ξύλο εξωτερικά, μελετημένη ώστε να μπορεί να ανταποκριθεί σε δυναμικές καταπονήσεις, δεν θα μπορούσε παρά να διαθέτει εσωτερικούς διαχωριστικούς τοίχους με καλή σεισμική συμπεριφορά (εικ.4.1 και 4.2). Η εσωτερική τοιχοποιία, γνωστή και ως ξυλόπηκτη τοιχοποιία, για την οποία συνήθως χρησιμοποιούμε τον όρο “τσατμάς”, μπορεί απλά να περιγράφει ως ένας ξύλινος σκελετός του οποίου τα κενά πληρώνονται με κάποιο υλικό με σκοπό να προκύψει ένα συμπαγές τοίχωμα. Αυτός ο τύπος κατασκευής είναι μία παραλλαγή στα πλαίσια μιας κατασκευαστικής παράδοσης που επέζησε στη διάρκεια της ιστορίας σε πολλά μέρη του κόσμου από την αρχαία Ρώμη μέχρι σήμερα. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν κατά καιρούς για την πλήρωση του ξύλινου σκελετού παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία τόσο στη σύλληψη όσο και στη συμπεριφορά. Συνηθέστερα τα κενά πληρώνονταν με πλεκτά κλαριά και κονίαμα από πηλό, κοπριά, τρίχες αλόγου κ.α., και επιχρίονταν με ασβεστοκονίαμα. Η βασική αρχή αυτής της εύκαμπτης κατασκευής είναι ότι δεν υπάρχουν δύσκαμπτα στοιχεία για να προσελκύσουν μεγάλη σεισμική τέμνουσα. Η απόκρισή τους δεν είναι ελαστική αλλά πλαστική με τη σταδιακή ρηγμάτωση η οποία εξαπλώνεται σε όλη την έκταση του τοίχου λόγω της αλληλεπίδρασης της τοιχοποιίας με τον ξύλινο σκελετό. Με άλλα λόγια παρά το γεγονός ότι τα λιθοσώματα και το κονίαμα είναι ψαθυρά υλικά το όλο σύστημα συμπεριφέρεται σαν πλάστιμο. Η ρηγμάτωση που μπορεί να προκληθεί κατά τη διάρκεια του σεισμού παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην συμπεριφορά της κατασκευής έναντι του σεισμού διότι με αυτόν τον τρόπο απορροφάται η αυξανόμενη φόρτιση με την εκδήλωση μικρών ζημιών που μπορούν να αποκατασταθούν. Η τοιχοποιία αποκρίνεται στο σεισμό με την ενεργοποίηση του μηχανισμού της τριβής κατά την ολίσθηση της κατά μήκος των στοιχείων του ξύλινου σκελετού και οδηγεί στην απόσβεση σημαντικού ποσού της σεισμικής ενέργειας. Η απόσβεση ενέργειας μέσω τις ολίσθησης μεταξύ τοιχοποιίας και ξύλου μεταβάλει επίσης την ιδιοπερίοδο ταλάντωσης της κατασκευής. Τα πλεονεκτήματά τους ήταν αφ’ ενός η εξοικονόμηση χώρου, αφού το πάχος τους είναι μικρό, και αφ’ ετέρου το μικρό τους βάρος, που επέτρεπε την ευκολότερη μεταφορά των υλικών, αλλά και την καταλληλότητά τους για τη χρήση στους άνω ορόφους, ώστε να καταπονούνται λιγότερο οι πέτρινοι τοίχοι των ισογείων.

52

Κεφάλαιο 4 4.1 Μπαγδάτι. Πηγή: Ε.Μ.Π. Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίσης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου 53

4. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΟΜΗΣΗΣ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ ΚΑΙ Η ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΤΟΥΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ Ένα από τα κύρια και πιο ενδιαφέροντα κεφάλαια του ανθρώπινου πολιτισμού είναι η ιστορία της κατασκευαστικής δραστηριότητας ανά τους αιώνες. Σε οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη μας υπήρξε ή άνθισε κάποιος πολιτισμός σε κάποια χρονική περίοδο, εκεί άφησε τα δείγματά της κατά το ίδιο χρονικό διάστημα κάποια χαρακτηριστική κατασκευαστική δραστηριότητα ως προς τον τύπο, τα δομικά υλικά, τα δομικά συστήματα, τη λειτουργία και την αισθητική. Ο χώρος της Ελλάδας, με την πολυδιάστατη μορφολογία του ηπειρωτικού κορμού και τα πολυάριθμα νησιά, αποτέλεσε εστία δομικής δραστηριότητας αρκετών χιλιάδων ετών. Πολλά από τα δομικά συστήματα που αναπτύχθηκαν στην περιοχή αυτή είναι υψηλού επιπέδου, ενδιαφέρουσας σύλληψης φορέων και λεπτομερειών και ιδιαίτερα επιτυχή στην αντιμετώπιση φορτίσεων (στατικών και δυναμικών) αλλά και των υπόλοιπων καταπονήσεων (χρήσης, περιβαλλοντικών). Χαρακτηρίζονται από μια τυπολογία και μορφολογία, υιοθετούν στην κατασκευαστική πρακτική τοπικά υλικά και ενέχουν μια σχετική τρωτότητα και παθολογία. Οι ιστορικές αυτές τεχνικές δόμησης που απαντώνται σε όλη την Ελλάδα διαφοροποιούνται σε μικρό ή σε μεγάλο βαθμό από περιοχή σε περιοχή. Αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται αφ’ ενός στον έντονο γεωγραφικό κατακερματισμό και αφ’ ετέρου στις ιστορικές συνθήκες, εξ αιτίας των οποίων διαφορετικές περιοχές ανήκαν κατά καιρούς σε διαφορετικούς κυριάρχους, με αποτέλεσμα να δέχονται διαφορετικές επιρροές. Με βάση τα παραπάνω τα δομικά συστήματα διαχωρίζονται με βάση το γεωγραφικό κριτήριο σε ηπειρωτικές και νησιωτικές τεχνικές δόμησης και με βάση το κριτήριο της ξένης κυριαρχίας σε τουρκοκρατούμενες και λατινοκρατούμενες ενώ μπορεί να γίνει και η διάκριση μεταξύ των περιοχών που ενσωματώθηκαν νωρίς στο νεοελληνικό κράτος και σε αυτές που παρέμειναν μέχρι πιο πρόσφατα υπό ξένη κυριαρχία. Οι ηπειρωτικές τεχνικές δόμησης χαρακτηρίζονται από την ευρεία χρήση της πέτρας, η οποία άλλωστε αφθονεί στο σύνολο του ελλαδικού χώρου, αλλά και του ξύλου, που κάποτε αφθονούσε στις περισσότερες περιοχές της ηπειρωτικής Ελλάδας. Αντίθετα, η σπανιότητα του ξύλου στα περισσότερα νησιά, κάνει τη νησιωτική αρχιτεκτονική να βασίζεται σχεδόν αποκλειστικά στη χρήση της πέτρας. Στην ηπειρωτική Ελλάδα εντοπίζονται οι περισσότερες ακμάζουσες πόλεις την εποχή που η παραδοσιακή αρχιτεκτονική αναπτύσσεται εντονότερα, τον 18ο και 19ο αιώνα. Τα όρια του τότε ελλαδικού χώρου δεν συμπίπτουν με τα σημερινά του ελληνικού κράτους αλλά περιλαμβάνουν όλα τα νότια Βαλκάνια και τη Μ. Ασία. Σε όλη αυτή τη γεωγραφική έκταση που βρισκόταν υπό οθωμανική κυριαρχία, δηλαδή σε έναν πολιτικά ενιαίο χώρο, υπήρχε σχετική ευκολία κίνησης ανθρώπων και πραγμάτων και κατ΄επέκταση τεχνιτών, οικοδομικών υλικών, αλλά και ιδεών και κατασκευαστικών τεχνικών. Έτσι παρά την κακή κατάσταση των δρόμων της εποχής ήταν εφικτό γνωστοί και ειδικευμένοι τεχνίτες να μπορούν να μετακινηθούν από περιοχή σε περιοχή οικοδομώντας σπουδαία παραδοσιακά κτίρια και μεταφέροντας ιδέες και πρακτικές στους διάφορους τόπους δραστηριότητάς τους. Παρατηρείται μεγαλύτερη πυκνότητα εντυπωσιακών έργων παραδοσιακής αρχιτεκτονικής στις πόλεις κυρίως της Μακεδονίας και της Ηπείρου παρά στη Στερεά Ελλάδα και την Πελοπόννησο.

54

4.2 Ξυλόπηκτος τοίχος - τσατμάς Πηγή: Ε.Μ.Π. Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίσης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου 55

Το φαινόμενο αυτό εξηγείται κυρίως γεωγραφικά λόγω του ότι η Μακεδονία και η Ήπειρος κατά τα χρόνια της Οθωμανικής κυριαρχίας βρίσκονται στο κέντρο της τότε αυτοκρατορίας, στο σημείο συνάντησης μεγάλων εμπορικών δρόμων. Αντιθέτως η σημερινή κεντρική Ελλάδα και η Πελοπόννησος ήταν απομακρυσμένες από τους μεταφορικούς και επικοινωνιακούς άξονες. Επιπρόσθετα οι περιοχές αυτές υπέστησαν τις περισσότερες καταστροφές κατά τη διάρκεια της Επανάστασης σε αντίθεση με τις βορειοελληνικές πόλεις στις οποίες ο κτιριακός πλούτος διατηρήθηκε. Μια επιπλέον γεωγραφική διάκριση στον ηπειρωτικό ελλαδικό χώρο είναι μεταξύ πεδινών και ορεινών περιοχών. Όπως συμβαίνει σε όλες τις χώρες που κατακτούνται από ένα νεοφερμένο λαό, οι κατακτητές εγκαθίστανται στα πεδινά, ενώ οι ντόπιοι πληθυσμοί αποσύρονται στα ορεινά. Οι σημαντικότεροι οικισμοί της περιόδου εκείνης που έχουν να επιδείξουν και τα σημαντικότερα αρχιτεκτονικά έργα βρίσκονται στα ορεινά. Χαρακτηριστικά παραδείγματα ακμαίων ορεινών ελληνικών οικισμών αποτελούν τα χωριά του Πηλίου καθώς και οι πλαγιές του Ολύμπου (Αμπελάκια). Σε αντίθεση με την ηπειρωτική, η νησιωτική Ελλάδα ήταν αρκετά αραιοκατοικημένη και δύσκολα προσβάσιμη. Αυτό είχε σαν συνέπεια οι λιγοστοί κάτοικοι του νησιού, υπό το φόβο της πειρατείας, να αδυνατούν να συγκεντρώσουν αρκετά χρήματα για την κατασκευή ενός κτιρίου δημόσιου χαρακτήρα όπως μια εκκλησία. ‘Έτσι αναγκάζονταν να τα κατασκευάσουν οι ίδιοι χωρίς να διαθέτουν πάντα τις απαραίτητες γνώσεις και εμπειρίες. Λιγοστά είναι τα παραδείγματα σημαντικών έργων παραδοσιακής αρχιτεκτονικής στα νησιά, τα οποία χρηματοδοτήθηκαν από κάποιον πλούσιο κάτοικο. Τα υπόλοιπα περιορίζονταν σε απλές κατασκευές. Σε ότι αφορά το κριτήριο τη ξένης κυριαρχίας η ηπειρωτική Ελλάδα ήταν τουρκοκρατούμενη ενώ οι περισσότερες νησιωτικές περιοχές ήταν υπό την κυριαρχία των Βενετών. Oι Τούρκοι σαν νομαδικός λαός, στις περιοχές που είχαν υπό τη διοίκηση τους δεν μετέφεραν τις δικιές τους τεχνικές δόμησης οπότε μπορούσαν να συνεχιστούν απρόσκοπτα τα βυζαντινά συστήματα δόμησης που προϋπήρχαν στην περιοχή. Αντίθετα, στις νησιωτικές περιοχές που ήταν υπό την κυριαρχία κυρίως των Βενετών, υπήρξε μία επιμειξία μεταξύ των τεχνικών που βρήκαν εκεί οι κατακτητές και αυτών που έφεραν από την πατρίδα τους, πάντα μέσα στα πλαίσια των περιορισμών που έθεταν οι δυσκολίες στη μεταφορά υλικών. Αυτό σημαίνει ότι στην Κρήτη και τα Επτάνησα χρησιμοποιήθηκαν κατά κανόνα ντόπια υλικά, αλλά στη μορφολογία έγινε ευρεία χρήση στοιχείων της βενετικής αρχιτεκτονικής, με μόνο τις αναγκαίες προσαρμογές στις κατασκευαστικές τεχνικές.

4.1 Ηπειρωτική Ελλάδα 4.1.1 Η λιθοδομή Σε ορισμένες περιοχές της Ελλάδας η φέρουσα λιθοδομή χωρίς ξύλινες ή μεταλλικές ενισχύσεις ήταν η οικοδομική τεχνική που εφαρμόζονταν. Ο τοίχος από πέτρα (σχιστολιθική ή ασβεστολιθική) είναι το κυρίαρχο στοιχείο της κατασκευής που μένει ανεπίχρηστο. Στο διάβα των αιώνων και από τα εναπομείναντα κτίρια με αυτή την κατασκευαστική δομή έχει αποδειχθεί ότι ο τοίχος φέρει επαρκώς τα επιβαλλόμενα φορτία. Στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική το πάχος της λιθοδομής 56

4.3 Παραδοσιακό σπίτι στο Ζαγόρι Πηγή: http://www.europe-greece.com/

4.6 Πύργος Σταρόγιαννη (φ.Γιάννης Βουρλίτης) Πηγή: maniatika.wordpress.com

4.4 Σκίτσο του οικισμού Γουλάς Πηγή: maniatika.wordpress.com

4.5 α, αύξηση δυσκαμψίας δαπέδου β. Αγκύρωση δαπέδου σε φέροντες τοίχους, Κατασκευαστικές διατάξεις πατωμάτων για τον περιορισμό της ταλάντωσης την ώρα του σεισμού. Πηγή: ∆ιαφραγματική λειτουργεία πατωμάτων σε κτίρια από φέρουσα λιθοδομή, μεταπτυχιακή διατριβή, Χρυσή Συμέλα Αμανατίδου, Πολιτικός Μηχανικός 57

4.7 Σύνδεση με χρήση ορθογωνικής διατομής μόρσου και σφηνών για την πλήρη δυσκαμψία της σύνδεσης. Πήγη: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 108-109

4.8 Συνδέσεις με τραπεζοειδής οδόντες. Σύνδεση κρυφού μόρσου. Πήγη: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 108-109

4.9 Σύνδεση κρυφού μόρσου. Πήγη: Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, σελ 108-109

συνήθως μειώνεται από όροφο σε όροφο. Στα τριώροφα, στο επίπεδο του υπογείου, το πάχος είναι 0,90 μ., στο ισόγειο 0.80μ. και στον όροφο 0.70μ. Αντιστοίχως, στα διώροφα το πάχος στο επίπεδο του ισογείου κυμαίνεται από 0.60μ. – 0.70μ. και στον όροφο από 0.50 – 0.60μ. Στην μείωση αυτή, που γίνεται εσωτερικά, τοποθετούνται τα δοκάρια του πατώματος του ορόφου. Στα παραδοσιακά κτίρια ο τρόπος κτισίματος των τοιχοποιιών γινόταν από έξω προς τα μέσα, δηλαδή κτίζονταν πρώτα οι εξωτερικές παρειές με μεγάλους και μεσαίους σε μέγεθος λίθους και εν συνεχεία, το κενό το οποίο αφηνόταν μεταξύ των δύο παρειών, γεμιζόταν με μικρότερους λατύπους και μπάζα. Επίσης, παρατηρείται η κατά τμήματα «οριζοντιοποίηση» της αργολιθοδομής με οριζόντιες σειρές – στρώσεις από λίθους (περίπου ανά 1,5m), προκειμένου τα υπερκείμενα στρώματα να έχουν καλύτερη έδραση στα υποκείμενα. Μεγάλη προσοχή δινόταν στην αποφυγή συνεχών κατακόρυφων αρμών, με σκοπό την καλύτερη συνοχή της δομής της τοιχοποιίας. Παραδείγματα: o Χωριά και πόλεις της Ηπείρου όπως το Ζαγόρι και τα Γιάννενα: Οι οικισμοί του Ζαγορίου χαρακτηρίζονται από την ομοιογένεια των κτισμάτων, την γεωμετρική καθαρότητα και τη δομική σαφήνεια τους (εικ.4.3). Το ζαγορίσιο σπίτι χτίζεται με τρόπο πού να παρέχει προστασία από τις δυσμενείς καιρικές συνθήκες (βροχές, ανέμους, χιόνια), και τις φυσικές ή ανθρώπινες απειλές (τους σεισμούς και τις ληστρικές επιδρομές). Έχει κάτοψη με ποικίλα σχήματα, ορθογωνική, τετράγωνη, παραλληλόγραμμη. Το σχήμα του είναι απλό, κανονικό πρίσμα χωρίς διακόσμηση στις εξωτερικές επιφάνειες, με ανοίγματα μόνο στον όροφο & πολεμίστρες στο ισόγειο. Επιβάλλεται με το βαρύ, συμπαγή κυβικό του όγκο & τις απλές, αδρές γραμμές του και διακρίνεται για τη μοναδική επεξεργασία της πέτρας στην τοιχοποιία του. Όσα κτίσματα κατάφεραν να διατηρηθούν στα Γιάννενα και στις γύρω περιοχές κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου πολέμου, διακρίνονται από τα ίδια χαρακτηριστικά ως προς τη μορφή και τη δομή τους. o Τα χωριά της Μάνης: Η ιστορική περιοχή της Πελοποννήσου γύρω από τον Ταΰγετο, η Μάνη είναι γνωστή για τους Πύργους της πολλοί από τους οποίους στέκουν ακόμη (εικ.4.4 και 4.6). Οι Πύργοι αυτοί είχαν συνήθως οχυρωματικό χαρακτήρα ή μπορούσαν να είναι και κατοικίες με όλα όμως τα απαραίτητα εφόδια που την καθιστούσαν ικανή να αντισταθεί σε περίπτωση εχθρικής εισβολής όπως πολεμίστρες, καταχύστρες, κλουβιά και αμυντικές πολεμότρυπες. Αρκετοί πύργοι, σύμφωνα με πηγές, φαίνονται να υπάρχουν ήδη από τους βυζαντινούς χρόνους ενώ όσοι καταστράφηκαν και ξανα-οικοδομήθηκαν τον 18ο και 19ο αιώνα θεωρούνται γεροί. Η αρχιτεκτονική τους είναι μοναδική για τον Ελλαδικό χώρο ενώ η ομοιότητά τους με αντίστοιχα κτίσματα στην Ιταλία αποκαλύπτει μια βενετική επιρροή. Πρόκειται λοιπόν για ψηλά, πολυώροφα κτίρια με αυστηρές γραμμές και λίγα μικρά παράθυρα. Οι πέτρες στην εξωτερική παρειά των Μανιάτικων τοίχων δεν αποκολλώνται εύκολα διότι αποτελούν μέρος μιας σύνθετης κατασκευής πάχους 80-100cm. Η πέτρα είχε μεγάλες διαστάσεις της τάξης των 20*40*30 ώστε να μπορεί να διεισδύει βαθιά στο πάχος του τοίχου με αποτέλεσμα η πλέξη των πετρών να κάνει τον τοίχο ανθεκτικό. Για μονωτικούς λόγους ρίχνονται χαλίκια μέσα στο πάχος του τοίχου ενώ λάσπη δεν χρησιμοποιείται.

58

4.10 Μισοχάραχτη σύνδεση ξυλοδεσιών στην γωνία του κτιρίου. Πηγή: Ε.Μ.Π., Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίησης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου.

4.11 Η ξυλοδεσιά. Πηγή: Ε.Μ.Π., Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίησης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου.

