45 20 psyxarhsetal amathountakyprou-libre

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012�

Παρα+ετρική διερεύνηση της σεισ+ικής ευστάθειας της προτεινό+ενης προς αναστήλωση κιονοστοιχίας του ναού της Αφροδίτης στην Α+αθούντα της Κύπρου Γιάννης Ν. Ψυχάρης Αναπληρωτής Καθηγητής, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π.

Ελένη*Εύα Ε.Του+πακάρη �ρ Πολιτικός Μηχανικός,, �ιεύθυνση Αναστήλωσης Αρχαίων Μνη"είων, Γενική Γρα""ατεία

Πολιτισ"ού

1. ΕΙΣΑΓ ΓΗ Ο ρω+αϊκός ναός της Αφροδίτης οικοδο+ήθηκε στα τέλη του 1ου αι. +.Χ. στην κορυφή του λόφου της Α+αθούντας, πλησίον της Λε+εσού. Θεωρείται ένας από τους τρεις πιο ση+αντικούς ναούς της Κύπρου, +αζί +ε το ναό του <ιός στη Σαλα+ίνα και του Απόλλωνα Υλάτη στο Κούριον. Ο ναός ήταν πρόστυλος, +ε τέσσερεις κίονες στην ανατολική όψη και χωρίς περιστύλιο και έχει διαστάσεις 31.87 m � 15.12 m. Το ιδιαίτερο +ορφολογικό χαρακτηριστικό του ναού είναι τα Ναβαταïκού ρυθ+ού κιονόκρανα και επίκρανα των παραστάδων του, τα οποία προσο+οιάζουν +ε αντίστοιχα στη Συρία και Ιορδανία. Τα κατά χώραν σωζό+ενα κατάλοιπα του Μνη+είου περιλα+βάνουν τ+ή+α της κρηπίδας και πέντε, από τα δώδεκα, σκαλοπάτια της κλί+ακας εισόδου. Στην ευρύτερη περιοχή του Μνη+είου σώζεται ένας +εγάλος αριθ+ός δο+ικών +ελών, είτε διάσπαρτα στον αρχαιολογικό χώρο, είτε ενσω+ατω+ένα στους τοίχους της παλαιοχριστιανικής βασιλικής, που οικοδο+ήθηκε στην ίδια θέση. Η ταύτιση της θέσης των +ελών αυτών κατέστη δυνατή από +ελέτη που εκπονήθηκε από τη Γαλλική Αρχαιολογική Σχολή Αθηνών (Schmid 2000). Η +ελέτη προτείνει την αναστήλωση τριών από τους τέσσερεις κίονες της ανατολικής όψης +ε το αντίστοιχο τ+ή+α του θριγκού και του αετώ+ατος καθώς και τ+ή+α του δυτικού τοίχου του σηκού. Προκει+ένου να ολοκληρωθεί η +ελέτη αναστήλωσης της ανατολικής όψης για να υποβληθεί στο Τ+ή+α Αρχαιοτήτων Κύπρου, διερευνήθηκε, στο πλαίσιο ερευνητικής συνεργασίας του Εργαστηρίου Αντισεισ+ικής Τεχνολογίας ΕΜΠ (ΕΑΤ/ΕΜΠ), της <ιεύθυνσης Αναστήλωσης Αρχαίων Μνη+είων του ΥΠΠΟΤ (<ΑΑΜ) και της Γαλλικής Αρχαιολογικής Σχολής, η σεισ+ική συ+περιφορά του

�

εικ.1 Αναπαράσταση της ανατολικής όψης του ναού (Schmid & Jensen 1996).

εικ.2 Πρώτο προσο+οίω+α της αναστηλωτικής πρότασης (+ε το λογισ+ικό 3DEC).

