Συντάχθηκε 10-10-2018 11:45
Ενημερώθηκε:
16-10-2018 11:25
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Ονοματεπώνυμο: Γερεουδάκη Ευαγγελία
Τίτλος: “Διερεύνηση με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων της επίδρασης μεθόδων επέμβασης σε παραδοσιακό κτήριο”
Title: “Investigation of the impact of intervention methods in a traditional building via Finite Element Analysis”
Παρασκευή 12 Οκτωβρίου 2018, 12:30 π.μ.
Κτίριο Κ4, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Σταυρουλάκη Μαρία , Επίκ. Καθηγήτρια (επιβλέπουσα)
Κωτσάκη Αμαλία , Αναπλ. Καθηγήτρια
Προβιδάκης Κωνσταντίνος , Καθηγητής
Περίληψη
Στην παρούσα διατριβή μελετάται η συμπεριφορά παραδοσιακού υφιστάμενου κελύφους από λιθοδομή και ξυλόπηκτη τοιχοποιία με τη χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Στόχος είναι η παρουσίαση μιας μεθοδολογίας για τη συγκριτική εκτίμηση των επεμβάσεων με διαφορετικά υλικά που μπορούν να πραγματοποιηθούν σε παραδοσιακά κτίσματα ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για τη δομική συμπεριφορά τους.
Στο πρώτο μέρος γίνεται αναφορά στις μεθόδους επέμβασης και αποκατάστασης ιστορικών κτηρίων και κτηρίων από φέρουσα τοιχοποιία , μηχανισμούς φθοράς και κριτήρια και τεχνικές επεμβάσεων.
Στη συνέχεια διερευνώνται κτήρια με ξυλόπηκτη τοιχοποιία στην Παλαιά πόλη Χανίων αλλά και στην υπόλοιπη Ελλάδα και μελετώνται τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά τους, η τυπολογία τους καθώς και στοιχεία για τη σεισμική συμπεριφορά τους.
Στο τρίτο μέρος πραγματοποιείται ιστορική ανάλυση και τεκμηρίωση παραδοσιακού κτίσματος από λιθοδομή και ξυλόπηκτη τοιχοποιία που βρίσκεται στην Παλαιά Πόλη Χανίων και ανήκει στην τυπολογία των κτηρίων Τουρκικής περιόδου με «μπαγδατότοιχο», το οποίο έχει υποστεί σημαντικές δομικές και μορφολογικές αλλοιώσεις. Μελετώνται η κατασκευή , η τυπολογία , η παθολογία και οι περιβαλλοντικές επιδράσεις στο κτήριο αυτό. Η στατική ανάλυση της κατασκευής έγινε με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και διενεργήθηκε ιδιομορφική ανάλυση για τον προσδιορισμό των κύριων ιδιοσυχνοτήτων και ιδιομορφών που διεγείρουν τo κτήριο. Μελετήθηκαν τέσσερα μοντέλα του ίδιου κτηρίου με κριτήριο τον τρόπο επέμβασης για στήριξη και ενίσχυση του κτηρίου αλλά και τη δυνατότητα επαναφοράς παραδοσιακών στοιχείων στο φορέα και πώς αυτά θα επηρεάσουν δομικά τη συμπεριφορά της κατασκευής. Κύριο στοιχείο έρευνας είναι το πώς μπορεί να συμπεριφερθεί μια φέρουσα τοιχοποιία που έχει υποστεί επεμβάσεις με μη συμβατά υλικά με επαναφορά παραδοσιακών δομικών στοιχείων της αρχικής της μορφής και δομής. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ξυλόπηκτη τοιχοποιία και στα ξύλινα μεσοπατώματα.
Από τη μελέτη διαπιστώθηκε η αλλαγή στη δομική συμπεριφορά του κτηρίου με την τοποθέτηση επιστέγασης με πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος επί φέρουσας λιθοδομής. Το κτήριο, εφόσον διατηρηθεί αυτή η επιστέγαση ,μπορεί να επαναφέρει τα ξύλινα μεσοπατώματα με επιπλέον ενίσχυση της διαφραγματικής λειτουργίας του. Κρίσιμη κρίνεται στην επιλογή επαναφοράς της ξυλόπηκτης τοιχοποιίας η ενίσχυση του πλαισίου γύρω από αυτήν με σκοπό την απορρόφηση των αυξημένων φορτίων που έχει επιφέρει η υπερκείμενη επιστέγαση με πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος. Η επιλογή τοποθέτησης πατωμάτων από πλάκες οπλισμένου σκυροδέματος δημιουργεί ένα δύσκαμπτο φορέα ο οποίος προκαλεί έντονες παραμορφώσεις εκτός επιπέδου στο σύνολο του κτηρίου.
Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων δύναται να χρησιμοποιηθούν και να δεχθούν βελτιώσεις που αφορούν κυρίως την περεταίρω διερεύνηση της δομής των ξυλόπηκτων τοιχοποιιών, την λεπτομερέστερη προσομοίωσή τους και πώς αυτές μπορούν να επηρεάσουν το δομικό σύστημα μιας παραδοσιακής κατασκευής.
Abstract
In this thesis we investigate the behavior of an existing traditional building shell, made of stone and timber-framed masonry, using the finite element method. Our aim is to present a methodology for the comparative assessment of intervention techniques that can be carried out in traditional buildings, in order to draw conclusions concerning their structural behavior.
In the first part we refer to methods of intervention and restoration of historic buildings with masonry, wear mechanisms and criteria and techniques of interventions.
Subsequently, we explore buildings with timber-framed masonry in the old town of Chania and in the rest of Greece and we study their construction characteristics, their typology and elements connected with their seismic behavior.
In the third part a historical analysis and documentation of a traditional building made of stone and timber-framed masonry that is located in the old town of Chania is presented. It belongs to the typology of Turkish-period buildings with timber-framed masonry”mpagdati’” and has undergone significant structural and morphological alterations. We study the construction, typology, pathology and environmental effects on this building. The static analysis of the structure was done using the finite element method analysis and a dynamic modal analysis was performed to determine the main eigenfrequencies and eigenmodes of the building. Four models of the same building were studied in order to examine the structural behaviour and the way that different strengthening and restorations affect. The main research focus is to answer how a masonry building that has undergone interventions with incompatible materials behaves after restoring traditional structural elements of its original form and structure. Particular emphasis was placed on timber-framed masonry and wooden mezzanines.
The analysis results indicate the change of the structural behavior of the building by placing a reinforced concrete slab as a roof for the masonry building. Considering that this roof is remained, the wooden mezzanines can be restored with additional reinforcement of its diaphragmatic function. It is critical, for the selection of restoring timber-framed masonry, to reinforce the frame around it in order to absorb the increased loads applied by the overlying reinforced concrete slab. The replacement of the old wooden slabs with new from reinforced concrete increase the stiffness of the building and causes intense out of plane deformations to the masonries of the building.
The results can be used for further research about the design and the analysis of the timber-framed masonry and their influence to the structural system of traditional structures.