59

4.12 Η ξυλοδεσιά. Πηγή: http://morfologia.arch.duth.gr/

4.1.2 Η ξυλοδεσιά Στους πέτρινους τοίχους συνηθίζονταν ήδη από τα βυζαντινά χρόνια να αναπτύσσονται στο σώμα της τοιχοποιίας οριζόντιοι ελκυστήρες, ή αλλιώς ξυλοδεσιές, οι οποίες εξασφαλίζουν τη λειτουργία των διασταυρούμενων τοιχοποιιών ως ενιαίου δομικού στοιχείου. Οι ξυλοδεσιές λειτουργούν ως ενισχυτικά στοιχεία της λιθοδομής και είναι άλλοτε εμφανείς και άλλοτε μη εμφανής καλυπτόμενες από μια στρώση λίθων στην εξωτερική παρειά του τοίχου. Στην εσωτερική παρειά είναι είτε εμφανείς είτε καλύπτονται από το επίχρισμα. Πρόκειται για μια κατασκευή από δύο ξύλινα στοιχεία, ένα στην εξωτερική και ένα εσωτερική παρειά, που τρέχουν κατά μήκος του τοίχου και ενώνονται μεταξύ τους με κλάπες. Η κατασκευή αύτη συναντάται συνήθως στο ύψος του πατώματος, της στέγης και ενίοτε στο ύψος του πρεκιού και της ποδιάς του παράθυρου, ή του πρεκιού της πόρτας. Με την χρήση των ξυλοδεσιών δημιουργούνται οριζόντια διαζώματα ξύλινων πλαισίων τα οποία ενισχύουν την συνεργασία των δύο παρειών των τοίχων και δένουν το κτίριο έτσι ώστε σε περίπτωση σεισμού να αντιδράσει σαν ένα σώμα. Αν ανατρέξει κανείς σε ιστορικές πηγές όπως στη Σοφία Σειράχ της Παλαιάς Διαθήκης και διαβάσει το παρακάτω απόσπασμα θα κατανοήσει ότι η έννοια της περίδεσης του κτιρίου με ξύλα ήταν γνωστή ήδη από εκείνη την εποχή και ευρέως κατανοητή από όλους τους ανθρώπους ώστε να μπορέσει να αποτελέσει στοιχείο παρομοίωσης. Σοφ. Σειρ. 22,16 : “Ἱμάντωσις ξυλίνη ἐνδεδεμένη εἰς οἰκοδομὴν ἐν συσσεισμῷ οὐ διαλυθήσεται· οὕτως καρδία ἐστηριγμένη ἐπὶ διανοήματος βουλῆς ἐν καιρῷ οὐ δειλιάσει.” Σοφ. Σειρ. 22,16 : “Ξυλίνη δέσις εις μίαν οικοδομήν εις καιρόν σεισμού δεν θα διαλυθή· ετσι και μία καρδία, εστηριγμένη εις ώριμον σοφήν σκέψιν, δεν θα δειλιάση εις ώραν κινδύνου.” Η δια ξύλινων στοιχείων ενισχυμένη τοιχοποιία ήταν ευρέως διαδεδομένη ήδη από την αρχαιότητα, από τα μυκηναϊκά χρόνια και εξαπλώθηκε από την περιοχή της ανατολικής λεκάνης της Μεσογείου φτάνοντας ως τους πρόποδες των Ιμαλαίων. Αποτελεί ένα από τα δομικά συστήματα που καλύπτουν μεγάλες γεωγραφικές περιοχές και αναπτύσσονται επί πολλούς αιώνες. Η ξυλοδεσιά, η βυζαντινή αυτή τεχνική δόμησης, διασφαλίζει τη συνοχή του κτιρίου και την καλή σεισμική του συμπεριφορά και για αυτό το λόγο υιοθετήθηκε στην Ήπειρο, και ιδιαίτερα στο Μέτσοβο, τη Θράκη, την Άμφισσα, το Άγιο Όρος, το Πήλιο, χωριά της Πελοποννήσου και αλλού. Στις κατοικίες των παραπάνω περιοχών υιοθετείται η συμβατική για την εποχή κατασκευή, που αποτελείται από λιθοδομή πάχους 70-80 εκ. στους κάτω ορόφους, ανεπίχρηστη κατά κύριο λόγο εξωτερικά και από ξύλινη ελαφρύτερη κατασκευή στο ανώι. Ως συνδετικό υλικό χρησιμοποιείται λάσπη από τα αργιλώδη εδάφη του τόπου ενώ τα ανοίγματα του κτιρίου κλείνονται με τζαμιλίκια. Τα δάπεδα στους ορόφους είναι ξύλινα ενώ στα υπόγεια είναι χωμάτινα ή πλακόστρωτα. Η στέγαση γίνεται συνήθως με ξύλινη στέγη, με ζευκτά, και προεξέχει περιμετρικά του κτιρίου περίπου 0.50 - 0.70μ. Η όλη κατασκευή στις παραπάνω περιπτώσεις ενισχύεται με ξυλοδεσιές ανά 0.80 - 1.00μ από το επίπεδο του εδάφους. Το ξύλο μέσω της ξυλοδεσιάς κάνει την πέτρα, ή αλλιώς τη λιθοδομή, άτρωτη στους σεισμούς. Κατά τη διάρκεια μιας σεισμικής διέγερσης σε μια τέτοιου είδους κατασκευή δεν δουλεύει ανεξάρτητα η λιθοδομή από το ξύλο. Τα δύο υλικά αλληλεπιδρούν και συνεργάζονται σαν ένα σώμα επιτυγχάνοντας την διαφραγματική λειτουργία της κατασκευής.

60

4.13 Η Ι. Μ. Δοχειαρίου το 1744 κατά τον Barskij. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 23

4.15 Σχέδιο εξωτερικής όψης της βόρειας κόρδας της Ι. Μ. Δοχειαρίου. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 32

4.16 Σκαρίφημα γενικής τομής στο οποίο φαίνεται η μεγάλη υψομετρική διαφορά κατά μήκος της Μονής. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 25

4.14 Άποψη της Ι. Μ. Δοχειαρίου από τη θάλασσα. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 10 61

Η παραπάνω σύμμεικτη κατασκευή είναι ικανή να αντισταθεί επαρκώς στα δυναμικά φορτία του σεισμού και να διατηρήσει την κατασκευή απρόσβλητη. Παραδείγματα: o Άγιον Όρος, Ι.Μ Δοχειαρίου: Η Ι.Μ Δοχειαρίου ιδρύθηκε μεταξύ του 10ου και 11ου αιώνα μ.Χ. και μέχρι σήμερα αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες μονές του Αγίου Όρους έχοντας το δεύτερο μεγαλύτερο Καθολικό. Η τοποθεσία του μοναστηριού είναι εξαιρετικά δυσπρόσιτη και πάνω σε δύσβατο έδαφος ώστε να διαφυλάσσεται από τους πειρατές και να έχει εποπτεία του θαλάσσιου χώρου. Το Μνημείο επιδεικνύει μέχρι τις μέρες μας σπουδαία αντοχή και ανθεκτικότητα κάτω από σκληρές συνθήκες στατικών και δυναμικών καταπονήσεων, καθώς και περιβαλλοντικών και κλιματολογικών καταπονήσεων. Στο διάστημα αυτών των αιώνων το μοναστήρι στέκει στην ίδια θέση, ‘’γαντζωμένο’’ στο έντονα επικλινές έδαφος. Το Καθολικό ακολουθεί τα βασικά χαρακτηριστικά του αγιορείτικου τύπου με τη Λιτή να διαφοροποιείται παίρνοντας μεγάλες διαστάσεις, παρόμοιες με αυτές του κυρίως ναού. Στην οροφή του σχηματίζονται πέντε τρούλοι εκ των οποίων ο κεντρικός στηρίζεται σε τέσσερις μαρμάρινους κίονες (oι κίονες αυτοί θα μας απασχολήσουν σε παρακάτω κεφάλαιο). Στο εσωτερικό του ναού οι ξυλοδεσιές είναι εμφανείς στις κόγχες των ανοιγμάτων όπου διακρίνονται δύο επάλληλες σειρές εντοιχισμένων ξύλινων ενισχύσεων (εικ.4.17). Οι δύο αυτές σειρές ξύλινων ενισχυτικών στοιχείων διασταυρώνονται κατά τον κύριο και τον εγκάρσιο άξονα και συνδέουν τους κίονες με την περιτρέχουσα τοιχοποιία καθώς και τους εκατέρωθεν τοίχους μεταξύ τους. Τα ξύλα είναι ικανής διατομής της τάξης των 15 cm. Τα ξύλινα στοιχεία όταν τοποθετούνται οριζόντια και εντός του σώματος της τοιχοποιίας, σύμφωνα με τους βυζαντινούς, προσδίδουν στον τοίχο την ικανότητα παραλαβής εφελκυστικών, θλιπτικών και καμπτικών τάσεων. Επιπλέον εξασφαλίζουν την περίδεση του τοίχου, ή βάση της βυζαντινής ορολογίας την ιμάντωσή του, που εξασφαλίζει στην κατασκευή μια χωρική συμπεριφορά κατά την διάρκεια των δυναμικών καταπονήσεων. Μια λεπτομέρεια του εσωτερικού της τοιχοποιίας φανερώνει τη βαθιά τεχνογνωσία των μαστόρων της εποχής (εικ.4.19). Είναι γνωστό ότι εάν το ξύλο προστατευθεί από την υγρασία και τους μικροοργανισμούς τότε μπορεί να αντέξει στο χρόνο, όπως άλλωστε και τα ξύλα της Ι.Μ Δοχειαρίου που βρίσκονται εντός του σώματος της τοιχοποιίας για μια χιλιετία συνεχίζοντας να φέρουν φορτία. Επίσης είναι επιστημονικά αποδεδειγμένο ότι όταν το ποσοστό της περιεχόμενης υγρασίας του ξύλου ξεπεράσει μια τιμή (της τάξης του 20%) τότε επέρχεται σήψη και χάνει τη φέρουσα ικανότητά του. Έχοντας μια εκτίμηση και μια εμπειρική γνώση, οι τεχνίτες της Δοχειαρίου προέβλεψαν την ασφαλή διατήρηση του ξύλου από την υγρασία και τους μικροοργανισμούς με τον παρακάτω τρόπο που φαίνεται και στο σκίτσο: 1. Στο κέντρο του πάχους του τοίχου τοποθετείται ικανή διατομή ξύλου δρυός της τάξης των 15 cm, 2.το ξύλο εδράζεται πάνω σε πλακοειδείς λίθους τοποθετημένους όρθιους ανά 300mm ώστε να σχηματίζουν μικρές λεκάνες βάθους 2-3cm, 3. κονίαμα πλούσιο σε περιεκτικότητα άσβεστου καλύπτει το δάπεδο των κενών λεκανών. Η όλη αυτή τεχνική εξυπηρετεί στην περίπτωση όπου νερό καταφέρει και εισέλθει μέχρι το σημείο που βρίσκεται το ξύλο. Εάν λοιπόν εισέλθει, τότε βάση της βαρύτητας θα πάει προς τα κάτω, δηλαδή στις λεκάνες κάτω από την επιφάνεια του ξύλου, αποτρέποντας με αυτόν τον τρόπο τη διατήρηση του 62

63

4.17 Οι στάθμες των ξύλινων ενισχύσεων εντός και εκτός τοιχοποιίας. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 63

4.19 Λεπτομέρεια διαμόρφωσης της ξύλινης ενίσχυσης εντός της τοιχοποιίας. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 62

4.18 Αξονομετρική τομή του καθολικού. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 63

4.20 Αξονομετρική άποψη της ανώτερης περιοχής της Λιτής. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 62

νερού πάνω και μέσα στο ξύλο που μπορεί να αποβεί καταστροφική. Το νερό οδηγούμενο στις λεκάνες συναντά τον ασβέστη. Όταν το νερό έλθει σε επαφή με ασβέστη δημιουργεί ένα πολύ όξινο περιβάλλον στο οποίο είναι αδύνατη η ανάπτυξη μικροοργανισμών. Με αυτόν τον τρόπο διαμόρφωσης της ξύλινης ενίσχυσης στο εσωτερικό της τοιχοποιίας εξασφαλίζονταν η προστασία του από τις δύο προαναφερθείσες συνθήκες κατά τις οποίες το ξύλο κινδυνεύει. Η τεχνική αυτή της αποστράγγισης της τυχόν προσβάλλουσας υγρασίας από κάποια ρωγμή και η αποφυγή της ανάπτυξης μικροοργανισμών κατέστησε δυνατή όχι μόνο την ύπαρξη αλλά και τη διατήρηση της επαρκούς φέρουσας ικανότητας του ξύλου ανά τους αιώνες. Μια ακόμα περίπτωση χρήσης ξύλινων ιμαντώσεων συναντάμε και στο επάνω μέρος της Λιτής όπου υπάρχει ένας χώρος, άγνωστος μέχρι πριν λίγα χρόνια, ο οποίος χρησίμευε σαν κρυφό καταφύγιο του μοναστηριού σε ώρες ανάγκης κατά τη διάρκεια επιθέσεων (εικ.4.21 και 4.22). Πρόκειται για έναν ολόκληρο όροφο θολοσκέπαστων χώρων που δεν γίνεται αντιληπτός ούτε εξωτερικά ούτε εσωτερικά. Η ύπαρξη του ήταν γνωστή μόνο από τον εκάστοτε Ηγούμενο της Μονής και το μυστικό μεταβιβάζονταν στον επόμενο Ηγούμενο διατηρώντας την βυζαντινή παράδοση. Αυτός ο χώρος, όπου για να εισέλθεις διέρχεσαι μέσω του πάχους του βορινού τοίχου, είχε οχυρωματικό χαρακτήρα (εικ.4.18). Οι θολωτές κατασκευές σε αυτόν τον χώρο, το υπερώο, εξυπηρετούσαν στην συγκράτηση της δίρριχτης στέγης και στην μεταβίβαση των φορτίων της στο έδαφος μέσω της φυσικής ροής των φορτίων σε ένα σταυροθόλιο. Για την καλύτερη συμπεριφορά των σταυροθολίων στις δυναμικές καταπονήσεις και στη μεταβίβαση των φορτίων, ώστε να αποφευχθεί κάποια ρηγμάτωση ή υποχώρηση, είχε προβλεφθεί από τον κατασκευαστή η ενσωμάτωση ξύλινων ελκυστήρων. Το πλέγμα της εντός τοιχοποιίας ξύλινων ενισχυτικών στοιχείων ‘’δένει’’ την κατασκευή αποτρέποντας πιθανή ρηγμάτωση. Σήμερα τα ξύλα αυτά λόγω της συνεχούς διαβροχής έχουν καταστραφεί και χρήζουν αντικατάστασης. Ένα ακόμα παράδειγμα της ευεργετικής χρήσης των ξύλινων στοιχείων στο πάχος της τοιχοποιίας έχει να μας προσφέρει η Ι.Μ Δοχειαρίου, αυτή τη φορά στο χώρου του οχυρωματικού πύργου (εικ.4.14). Ο οχυρωματικός πύργος έχει έξι επίπεδα εκ των οποίων ένα είναι υπόγειο με δεξαμενές νερού ενώ τα υπόλοιπα επίπεδα φιλοξενούν βιβλιοθήκη, σκευοφυλάκιο, εκκλησάκι και βοηθητικούς χώρους. Ίχνη ξυλοδεσιών βρέθηκαν στα προαναφερθέντα επίπεδα στο ύψος των ποδιών των παραθύρων. Τα δοκάρια του πατώματος φθάνουν έως την εξωτερική ξυλοδεσιά, που βρίσκεται κοντά στην εξωτερική παρειά του τοίχου, συνδέοντας του απέναντι τοίχους με εναλλασσόμενη από όροφο σε όροφο διεύθυνση. Όπως φαίνεται και στις παρακάτω εικόνες οι ξυλοδεσιές “τρέχουν’’ μέσα στο πάχος της τοιχοποιίας συνδέοντας τους τοίχους μεταξύ τους με τέτοιο τρόπο ώστε η όλη κατασκευή να λειτουργεί διαφραγματικά. Η αντισεισμική τοποθέτηση των ξύλινων ενισχύσεων σε συνδυασμό με τον υπερδιαστασιολογημένο τοίχο ενισχύουν τη στατική λειτουργία του πύργου και την αντοχή του σε στατικές και δυναμικές καταπονήσεις. Το κιβωτιοειδές του σύστημα (box frame) δημιουργεί ένα ενιαίο δομικό σύστημα ικανό να ανταποκριθεί ικανοποιητικά στη σεισμική καταπόνηση. Η ξυλοδεσιά, και σε αυτή την περίπτωση που συνδυάζεται με πλίνθους και όχι με πέτρα όπως στα προηγούμενα παραδείγματα, συνεισφέρει στην αντισεισμικότητα της κατασκευής. Γίνεται πλέον κατανοητό πως η εφαρμογή ξύλινων ενισχύσεων στην τοιχοποιία είτε είναι πέτρινη είτε πλίνθινη, αποφέρει ευεργετικά για την κατασκευή αποτελέσματα.

64

4.23 Το κεντρικό τμήμα του Υπερώου. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 92

4.21 Σκίτσα των βασικών και των συμπληρωματικών ξύλινων στοιχείων ενίσχυσης και περίδεσης των θολοδομιών. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 63

4.22 Ισομετρική άποψη των εσωτερικών επιφανειών των θολοδομιών της στέγασης της Λιτής με εμφανή τη διάταξη των ξύλινων ενισχύσεων (ιμαντώσεων) εντός των τοιχοποιιών. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 63 65

4.24 Αξονομετρική τομή στην οποία φαίνονται οι ξυλοδεσιές της στάθμης του πατώματος και των ποδιών των παραθύρων. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 112

4.25 Περιγραφή της μορφής, της δομής και της ανορθόδοξης ροής των φορτίων στα γωνιακά ανολοκλήρωτα σταυροθόλια. Πηγή: Ι. Μ. Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 91

o Μεταξάδες, Θράκη: Η Θράκη διαθέτει ενδιαφέρουσα γεωμορφολογία και σοβαρές σεισμογενείς ζώνες, οι οποίες από την προϊστορία μέχρι σήμερα έχουν δώσει πολύ ισχυρούς και καταστροφικούς σεισμούς, γεγονός το οποίο είχε ως αποτέλεσμα την συνεχή προσπάθεια για ανάπτυξη και εφαρμογή - κατά τόπους – σε αυτήν βελτιωμένων δομικών συστημάτων, τα οποία εμπλουτίζουν την υφιστάμενη τεχνογνωσία κάθε εποχής. Τα δύο βασικά συστατικά δομικά υλικά του συστήματος είναι οι φυσικοί ή οι τεχνητοί λίθοι και το ξύλο, δομικά υλικά που βρίσκονται σε αφθονία και σε άμεση διαθεσιμότητα στην ευρύτερη περιοχή του κτίσματος και τα οποία στο πλαίσιό του αξιοποιούνται με ευρηματικό τρόπο σε λιθοδομές με ξύλινες ενισχύσεις, σε ξυλόπηκτες και ξυλοπλεκτές τοιχοποιίες. Κατά κύριο λόγο οι κατασκευές στη Θράκη έχουν τον τύπο της ενισχυμένης με ξυλοδεσιές λιθοδομής που ‘’δένει’’ την κατασκευή. Στις συνδέσεις των επιμέρους δομικών υποσυστημάτων, μελών και στοιχείων του δεν υφίστανται πακτώσεις. Υπάρχουν πολύ στιβαρές συνδέσεις με δυσκαμψία, της οποίας ο βαθμός ποικίλλει σκόπιμα και αναλόγως με τον τρόπο λειτουργίας, λαμβάνοντας πολλές φορές - αν απαιτείται - υψηλές τιμές, χωρίς όμως να έχουμε πακτώσεις. Το σύνολο των συνδέσεων αυτών είναι ανεπτυγμένο καταλλήλως στο σώμα της φέρουσας κατασκευής με βάση τη στιβαρότητα, τον βαθμό δυσκαμψίας τους, αλλά και το ποσό ενέργειας που απορροφούν. Με τον τρόπο αυτό δεν υπάρχουν τα ισχυρά και άκαμπτα εκείνα δομικά στοιχεία και μέλη τα οποία αντιστέκονται “έλκοντας” ολόκληρη τη σεισμική δύναμη, με αποτέλεσμα τα κτίρια αυτά να αντιμετωπίζουν σε έναν βαθμό τον σεισμό απλώς με το να μην τov αvαλάβoυv πλήρως. Η σεισμική ενέργεια δε συναντά την αντίσταση που θα προέβαλλε σε αυτήν μία άκαμπτη κατασκευή. Αντιθέτως, το κτίσμα λόγω ακριβώς της χαρακτηριστικής του δομής παραλαμβάνει τη σεισμική ενέργεια και την διαχέει κατακερματίζοντάς την σε όλη την έκτασή του. Η λειτουργία αυτή έχει ως αποτέλεσμα την απομείωση, τη σταδιακή απορρόφηση και τελικώς την απόσβεση μεγάλου ποσοστού της σεισμικής ενέργειας λόγω των εκτεταμένων εσωτερικών τριβών που αναπτύσσονται στις διεπιφάνειες και στις συνδέσεις όλων των επιμέρους δομικών στοιχείων, μελών και συστημάτων που το συγκροτούν. Το χωριό Μεταξάδες ή Μεταξοχώρι στη Θράκη παρουσιάζει μια χαρακτηριστική αρχιτεκτονική μορφή και μια ιδιότυπη κατασκευαστική τεχνική (εικ.4.26). To όνομα του χωριού προέρχεται από την ιδιότητα των κατοίκων, από το επάγγελμά τους δηλαδή, που ήταν το εμπόριο μεταξιού. Τα εργοστάσια παραγωγής μεταξιού που χτίστηκαν από τους κατοίκους στο χωριό διακρίνονται για την τοιχοποιία τους που διαφέρει από τη συμβατική λιθοδομή των 60-90cm. Στην παρούσα περιοχή χρησιμοποιείται μια σύμμεικτη κατασκευή με πέτρα και ξύλο της οποίας η δομή φαίνεται στην εικόνα 4.26. Ισχυρά ξύλινα στοιχεία σε οριζόντια ή κατακόρυφη διάταξη μιας εσχάρας με πλήρωση από λιθοδομή και προσεκτική περιφερειακή περίδεση δημιουργούν εξαιρετική συμπεριφορά των κτιρίων στο σεισμό. Το πάχος του τοίχου είναι 15 cm, όσο δηλαδή η διατομή του ξύλο. Το πάχος αυτό είναι ικανό να φέρει μια κατασκευή δύο και τριών ορόφων και όπως η ιστορία έχει αποδείξει σε αρκετά ικανοποιητικό βαθμό. Με την πρώτη ματιά δεν γίνεται αντιληπτό αν η πέτρα φέρει το ξύλο ή το ξύλο την πέτρα. Τα δύο υλικά δρουν σαν ένα σώμα λόγω καλής συναρμογής τους και το αποτέλεσμα είναι η διατήρηση των κτιρίων αυτών σε καλή κατάσταση στο διάβα των χρόνων παρά τις δυναμικές καταπονήσεις που έχει υποστεί, όπως αυτή του σεισμού.