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� προτεινό+ενου προς αναστήλωση φορέα και προτάθηκαν τα αναγκαία +έτρα για την εξασφάλισή του έναντι σεισ+ικών δράσεων. Η τεκ+ηριω+ένη επιλογή των δράσεων αυτών απετέλεσε επίσης αντικεί+ενο της +ελέτης. Η +ελέτη αναστήλωσης περιλα+βάνει δύο προτάσεις. Η πρώτη συνίσταται στην αναστήλωση ενός +ε+ονω+ένου κίονα, και ειδικότερα του βορειοανατολικού (πρώτου δεξιά στην εικ.1), για τον οποίο έχουν ταυτισθεί αρκετά δο+ικά +έλη ή τ+ή+ατα αυτών. Η δεύτερη πρόταση συνίσταται στην αναστήλωση των τριών από τους τέσσερεις κίονες της ανατολικής όψης +ε τ+ή+ατα του αντίστοιχου θριγκού (εικ.2). Η τοποθέτηση των γωνιακών επιστυλίων προϋποθέτει την κατασκευή της προς ανατολάς απόληξης των δια+ήκων τοίχων του σηκού. Η ακριβής +ορφή και οι αναγκαίες διαστάσεις αυτής της ανακατασκευής απετέλεσαν επίσης αντικεί+ενο της +ελέτης, καθώς είναι προφανές ότι, από τη +ια, η ανακατασκευή αυτή έπρεπε να είναι περιορισ+ένη, από την άλλη ό+ως τα δο+ικά αυτά στοιχεία (τ+ή+ατα των τοίχων) είναι κρίσι+α για την εξασφάλιση της ευστάθειας του συνόλου και είναι τα +όνα, άλλωστε, στις διαστάσεις των οποίων +πορεί κανείς να παρέ+βει. Για λόγους πληρότητας, ας αναφερθεί ότι κατά το έτος 2010 υλοποιήθηκε στον αρχαιολογικό χώρο της Α+αθούντας πιλοτική εφαρ+ογή συγκολλήσεων χαρακτηριστικών δο+ικών +ελών του ναού +ε επίβλεψη από τη <ΑΑΜ και τη Γαλλική Αρχαιολογική Σχολή Αθηνών κατόπιν αδείας του Τ+ή+ατος Αρχαιοτήτων Κύπρου, προκει+ένου να διαπιστωθούν οι ανάγκες και δυνατότητες οργάνωσης ενός εργοταξίου για την πραγ+ατοποίηση της αναστήλωσης, εάν αυτή τελικά επιλεγεί. Στην εργασία παρουσιάζεται η +εθοδολογία που ακολουθήθηκε κατά την εκπόνηση της +ελέτης. Ειδικότερα, παρουσιάζεται η +ελέτη κι επιλογή κατάλληλων σεισ+ικών διεγέρσεων για τις αναλύσεις, η παρα+ετρική διερεύνηση και ανάλυση της σεισ+ικής συ+περιφοράς ενός +ε+ονω+ένου κίονα και, τέλος, στη βάση των αποτελεσ+άτων της τελευταίας, η +ελέτη της σεισ+ικής συ+περιφοράς της κιονοστοιχίας, από την οποία εξάγονται +ε αιτιολογη+ένο τρόπο συ+περάσ+ατα για τις αναγκαίες επε+βάσεις. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε, δοκι+άστηκε για πρώτη φορά σε +ελέτη αναστήλωσης αρχαίου +νη+είου. Άλλωστε, ένας από τους στόχους της +ελέτης ήταν η διατύπωση και ο έλεγχος +ιας συστη+ατικής +εθοδολογίας για την εκπόνηση +ελετών αναστήλωσης–δο+ικής αποκατάστασης αρχαίων κιονοστοιχιών, στις οποίες να συ+περιλα+βάνεται έλεγχος σεισ+ικής συ+περιφοράς +ε τις πλέον σύγχρονες +εθόδους. 2. ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΟΎ ΚΙΝ<ΥΝΟΥ – ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡ Ν ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ 2.1 Σεισ+ική τρωτότητα κλασικών +νη+είων δο+η+ένων εν ξηρώ Τα κλασικά +νη+εία, είτε πρόκειται για κιονοστοιχίες, είτε για τοίχους ναών και οχυρω+ατικών κατασκευών, κατασκευάζονται από καλά λαξευ+ένους λίθους, οι οποίοι τοποθετούνται χωρίς κονία+α στους αρ+ούς. Σε περίπτωση ισχυρών σεισ+ικών δονήσεων, οι επι+έρους λίθοι +πορούν να ολισθαίνουν ή/και να λικνίζονται ανεξάρτητα ή κατά ο+άδες. Οι διαθέσι+ες αριθ+ητικές και πειρα+ατικές διερευνήσεις (Mouzakis et al. 2002, Papantonopoulos et al. 2002, Psycharis et al. 2000, Psycharis 2004) απέδειξαν ότι τα βασικά χαρακτηριστικά της σεισ+ικής αυτής απόκρισης συνοψίζονται ως ακολούθως (Psycharis et al. 2003): (α) Μετά την έναρξη λικνισ+ού, οι κατασκευές αυτές δεν διαθέτουν ιδιο+ορφές +ε την κλασική

έννοια, ενώ οι περίοδοι των ελευθέρων ταλαντώσεων τροποποιούνται +ε το πλάτος ταλάντωσης. Κατά τη διάρκεια ενός ισχυρού σεισ+ού, η απόκριση αλλάζει συνεχώς +εταξύ των πιθανών ‘+ορφών’ ταλάντωσης, κάθε +ία από τις οποίες διέπεται από διαφορετικές εξισώσεις κίησης. Αυτό οδηγεί σε έντονα +η*γρα++ική απόκριση. ς παράδειγ+α αυτής της +η*γρα++ικότητας αναφέρεται, ότι ένας κίονας που +πορεί να καταρρέει σε +ία δεδο+ένη σεισ+ική δόνηση, +πορεί να παρα+ένει ευσταθής υπό την ίδια δόνηση πολλαπλασιασ+ένη επί συντελεστή +εγαλύτερο της +ονάδας (και άρα ισχυρότερη).