66

4.26 Κτίριο στους Μεταξάδες. Πηγή: Επεμβάσεις συντήρησης σε ιστορικές ξύλινες κατασκευές, η περιοχή της λεκάνης της Μεσογείου, Παναγιώτα Ανδρέου

4.27 Κτίριο στα Ταμπάκικα Άμφισσας. Πηγή: http://desolfoto.blogspot.gr/

4.28 Τυπικά παραδείγματα περίδεσης της κατασκευής (του ισογείου) από την Ξάνθη, που καθιστούν την κατασκευή ικανή να φέρει το ανώι. Οι ξυλοδεσιές είναι εμφανείς στην ποδιάκαι το πρέκι του παραθύρου καθώς και στο πρέκι της πόρτας. Πηγή: Συμπεριφορά στη σεισμική καταπόνηση των ιστορικών παραδοσιακών κατασκευών-ιστορικές αντισεισμικές κατασκευές στην Ελλάδα, Ε.Μ.Π, Π.Τουλιάτος 67

o Ταμπάκικα, Άμφισσα: Τα ταμπάκικα της Άμφισσας, τα εργαστήρια δηλαδή βυρσοδεψίας, βρίσκονται στα βορειοδυτικά της πόλης της Άμφισσας, στη συνοικία Χάρμαινα. Τα κτίρια αυτά, έντονου βιοτεχνικού χαρακτήρα γνώρισαν μεγάλη ακμή στα μέσα του περασμένου αιώνα 1930-1950. Η επεξεργασία του δέρματος αποτελούσε το βασικό παράγοντα της τοπικής οικονομίας. Τα ταμπάκικα εργαστήρια της Άμφισσας αποτελούν ίσως μερικά από τα τελευταία, διατηρημένα σε ικανοποιητικό βαθμό, δείγματα κατασκευών από πλίνθους (εικ.4.27). Οι τοίχοι των κτιρίων κατασκευάζοντας μέχρι κάποιο ύψος από λίθους και η ανωδομή ήταν πλίνθινη. Ως συνδετικό υλικό χρησιμοποιούνταν κονίαμα από χώμα, ασβέστη και νερό. Ενδιάμεσα στις στρώσεις των πλίνθων τοποθετούνταν σπασμένα κεραμίδια και μικροί λίθοι για την καλύτερη πρόσφυση του εξωτερικού επιχρίσματος. Σημαντικό στοιχείο της κατασκευής αποτελεί η ξύλινη περιμετρική ενίσχυση της τοιχοποιίας (ξυλοδεσιά). Η στέγαση γινόταν με ξύλινη στέγη και επικάλυψη με κεραμίδια. Τα πλινθόκτιστα κτίρια απαντώνται σπάνια πλέον στην Ελλάδα. Η κατασκευή από άψητη γη όπως είναι οι πλίνθοι (μάζα χώματος και νερού που μορφώνεται σε καλούπια και αφήνεται στον ήλιο να στεγνώσει) παρουσιάζουν ικανοποιητική αντισεισμική συμπεριφορά. o Άλλα παραδείγματα: Παραδείγματα χρήσης ξύλινων περιμετρικών στοιχείων περίδεσης εντοπίζονται και σε άλλα μέρη της Ελλάδας. Στην Ξάνθη όπως φαίνεται και στα σκίτσα (εικ.4.28) οι ξυλοδεσιές είναι εμφανής στο επίπεδο της ποδιάς και του πρεκιού του παραθύρου και του πρεκιού της πόρτας. Οι περιμετρικές ιμαντώσεις καθιστούν την κατασκευή ικανή να φέρει ικανοποιητικά τα φορτία της κατασκευής σε κατάσταση ηρεμίας και να αποτρέψει πιθανές αστοχίες, ακόμα και κατάρρευση, κατά τη διάρκεια σεισμικής διέγερσης.

68

4.29 Γωνιακή ξυλοδεσιά. Πηγή: Ε.Μ.Π., Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίησης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου.

4.30 Το αντισεισμικό σύστημα του Ακρωτηρίου της Θήρας περιλαμβάνει ένα σύνθετο σύστημα περίδεσης μέσω ξύλινων πλαισίων όλης της κατασκευής. Πηγή: Διεθνές συνέδριο για την αποκατάσταση και αναβίωση ιστορικών κτιρίων και πόλεων, ΤΕΕ, Θέμα: Seismic disaster prevention in the history of structures in Greece: the importance of the timber structure,Π. Τουλιάτος 4.31 Τυπικό δείγμα κονιάματος-πλίνθων Πηγή: Η Ελληνική συμβολή στη συντήρηση, αποκατάσταση και αντισεισμική προστασία της Αγίας Σοφίας στην Κωνσταντινούπολη, Τ.Μοροπούλου, Καθηγήτρια Ε.Μ.Π., Σχολή Χημικών Μηχανικών, Τομέας Επιστήμης & Τεχνικής των Υλικών & Συνεργάτες 69

4.32 Ξύλινες κατασκευές. Πηγή: Διεθνές συνέδριο για την αποκατάσταση και αναβίωση ιστορικών κτιρίων και πόλεων, ΤΕΕ, Θέμα: Seismic disaster prevention in the history of structures in Greece: the importance of the timber structure,Π. Τουλιάτος

4.1.3 Παραδοσιακά κονιάματα Η χρήση κονιαμάτων στη δόμηση αποτελεί μια αρχαιότατη πρακτική, η οποία είναι άγνωστο πότε ακριβώς ανακαλύφθηκε, καθώς ίχνη κονιαμάτων έχουν βρεθεί σε παλαιές κατοικίες στην Ιορδανία, στην αρχαία Κίνα και Ινδία, στις αιγυπτιακές πυραμίδες, καθώς και σε οικοδομήματα της αρχαίας Ελλάδας και της Ρώμης. Πολλές από αυτές τις τεχνικές εγκαταλείφθηκαν, ενώ άλλες διεκδικούν ακόμη και σήμερα μια θέση στη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Έτσι, κάποια κονιάματα, ένα εκ των οποίων και το κουρασάνι, χρησιμοποιούνται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως και παλαιότερα, ενώ κάποια άλλα χρησιμοποιούνται με μικρές τροποποιήσεις, τόσο στη σύστασή τους, όσο και στη διαδικασία εφαρμογής. Γενικά τα κονιάματα αποτελούνται από λεπτόκοκκα αδρανή και νερό. Όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενο κεφάλαιο, βασική ιδιότητά τους είναι να σκληρύνονται με τον χρόνο, ενώ κατά τη διάρκεια της δόμησης έχουν ρευστή μορφή. Σκοπός τους είναι να συνδέουν τους λίθους ή τις πλίνθους μεταξύ τους σε μια κατασκευή ώστε η κατασκευή να λειτουργεί ομοιογενώς σαν ένα σώμα, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα τις απαιτούμενες μηχανικές αντοχές. Η στατική και η δυναμική συμπεριφορά μιας κατασκευής εξαρτώνται από τις μηχανικές, χημικές και μικροσκοπικές ιδιότητες των κονιαμάτων και των στοιχείων που συνδέουν μεταξύ τους. Παλαιότερα για την παρασκευή κονιάματος χρησιμοποιούσαν άσβεστο, χώμα και σε κάποιες περιπτώσεις και κεραμικά θραύσματα ή ηφαιστειακή τέφρα ή ακόμα και ποζολάνα. Ανάλογα με τη συνδετική τους ύλη (που κατά κύριο λόγο ήταν υδράσβεστος ή υδραυλική άσβεστος), τα αδρανή και την αναλογία των δύο παραπάνω διακρίνονταν σε συμβατικά ασβεστικά κονιάματα, υδραυλικά κονιάματα, κονιάματα ασβέστη-ποζολάνας, κονιάματα με θραυσμένο κεραμικό κ.α. Η άσβεστος εξασφαλίζει την εργασιμότητα του μείγματος ενώ η άμμος είναι ένα συμπληρωματικό υλικό. Με την πάροδο του χρόνου αντί για χώμα χρησιμοποιούνταν η άμμος. Αρκετά αργότερα προστέθηκε στο μείγμα και το τσιμέντο με αποτέλεσμα να αυξηθεί πολύ η αντοχή του κονιάματος. Από την αρχαία Ρώμη και την αρχαία Ελλάδα έως το Βυζάντιο το κουρασάνι ήταν γνωστό ως συνδετική ύλη μεταξύ λίθων και πλίνθων. Φτιαγμένο από ασβέστη, άμμο, νερό, τριμμένο κεραμίδι ή κεραμάλευρο (κονιορτοποιημένο κεραμίδι που αυξάνει την αντοχή του ασβεστο-κονιάματος και δίνει φυσικό γαιώδες χρώμα στο κονίαμα), χαλαζιακή άμμο, Θηραϊκή γη και άλλα δευτερεύοντα αδρανή έβρισκε εφαρμογή σε διάφορες κατασκευές και δεν ήταν λίγες οι φορές που ενισχύονταν από τους τοπικούς τεχνίτες με τραγόμαλο και άχυρο. Η υψηλή περιεκτικότητα του κονιάματος σε ποζολάνες (ηφαιστειακά υλικά) το καθιστούσαν εξαιρετικά ανθεκτικό στον χρόνο και στις καιρικές συνθήκες και απρόσβλητο από την υγρασία. Όλα τα παραπάνω πλεονεκτήματα του το καθιέρωσαν σαν υλικό αντοχής με εξαιρετικές μηχανικές και υδραυλικές ιδιότητες και το έκαναν γνωστό μεταξύ των λαών στο διάβα των αιώνων. Ένα παράδειγμα της διαχρονικής χρήσης του κουρασάνι και των εξαιρετικών του ιδιοτήτων του είναι η εφαρμογή του στην Αγία Σοφία της Κωνσταντινούπολης. Μετά από έρευνες που διεξάχθηκαν από ελληνικά και ξένα πανεπιστήμια για την αντισεισμική συμπεριφορά της κατασκευής και την αντοχή της σε σεισμούς μεγάλης κλίμακας ανά τους αιώνες, εκτιμήθηκε ότι ένας από τους δύο παράγοντες που κατέστησαν δυνατή την επιβίωση του μνημείου ήταν το συνδετικό κονίαμα.

70

4.33 Αξονοµετρική τοµή τυπικής διώροφης κατασκευής στην Ερεσό, µε εµφανή τον ενισχυτικό ξύλινο φέροντα οργανισµό του ορόφου. Πηγή: Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 71

Μετά από χημική και μικροσκοπική εξέταση από την καθηγήτρια του τμήματος Χημικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π Τ. Μοροπούλου, εντοπίστηκαν οι προηγμένες φυσικοχημικές σχέσεις που αναπτύσσονται στις διεπιφάνειες των κεραμικών θραυσμάτων και της ασβεστιτικής μήτρας που προσδίδουν στο κονίαμα τη μηχανική αντοχή. Το κονίαμα της Αγίας Σοφίας χαρακτηρίστηκε ως βυζαντινό τσιμέντο ή πρώιμο σκυρόδεμα λόγω του μεγάλου πάχους των αρμών και της ύπαρξη κεραμικών θραυσμάτων που υποδηλώνει το δομητικό ρόλο των κονιαμάτων στην αντοχή της τοιχοποιίας. Επίσης το κουρασάνι, το ημι-αποκρυσταλλοποιημένο αυτό υλικό, έχει την ιδιότητα να απορροφά την ενέργεια του σεισμού και σε συνδυασμό με τις κεραμικές πλίνθους χαμηλού βάρους καθιστούν την κατασκευή ικανή να ανταποκριθεί επαρκώς στο σεισμό. Έτσι από τους Βυζαντινούς, το κουρασάνι πέρασε και στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική του Ελλαδικού χώρου μαζί με άλλες τεχνικές δόμησης όπως η ξυλοδεσιά και υιοθετήθηκε σε ορισμένες κατασκευές. Βέβαια η πλειοψηφία των χρησιμοποιούμενων κονιαμάτων ήταν πιο απλά στη σύνθεσή τους με αποτέλεσμα να ‘’ξεπλένονται’’ με το πέρασμα των χρόνων λόγω της συχνής διαβροχής τους χάνοντας έτσι τις μηχανικές τους ιδιότητες.

4.1.4 Το ανώι Η ανωδομή των παραδοσιακών κτιρίων που έχει να επιδείξει η ελληνική αρχιτεκτονική, εφόσον μιλάμε για σύμμεικτη και όχι για αμιγώς φέρουσα λιθοδομή, ανάλογα με τον τρόπο στήριξής της στο έδαφος και στο ισόγειο, χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία η ανωδομή ή αλλιώς το ανώι στηρίζεται στους φέροντες τοίχους του ισογείου ενώ στη δεύτερη κατηγορία στηρίζεται επιπλέον και σε ένα ανεξάρτητο αυτοφερόμενο σύστημα. Οι κατηγορίες αυτές αναλύονται μέσω συγκεκριμένων παραδειγμάτων από διάφορες περιοχές παρακάτω. Η πρώτη περίπτωση, η στήριξη της ανωδομής πάνω στην υποκείμενη φέρουσα τοιχοποιία, αποτελεί την κοινή πρακτική των περισσότερων παραδοσιακών κτιρίων που έχουν σύμμεικτη κατασκευή όπως τα Πηλιορείτικα, τα Ηπειρώτικα και τα Μακεδονικά αρχοντικά καθώς και με σπίτια με σαγνισί και χαγιάτι νησιών του αιγαίου (πχ Θάσο, Μυτιλήνη). Η κατασκευή αυτή ωρίμασε και εξελίχθηκε κατά την περίοδο της τουρκοκρατίας .Το ανώι εδράζεται πάνω στη λιθοδομή του ισογείου, η οποία παραλαμβάνει τα φορτία του ορόφου και τα μεταβιβάζει στο έδαφος.

1η περίπτωση: Παραδείγματα: o Ερεσός: «Απόλυτα εναρμονισμένα με τις περιβαλλοντικές ιδιαιτερότητες κλιματολογικών στατικών και δυναμικών καταπονήσεων, χαρακτηριστικά τοπικά δομικά συστήματα, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένα δομικά υλικά, εξελίσσονταν βελτιούμενα 72

4.34 Αξονοµετρική τοµή γωνίας κτιρίου όπου φαίνεται η σύνδεση του φέροντος οργανισµού της στέγης µε τον ξύλινο σκελετό και τη λιθοδοµή που αποτελούν τους εξωτερικούς τοίχους. Πηγή:Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 4.35 Αξονοµετρική αναπαράσταση του ίδιου συστήµατος, µε έµφαση στην ‘αγκύρωση’ του ξύλινου σκελετού στους στρωτήρες της λιθοδοµής. Πηγή:Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 73

μέσω της διαδικασίας πειραματισμού, αστοχίας, παρατήρησης και διόρθωσης». Π. Τουλιάτος (εικ.4.33) Τα σπίτια της Ερεσού είναι κυρίως διώροφα κτίρια με επιμήκεις αναλογίες (1:2.5) εμφανίζουν ανοίγματα στις δύο από τις τέσσερις πλευρές, συνήθως οι στενές πλευρές μένουν τυφλές. Αυτό προσφέρει κατασκευαστικά πλεονεκτήματα καθώς η ακαμψία των στενών τοίχων διατηρείται. Αντίθετα στις επιμήκεις πλευρές που έχουμε τα ανοίγματα, υπάρχει αρκετό ποσοστό πλήρους ως προς κενό για να εξασφαλιστεί η ακαμψία. Ως προς την κατασκευή επιλέγεται παχιά λιθοδομή για τη βάση και ελαφριά ξύλινη διαφραγματική κατασκευή για τον όροφο του κτιρίου. κατασκευαστικά πλεονεκτήματα καθώς η ακαμψία των στενών τοίχων διατηρείται. Αντίθετα στις επιμήκεις πλευρές που έχουμε τα ανοίγματα, υπάρχει αρκετό ποσοστό πλήρους ως προς κενό για να εξασφαλιστεί η ακαμψία. Ως προς την κατασκευή επιλέγεται παχιά λιθοδομή για τη βάση και ελαφριά ξύλινη διαφραγματική κατασκευή για τον όροφο του κτιρίου. Στο σύστημα της Ερεσού παρατηρείται διάκριση κορμού βάσης που δεν είναι εμφανής όμως στην όψη του κτιρίου. Η διάκριση αυτή εφαρμόζεται μόνο στην κατασκευή. Έτσι η κατασκευαστική αντιμετώπιση του κατωγιού είναι τελείως διαφορετική από αυτή του ορόφου. Στο κατώγι συναντούμε κοινή αργολιθοδοµή ενισχυμένη με ξυλοδεσιές σε πολλές στάθμες, δημιουργώντας έτσι μια ισχυρή και άκαμπτη βάση στο πιο κρίσιμο σημείο του κτιρίου, εκεί όπου τα κατακόρυφα φορτία είναι μέγιστα και όπου η οποιαδήποτε αστοχία θα μπορούσε να οδηγήσει την κατασκευή σε κατάρρευση. Στον όροφο αντίθετα, για την κατασκευή των τοίχων στους οποίους θα ανοιχτούν παράθυρα, επιλέγεται ένας συνδυασμός κοινής αργολιθοδομής με αυτοδύναμους ξύλινους σκελετούς. Με αυτόν τον τρόπο ενισχύεται η ακαμψία ενός φαινομενικά αδύναμου τμήματος της κατασκευής. Τα δύο αυτοδύναμα δομικά συστήματα υποστηρίζουν ταυτόχρονα τη στέγη ενώ είναι και τα δύο συνδεδεμένα με τη βάση του κτιρίου. Το κατώι είναι κατασκευασμένο από τοιχοποιία πάχους 70εκ με αργολιθοδοµή που ενισχύεται με ξυλοδεσιές σε 3-4 στρώσεις. Η ψίχα της τοιχοποιίας από λάσπη και λιθόδεμα μερικές φορές δεν επαρκεί ώστε να επιτρέπει στον τοίχο να λειτουργεί σαν ενιαία ομοιογενής μάζα. Αυτό καθιστά απαραίτητη τη σύνδεση των δύο προσώπων του τοίχου κατά την εγκάρσια έννοια σε αρκετές στάθμες. Αυτόν τον ρόλο σύνδεσης αναλαμβάνουν οι ξυλοδεσιές. Αυτές έχουν τη μορφή οριζόντιας εσχάρας η οποία διατρέχει όλη την περίμετρο του κτιρίου. Η εσχάρα αυτή αποτελείται από δύο παράλληλες ξύλινες δοκούς διατομής 8*8cm, οι οποίες στρώνονται κατά μήκος του τοίχου , είτε σε περασιά είτε σε μικρή εσοχή της τάξης των 5 cm από τις παρειές του. Τα δοκάρια αυτά συνδέονται μεταξύ τους με οριζόντιους πήχεις - κλάπες διατομής 5*8cm ανά 50-80cm. Οι ξυλοδεσιές κατά μήκος του τοίχου δεν αποτελούνται από μονοκόμματες δοκούς αλλά παρατηρούμε σύνδεση εν σειρά μικρότερων δοκών με μήκος γύρω στα 3m που γίνεται με φάλτσο ή κάρφωμα. Η σύνδεση των ξυλοδεσιών στις γωνίες γίνεται με αλληλεπίθεση των κάθετων ζευγών οριζόντιων δοκών. Οι ξύλινες οριζόντιες σχάρες εντός των τοίχων, από τη µία πλευρά εμποδίζουν την απόσχιση των δύο μετώπων της τοιχοποιίας κατά το σεισμό, και από την άλλη ενισχύουν το επίπεδό της έναντι των εφελκυστικών φορτίσεων κατά τις εκάστοτε διαγώνιούς της, και έναντι της κάμψης από αδράνεια κατά τη διεύθυνση του σεισμού.

74

4.36 Τυπική κατοικία της Ερεσού σε όψη, τομή και κάτοψη. Πηγή:Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 8 6 Περίπτωση Α

7

Τα παράθυρα προσαρμόζονται στον κάναβο των κυρίων ορθοστατών του σκελετού. Τα πλαίσια του σκελετού μεταξύ των παραθύρων ενισχύονται με διαγώνια

11

3

9 5

2

10 4 1

Όψεις εσωτερικής παρειάς τοίχων με αφαίρεση του σοβά

ΤΟΜΕΣ

6 5

Περίπτωση Β Διαγώνια ξύλινα στοιχεία που εξασφαλίζουν την ακαμψία του πλαισίου γύρω από το άνοιγμα της πόρτας.

4.37 Κατασκευαστικές λεπτοµέρειες περιµετρικών τοίχων αποτελούµενων από διπλό φέροντα οργανισµό. Πηγή:Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 75

6

12

Υπόμνημα 1. Δοκός ξυλοδεσιάς 8*8 2.Δοκοί πατώματος 12*8 3.Στρωτήρας φριγγίων 8*8 4.Ορθοστάτης σκελετού 8*8 5.Διαγώνια στοιχεία ακαμψίας 8*8 6.Οριζόντια δοκάρια σκελετού 7.Δευτερεύοντες ορθοστάτες 8.Στρωτήρας στέγης 5*15 9.Εγκάρσια συνδετικά στοιχεία ποδιάς παραθύρων 5*8 10.Ενισχυτική δοκός α 8*8 11.Ενισχυτική δοκός β 8*8 12.Κάσα πόρτας

ΑΞΟΝΟΜΕΤΡΙΚΑ

Στον όροφο, η περίδεση των περιμετρικών λίθινων τοίχων του κτιρίου µε ξυλοδεσιές συνεχίζει να υφίσταται αλλά, αυτή τη φορά, αποτελεί μέρος μιας ιδιαίτερα σύνθετης ξύλινης ενισχυτικής διάταξης (εικ.4.34 και 4.35). Εδώ παρατηρείται µία ιδιότυπη κατασκευή, η οποία συνδυάζει αργολιθοδοµή πάχους 50cm µε ξύλινους σκελετούς, οι οποίοι ενσωματώνονται στην εσωτερική παρειά της τοιχοποιίας. Οι σκελετοί αυτοί, των οποίων η παραδοσιακή ονομασία, ‘φριγγιά’, διασώζεται ακόμα από τους ντόπιους, αποτελούνται από κατακόρυφους στύλους τοποθετημένους ανά τακτά διαστήματα 50 – 100cm, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους µε οριζόντιες και διαγώνιες ξύλινες δοκούς. Δημιουργούν κατά αυτόν τον τρόπο έναν τρισδιάστατο κάναβο. Σε σημεία που ο τοίχος χρειάζεται πρόσθετη ακαμψία πχ μεταξύ των παραθύρων οι στύλοι συνδέονται μεταξύ τους με οριζόντιες δοκούς και διαγώνιους ελκυστήρες διατομής 10*10cm. Απαραίτητο είναι οι κατακόρυφοι στύλοι να συμπίπτουν με τις εσωτερικές γωνίες των ανοιγμάτων και τα οριζόντια δοκάρια να συμπίπτουν μα τα πρέκια και τις ποδιές. Tα φριγγία συνδέονται τόσο με τον τοίχο του ισογείου (ο στρωτήρας «φριγγίων» συνδέεται με τις δοκούς του πατώματος) όσο και με το σκελετό της στέγης (ο στρωτήρας της στέγης τοποθετείται πάνω από τους ορθοστάτες σκελετού) ώστε να αποτελεί μια αυτοδύναμη κατασκευή η οποία θα μπορέσει να φέρει τα φορτία της στέγης ακόμα και ανεξάρτητα της τοιχοποιίας. Τα φριγγία αποτελούν μια αξιόπιστη κατασκευή για τη στήριξη της στέγης σε περίπτωση αστοχίας της τοιχοποιίας, συνδέονται τόσο µε τον τοίχο του ισογείου όσο και µε το σκελετό της στέγης. Η κατασκευή τους είναι αυτοδύναμη, έχει επαρκείς διατομές και ικανή ακαμψία για να σταθεί ανεξάρτητα από την εξωτερική λιθοδομή και να μπορέσει να φέρει τα φορτία της στέγης. Η στέγη, επίσης, εδράζεται τόσο στην εξωτερική τοιχοποιία, στην οποία και πακτώνεται, όσο και στους ανώτερους στρωτήρες του ξύλινου σκελετού. Ταυτόχρονα όμως και η τοιχοποιία ενισχύεται μέσω των ξυλοδεσιών, που στον όροφο αντικαθίστανται από το σκελετό των παραθύρων. Στην εσωτερική παρειά, οι κατακόρυφοι στύλοι και οι οριζόντιοι δοκοί των φριγγίων διαμορφώνουν πλαίσια στη θέση του κάθε παραθύρου, η κάσα του οποίου όμως τοποθετείται στην εξωτερική παρειά του τοίχου. Εξωτερικά στις στάθμες του πρεκιού και της ποδιάς οριζόντιες δοκοί διατρέχουν τμήματα του τοίχου. Αυτές οι δοκοί λειτουργούν σαν ξυλοδεσιές. Τα πρέκια, τα υπέρθυρα και οι ποδιές διαμορφώνονται με εγκάρσιες πήχεις που συνδέουν τα εσωτερικά πλαίσια του σκελετού με την κάσα των παραθύρων όσο και με τις εξωτερικές ξυλοδεσιές του τοίχου. Επάνω σε αυτές τις οριζόντιες σανίδες καρφώνεται το κάσωμα. Η σύνδεση αυτή ανά 1m περίπου διασφαλίζει τη συνοχή του τοίχου κατά την εγκάρσια έννοια. Κατά τη διαμήκη έννοια, ο τοίχος του ορόφου λόγω του εσωτερικού σκελετού αλλά και των εξωτερικών ενισχυτικών δοκών γίνεται περισσότερο άκαμπτος αφού οι ξύλινες διατάξεις αναλαμβάνουν μέρος των διατμητικών τάσεων μιας σεισμικής καταπόνησης. Το σύστημα της Ερεσού διακρίνεται από την υπερστατικότητα και την κατανάλωση της εισαγόμενης σεισμικής ενέργειας. Η υπερστατικότητα επιτυγχάνεται μέσω της ταυτόχρονης χρήσης δύο δομικών συστημάτων για την παραλαβή των φορτίων της στέγης στον όροφο, ενός ξύλινου σκελετού και μιας τοιχοποιίας. Η ικανότητα του συστήματος να υφίσταται ανελαστικές παραμορφώσεις και μικρο-ρηγματώσεις μεταξύ του ξύλινου σκελετού και της τοιχοποιίας χωρίς να αστοχεί ολικά αλλά αντιθέτως μέσω αυτών να απορροφά την ενέργεια του σεισμού και να την καταναλώνει, καθιστά το σύστημα αντισεισμικό.

76

4.38 (α) Κτίριο Pombalino, αξονομετρικό σχέδιο (β) Ο ξύλινος σκελετός των όψεων (γ) Κτίτια Pombalino στο κέντρο της Λισαβόνας Πηγή: Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών με απλή διαγώνια δικτύωση, A.Π.Θ - Διατμηματικό πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών “Προστασία, συντήρηση και αποκατάσταση αρχιτεκτονικών μνημείων”, Αγορίτσα Αννα Τζέλιου

4.39 Η πρόταση του Giovanni Vivenzio για ένα αντισεισμικό σύστημα. Πρόσοψη και τομή όπου φαίνεται η κατασκευαστική δομή των τοίχων(Tobriner, 1983) Πηγή: Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών με απλή διαγώνια δικτύωση, A.Π.Θ - Διατμηματικό πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών “Προστασία, συντήρηση και αποκατάσταση αρχιτεκτονικών μνημείων”, Αγορίτσα Αννα Τζέλιου 77

4.40 Πέργαµος, διώροφη λαϊκή κατοικία, ενίσχυση των τοίχων του ορόφου από ξύλινους σκελετούς. Πηγή: Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών με απλή διαγώνια δικτύωση, A.Π.Θ - Διατμηματικό πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών “Προστασία, συντήρηση και αποκατάσταση αρχιτεκτονικών μνημείων”, Αγορίτσα Αννα Τζέλιου

4.41 Πέργαµος, εσωτερικό ισογείου του κτιρίου Εσωτερική άποψη της στενής πλευράς ενός τυπικού σπιτιού της Ερεσού. Εδώ, µε την αφαίρεση του εσωτερικού επιχρίσµατος αποκαλύπτεται µία διάταξη από ξύλινους σκελετούς Οι τελευταίοι τοποθετούνται στην εσωτερική παρειά ενός τοίχου από αργολιθοδοµή πάχους 50cm. Πηγή: Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος

Οι εσωτερικοί διαχωριστικοί τοίχοι αναλαμβάνουν και αυτοί ένα σημαντικό φορτίο της στέγης, ανακουφίζοντας τους περιμετρικούς τοίχους σε περίπτωση σεισμού. Πρόκειται για ξύλινα διαφράγματα 15cm που αποτελούνται από ξύλινο σκελετό όμοιο με αυτόν των φριγγίων, ο οποίος φέρει κάλυψη και συνδέεται απευθείας με τις δοκούς του πατώματος και επάνω σε στρωτήρα. Η στέγη συνεισφέρει και αυτή με τη σειρά της στην αντισεισμικότητα της όλης κατασκευής λειτουργώντας ως ενιαίο, άκαμπτο σύστημα που εξασφαλίζει το δέσιμο του κτιρίου στην ανώτερη στάθμη του καθώς και τη συνεργασία των περιμετρικών τοίχων μεταξύ τους. Τα δάπεδα ενώνοντας τους απέναντι τοίχους δένουν την όλη κατασκευή με αποτέλεσμα το κτίριο να διαθέτει σε πολλές διαφορετικές περιοχές και ύψη ζώνες περίσφιξης που το κάνουν να λειτουργεί κιβωτιοειδώς στο σεισμό. Τα προβλήματα ή οι αδυναμίες του συστήματος εντοπίζονται κατά κύριο λόγο είτε στην αδυναμία των τεχνιτών να αποδώσουν με κατασκευαστική ακρίβεια το κιβωτιοειδές του κτιρίου που εξασφαλίζεται μέσω της ιμάντωσης σε ισόγειο και όροφο με τις κατάλληλες τεχνικές, είτε σε περιπτώσεις τοπικής σήψης των ξύλινων στοιχείων αλλά και οξείδωσης των σιδερένιων συνδέσμων όπου η αντοχή της σύνδεσης μηδενίζεται, κυρίως λόγω της εγκατάλειψης και της ανύπαρκτης συντήρησης των παραδοσιακών κτιρίων της Ερεσού. o Πέργαμος: Στην Πέργαμο της Μ. Ασίας εντοπίστηκαν εφαρμογές ενός δομικού συστήματος όμοιου με αυτό της Ερεσού. Τα δύο αυτά συστήματα παρουσιάζουν πλήθος ομοιοτήτων οι οποίες ανακαλύφθηκαν πρόσφατα λόγω του ότι η δομή του συστήματος είναι τέτοια, ώστε η σύνθεσή της δεν γίνεται εύκολα αντιληπτή παρά μόνο σε περιπτώσεις ερειπωμένων κτιρίων. Η αντισεισμική συμπεριφορά των εφαρμογών αυτού του τύπου έχει συσχετιστεί με τις αρχές της απόσβεσης της εισαγόμενης ενέργειας, της αποφυγής του συντονισμού, της πλάστιμη συμπεριφοράς της κατασκευής, της κιβωτιοειδούς συμπεριφοράς του κτιρίου και της υπερστατικότητας. Όλα τα παραπάνω συνέθεταν στο παρελθόν αλλά συνθέτουν και σήμερα τις βασικές αρχές του αντισεισμικού σχεδιασμού (εικ.4.40 και 4.41).

2η περίπτωση: Υπάρχουν αντίθετα συστήματα υψηλής ιδιομορφίας και σπάνιας μοναδικότητας, περιορισμένα σε ένα στενότερο γεωγραφικό χώρο τα οποία συνθέτουν την προαναφερθείσα δεύτερη κατηγορία, στην οποία το ανώι δεν στηρίζεται μόνο στη φέρουσα λιθοδομή του ισογείου αλλά και σε ένα ανεξάρτητο αυτοφερόμενο σύστημα. Τέτοια παραδείγματα εντοπίζονται στη Λευκάδα και τη Βέροια. Παραπλήσια παραδείγματα εντοπίζονται και στο εξωτερικό στην Πορτογαλία και την Ιταλία (εικ.4.38 και 4.39). Στην Πορτογαλία, μετά τον καταστροφικό σεισμό του 1755 και έπειτα από προτροπή του μαρκησίου Πομπάλ για την ανάδειξη και υιοθέτηση ενός κοινού αντισεισμικού συστήματος, οι μηχανικοί της εποχής πρότειναν ένα μοντέλο αντισεισμικής κατασκευής που τελικά εφαρμόσθηκε για την ανακατασκευή της πόλης και ονομάστηκε Pombalino. Τα κτίρια που κατασκευάστηκαν με βάση αυτό το πρότυπο είναι συνήθως πενταόροφα και αποτελούνται από περιμετρικές φέρουσες 78

γ α β 4.42 Τυπικές συνδέσεις ξύλινων στοιχείων (α και β) Επικάλυψη του ξυλόπηκτου ανώτερου ορόφου (γ) µε σανίδες, (δ) µε λαµαρίνες. Πηγή: Σεισµική συµπεριφορά του δοµικού συστήµατος στον ιστορικό οικισµό της πόλης της Λευκάδας, Π.Τουλιάτος και Ε.Βιντζηλαίου

4.43 Τυπικό κτίριο της πόλης της Λευκάδας Πηγή: Σεισµική συµπεριφορά του δοµικού συστήµατος στον ιστορικό οικισµό της πόλης της Λευκάδας, Π.Τουλιάτος και Ε.Βιντζηλαίου 79

δ

τοιχοποιίες και μία ξύλινη κατασκευή στο εσωτερικό, η οποία ονομάζεται gaiola. Στην εσωτερική πλευρά των περιμετρικών τοιχοποιιών ενσωματώνεται ένας δρύινος σκελετός. Οι εγκιβωτισμένοι αυτοί πεσσοί των όψεων συνδέονται με ένα εγκάρσιο σύστημα από ξύλινους σκελετούς με τοιχοπλήρωση. Ο εσωτερικός αυτός ξύλινος σκελετός απαρτίζεται από οριζόντια και κατακόρυφα ξύλινα στοιχεία σε αρκετά πυκνή διάταξη και χιαστί συνδέσμους σε κάθε φάτνωμα. Γενικά οι συνδέσεις πραγματοποιούνταν με αλληλοεπικάλυψη, εντορμίες ή και με απλή επαφή με τη χρήση καρφιών. Οι διατομές ποικίλουν μεταξύ 8x10 cm, 10x 12 cm, 15x12 cm. Τα τριγωνικά κενά που προέκυπταν μεταξύ των ξύλινων μελών γεμίζονταν με ένα μείγμα από λίθους, θραύσματα τούβλων και ρωμαϊκά τούβλα τα οποία ακολουθούσαν διαφορετικές διατάξεις σε κάθε φάτνωμα. Μια ακόμα περιοχή όπου αναπτύχθηκε ένα αντισεισμικό σύστημα παρόμοιο με της Πορτογαλίας είναι η Νότια Ιταλία (Καλαβρία, Σικελία) όπου συνέβαιναν συχνά καταστροφικοί σεισμοί. Το ιταλικό σύστημα, γνωστό ως Casa Baraccata, περιγράφεται από τον Giovanni Vivenzio στο έργο του “History of Earthquakes” ως ένα τριώροφο κτίσμα με ξύλινο σκελετό ο οποίος ενισχύει την περιμετρική τοιχοποιία, εμποδίζοντας την πρόωρη κατάρρευση της εκτός επιπέδου. Στο εσωτερικό ένα σύστημα ξύλινων σκελετών με διπλή διαγώνια δικτύωση και πλήρωση λειτουργεί ως ένα σύνολο διατμητικών τοιχωμάτων. Μεσογειακές χώρες σαν τη δικιά μας, με υψηλή σεισμική επικινδυνότητα αντιμετώπισαν με τις παραπάνω τεχνικές δόμησης το σεισμό. Η Ελλάδα, και αυτή με τη σειρά της, ανέπτυξε σε ορισμένες περιοχές ( σε αυτές με τον υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης ισχυρών σεισμών) δομικά συστήματα ειδικά προσαρμοσμένα στην αυξημένη σεισμική επικινδυνότητα ώστε στο ενδεχόμενο εμφάνισής ισχυρών σεισμών να μπορούν να ανταποκριθούν ικανοποιητικά. Σε άλλες περιοχές πάλι εφαρμόσθηκαν πιο ήπια αντισεισμικά συστήματα που δεν στερούνται όμως αποτελεσματικότητας έναντι σεισμών με μικρότερο μέγεθος. Παραδείγματα: o Λευκάδα: Όπως είναι γνωστό, η Λευκάδα βρίσκεται στην πλέον σεισμογενή περιοχή της Ελλάδας, στο Ελληνικό τόξο (όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενο κεφάλαιο). Ένα τοπικό ιστορικό σύστημα αναπτύχθηκε στο νησί πριν από τον 19ο αιώνα και ο ισχυρός σεισμός του 1821 απέδειξε την ικανοποιητική σεισμική συμπεριφορά του δομικού αυτού συστήματος. Έτσι, οι βρετανικές αρχές της Λευκάδας επέβαλαν κανόνες για την οικοδόμηση νέων κτιρίων, οι οποίοι ακολουθούσαν τα κύρια χαρακτηριστικά του τοπικού δομικού συστήματος. Αυτοί οι κανόνες αναπτύχθηκαν περαιτέρω και συμπληρώθηκαν, και απετέλεσαν τον Οικοδομικό Κανονισμό του 1827. Στην Λευκάδα, εξακολουθούν να υπάρχουν εν χρήσει πολλά κτίρια κατασκευασμένα κατά το ιστορικό δομικό σύστημα (εικ.4.43). Οι βρετανικές αρχές δεν επέβαλαν στην υπό την κυριαρχία τους Λευκάδα, το δικό τους σύστημα δόμησης αλλά προσαρμόστηκαν στις ανάγκες και στις ιδιότητες του τόπου, μια εκ των οποίων είναι και ο σεισμός. Έτσι τα τυπικά κτίρια αυτού του συστήματος εντάσσονται στο ίδιο πλαίσιο σε ότι αφορά τις οικοδομικές αρχές που το διέπουν και είναι συνήθως 80

4.44 Περιοχές συγκέντρωσης υψηλών τάσεων. Πηγή: Τα Παραδοσιακά Κτίρια της Λευκάδας με το Διπλό Δομικό Σύστημα και η Αντισεισμική τους Συμπεριφορά, Τ. Μακάριος, Μ. Δημοσθένους

4.45 Ο δοµητικός ρόλος του δευτερεύοντος συστήµατος (Τουλιάτος, Γαντέ, 1995) Πηγή: Σεισµική συµπεριφορά του δοµικού συστήµατος στον ιστορικό οικισµό της πόλης της Λευκάδας, Π.Τουλιάτος και Ε.Βιντζηλαίου 81