(β) Η απόκριση παρουσιάζει +εγάλη ευαισθησία ακό+η και σε +ικρές αλλαγές των γεω+ετρικών παρα+έτρων ή της δόνησης. Αποτέλεσ+α αυτής της ευαισθησίας είναι οι ση+αντικές, εκτός επιπέδου +ετακινήσεις που παράγονται ακό+α και κατά την εφαρ+ογή επίπεδων διεγέρσεων. Πειρα+ατικά διαπιστώθηκε ότι οι εκτός επιπέδου +ετακινήσεις ενός κίονα +πορεί να είναι της ίδιας τάξης +εγέθους +ε τις κύριες +ετατοπίσεις.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� (γ) Η σεισ+ική τρωτότητα των κλασικών +νη+είων εξαρτάται επίσης από το +έγεθος της κατασκευής

και επηρεάζεται ιδιαιτέρως από τη δεσπόζουσα περίοδο του σεισ+ού +ε τους χα+ηλής συχνότητας σεισ+ούς να είναι πολύ περισσότερο επικίνδυνοι από τους υψίσυχνους. Στην πρώτη περίπτωση, η απόκριση χαρακτηρίζεται από έντονο λικνισ+ό ενώ στη δεύτερη, ο λικνισ+ός είναι πολύ περιορισ+ένος, παρατηρούνται ό+ως +εγάλες ολισθήσεις, ιδιαίτερα στα ψηλότερα τ+ή+ατα των κατασκευών, και ειδικότερα των κιόνων. Επίσης, κατασκευές +εγαλύτερων διαστάσεων είναι περισσότερο ευσταθείς από αντίστοιχες +ικρότερες, +ε τον ίδιο λόγο βασικών διαστάσεων (π.χ. ύψος προς διά+ετρο βάσης που εκφράζει τη λυγηρότητα ενός κίονα)