μονώροφα ή διώροφα (και σπανιότερα τριώροφα). Το ισόγειο είναι κατασκευασμένο από φέρουσα λιθοδομή, ενώ οι υπερκείμενοι όροφοι είναι από ξυλόπηκτη οπτοπλινθοδομή. Τα πατώματα είναι ξύλινα και οι στέγες, ξύλινες και αυτές, καλύπτονται από κεραμίδια. Τα ανοίγματα είναι συνήθως ορθογωνικά µε πλάτος περίπου ίσο µε 1.0m και είναι συμμετρικώς διατεταγμένα στις όψεις των κτιρίων. Τα κτίρια διαθέτουν λίγα διακοσμητικά στοιχεία (κυρίως στις εισόδους, στις γωνίες και στα περιγράµµατα των ανοιγµάτων). Για λόγους προστασίας των ξύλινων στοιχείων απ’ την υγρασία, οι ανώτεροι όροφοι ήταν καλυµµένοι σε ολόκληρη την περίμετρό τους µε σανίδες. Όταν οι σανίδες µε τον χρόνο και την υγρασία καταστράφηκαν, λόγω του υψηλού κόστους αντικαταστάσεώς τους, υποκαταστάθηκαν από επίπεδες ή κυματοειδείς λαμαρίνες. Οι φέροντες τοίχοι του ισογείου έχουν µέγιστο ύψος ίσο µε 3m, πάχος µεταξύ 0.6m και 1.0m και είναι κατασκευασμένοι από τρίστρωτη τοιχοποιία. Η εξωτερική παρειά των τοίχων είναι κατασκευασμένη από χονδρολαξευµένους λίθους, ενώ λαξευμένοι λίθοι χρησιμοποιούνται στις γωνίες των κτiρίων και στην περίμετρο των ανοιγμάτων. Η εσωτερική παρειά των τοίχων είναι κατασκευασμένη από αργολιθοδοµή ενώ το µεταξύ των παρειών κενό έχει υλικό πληρώσεως από αργούς λίθους, κοµµάτια οπτόπλινθων και κονίαμα. Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, για την παρασκευή των κονιαμάτων χρησιμοποιούνταν φυσική ποζολάνη. Αργότερα, κατασκευάζονταν ασβεστοκονιάματα µε προσθήκη άχυρου (για την βελτίωση των µηχανικών χαρακτηριστικών του κονιάματος). Στις πτωχότερες κατασκευές, χρησιμοποιούσαν αργιλοκονίαμα. Εσωτερικά και ανεξάρτητα των περιμετρικών τοίχων του ισογείου τοποθετούνται ξύλινα υποστυλώματα τα οποία είτε εισέρχονται είτε στηρίζονται στο θεμέλιο της περιμετρικής λιθοδομής. Τα ξύλινα υποστυλώματα συνδέονται στην κεφαλή τους με ξύλινους δοκούς - ξύλινους στρωτήρες δημιουργώντας ένα ξύλινο τρισδιάστατο πλαίσιο. Τα ξύλινα αυτά δοκάρια προεκτείνονται και στηρίζονται ταυτόχρονα στη στέψη του λιθόκτιστου περιμετρικού τοίχου, ενώνοντας στατικά το ξύλινο χωρικό σύστημα με τους λιθόκτιστους περιμετρικούς τοίχους, για τα φορτία βαρύτητας. Επάνω στις δοκούς τοποθετούνται οριζόντια οι ξύλινες τεγίδες και επί των τελευταίων καρφώνονται τα σανίδια του πατώματος, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ικανοποιητικού βαθμού διαφραγματικής λειτουργίας περί κατακόρυφο άξονα. Οι λιθόδμητοι τοίχοι του ισογείου διαθέτουν επαρκές πάχος (δεδομένου του περιορισμένου ύψους τους) και είναι καλά δεμένοι στις γωνίες των κτιρίων, ενώ το πλήθος και το µέγεθος των ανοιγμάτων είναι µικρό. Επομένως, εξασφαλίζουν την δυσκαμψία που είναι απαραίτητη, ώστε το κτίριο να υποβάλλεται σε περιορισμένες µετακινήσεις κατά την διάρκεια του σεισμού. Η όλη συμπεριφορά της κατασκευής ενισχύεται από το πάτωμα, το οποίο αποτελείται από πυκνή σειρά ξύλινων δοκών και από ξύλινο δάπεδο. Έτσι, εξασφαλίζεται η απαραίτητη κιβωτιοειδής συμπεριφορά στο ισόγειο. Ο ανώτερος όροφος αποτελείται από ξυλόπηκτη τοιχοποιία µικρού πάχους της τάξης των 10-12 cm με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται σημαντική µείωση του συνολικού βάρους του κτιρίου, ενώ ταυτόχρονα η δυσκαμψία των ξυλόπηκτων τοίχων εξασφαλίζεται χάρη στην πυκνή διάταξη των (οριζόντιων, κατακόρυφων και διαγώνιων) ξύλων και των συνδέσεων μεταξύ αυτών. Οι ξυλόπηκτοι τοίχοι συνδέονται µέσω του ξύλινου πατώματος µε την λιθοδομή του ισογείου και ταυτόχρονα συνδέονται και με τη στέγη. Η διαφραγματική λειτουργία πατωμάτων και στέγης έχει επιβεβαιωθεί µέσω αναλύσεων δίνοντας μας τη δυνατότητα να μιλάμε για τη δράση του κτιρίου κιβωτιειδώς σε οποιαδήποτε σεισμική δόνηση, δηλαδή σαν ένα σώμα.

82

4.46 Τυπική κατασκευή πατωµάτων. Πηγή: Σεισµική συµπεριφορά του δοµικού συστήµατος στον ιστορικό οικισµό της πόλης της Λευκάδας, Π.Τουλιάτος και Ε.Βιντζηλαίου 4.47 Βέροια, Μπαρµπούτα, τµήµα κατοικίας στο ισόγειο της οποίας χρησιµοποιούνται ταυτόχρονα δύο φέροντες οργανισµοί, ένας λίθινος και ένας ξύλινος, ο τελευταίος στο εξωτερικό µέτωπο της τοιχοποιίας. Πηγή:Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Νίκος Καρύδης 83

Η γενικότερη αρχιτεκτονική σύνθεση του παραδοσιακού Λευκαδίτικου κτιρίου διέπεται από βασικές αρχές αντισεισμικού σχεδιασμού όπως η συμμετρία στην κάτοψη και η συµµετρική στην κάτοψη διάταξη των ανοιγμάτων. Επί πλέον, τα ανοίγματα διατηρούνται στις ίδιες θέσεις καθ’ ύψος των κτιρίων. Συνεπώς, επιτυγχάνεται ομαλή µεταφορά των φορτίων από την θέση όπου ασκούνται προς το έδαφος χωρίς ενδιάμεσες αλλαγές πορείας των φορτίων. Το κτίριο υποστυλωνόταν από το έδαφος του ισογείου μέχρι το πάτωμα του πρώτου ορόφου μ’ ένα δεύτερο ξύλινο σύστημα από κολόνες, οι οποίες τοποθετούνταν σε μικρή απόσταση από τη λίθινη κατασκευή, ώστε να αποφεύγεται η σύγκρουση του ξύλου με τον πέτρινο τοίχο σε περίπτωση σεισμικών δονήσεων. Αυτός είναι ο λεγόμενος αντισεισμικός αρμός. Λαμβάνοντας υπ’ όψη τα όσα αναφέρθηκαν στις προηγούμενες παραγράφους, θα µπορούσε να πει κανείς ότι το δευτερεύον ξύλινο φέρον σύστηµα είναι περιττό. Πράγματι, είναι τόσο εύκαμπτο (συγκρινόμενο µε το δύσκαμπτο κύριο φέρον σύστημα), ώστε δεν µπορεί να συµµετέχει στην σεισμική απόκριση του κτιρίου. Παρ’ όλα αυτά, η παρουσία του σε όλα τα κτίρια του ιστορικού οικισμού, η προσεκτική του σύνδεση µε το ξύλινο πάτωμα, καθώς και το γεγονός ότι οι ξυλόπηκτοι τοίχοι φέρονται και από την λιθοδομή του ισογείου και από το δευτερεύον φέρον σύστημα δηλώνουν ότι αυτό το δευτερεύον σύστημα καλείται να παίξει δοµητικό ρόλο. Η υπόθεση που διατυπώθηκε από τον πρώτο συγγραφέα (Τουλιάτος, Γαντέ, 1995) είναι η ακόλουθη: «Είναι γνωστό ότι κατά την διάρκεια ενός σεισµού, η σχετική µετακίνηση ορόφου είναι µεγαλύτερη στο ισόγειο. Επομένως, η εκ φύσεως ψαθυρή λιθοδομή ενδέχεται να ρηγµατωθεί ή και να υποστεί µερική κατάρρευση. Σ’ αυτήν την περίπτωση, το δευτερεύον σύστημα, το οποίο δεν µπορεί να αναλάβει οριζόντιες δράσεις, µπορεί να µεταφέρει ασφαλώς τα κατακόρυφα φορτία (κυρίως, το ίδιο βάρος του κτιρίου). Έτσι, µετά τον σεισμό, η λιθοδομή του ισογείου µπορεί να επισκευασθεί ή να ανακατασκευασθεί και το κτίριο θα είναι πάλι σε θέση να αντισταθεί στον επόμενο σεισμό». Αυτή η υπόθεση εργασίας επιβεβαιώθηκε πλήρως απ’ την παθολογία των κτιρίων µετά από τον πρόσφατο σεισμό, καθώς και από τις παραμετρικές διερευνήσεις που πραγματοποιήθηκαν (Βιτζηλαίου, 2006). Κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, κτίρια με το προαναφερθέν σύστημα δεν βγαίνουν εντελώς αλώβητα αλλά υφίστανται κάποιες επιμέρους αστοχίες που δεν μπορούν όμως να οδηγήσουν στην πλήρη κατάρρευσή τους. Σύμφωνα με την παρακάτω μοντέλο προσομοίωσης τα πρώτα σημεία που εμφανίζουν ρηγματώσεις είναι αυτά κοντά ή ανάμεσα στα παράθυρα. Μπορούν να επακολουθήσουν ρηγματώσεις της λιθοδομής του ισογείου, σύνθλιψη των τοιχοποιιών πλήρωσης ή διατμητική αστοχία στη διεπιφάνεια αυτών. Το λιθόκτιστο χωρικό σύστημα του ισογείου, αν εξετασθεί μόνο του, έχει θεμελιώδη ιδιοπερίοδο γύρω στο 0.02sec, ενώ το ξύλινο πολυώροφο χωρικό σύστημα, αν εξετασθεί μόνο του, έχει θεμελιώδη ιδιοπερίοδο γύρω στα 0.20 με 0.25 sec, δηλαδή τα δύο συστήματα έχουν διαφορά στη θεμελιώδη ιδιοπερίοδο περίπου μια τάξη μεγέθους. Η σύζευξη δύο τέτοιων δομικών συστημάτων αποτελεί μια πολύ έξυπνη επινόηση των τεχνιτών της Λευκάδας, που πιθανότατα να προέκυψε τυχαία πλην όμως είναι αποτελεσματική, καθότι αποφεύγεται ο συντονισμός των δύο χωρικών δομικών συστημάτων με αποτέλεσμα όταν το ένα δομικό σύστημα πάθει εκτεταμένες βλάβες λόγω συντονισμού με τη σεισμική διέγερση, να υπάρχει πάντοτε ένα δεύτερο δομικό σύστημα που να μην συντονίζεται ιδιαίτερα και να δύναται να φέρει με ασφάλεια τόσο τα φορτία βαρύτηταςόσο και τα σεισμικά φορτία του συνόλου.

84

4.48 Το διπλό δομικό σύστημα. Το χωρικό ξύλινο δομικό σύστημα σε ορόφους άνω του ισογείου Πηγή: Τα Παραδοσιακά Κτίρια της Λευκάδας με το Διπλό Δομικό Σύστημα και η Αντισεισμική τους Συμπεριφορά, Τ.Μακάριος, Μ.Δημοσθένους 4.49 Θεμελίωση παραδοσιακού κτιρίου στη Λευκάδα. Πηγή: Τα Παραδοσιακά Κτίρια της Λευκάδας με το Διπλό Δομικό Σύστημα και η Αντισεισμική τους Συμπεριφορά,Τ. Μακάριος, Μ.Δημοσθένους

85

Η Λευκαδίτικη αυτή επινόηση αποδείχθηκε πραγματικά άκρως αποτελεσματική κατά τα τελευταία διακόσια χρόνια, όπου εκδηλώθηκαν πολλοί ισχυροί σεισμοί. Με άλλα λόγια, τα δύο δομικά συστήματα που εφάρμοσαν οι Λευκαδίτες στις κατασκευές τους, συνεργαζόμενα μεταξύ τους, πέτυχαν την τέλεια συναρμογή μιας και τα μειονεκτήματα του πρώτου καλύπτονταν από τα πλεονεκτήματα του δευτέρου και αντίστροφα. o Βέροια: Το παράδειγμα της Βέροιας ενισχύει την υπόθεσή μας ότι οι τρόποι δόμησης που εξαπλώθηκαν στα Βαλκάνια κατά τη διάρκεια της τουρκοκρατίας, σε ορισμένες περιπτώσεις μπολιάστηκαν με κατασκευαστικές τεχνικές οι οποίες στόχο είχαν την πρόληψη του σεισμού. Είναι πολύ πιθανό έπειτα από κάποιες συγκυρίες, ορισμένοι τεχνίτες να προχώρησαν σε τροποποιήσεις των ευρέως διαδεδομένων τότε τρόπων δόμησης με σκοπό την όσο το δυνατόν καλύτερη συμπεριφορά της κατασκευής κατά τη σεισμική διέγερση. Μια από αυτές τις τροποποιήσεις θα μπορούσε να θεωρηθεί ότι είναι το ντύσιμο του ξύλινου σκελετού του ορόφου με τοιχοποιία, όπως συμβαίνει στην Ερεσό. Κάποια άλλη τροποποίηση θα ήταν δυνατόν να σχετίζεται με την προσθήκη ενός βοηθητικού ξύλινου σκελετού στο ισόγειο των κτισμάτων όπως παρατηρήθηκε στη Λευκάδα και στη Βέροια. Το αντισεισμικό σύστημα της Βέροιας παρουσιάζει πλήθος ομοιοτήτων με αυτό της Λευκάδας χάρη στην ύπαρξη δύο από διαφορετικό υλικό, γεγονός που ενισχύει την υπόθεση της εξάπλωσης των διάφορων αντισεισμικών συστημάτων σε όλο τον Ελλαδικό χώρο.

4.1.5 Η θεμελίωση Οι θεμελιώσεις των παραδοσιακών κατασκευών δεν διαφέρουν ιδιαίτερα από περιοχή σε περιοχή όπως τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά των παραδοσιακών αντισεισμικών συστημάτων. Το κτίριο θεμελιώνεται σε βάθος περίπου 0.80m. Με τον όρο θεμελίωση εννοείται η συνέχιση των φερόντων τοίχων της λιθοδομής σε βάθος 0.80m μέσα στο έδαφος με πιθανή αύξηση του πλάτους τους. Πρόκειται στην ουσία για μια πάκτωση στο κάτω άκρο του κτιρίου μέσα στο έδαφος, κάνοντας την κατασκευή να δρα στο σεισμό όπως ο πρόβολος (στον πρόβολο η πάκτωση είναι οριζόντια ενώ στο κτίριο κατακόρυφη). Η θεμελίωση, σύμφωνα με τον Γ. Κίζη, ήταν το τμήμα εκείνο της κατασκευής στο οποίο δινόταν η λιγότερη σημασία και σπουδαιότητα. Αυτό προκύπτει από σημερινές αποκαλύψεις θεμελιώσεων που βρίσκει κανείς κακοχτισμένους τοίχους, ίδιου πάχους με αυτούς του ισογείου χωρίς ξυλοδεσιές ή άλλες ενισχύσεις. Τέτοια παραδείγματα επισημαίνει ο Γ. Κίζης στο Πήλιο χωρίς όμως να λείπουν και πιο ορθές και στιβαρές θεμελιώσεις. Έχει διατυπωθεί η άποψη πως το πιο αποτελεσματικό αντισεισμικό σύστημα για μια κατασκευή θα ήταν να μην θεμελιωθεί στο έδαφος αλλά να κινείται στο χώρο ελεύθερα πάνω σε ροδάκια. Αυτή η κατά τα άλλα απλοϊκή προσέγγιση κρύβει από πίσω της το μεγάλο ζήτημα-πρόβλημα που όλα τα αντισεισμικά σύστημα ανά τους αιώνες προσπαθούν να αντιμετωπίσουν και δεν είναι άλλο από τη μεταφορά της κίνησης (λόγω του σεισμού) από το έδαφος στο κτίριο. Η πάκτωση λοιπόν είναι υπεύθυνη για το ότι η κατασκευή τίθεται σε κίνηση κατά τη σεισμική διέγερση. Αν μπορούσε να κινηθεί ελεύθερα στο χώρο πάνω σε ροδάκια τότε η ενέργεια του σεισμού δεν θα καταπονούσε τον φέροντα οργανισμό του κτιρίου, διότι δεν θα τον 86

Ξυλοδεσιά στην εσωτερική παρειά του τοίχου

Μεταλλικοί συνδεσμοι Κλάπες

Ένωση μεταξύ διαδοχικών ξύλων

Ξυλοδεσιά στην εξωτερική παρειά του τοίχου

4.52 Λεπτομέρεια στήριξης επί της βάσης του ΝΑ κίονα. Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 65

25

25

Το κενό μεταξύ του δακτυλίου και του κίονα 20mm πληρούται με μολύβι.

5 32

25

25

32 5

60

Της βάσης

Όταν αστοχούν επισκευάζονται.

70

4.53 Λεπτομέρεια στήριξης επί της βάσης του ΒΑ κίονα. Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 65

Το μολύβι που αρχικά είχε παρεμβληθεί μεταξύ βάσεως, κίονα και δακτυλίου περίσφιξης και που φέρει το αποτύπωμα του τελευταίου μαρτυρεί την πιθανή αρχική του θέση

70 5 30

60

Σημερινή θέση του σιδηρού δακτυλίου που έχει αστοχήσει 60

60δαπέδου Σημερινή στάθμη

Σημερινή στάθμη δαπέδου

Στάθμη δαπέδου ΝΔ κίονα Στάθμη δαπέδου ΒΔ κίονα

70

70 50 120

87

Τομή μονολιθικού

Σιδηρός δακτύλιος πάχους 6-7mm. Αρχικά οι δακτύλιοι φαίνονται να τοποθετούνται μκαζί με τον κίονα και δεν έχουν κατασκευαστική διακοπή.

Τομή μονολιθικού

4.50 Σύνδεση γωνιακών τοίχων. Πηγή: Διεθνές συνέδριο για την αποκατάσταση και αναβίωση ιστορικών κτιρίων και πόλεων, ΤΕΕ, Θέμα: Seismic disaster prevention in the history of structures in Greece: the importance of the timber structure, Π. Τουλιάτος

Της βάσης

Μεταλλικές προεκτάσεις των ξυλοδεσιών για καλύτερη σύνδεση των γωνιακών τοίχων

70

120

4.51 (αριστερά): Αξονική κατακόρυφη τομή της περιοχής στήριξης επί της βάσης των ΝΑ, ΒΑ και ΒΔ κιόνων του καθολικού. (δεξιά): Αξονική κατακόρυφη τομή της περιοχής στήριξης επί της βάσης του ΝΔ κίονα του καθολικού. Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 64

έθετε σε κίνηση-ταλάντωση, αλλά θα μετατρέπονταν σε κινητική ενέργεια στα ροδάκια μέχρι την απόσβεσή της λόγω τριβής. Μια μορφή θεμελίωσης που θα μπορούσαμε να πούμε ότι βρίσκεται στο πνεύμα της προαναφερθείσας διατύπωσης είναι αυτή που συναντάμε στη Λευκάδα Τα θεμέλια είναι κατασκευασμένα με τη χρήση ακατέργαστων ή κατεργασμένων λίθων, ψιλής άμμου, ποζουλάνας και ξύλινων στοιχείων οριζόντια τοποθετημένων. Με την κατάλληλη χρήση αυτών των υλικών, κατασκευάζονταν θεμελιώσεις ικανές να φέρουν τα φορτία της κατασκευής και του σεισμού και για το λόγο αυτό δεν εντοπίστηκαν ιδιαίτερα προβλήματα από καθιζήσεις. Είναι άξιο λόγου να αναφερθεί ότι στο κατώτερο τμήμα του θεμελίου τοποθετούνταν, εντός της στάθμης του υπόγειου ύδατος, τρεις επάλληλες στρώσεις ξύλινων οριζόντιων δοκών μήκους ενός έως δύο μέτρων, ορθογωνικής ή κυκλικής διατομής, εμβαδού διατομής της κάθε μιας περίπου 130cm^2, σε παράλληλες διατάξεις περίπου ανά 45cm, ως υποθεμελίωση, προκειμένου οι τεχνίτες να αποφύγουν να εργάζονται εντός του νερού, καθότι η στάθμη του υπόγειου ύδατος στην πόλη της Λευκάδας βρίσκεται αρκετά υψηλά από 0.50m έως 1.00m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Αποτέλεσμα αυτής της τεχνικής είναι η αποφυγή των διαφορικών καθιζήσεων των λιθόκτιστων τοίχων γεγονός που είναι ορατό μέχρι και σήμερα (100 έως 200 χρόνια μετά). Τα ξύλα αυτά, πριν τη χρήση τους, καθαριζόταν από την φλούδα τους και τοποθετούνταν για επτά περίπου εβδομάδες στην «θαλάσσια λάσπη», για να μην είναι ευπρόσβλητα από την διείσδυση των μικροοργανισμών που το αποσυνθέτουν, ενώ στην συνέχεια αλειφόταν κατά κανόνα με πίσσα και κατράμι. Η κοπή όλων των ξύλων γινόταν πάντοτε μια ορισμένη εποχή του έτους, αποκλειστικά από δένδρα όπως δρυς, οξιά ή κυπαρίσσι, τα οποία έχουν την ιδιότητα να μη σαπίζουν όταν αυτά υποστούν επεξεργασία και τοποθετηθούν εντός του υπόγειου ύδατος. Η τεχνική αυτή της ξύλινης υποθεμελίωσης αποτελεί τμήμα της Ελληνικής δομικής παράδοσης αφού συναντάται και σε άλλες περιοχές εκτός της Λευκάδας με ή χωρίς παραλλαγές (π.χ. σε πέτρινα γεφύρια της Ηπείρου/ Θεσσαλίας/ Μακεδονίας, σε αγροτικό οικισμό στα Κύθηρα). Η τρίστρωτη ξύλινη υποθεμελίωση λειτουργεί και ως ένα είδος σεισμικής μόνωσης, διότι η δομή των θεμελίων (οι κορμοί σκεπάζονταν με μείγμα τριών διαφορετικών υλικών από ψιλή άμμο, πελεκητές πέτρες και σκόνη πορσελάνης) είναι τέτοια που επιτρέπει σε όλη τη θεμελίωση να κινείται ως ενιαίο σύνολο σε περίπτωση σεισμού.

4.1.6 Λοιπά αντισεισμικά συστήματα o Σύνδεση γωνιακών τοίχων - ενίσχυση ξυλοδεσιάς: Οι τεχνίτες των παραδοσιακών κτιρίων που συναντάει κανείς σε όλη την Ελλάδα, χρησιμοποιούσαν διάφορες μεθόδους δόμησης με σκοπό να κάνουν τις κατασκευές τους όσο το δυνατόν πιο στιβαρές και αντισεισμικές γίνεται. Μια τέτοια κατασκευαστική τεχνική ήταν η χρήση των ξυλοδεσιών που αναφέρθηκαν και σε προηγούμενο κεφάλαιο αλλά και η χρήση μεταλλικών στοιχείων σύνδεσης των γωνιακών τοίχων ως ένα είδος ενίσχυσης της υπάρχουσας ξυλοδεσιάς.

88

Τομή των ΒΑ και ΝΑ κιόνων του καθολικού

προεξέχουσα ζώνη στη βάση του κίονα

Κενό βάθους 25mm μεταξύ κίονα και βάσης

Σιδηρά στεφάνη χωρίς διακοπή

Ο κίονας σε κατάσταση ισορροπίας επί της βάσης του.

Τομή των ΒΑ και ΝΑ κιόνων του καθολικού

Απόκληση του κεντρικου άξονα του κίονα λόγω ταλάντωσης Κατακόρυφος άξονας στο σημείο περιστροφής του κίονα Μετατόπιση σημείου στήριξης

Συγκέντρωση των τάσεων στις προεξοχές του κίονα

Ο κίονας κατά τη στιγμή της απόκλισης του από την κατακόρυφο λόγω ταλάντωσης.

α/2*2=α

Ο δακτύλιος μπλοκάρει τη διατμητικη μετακίνηση

Κατά α οριζόντια διατμητική μετατόπιση Ο μόλυβδος παραμορφωμενος αποσβένει ενεργεια

Ο κίονας τη στιγμή της οριζόντιας διατμητικής μετατόπισής του.

4.54 Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 77-79

4.55 Λεπτομέρεια στήριξης επί της βάσης του ΒΔ κίονα Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος 89

4.56 Λεπτομέρεια στήριξης επί της βάσης του ΝΔ κίονα

Απόκληση του κεντρικου άξονα του κίονα και μετατόπιση Κατακόρυφος άξονας στο σημείο περιστροφής του κίονα Μετατόπιση σημείου στήριξης

Ο κίονας τη στιγμή της οριζόντιας διατμητικής μετατόπισής του με ταυτόχρονη απόκλιση από την κατακόρυφο λόγω ταλάντωσης.

Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος

Συγκέντρωση των τάσεων στις προεξοχές του κίονα

o Τόξα εντός της τοιχοποιίας: Μια ακόμα τεχνική που υιοθετήθηκε, κυρίως από τους βυζαντινούς και έπειτα κληροδοτήθηκε στις επόμενες γενεές, είναι η χρήση τόξων εντός της τοιχοποιίας. Σκοπός αυτής της τεχνικής να αποκλειστεί η πιθανότητα της προς το έδαφος επέκτασης κάποιας τυχόν εμφανιζόμενης ρωγμής στην τοιχοποιία, μικρού σχετικά πάχους. Το ανακουφιστικό τόξο σε αυτή την περίπτωση είναι μια ορθή λύση διότι η ρωγμή θα καταλήξει στο τόξο το οποίο θα εκτρέψει τις τάσεις εντός της καμπύλης του ματαιώνοντας την περαιτέρω εξέλιξη της βλάβης. o Σεισμική συμπεριφορά κιόνων στην Ι.Μ Δοχειαρίου: Οι τέσσερις μονολιθικοί κίονες του καθολικού της Ι.Μ Δοχειαρίου διαθέτουν την ίδια διαμόρφωση στο κάτω άκρο τους και στη βάση όπου στηρίζονται. Στα σχήματα μπορούμε να διακρίνουμε ότι υπάρχει μια προεξέχουσα μαρμάρινη ζώνη της τάξης των 25mm και καθώς προχωράμε προς τη βάση υπάρχουν εναλλαγές απομείωσης και προεξοχών στη διάμετρο του κορμού που εξυπηρετούν το αντισεισμικό σύστημα των κιόνων. Στο σημείο όπου ο κίονας συναντά τη βάση διαμορφώνεται μια σφηνοειδής εσοχή με αποτέλεσμα η μέγιστη διάμετρος του κίονα να μειώνεται κατά 100mm ως προς τη διεπιφάνεια επαφής της βάσης του με το σώμα του. Κατά την τοποθέτηση του κίονα στην βάση του, μια λεπτή μεμβράνη μολύβδου έχει απλωθεί μεταξύ των επιφανειών επαφής, η οποία εξυπηρετεί στην εξομάλυνση τυχόν ανωμαλιών μεταξύ της επιφάνειας της βάσης του κίονα και της κορυφής της βάσης. Με το πάχος του μολύβδου να είναι 1 mm, αποφεύγεται η διαρροή του υλικού και επιτυγχάνεται η επιθυμητή διατήρησή του στο σημείο, όπου παρά τα τεράστια βάρη, δεν χάνει την ιδιότητά του να αποκαθιστά την ομαλότητα μεταξύ των επιφανειών σε επαφή. Μια σιδηρά ολόσωμη στεφάνη πάχους 6-8mm και ύψους 65mm τοποθετείται μαζί με τον κίονα επί της βάσης δημιουργώντας διάστημα μεταξύ της και των εσοχών που δημιουργούνται από τις προεξέχουσες επιφάνειες, το οποίο διάστημα συμπληρώνεται με υγρό μόλυβδο. Ο μόλυβδος εισχωρεί στα κενά αλλά και στο σφηνοειδές κενό μεταξύ των επιφανειών που προαναφέρθηκαν. Όσο ο κίονας ισορροπεί κάτω από τα φορτία της βαρύτητας, ο μόλυβδος δεν παραλαμβάνει καμία στατική φόρτιση και ο χαλαρός δακτύλιος δεν δέχεται ωθήσεις από το μόλυβδο. Κατά τη διάρκεια μιας σεισμικής διέγερσης, ο κίονας τίθεται σε ταλάντωση επί της βάσης του και της στρώσης του μολύβδου μέχρι να ξαναβρεθεί σε κατάσταση ισορροπίας. Καθ’ όλη τη διάρκεια της ταλάντωσης, ο μόλυβδος που διαθέτει πλάστιμη συμπεριφορά σύνδεσης, συμπιέζεται απορροφώντας και καταναλώνοντας μέρος της εισαγόμενης ενέργειας και αποτρέποντας τη βίαιη σύγκρουση μαρμάρου και στεφάνης . Η στεφάνη, κατασκευασμένη κατά 10mm στενότερη από την αντίστοιχη περιτρέχουσα εσοχή, συγκρατεί τον κίονα χωρίς να επιβαρύνει την ταλάντωση αλλά σε ισχυρή καταπόνηση σπάει αποσβένοντας ένα μεγάλο μέρος της εισαγόμενης ενέργειας. Η στεφάνη αποτρέπει επίσης τη διατμητική μετατόπιση του κίονα λόγω του βαθμού ελευθερίας που διαθέτει η ίδια (της τάξης των 25-30mm ) και η διαμόρφωση του κίονα (της τάξης των 25-30mm επίσης). Συνεπώς ο κίονας δεν μπορεί να μετατοπιστεί περισσότερο από 50-60mm.

90

Ζώνη περίσφυξης από σίδηρο ύψους περίπου 60-70mm και πάχος 6mm που αποτρέπει διατμητικές μετατοπίσεις μεταξύ του κίονα και της βάσης του. Το κενό μεταξύ σιδηράς στεφάνης και μαρμάρου πληρούται με μολύβι. Όπως φαίνεται και από τους κίονες του καθολικού της Ι.Μ.Δοχειαρίου το μολύβι ενισχύει την πλάστιμη συμπεριφορά της σύνδεσης.

4.57 Ισομετρική αναπαράσταση της αρχικής θέσης και κατάστασης της λεπτομέρειας έδρασης του κίονα και της βάσης του. Πηγή: Ι.Μ.Δοχειαρίου Αγίου Όρους, Η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Π. Τουλιάτος, σελ 75 91

Αρχικά οι δακτύλιοι τοποθετούνταν κατά τη συναρμολόγηση κίονα-βάσης ολόκληρες, χωρίς μάτιση με έναν αέρα στην περίμετρο της τάξης των 20mm που πληρούνταν με μολύβι. Εάν από ισχυρό σεισμό η στεφάνη αστοχούσε, παλαιότερα, γινόταν επισκευή επανασύνδεσής της.

Επιπλέον οι διαμορφωμένες εσοχές και προεξοχές στη βάση του κίονα παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην σεισμική προστασία του μνημείου. Κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης ο κίονας ταλαντώνεται επί της βάσης του και σε κάποια οριακή στιγμή, ολόκληρος ο κίονας στηρίζεται σε ένα σημείο πάνω στη βάση του. Στη βάση οι διαμορφωμένες εσοχές εξυπηρετούν στην αποφυγή απόσπασης τεμαχίου της με πιθανότητα ολίσθησης και ανατροπής του μονολιθικού κίονα, γεγονός που θα πραγματοποιούνταν εάν ο κίονας στηριζόταν επί ολόκληρης της βάσης (χωρίς δηλαδή τις εσοχές που απομειώνουν σε ορισμένα σημεία τη διατομή του). Για να θεωρηθεί μια αντισεισμική τεχνική επιτυχής πρέπει: - Να δεχθεί μια φόρτιση κατά την οποία το αντικείμενο θα παραμορφωθεί μέσω της ταλάντωσης και της μετατόπισης ή και ακόμα θα ζημιωθεί ελαφρώς χωρίς όμως να χάσει την ικανότητά του να φέρει τα φορτία για τα οποία είναι σχεδιασμένο, χωρίς δηλαδή να αστοχήσει.

- Να αντιμετωπίσει τη δυναμική καταπόνηση από οποιαδήποτε διεύθυνση και αν προέλθει, ακόμα και κατακόρυφη - Να μπορούν να αντικατασταθούν ή να επισκευασθούν οι μηχανισμοί παραλαβής και απόσβεσης της εισαγόμενης ενέργειας μετά το πέρας του σεισμού ώστε το όλο σύστημα να είναι αποδοτικό και αποτελεσματικό σε κάποια μελλοντική δυναμική καταπόνηση. o Κεφαλλονιά- Φισκάρδο: Στο Φισκάρδο της Κεφαλλονιάς, σε κτίρια κατασκευασμένα στα μέσα του 19ο αιώνα, παρατηρείται μια τεχνική δόμησης παρόμοια με αυτή των ξυλοδεσιών που στόχο έχει την περίδεση της κατασκευής ώστε να εξασφαλιστεί η συνεργασία των τοίχων μεταξύ τους αλλά και με τα άλλα δομικά στοιχεία. Λιθόπλακες πάχους 80-100mm, συνδεόμενες μεταξύ τους με σιδηρούς συνδέσμους, περιτρέχουν την κορυφή του συνήθως διώροφου παραδοσιακού κτιρίου, ακριβώς κάτω από τα στοιχεία στέγασης, δημιουργώντας μια ενισχυμένη ζώνη για την υποδοχή και την ισοδιανομή των φορτίων στην υπόλοιπη κατασκευή (εικ.4.58).

4.2 Νησιωτική Ελλάδα Μια ακόμα ξεχωριστή κατασκευαστική τεχνική διέθεταν και τα νησιά. Απομακρυσμένα από την ηπειρωτική Ελλάδα και χωρίς να έχουν άμεση πρόσβαση σε υλικά και τεχνικές και έμπειρους τεχνίτες, ανέπτυξαν μια δικιά τους κατασκευαστική αρχή η οποία καθορίστηκε σημαντικά από τα υλικά που βρίσκονταν στο άμεσο περιβάλλον. Στην περίπτωση των Κυθήρων, ενός νησιού με έντονη σεισμική δραστηριότητα λόγω της εγγύτητάς του με το νησιωτικό τόξο, οι τοιχοποιίες από αργολιθοδοµή ενισχύονταν με ανακουφιστικά τόξα. Τόσο στο ισόγειο όσο και στο όροφο η χρήση 92

Σιδερένιοι σύνδεσμοι

Λιθόπλακες πάχους 80-100mm επίστεψης των εσωτερικών τοίχων και υποδοχής της κατασκευής και της στέγασης

4.58 Επίστεψη με λιθόπλακες συνδεδεμένες μεταξύ τους με σιδηρούς συνδέσμους στο σπίτι του αρχιτέκτονα Π.Τουλιάτου Πηγή: Συμπεριφορά στη σεισμική καταπόνηση των ιστορικών παραδοσιακών κατασκευών- Ιστορικές αντισεισμικές κατασκευές στην Ελλάδα, Π.Τουλιάτος, ΕΜΠ

4.59 Τόξα στη νησιωτική αρχιτεκτονική. Πηγή: Ε.Μ.Π., Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίησης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου.

93

4.60 Παραδοσιακό σπίτι της Σκύρου. Πηγή: Ε.Μ.Π., Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αρχιτεκτονική ανάλυση παραδοσιακών κτιρίων και οικισμών, πρόγραμμα ψηφιοποίησης διατομεακού μαθήματος 5ου εξαμήνου.

τους ήταν διαδεδομένη και επέφερε ευεργετικά αποτελέσματα κατά τη διάρκεια του σεισμού διότι μεταβίβαζε τα φορτία στο έδαφος ομαλά (εικ.4.59). Τα τόξα ήταν εμφανή εσωτερικά και αποτελούσαν μέρος της αρχιτεκτονικής σύνθεσης. Γενικότερα στη νησιωτική αρχιτεκτονική τα υλικά που χρησιμοποιούνταν ήταν αργοί λίθοι, πέτρες και χαλίκια για την τοιχοποιία και χωματολάσπη, καλάμια, αγριόχορτα και ξύλα (ανάλογα πάντα με τη βλάστηση του νησιού). Το πάχος της τοιχοποιίας κυμαίνονταν μεταξύ των 50-80cm και χτίζονταν από τους ίδιους τους χρήστες εμπειρικά, χωρίς να έχουν απαραίτητα οικοδομικές γνώσεις. Στην Ικαρία, λόγω του φόβου της πειρατείας, αναπτύχθηκε μια μορφή κατοικίας πανομοιότυπη με αυτή της Μάνης που διέθετε πύργους. Υλικά για αυτή την κατασκευή, πέρα από τα προαναφερθέντα, ήταν και ο ικαριώτικος σχιστόλιθος με τις εξαιρετικές μηχανικές του ιδιότητες. Εδώ οι ισχυροί σεισμοί απουσιάζουν με αποτέλεσμα η λιθοδομή χωρίς ξυλοδεσιές να επαρκεί σε ότι αφορά τη σεισμική φόρτιση που δεχόταν η κατασκευή συνολικά. Το ύψος του κτιρίου ήταν χαμηλό και οι τοίχοι δεν εφάπτονταν στο πρανές για αποφυγή της υγρασίας ενώ ταυτόχρονα συγκλίναν ελαφρά προς τα πάνω με ελάχιστη εκφορά κάθε στρώσης. Με το πέρασμα του χρόνου άρχισε να χρησιμοποιείται χωματολάσπη για την έδραση και όχι τη συγκόλληση των λίθων του τοίχου, αυξάνοντας ταυτόχρονα τη θερμομόνωση και την αντοχή του. Στις αρχές του 20 αιώνα εμφανίζονται οι σιδερένιοι σύνδεσμοι (δεσιές-κλειδιά). Πρόκειται για σιδερένιες συμπαγείς ράβδους, πεπλατυσμένης ορθογωνικής διατομής (πλάτους 5-10cm και πάχους 1-2cm) οι οποίες τοποθετούνται κατά τη διάρκεια του χτισίματος πάνω από τα πρέκια των ανοιγμάτων ώστε να καταλαμβάνουν όλη την έκταση του τοίχου. Στις δυο άκρες της ράβδου υπάρχουν δυο δακτύλιοι υπολογισμένοι ώστε να εξέχουν του τοίχου. Σε κάθε έναν από τους εξωτερικούς τοίχους τοποθετείται από μια τέτοια ράβδος. Μετά την αποπεράτωση των τοίχων στους οχτώ συνολικά δακτυλίους τοποθετούνται σιδερένιες σφήνες που προεντείνουν τις ράβδους οι οποίες λειτουργούν πλέον σαν ελκυστήρες. Οι τέσσερις ράβδοι λειτουργούν σαν οπλισμός δημιουργώντας ένα οριζόντιο ορθογώνιο παραλληλόγραμμο με προεντεταμένες πλευρές, που με την ακαμψία που παρουσιάζουν στο οριζόντιο επίπεδο και με τη θλιπτική δύναμη που ασκούν στον τοίχο, αυξάνουν την αντοχή και την ακαμψία του προσδίδοντας στο κτίσμα αντισεισμική ικανότητα.

94

Κεφάλαιο 5

Λίθοι

Σωλήνας εισόδου ενέματος

Κονίαμα

95

5.1 Η πρώτη μηχανή ενεμάτων υπο πίεση. Πηγή: ∆ιεύρυνση της χρήσης ενεμάτων στις επισκευές κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία, Πτυχιακή εργασία, Τ.Ε.Ι Πειραιά, Τμήμα Δομικών Έργων, Δ. Κωστάκη,Α. Τζανέτου

5.3 Τομή λιθοδομής- είσοδος ενέματος Πηγή: Η εφαρμογή των ενεμάτων στην αποκατάσταση των μνημείων, Ουρανίας Η. Μπούντα

5.2 Παράδειγμα εφαρμογής ενεμάτων. Πηγή: προσωπικό αρχείο

5.4 Παράδειγμα εφαρμογής ενεμάτων. Πηγή: προσωπικό αρχείο

5. ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Για την άρση της παθολογίας της κατασκευής, από δομοστατικής άποψης, και την επαύξηση της ικανότητάς της για την παραλαβή στατικών και σεισμικών φορτίσεων είναι αναγκαίο να προβούμε σε τεχνικές για την ενίσχυση και την αποκατάστασή της μέσω των διαθέσιμων μορφών αποκατάστασης που η τεχνολογία μας προσφέρει. Συνήθως στο παραδοσιακό δομικό σύστημα ο φέροντας οργανισμός αποτελείται από λίθους, πέτρες. Οι τοιχοποιίες στο μεγαλύτερο μέρος τους είναι από αργολιθοδοµή, δηλαδή ακατέργαστες πέτρες ενώ μόνο στις γωνίες και στα πλαίσια των ανοιγμάτων οι πέτρες είναι λαξευτές, δηλαδή πελεκητές και επεξεργασμένες. Όλοι οι λίθοι συνδέονται µε το συνδετικό κονίαμά το οποίο αποτελείται από μείγμα ασβέστη και χώματος, ενώ σε πιο επιμελημένες κατασκευές έχει και ένα μέρος κουρασάνι ή θηραϊκή γη. Σε ότι αφορά τις μορφές επέμβασης ο μηχανικός μπορεί να επέμβει είτε συνολικά σε όλη την κατασκευή είτε σε επιμέρους τμήματά της. Η ακμάζουσα τεχνολογία και η τεχνογνωσία στις μέρες μας, επιτρέπει στο μηχανικό – αναστηλωτή να επιλέξει ανάμεσα από μια μεγάλη ποικιλία τεχνικών και εφαρμογών αποκατάστασης που μπορούν να προσαρμοσθούν στην οποιαδήποτε κατασκευή και να πετύχουν την αποκατάσταση των μηχανικών χαρακτηριστικών της. Η δομημένη πολιτιστική μας κληρονομιά χρίζει άμεση συντήρησης και αποκατάστασης από υλικά που θα εξασφαλίζουν τη φυσικο-χημική συμβατότητά της με τα υπάρχοντα και την πλήρη επαναφορά της φέρουσας ικανότητας της με πιθανό σκοπό την επανάχρησή της. Τεχνικές αποκατάστασης: - Ενέµατα: Μια μεγάλη κατηγορία στην αποκατάσταση παραδοσιακών κτιρίων με φέρουσα λιθοδομή αποτελεί η χρήση ενεμάτων. Η χρήση και η εφαρμογή τους βρίσκει μεγάλη αποδοχή στις μέρες μας από τους μηχανικούς λόγω κάποιων πολύ σημαντικών της προτερημάτων που την καθιστούν μια αποτελεσματική λύση. Τα ενέµατα, µε τη μορφή ρευστού συστατικού που εισάγεται σε λιθοδομή, είναι ήδη γνωστά από τα ρωμαϊκά και ρωμανικά χρόνια, με πλήθος μνημείων να το μαρτυρούν και αποδείξεις για τη χρήση υδαρούς κονιάματος για την πλήρωση ρωγών στην τοιχοποιία. Τα ενέµατα αρχίζουν να εφαρμόζονται για την επισκευή λιθοδομών από την αρχή του 19ου αιώνα από τον Γάλλο μηχανικό Charles Berigny. Η επέκταση της εφαρμογής τόσο των τσιµεντενεµάτων όσο και των χημικών ενεµάτων στηρίχθηκε σε αξιόλογες έρευνες που έγιναν μετά το 1960, κυρίως για την εφαρμογή της μεθόδου σε έργα εδαφοµηχανικής και θεμελιώσεων, επισκευής οπλισμένου σκυροδέματος κα. Η τεχνική των ενεµάτων πρόκειται ουσιαστικά για την εισαγωγή ενός νέου υλικού σε ρευστή μορφή στην υπάρχουσα λιθοδομή µε στόχο την πλήρωση ρωγμών, κενών και κοιλοτήτων. Με την πάροδο του χρόνου στο νέο αυτό υλικό επέρχεται στερεοποίηση και βελτιώνει συνολικά τόσο τα μηχανικά χαρακτηριστικά της λιθοδομής όσο και τη γενικότερη συμπεριφορά 96

5.5 Σφράγισμα ρωγμών με ένεση. Πηγή: Πτυχιακή Εργασία , Γιαννοπούλου Α., Ταλέλλη Α., Αλεξάδρειο Τεχνολογικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης, Σχολή Τεχνολογικών ΕΦαρμογών, Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής

97

της ως μέλος μιας ευρύτερης κατασκευής. Το υλικό μπαίνει από σωληνάκια που διατάσσονται σε κάναβο σε όλο το ύψος του τοίχου. Γίνεται εφαρμογή ενεμάτων για την ενίσχυση της εφελκυστικής αντοχής της τοιχοποιίας. Μειώνονται αρκετά οι περιοχές, στις οποίες αναπτύσσονται εφελκυστικές τάσεις ικανές να προκαλέσουν ρηγματώσεις με την εφαρμογή ενεμάτων. Έτσι, αποκαθίσταται η συνέχεια μεταξύ των αποσαθρωμένων ή ρηγµατωµένων τμημάτων της λιθοδομής ή του αρχιτεκτονικού µέλους. Η εφαρμογή κατάλληλων ενεµάτων αποτελεί πλέον μια συνήθη πρακτική αποκατάστασης ρηγµατωµένων και αποδιοργανωμένων αρχιτεκτονικών µελών ή κατασκευών από λιθοδομή, ιδιαίτερα σε σεισμογενείς περιοχές. Η αποκατάσταση στοχεύει είτε σε ολόκληρη τη μάζα είτε τοπικά σε ρωγμές ή σε μια αποδιοργανωμένη τοιχοποιία με σκοπό την επισκευή/ενίσχυση της. Μερικά από τα προτερήματά της χρήσης των ενεμάτων είναι: • Οι ελεγχόμενες ιδιότητές που διαθέτουν με σκοπό να εξυπηρετούν διαφορετικές αναγκαίες και διαφορετικές συστάσεις λιθοδομών • Η διασφάλιση της συνέχειας, της συνοχής και της αντοχής των υλικών της λιθοδομής • Ευκολία χρήσης και εξοικείωση των συνεργείων με την τεχνική • Διατήρηση των αρχιτεκτονικών στοιχείων χωρίς αλλοίωση της εξωτερικής μορφής, της γεωμετρίας, αλλά κα του δομικού συστήματος – στατικής λειτουργίας • Συνεργασία με άλλες τεχνικές όπως αρμολογήματα και σφραγίσεις με σκοπό την πιο ολοκληρωμένη αποκατάσταση της κατασκευής Κάποια από τα μειονεκτήματά της μεθόδου είναι: • • • •

Η µη αναστρεψιµότητα της μεθόδου Η δυσκολία εξασφάλισης της συνεργασίας των υλικών του μείγματος των ενεµάτων µε τα υπάρχοντα υλικά της λιθοδομής Η εφαρμογή του γίνεται σε μικρές ποσότητες Αυξημένο κόστος

Κατηγορίες ενεμάτων α) Πολυμερή ενέματα Τα πολυμερή ενέµατα έχουν ως κύριο συστατικό τους οργανικά υλικά. Παρουσιάζουν το πλεονέκτημα ότι το ιξώδες τους, η αντίσταση που παρουσιάζουν στη σταδιακή παραμόρφωσή υπό την εφαρμογή τάσης ή αλλιώς η ιδιότητά τους να είναι “πηχτά”, προσαρμόζεται ανάλογα µε το εύρος της ρωγμής και των πόρων του υποδοχέα, προκειμένου να επιτυγχάνεται υψηλή διεισδυτικότητα. Δεν θεωρούνται κατάλληλα για επεμβάσεις σε λιθοδομές λόγω των διαφορετικών μηχανικών χαρακτηριστικών που διαθέτουν από αυτές της λιθοδομής και της προβληματικής συνάφειας υπό την παρουσία υγρασίας.

98

5.6 Έκχυση ενέματος με το χέρι. Πηγή: Πτυχιακή Εργασία , Γιαννοπούλου Α., Ταλέλλη Α., Αλεξάδρειο Τεχνολογικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης, Σχολή Τεχνολογικών ΕΦαρμογών, Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής

99

Ένα σύστημα πολυμερούς ενέματος αποτελούν και οι ρητίνες, οι οποίες δημιουργούνται από πλαστικό και σκληρυντή. Οι εποξειδικές ρητίνες, που προέκυψαν από την χημεία του πετρελαίου, χρησιμοποιούνται συνήθως για ενέσεις εντός ρωγμών προς συγκόλληση ρηγµατωµένου σκυροδέματος ή για επικολλήσεις λεπτών μεταλλικών φύλλων πάνω στην επιφάνεια του σκυροδέματος. Δεν ενδείκνυνται λοιπόν για την επισκευή ή ενίσχυση λιθοδομών. β) Υδραυλικά ενέματα Τα υδραυλικά ενέµατα έχουν ως κύριο συστατικό τους ανόργανα υλικά. Τα υδραυλικά ενέµατα είναι η κατεξοχήν κατηγορία ενεµάτων που χρησιμοποιείται για την αποκατάσταση της φέρουσας τοιχοποιίας. Τα ανόργανα υλικά όπως το τσιμέντο, η υδραυλική άσβεστος, η θηραϊκή γη, η αιωρούμενη τέφρα, η άργιλος κ.ά. έχουν μηχανικά και φυσικά χαρακτηριστικά αρκετά φιλικά και όμοια µε αυτά των υλικών της λιθοδομής και ιδιαίτερα µε τα κονιάματα. Επιπλέον παρουσιάζουν συνάφεια µε την υπάρχουσα λιθοδομή που κρίνεται ικανοποιητική και συντηρούνται στο νερό ή σε περιοδικά υγραινόµενο περιβάλλον χωρίς να διαλύονται. Τα υδραυλικά ενέµατα αποτελούνται από τα εξής συστατικά (ή μέρος αυτών): • Συνθετική κονία: πρόκειται συνήθως για κάποιο τσιμέντο χαμηλής περιεκτικότητας σε θεϊκά αλκάλια ή υδραυλική άσβεστο. Αποτελεί το πρώτο υλικό που θα προσδώσει αντοχή στο μείγμα και µε τις υδραυλικές συνδετικές της ιδιότητες προσδίδει στο ένεµα την αντοχή και την ικανότητα που απαιτείται για να επισκευαστεί η λιθοδομή.

• Ποζολάνες τεχνητές ή φυσικές δηλαδή θηραϊκή γη, πυριτική παιπάλη, αιωρούμενη τέφρα κα. οι οποίες αυξάνουν την αντοχή και την ανθεκτικότητα του μείγματος.

• Υδράσβεστος: είναι απαραίτητη για να βελτιώσει τη ρευστότητα και τη σταθερότητα του μείγματος • Πρόσµικτα • Αμμος (ή άλλο λεπτόκοκκο αδρανές υλικό μέγιστου κόκκου dmax=1.0mm): χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις πλήρωσης ρωγμών μεγάλου εύρους. Μέχρι πρόσφατα, για την ενίσχυση της λιθοδομής χρησιμοποιούνταν ενέµατα µε βασικό συστατικό το τσιμέντο portland (τσιµεντενέµατα). Τα ισχυρά αυτά ενέµατα αυξάνουν πολύ τη θλιπτική αντοχή της φέρουσας τοιχοποιίας όμως δημιουργούν σημαντικά προβλήματα σε παλιές τοιχοποιίες από λιθοδομή και μνημεία λόγω της ασυμβατότητας των υλικών τους µε αυτά της λιθοδομής. Προκαλούν σκουρόχρωμους λεκέδες, εξανθήματα και τοπικές επιφανειακές ρήξεις λόγω του σχηματισμού μερικώς αδιάλυτων υλικών κατά την αντίδραση της τοποθέτησης.

• Λεπτόκοκκα υλικά στην κατάλληλη ποσότητα αντί για τσιμέντο επιτρέπει την παρασκευή υδραυλικών ενεµάτων διεισδυτικών σε πολύ λεπτές ρωγμές. Κατά τη διάρκεια εφαρμογής το ένεµα πρέπει να είναι αρκετά ρευστό ώστε να μπορεί να εισχωρήσει και να γεμίσει τα κενά µε χρήση χαμηλών πιέσεων με σκοπό να μην διαταραχθεί η όλη λιθοδομή και επιπλέον πρέπει να αναπτύξει μια διατμητική αντοχή ώστε να αντισταθεί στις δυνάμεις της βαρύτητας που τείνουν να το μετακινήσουν. Μετά τη στερεοποίηση του ενέματος πρέπει να επιτευχθεί ικανοποιητική αντοχή συνάφειας µε τα υπάρχοντα υλικά ανεξάρτητα από την παρουσία 100

5.7 Εξωτερικό αρμολόγημα και τελικό επίχρισμα. http://www.domiki.gr/

5.8, 5.9, 5.10 Αποκατάσταση ναού στη Μακρυνίτσα Πηλίου. Πηγή: Προσωπικό αρχείο 101

υγρασίας, ξηρασίας, σκόνης κα και οι αποκτηθείσες μηχανικές ιδιότητες να διατηρούνται στο χρόνο και ο όγκος του ενέματος να µην επηρεάζεται από την υγρασία.

- Τσιμεντενέσεις: Μια τεχνική που μοιάζει αρκετά στον τρόπο εφαρμογής της με τα ενέµατα είναι και οι τσιμεντενέσεις. Οι τσιμεντενέσεις γίνονται σε περιπτώσεις που έχουμε πολύ μικρές ρωγμές. Είναι ουσιαστικά ενέσεις µε πολυμερή υλικά, που έχουν μεγάλη διεισδυτικότητα αλλά μηχανικά και φυσικά χαρακτηριστικά διαφορετικά από εκείνα των υλικών δόμησης των λιθοδομών. Για το λόγο αυτό πρέπει να εφαρμόζονται µε φειδώ στην κατασκευή ώστε να μην αλλοιώσουν τα χαρακτηριστικά της.

- Αρμολόγηση: Μια τεχνική που κρίνεται απαραίτητη σε κάθε είδους επέμβαση και αποκατάσταση και εφαρμόζεται σε όλη την έκταση της κατασκευής σε συνδυασμό και με άλλες μεθόδους είναι η αρμολόγηση. Ο καθαρισμός και η εκ νέου αρμολόγηση, είναι μια ιδιαίτερα συνήθης μέθοδος και στις περισσότερες περιπτώσεις αποδίδει τα επιθυμητά αποτελέσματα. Είναι απαραίτητο ο καθαρισμός της τοιχοποιίας να φτάνει σε μεγάλο βάθος και στη συνέχεια να γίνει ένα καλό χαλικολόγηµα δηλαδή πλήρωση των κενών µε μικρούς λίθους και παράλληλη εφαρμογή νέου συνδετικού κονιάματος. Το νέο κονίαμα που θα χρησιμοποιηθεί δεν πρέπει να αποτελείται αποκλειστικά από τσιμέντο. Απαγορευτική είναι η χρήση μαύρου τσιμέντου γιατί οι πέτρες, εξαιτίας της πορώδους σύστασης τους, ρουφούν τα άλατα του τσιμέντου και αποσυντίθενται- διαβρώνονται. Μια ενδεικτική σύσταση κονιάματος είναι: - 3 μέρη θηραϊκής γης (υδραυλικές ιδιότητες) - 1 άµµο - 1 λευκό τσιμέντο. Ανάλογης σύστασης πρέπει να είναι και το εξωτερικό επίχρισμα που ενδείκνυται να γίνεται.

- Διαζώματα – Ελκυστήρες: Τα διαζώματα και οι ελκυστήρες είναι δομικά στοιχεία που μπορούν να αλλάξουν σημαντικά την απόκριση των κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία, ειδικά υπό οριζόντια σεισμικά φορτία. Μερικά από τα κύρια μηχανικά χαρακτηριστικά της διαζωματικής τοιχοποιίας είναι η εξασφάλιση μεγαλύτερης πλαστιμότητας της κατασκευής και ο περιορισμός της ρηγμάτωσης των τοίχων με αποτέλεσμα την εξασφάλιση καλύτερης συνέχειας του υλικού. Οι πιο διαδεδομένοι τύποι διαζωμάτων και ελκυστήρων είναι οι ακόλουθοι: • Ξύλινα, μεταλλικά, ή από οπλισμένο σκυρόδεμα πρέκια στα ανώφλια των ανοιγμάτων (απουσία συνεχών διαζωμάτων) • Συνεχή ξύλινα (ξυλοδεσιές), μεταλλικά, ή σπανιότερα από οπλισμένο σκυρόδεμα διαζώματα στα ανώφλια των ανοιγμάτων ή και στις στάθμες των ορόφων και της στέγης.

• Μεταλλικοί ελκυστήρες (παθητικοί ή ελαφρά προεντεταμένοι) στις στάθμες των ορόφων, της στέγης, ή και των ανωφλιών.

• Κατακόρυφα διαζώματα ξύλινα, από οπλισμένο σκυρόδεμα, ή σπανιότερα μεταλλικά.

102

5.11 Τ.Ε.Ε, Τμήμα κεντρικής Μακεδονίας, Σεμινάριο μικρής διάρκειας, Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία, Κανονισμοί-Βλάβες-Αποκατάσταση 5.12 Διώροφο εκκλησάκι Αγίου Νικολάου και Αγίων Πάντων στην Μακρυνίτσα Πηλίου Πηγή: προσωπικό αρχείο

103

Σε ότι αφορά τη διαζωματική τοιχοποιία έχει αποδειχτεί πειραματικά ότι η κατάρρευση ή αλλιώς η αστοχία επιτυγχάνεται για πολύ μεγάλες τιμές πλευρικής φόρτισης. Τα διαζώματα τρέχουν είτε οριζόντια είτε κάθετα μέσα στην τοιχοποιία και η βασική τους λειτουργία είναι να ενισχύσουν την εκτός επιπέδου καμπτική λειτουργία των τοιχοποιιών, αναλαμβάνοντας τις οριζόντιες σεισμικές δυνάμεις κάθετα στο επίπεδο του τοίχου και μεταφέροντάς τις πιο έντονα στους εγκάρσιους τοίχους. Ο ρόλος των κατακορύφων διαζωμάτων είναι να βελτιώνουν σημαντικά την πλαστιμότητα της κατασκευής χωρίς όμως να επιδρούν σημαντικά στις πλευρικές αντιστάσεις. Για να είναι αποτελεσματικές οι κατακόρυφες ζώνες θα πρέπει να κατασκευάζονται σε όλες τις γωνίες, τις εσοχές και τις συμβολές των φερόντων τοίχων. Ο συνδυασμός οριζοντίων και κατακορύφων διαζωμάτων συγκροτούν στο επίπεδο της τοιχοποιίας πλαίσια αυξημένης δυσκαμψίας που αφενός ενισχύουν την λειτουργία δίσκου της τοιχοποιίας και αφετέρου εγκιβωτίζουν τμήματα της τοιχοποιίας αποτρέποντας την πρόωρη ρηγμάτωση της υπό σεισμική καταπόνησή της εντός του επιπέδου της. Για την κατασκευή του διαζώµατος απαιτείται σχολαστική εργασία υποστύλωσης της στέγης ή του πατώματος και τμήματος του τοίχου προς αποφυγή περαιτέρω βλαβών λόγω της αφαίρεσης λίθων από τους τοίχους. Σε ότι αφορά τους ελκυστήρες, ο βασικός τους ρόλος είναι να αποτρέψουν την αποκόλληση των διασταυρούμενων τοίχων καθ’ ύψος των κατακόρυφων ακμών σε γωνίες Γ ή Τ, είτε από σεισμική καταπόνηση, είτε από ωθήσεις τόξων, καμαρών ή της στέγης. Οι ελκυστήρες, ξύλινοι ή μεταλλικοί, συναντώνται σε όλες σχεδόν τις κατασκευές που έχουν καμαρωτά ή θολωτά πατώματα, τόξα, αψίδες και τρούλους όπως τα Ρωμαϊκά, Βυζαντινά ή Οθωμανικά μνημεία. Οι ελκυστήρες τοποθετούνται στη στάθμη γένεσης των καμπύλων φορέων ώστε να αναλάβουν τις οριζόντιες ωθήσεις που αναπτύσσονται υπό τα κατακόρυφα φορτία. Οι ελκυστήρες αυτοί συνδέονται συνήθως στα άκρα τους με ξυλοδεσιές ενσωματωμένες στους εγκάρσιους τοίχους. Ο ενισχυτικός ρόλος των διαζωμάτων και των ελκυστήρων στην απόκριση των τοιχοποιιών έναντι εκτός του επιπέδου τους καταπονήσεων είναι φανερός και εξασφαλίζει την κιβωτιοειδή λειτουργία του κτιρίου υπό σεισμικές καταπονήσεις ή ωθήσεις. Σε μια αρχική κατασκευή χωρίς ρωγμές οι εγκάρσιοι ελκυστήρες δεν ενεργοποιούνται αφού τα σεισμικά φορτία παραλαμβάνονται από την τοιχοποιία οι διαμήκης ελκυστήρες αναλαμβάνουν σημαντικές δυνάμεις από την έναρξη των ρηγματώσεων. Η χρήση διαζωμάτων και ελκυστήρων σε μια φθαρμένη κατασκευή αποκαθιστά στατικά το κτίριο αναλαμβάνοντας να μεταφέρει τις δυνάμεις ομαλά στο έδαφος, συγκροτώντας ταυτόχρονα την κατασκευή και κάνοντάς την να λειτουργεί ενιαία σαν ένα σώμα.

- Λιθοσυρραφή: Η λιθοσυρραφή είναι μια μέθοδος που είναι πιο φυσική και συμβατή µε το δομικό σύστημα της λιθοδομής και εφαρμόζεται και σε μεγαλύτερες ρωγμές. Η μέθοδος προϋποθέτει την προσεκτική αφαίρεση ικανοποιητικού τμήματος λιθοδομής γύρω από τη ρωγμή και την επαναδόµηση του τμήματος αυτού µε νέο υλικό.

- Ανακατασκευές: Οι ανακατασκευές εφαρμόζονται σε μεγάλης έκτασης φθορές ή καταρρεύσεις. Και εδώ πρέπει να αφαιρεθεί ικανό τμήμα του 104

5.13 Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα http://www.houseservice.gr/

5.14, 5.15 Εκκλησία Αγ.Αθανασίου στην Κουκουράβα Πηλίου Πηγή: Προσωπικό αρχείο 105

τοίχου γύρω από τη φθαρμένη επιφάνεια και να επαναδομηθεί.

- Εισαγωγή νέων δομικών συστημάτων: Σε ότι αφορά στην εισαγωγή νέων δομικών συστημάτων στο υπάρχουν κτίριο τότε αναφερόμαστε στην περίδεση του κτιρίου με μεταλλικό σκελετό (μια μάλλον προσωρινή λύση ) και στην εφαρμογή πλαισίων από οπλισμένο σκυρόδεμα όπως η ενίσχυση του θεμελίου με περιμετρικό πέδιλο. Ακόμα μια μέθοδος είναι αυτή των αντηρίδων που αλλοιώνει μορφολογικά το μνημείο αλλά συνεισφέρει σημαντικά στη διατήρησή του. Οι μανδύες εφαρμόζονται σε περίπτωση εκτεταμένων ζημιών στους τοίχους όπου κρίνεται απαραίτητη η καθολική επέμβαση επισκευής τους. Διακρίνονται σε μονόπλευρους και αμφίπλευρους μανδύες και σε ισχυρά και ελαφρά οπλισμένους. Οι αμφίπλευροι κρίνονται ως πλέον αποδοτικοί λόγω της συμμετρικής διατομής που δημιουργούν. Οι μονόπλευροι μανδύες συνήθως εφαρμόζονται όταν υπάρχουν περιορισμοί ή πρακτικές δυσκολίες όπως πχ αδυναμία εκτέλεσης εργασιών στους εσωτερικούς χώρους ή απαίτηση διατήρησης των εξωτερικών όψεων της τοιχοποιίας.

- Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα ή gunite: Το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα αποτελεί μια σύγχρονη τεχνική που εφαρμόζεται σε κτίρια από φέρουσα λιθοδομή, όχι τόσο για να ενισχύσει την ίδια αλλά για να δημιουργήσει μια επιπλέον στρώση στον υπάρχοντα τοίχο ικανή να φέρει τα φορτία της κατασκευής. Αποτελείται από μείγμα τσιμέντου, άμμου και διάφορων προσθέτων σε συνδυασμό με πεπιεσμένο αέρα ώστε το υλικό αυτό να ωθείται μέσω ενός σωλήνα. Στο ακροφύσιο προστίθεται μια ελάχιστη δόση νερού ώστε το υλικό να μπορεί να προωθείται ευκολότερα. Το πάχος της στρώσης του εκτοξευόμενου σκυροδέματος εξαρτάται από το μέγεθος της φθοράς του προϋπάρχοντος τοίχου και από την άνεση του χώρου που πιθανά επιτρέπει μεγαλύτερο πάχος και είναι της τάξης των 5-10cm. Η τεχνική αυτή, αν και αλλοιώνει την αρχιτεκτονική μορφή όπως και το πλέγμα, συχνά προτιμάται λόγω της μεγάλης θλιπτικής αντοχής που διαθέτει, της ικανότητάς του να είναι αυτοφερόμενο και της καλής πρόσφυσης με το υλικό βάσης.

106

Κεφάλαιο 6 6.1 Το κτίσμα πριν το σεισμό

6.3 Το κτίσμα μετά το σεισμό (πλαϊνή όψη)

6.2 Το κτίσμα μετά το σεισμό (κύρια όψη)

6.4 Το μοναδικό απομένων κλειδί του συνδετήρα της τοιχοποιίας με τον ξύλινο σκελετό του πατώματος

6.5 Αποκόλληση σενάζ από την τοιχοποιία

Πηγή: Τεχνική έκθεση της επίσκεψης γνωριμίας και αναγνώρισης των κ.Βιλλανδού Γεράσιμου (ιδιοκτήτη) και κ.Τουλιάτου Πναγιώτη (αρχιτέκτονα-μηχανικού) στην ιστορική οικία Μ.Τυπάλδου-Φορέστη στη θέση Σαμόλι, στην περιοχή Ληξουρίου νήσου Κεφαλληνίας

107

6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπερασματικά για να προβούμε στην αποκατάσταση μιας παραδοσιακής κατασκευής που το πέρασμα των χρόνων την έχει στιγματίσει και έχει χάσει την αντοχή της απέναντι στο σεισμό, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε ποια ήταν τα αντισεισμικά συστήματα που αυτή διέθετε όταν φτιάχτηκε και ποια η κατασκευαστική φιλοσοφία των τεχνιτών της εποχής. Με την απόκτηση αυτής της γνώσης θα είναι εφικτή η επαναφορά της σε μια παρόμοια αν όχι καλύτερη κατάσταση χωρίς την αλλοίωση του παραδοσιακού της στοιχείου που την καθιστά δείγμα της πολιτιστικής μας κληρονομιάς. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να συγκρίνω δύο περιπτώσεις αποκατάστασης στον Ελλαδικό χώρο που εξηγούν καλύτερα το παραπάνω συμπέρασμα. Η πρώτη είναι το κτίριο στην τοποθεσία Σαμόλι στο Ληξούρι χρονολογούμενο από το 1700. Αποτελεί δείγμα της ενετικής περιόδου και διατηρεί όλα τα τυπολογικά και μορφολογικά στοιχεία του. Άντεξε τους καταστρεπτικούς σεισμούς του 1768, 1867 και 1953 και αν και το κτίσμα είναι θεμελιωμένο μέσα στη θάλασσα δεν υπάρχουν εμφανή ίχνη κάποιου προβλήματος στη θεμελίωση. Η φέρουσα λιθοδομή είναι εξαιρετικά ενισχυμένη με διερεύνηση του πάχους της προς τη θεμελίωση. Στη λιθοδομή έχουν γίνει επεμβάσεις κατά το παρελθόν, καθώς και προσπάθειες επισκευής και ενίσχυσης. Έτσι, π.χ., έχει αντικατασταθεί η στέγη, έχει κατασκευαστεί υπερμέγεθες περιμετρικό σενάζ από οπλισμένο σκυρόδεμα επί της τοιχοποιίας, έχει γίνει προσθήκη βεράντας από οπλισμένο σκυρόδεμα στη νότια πλευρά του κτιρίου, έχουν αφαιρεθεί εξωτερικά οι μεταλλικοί συνδετήρες μεταξύ πατώματος ή στέγης και των περιμετρικών τοίχων, έχουν αποκοπεί κάποια ξύλινα υποστυλώματα και η τοιχοποιία έχει επιχρισθεί εξωτερικά με τσιμεντοκονίαμα. Αποτελέσματα των παραπάνω μορφών αποκατάστασης είναι η συνεχής και διαμπερής ρωγμή μεταξύ του οπλισμένου σκυροδέματος και της τοιχοποιίας, το φούσκωμα της τσιμεντοκονίας που συγκαλύπτει ρωγμές, η απουσία συνεργασίας των οριζόντιων φορέων πατώματος και στέγης με την τοιχοποιία μέσω την σιδηρών συνδετήρων και η ελλιπής στήριξη του πατώματος του ορόφου στα υποκείμενα ξύλινα υποστυλώματα. Σε αντιδιαστολή αυτού του παραδείγματος έρχεται το διώροφο εκκλησάκι στην Μακρυνίτσα Πηλίου αφιερωμένο στον Άγιο Νικόλαο και στην Υπαπαντή του Κυρίου. Εδώ έχουμε να κάνουμε με μια αποκατάσταση που σέβεται τις προϋπάρχουσες τεχνικές δόμησης και μετά το πέρας της αποκατάστασης τις αναδεικνύει ακόμα περισσότερο. Αν και υπάρχει φυσική αλλοίωση στην κατακορυφότητα δεν επιδιώκεται η αποκατάστασή της αλλά ενσωματώνεται στα χαρακτηριστικά του ναού. Τα ξύλα της στέγης που κρίνονται ακατάλληλα αποκαθίστανται, τοποθετούνται ελκυστήρες για την παραλαβή των φορτίων και την ενίσχυση των ιμαντώσεων, χρησιμοποιούνται φυσικά υλικά στα κονιάματα όπως κουρασάνι σε φυσικούς χρωματισμούς, διατηρείται η εντός του ισογείου τοξωτή στέγαση για την καλύτερη μεταφορά των φορτίων βαρύτητας, γίνεται αρμολόγημα και έπειτα εφαρμογή ενεμάτων στη λιθοδομή που είχε υποστεί ρωγμές και τέλος συντηρούνται και εντός του ναού στοιχεία όπως οι αγιογραφίες.

108

6.6 Διώροφο εκκλησάκι Αγίου Νικολάου και Αγίων Πάντων στην Μακρυνίτσα Πηλίου Πηγή: προσωπικό αρχείο

109

Η παραπάνω αντιμετώπιση της αποκατάστασης φανερώνει μια διάκριση και μια λεπτότητα χειρισμού των υπαρχόντων μέσων αποκατάστασης με σκοπό την ανάδειξή του κτιρίου, τη διατήρηση της ταυτότητάς του και την ενσωμάτωση στο φυσικό περιβάλλον. Με τα παραπάνω παραδείγματα ενισχύεται η διατύπωση ότι για να προβούμε σε μια αποκατάσταση πρέπει να γνωρίζουμε τις οικοδομικές πρακτικές της εποχής που κατασκευάστηκε και να εφαρμόζουμε τεχνικές αποκατάστασης σεβόμενοι τόσο τις παραδοσιακές πρακτικές των προγόνων μας όσο και το ίδιο το κτίριο το οποίο στέκει αιώνες τώρα και αποτελεί μέρος της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής αυτού του τόπου.

110

Κεφάλαιο 7

111

7. ΕΠΙΛΟΓΟΣ Η παραπάνω ερευνητική εργασία με κύριο αντικείμενο ενασχόλησης τον τρόπο δράσης του σεισμού στο χτισμένο περιβάλλον, τα παραδοσιακά αντισεισμικά συστήματα που εντοπίζονται στον Ελλαδικό χώρο καθώς και σύγχρονες μορφές αποκατάστασης των ζημιωμένων από το σεισμό κατασκευών, αποτελεί προϊόν μιας εξάμηνης ερευνητικής διαδικασίας. Στην έρευνα αυτή σημαντική βοήθεια μου παρείχαν ο κ. Μάρκος Βαξεβανόπουλος, Υπ. Διδάκτωρ Γεωλογίας Α.Π.Θ. και Διευθυντής Μουσείου Φυσικής Ιστορίας Βόλου, ο κ. Φίλιππος Περδικάρης, καθηγητής του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών Βόλου, η κ. Κωνσταντία Τριανταφυλλοπούλου, Προϊσταμένη της Διεύθυνσης Πολιτισμού Δήμου Βόλου, η κ. Βασιλική Ροντήρη, Αρχαιολόγος ΠΕ µε βαθµό Α΄ και ο κ. Νίκος Μπέζος, εργολάβος μηχανικός. Δεν θα μπορούσα να μην τους ευχαριστήσω για την καλή τους διάθεση να με βοηθήσουν και για όλη τη γνώση και την εμπειρία που μου μετέδωσαν μέσα από τις συναντήσεις και τις συζητήσεις μας. Τέλος ξεχωριστή ήταν η αρωγή και η υποστήριξη του κ. Δημήτρη Φιλιππιτζή, υπεύθυνου καθηγητή για την παρούσα ερευνητική εργασία, που με τις προτροπές και τις συμβουλές του με βοήθησε να ολοκληρώσω κατά το δυνατόν άρτια το παραπάνω θέμα.

112

Κεφάλαιο 8

8. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ • Bruce Bolt, Σεισμοί, California,Berkley University • Hugo Bachmann, Αντισεισμική προστασία κατασκευών, Aθήνα, Μ.Γκιούρδας • Κ.Ε.Κ. , Ανάπτυξη Κρήτης - Σεμινάριο συντήρησης και αποκατάστασης μνημείων και παραδοσιακών κτιρίων, Σητεία , Μάϊος 1999 • Τ.Ε.Ε - Τμήμα Κεντρικής Μακεδονίας, Σεμινάριο μικρής διάρκειας – κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία, κανονισμόςβλάβες-αποκατάσταση 1η Διάλεξη: Χ. Ιγνατάκης Καθηγητής Α.Π.Θ., Μηχανική της τοιχοποιίας – Σύνθεση φέροντος οργανισμού – Απόκριση και τυπολογία βλαβών υπό κατακόρυφα και σεισμικά φορτία 2η Διάλεξη: Κ. Στυλιανίδης, Καθηγητής Α.Π.Θ., Άοπλη τοιχοποιία – Ευρωκώδικας 6 και Εθνικό Κείμενο Εφαρμογής • Χρυσή Συμέλα Κ. Αμανατίδου, Διαφραγματική λειτουργία πατωμάτων σε κτίρια από φέρουσα λιθοδομή, Μεταπτυχιακή διατριβή, Χανιά, 2008 • Γ. Φούντας, Επισκευές κτιρίων με βλάβες από σεισμό, FountasBooks, Αθήνα • Νίκος Καρύδης, Παραδοσιακή αντισεισµική δόµηση στο ανατολικό Αιγαίο: Η περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, Ευπαλινός ΤΕΕ, Περιφεριακό τμήμα βοριοανατολικού Αιγαίου • Υπουργείο Πολιτισμού και Επιστημόνων, Αναστήλωση- Συντήρηση-Προστασία μνημείων και συνόλων, Τεχνική περιοδική έκδοση, Αθήνα, 1984 • Ψυχάρης- Μούζακης- Παυλόπουλου- Μιλτιάδου- Ταφλαμπάς, Ανάλυση της Σεισμικής Απόκρισης Βυζαντινού Ναού Χωρίς και Με Επεμβάσεις, 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας 5–7 Νοεμβρίου, 2008 • Οργανισμός αντισεισμικού σχεδιασμού και προστασίας, Σεισμός-η γνώση είναι προστασία, Υπουργείο περιβάλλοντος χωροταξίας και δημοσίων έργων • Μεταπτυχιακή φοιτήτρια: Αγορίτσα Άννα Τζέλιου, Διπλωματική εργασία: Ανελαστική Ανάλυση Ξυλόπηκτων τοιχοποιιών

113

με απλή διαγώνια δικτύωση, Α.Π.Θ Διατμηματικό πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών ΄΄Προστασία, Συντήρηση και Αποκατάσταση αρχιτεκτονικών μνημείων΄΄, Επιβλέπων καθηγητής: Ιωάννης Δουδούμης • Χαρίσης Β., Ελληνική Παραδοσιακή Αρχιτεκτονική, Τόμος έκτος, Θεσσαλία - Ήπειρος, Μέτσοβο, σελ. 161 - 224, εκδ. Μέλισσα, 1955 • Γιώργος Κόκκινος, Η παραδοσιακή κατοικία της Ικαρίας και το ιδιόμορφο κτιστό περιβάλλον, Εταιρία Ικαριακών Μελετών, Αθήνα, 2005 • Νίκος Καρύδης, Ερεσός: το σπίτι, η κατασκευή, ο οικισμός, Παπασωτηρίου, Αθήνα 2003 • Περιοδικό αρχιτεκτονικής-τεχνολογίας: ΥΛΗ & ΚΤΙΡΙΟ Τεύχος 73, Οκτώβριος-Νοέμβριος 2005 • ΤΕΕ, Διεθνές συνέδριο και έκθεση για την αποκατάσταση και αναβίωση ιστορικών κτιρίων και πόλεων: Αρχιτεκτονική κληρονομιά στα Βαλκάνια 18ος-20ος αιώνας, Θεσσαλονίκη 20-22 Ιανουαρίου 1999 • Παναγιώτης Γ. Τουλιάτος, Seismic disaster prevention in the history of structures in Greece : The importance of the timber structure, Θεσσαλονίκη 1999 • Μίλτων A. Δημοσθένους, Μέθοδοι και υλικά αποκατάστασης και ενίσχυσης διατηρητέων κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία • Γιάννης Ψυχάρης, Σεισμική συμπεριφορά αρχαίων μνημείων και και ιστορικών κατασκευών -Μέθοδοι ανάλυσης παραδείγματα μνημείων και ιστορικών κατασκευών • Π. Τουλιάτος, Ζ. Πιττακίδης, Γ. Τσεκορά, Ε. Τσακανίκα, Αναγνώριση και ανάλυση τοπικού δομικού συστήματος στον παραδοσικό οικισμό Χαρμαινα της Άμφισσας, ερευνητική πρόταση, • Καθ. Α. Μοροπούλου, Λεκτ. Α. Μπακόλας , ΕΔΙΠ Π. Μούνδουλας, Δομικά Υλικά (Κονίες, Ιστορικά Κονιάματα), Δ.Π.Μ.Σ. «Προστασία Μνημείων» Β’ Κατεύθυνση – Υλικά και Επεμβάσεις Συντήρησης • Εφημερίδα καθημερινή , Αφιέρωμα στην αρχαία ελληνική τεχνολογία, Κυριακή 4 Ιανουαρίου 1998 • Άννα Μπονάρου, Παραδοσιακά Κονιάματα σε σύγχρονες κατασκευές, Τεχνικές εκδόσεις Κτίριο 114

• Τ. Μοροπούλου, Η Ελληνική συμβολή στη συντήρηση, αποκατάσταση και αντισεισμική προστασία της Αγίας Σοφίας στην Κωνσταντινούπολη, Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Σχολή Χημικών Μηχανικών Τομέας Επιστήμης & Τεχνικής των Υλικών & Συνεργάτες • Π.Τουλιάτος, Συμπεριφορά στη σεισμική καταπόνηση των ιστορικών παραδοσιακών κατασκευών-ιστορικές αντισεισμικές κατασκευές στην Ελλάδα, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνίο • Γιάννης Κίζης, Πηλιορείτικη οικοδομία, Πολιτιστικό Τεχνολογικό Ίδρυμα ΕΤΒΑ, Αθήνα, 1995 • Παναγιώτα Ανδρέου, Επεμβάσεις συντήρησης σε ιστορικές ξύλινες κατασκευές, η περιοχή της λεκάνης της Μεσογείου • Π. Τουλιάτος, Το ξύλο και η ξύλινη κατασκευή, Σύνδεσμος εισαγωγέων- εμπόρων ξυλείας και οικοδομικών υλικών, 2014 • Π. Τουλιάτος, Ιερά Μονή Δοχειαρίου Αγίου Όρους, η αρχιτεκτονική του καθολικού και του πύργου, Ε.Μ.Π, 2009 • Νίκος Καρύδης, Παραδοσιακή Αντισεισµική ∆όµηση στο Ανατολικό Αιγαίο: Η Περίπτωση της Ερεσού και της Περγάµου, • Φοιτητής: Δημήτρης Φραγκιαδάκης, Διπλωματική: Αποτίμηση σεισμικής συμπεριφιράς κτιρίου από τοιχοποιίας, Επιβλέπων καθηγητής: Μουζάκης Χαράλαμπος, Ε.Μ.Π • Κ. Σπυράκος – Π. Τουλιάτος – Δ. Παστιλίβας – Γ. Πελέκης – Α. Χαμπέσης – Χ. Μανιατάκης, Ανάλυση κτιρίου από φέρουσα τοιχοποιΐα για σεισμό εγγύς-πεδίου και προτάσεις επεμβάσεων • Α. Μοροπούλου – Κ.. Λαμπρόπουλος – Π. Μουντούλας – Α. Μπακόλας, The contribution of historic mortars on the earthquake resistance of Byzantine monuments • Π. Τουλιάτος, Τυπολογία ξύλινων και μεταλλικών κατασκευών στην αρχιτεκτονική σύνθεση • Μηνάς Λ. Παπαδόπουλος, Τοπικά Ιστορικά Δομικά Συστήματα στη Θράκη και την ευρύτερη περιοχή της Βαλκανικής • ΤΕΕ, Ενίσχυση κατασκευών για σεισμικά φορτία, Αθήνα, 2004 • Αλέξανδρος Βαγγελάκος, Εντατική Κατάσταση και Παθολογία µεγάλων Ιστορικών κτιρίων στην Κεντρική Ελλάδα, Α.Π.Θ, Διδακτορική Διατριβή • Ε. Αδάμη – Ε. Βιντζηλαίου – Ε. Τουμπακάρη, Επεµβάσεις σε ιστορικές τοιχοποιίες: ∆ιερεύνηση του µηχανισµού συνάφειας 115

µεταξύ λίθων ή πλίνθων και ενεµάτων • Αλέξανδρος Θεοχαρόπουλος, Οι ξύλινες κατασκευές στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική, Μεταπτυχιακή διατριβή, Πανεπιστήμιο Πατρών, τμήμα Πολιτικών Μηχανικών • Τ. Μακάριος – Μ. Δημοσθένους, Τα Παραδοσιακά Κτίρια της Λευκάδας με το Διπλό Δομικό Σύστημα και η Αντισεισμική τους Συμπεριφορά - The Traditional Buildings of Lefkada with double Bearing System and their Seismic Behavior, 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής & Τεχνικής Σεισμολογίας, Άρθρο 2047, 5–7 Νοεμβρίου, 2008 • Π. Τουλιάτος – Ε. Βιντζηλαίου, Σεισµική συµπεριφορά του δοµικού συστήµατος στον ιστορικό οικισµό της πόλης της Λευκάδας • Φοιτήτριες: Δ. Κωστάκη – Α. Τζανέτου, Διερεύνηση της χρήσης των ενεμάτων στις επισκευές κτιρίων από φέρουσα τοιχοποιία, Επιβλέπων: Ν. Ψύλλα, ΤΕΙ Πειραιά, τμήμα Δομικών Έργων • Π. Τουλιάτος, ομιλία στο Woodshow creta https://www.youtube.com/watch?v=aHTWi6skts0&t=1460s https://www.youtube.com/watch?v=UTXX0F3k15Q&t=1723s • Π. Τουλιάτος, ΔΙΑΛΕΞΗ: Ο βιοκλιματικός παράγοντας στην αρχιτεκτονική της ανατολικής Μεσογείου https://www.youtube.com/watch?v=KrMuPEdx1Kw • Π. Τουλιάτος, https://vimeo.com/91894673 • http://www.apologitis.com/gr/ancient/byz_arxitektoniki.htm#ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ_ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ • http://www.aegeanislands.gr/el/islands-aigaio/architecture-aigaio/architekture-aigaio.html • http://www.europe-greece.com/article.php?i=400 • http://manivoice.gr/ • http://vizantinaistorika.blogspot.gr/ • http://www.dimosdytikismanis.gr/ 116