Παρά ταύτα, και υπό τον όρο ότι δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερα δο+ικές βλάβες, τα κλασικά +νη+εία δεν είναι γενικώς ευάλωτα σε συνήθεις σεισ+ικές δονήσεις (Psycharis 2004, 2007). <υστυχώς, ό+ως, στη ση+ερινή τους κατάσταση τα +νη+εία χαρακτηρίζονται από σχετικές +ετατοπίσεις +ελών, αποκλίσεις από την κατακόρυφο, καθιζήσεις στη θε+ελίωση καθώς και ρήγ+ατα ή/και απώλειες +άζας, που καθιστούν τον φορέα, ο οποίος βρίσκεται σε ερειπιώδη κατάσταση, περισσότερο ευάλωτο στους σεισ+ούς. Στο πλαίσιο, επο+ένως, +ιας +ελέτης αναστήλωσης, πρέπει απαραιτήτως να περιλα+βάνεται και να τεκ+ηριώνεται η αποτί+ηση της σεισ+ικής τρωτότητας ενός +νη+είου, προκει+ένου να επιλέγονται +ε αιτιολογη+ένο τρόπο και, στη συνέχεια, να σχεδιάζονται οι απαιτού+ενες επε+βάσεις. 2.2 Επιλογή σεισ+ικών διεγέρσεων Η επιλογή των σεισ+ικών καταγραφών που χρησι+οποιήθηκαν στην ανάλυση βασίστηκε σε διαθέσι+α δεδο+ένα για τη σεισ+ική επικινδυνότητα της ευρύτερης περιοχής του +νη+είου, δηλ. της Λε+εσού (Ανδρέου 2000). Παρακάτω, παρουσιάζεται συνοπτικά η σεισ+ική ιστορία της Κύπρου και, στη συνέχεια, σχολιάζονται τα κριτήρια επιλογής των σεισ+ικών καταγραφών. Η Κύπρος βρίσκεται πολύ κοντά στο όριο +εταξύ της ευρασιατικής και της αφρικανικής τεκτονικής πλάκας (εξ ου και η ονο+ασία του ως «Κυπριακού τόξου»). Πλήθος ιστορικών αναφορών και αρχαιολογικών δεδο+ένων, ήδη από το 26 π.Χ., πιστοποιούν ότι ισχυροί σεισ+οί έπληξαν το νησί. Τουλάχιστον 16 ση+αντικά σεισ+ικά γεγονότα +ε ένταση +εγαλύτερη από VIII αναφέρονται ως το 1900, ενώ υπάρχουν καταγραφές από τουλάχιστον 346 σεισ+ικές δονήσεις διαφόρων εντάσεων κατά τη διάρκεια του 20ου αι. Μεταξύ άλλων, υπενθυ+ίζονται ο σεισ+ός του 15 π.Χ. που κατέστρεψε την Πάφο, και ο σεισ+ός του 76 +.Χ. που έπληξε το Κίτιον, τη Σαλα+ίνα και, ξανά, την Πάφο. Οι δυο τελευταίες πόλεις επλήγησαν εκ νέου το 332 και το 342 +.Χ., ενώ και το 365 +.Χ. καταστράφηκε το Κούριον. Ση+αντικοί σεισ+οί φαίνεται ότι έγιναν τα έτη 1350, 1480, 1491 και 1735. Πιο πρόσφατα, δυο ση+αντικές σεισ+ικές δονήσεις έλαβαν χώρα το 1995 (MS = 5.7) και το 1996 (MS = 6.5) (Ανδρέου 2000). Το +εγαλύτερο +έρος της σεισ+ικής δραστηριότητας εντοπίζεται στα νότια και δυτικά της νήσου, όπου άλλωστε βρίσκεται ο αρχαιολογικός χώρος της Α+αθούντας. <εδο+ένης αυτής της έντονης σεισ+ικής δραστηριότητας, είναι κρίσι+η για τη διατύπωση +ιας βιώσι+ης και ρεαλιστικής αναστηλωτικής πρότασης, η ορθή επιλογή των σεισ+ικών εκείνων δράσεων που θα χρησι+οποιηθούν για την ανάλυση του φορέα και το σχεδιασ+ό των επε+βάσεων. Πράγ+ατι, εάν τα χαρακτηριστικά των σεισ+ών σχεδιασ+ού υποτι+ηθούν, τότε ο αναστηλω+ένος φορέας εκτίθεται σε κίνδυνο. Αντιθέτως, εάν γίνει επιλογή πολύ ισχυρών σεισ+ικών καταγραφών, που ό+ως δεν ανα+ένονται βάσει της τοπικής σεισ+ικής ιστορίας, θα προκύψει η αναγκαιότητα για τη λήψη +έτρων, τα οποία είτε θα καταστήσουν την αναστήλωση +η αποδεκτή, είτε θα απαιτήσουν ση+αντικές επε+βάσεις επί του αρχαίου υλικού χωρίς να είναι απαραίτητες. Με άλλα λόγια, η αντι+ετώπιση του σεισ+ικού κινδύνου πρέπει να βασίζεται στην αιτιολογη+ένη επιλογή των σεισ+ικών διεγέρσεων που θα χρησι+οποιηθούν στις αναλύσεις, που +ε τη σειρά τους προϋποθέτουν την εκπόνηση +ελετών σεισ+ικής επικινδυνότητας, από τις οποίες θα προκύψουν τα χαρακτηριστικά των σεισ+ών που ανα+ένεται να πλήξουν +ια συγκεκρι+ένη περιοχή. Στην περίπτωση της Α+αθούντας, η +ελέτη σεισ+ικής επικινδυνότητας της Κύπρου ήταν ήδη διαθέσι+η, καθώς είχε εκπονηθεί στα πλαίσια +ιας διπλω+ατικής εργασίας του Εργαστηρίου Αντισεισ+ικής Τεχνολογίας ΕΜΠ (Ανδρέου 2000). Η ανάλυση, βασισ+ένη σε επιφανειακούς και +εσαίου βάθους σεισ+ούς, κατέληξε στο συ+πέρασ+α ότι οι ανα+ενό+ενη σεισ+ική επιτάχυνση στην περιοχή της Λε+εσού είναι 0.25 g για περίοδο επαναφοράς 500 ετών και αντιστοιχεί σε σεισ+ούς +εγέθους περίπου Mw = 6.0.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� Πίνακας 1 Χαρακτηριστικά των σεισ+ικών καταγραφών που επελέγησαν Καταγραφή Η+ερο+ηνία Σταθ+ός Mw <ιεύθυνση Συνιστώσα pga [g] pgv [cm/s] pgd [cm] Whittier Narrows

10.10.1987 GVR 6.0

x

y

κατακόρυφη

060 330 up

0.384 0.457 0.365

15.8 19.5 10.2

2.0 2.9 0.7

Whittier Narrows

10.10.1987 XWC 6.0 x

y


225 315 up

0.135 0.182 0.129

8.64 6.75 3.59

2.3 1.4 0.2

Sierra Madre

28.6.1991 MTW 5.6 x

y


000 090 up

0.276 0.200 0.237

13.5 7.79 5.73

1.8 1.1 0.8

Izmit 17.8.1999 ARC 7.4*7.5

x

y


000 270

down

0.220 0.141 0.085

16.7 36.1 8.38

9.7 29.9 5.1

όπου: pga: "έγιστη εδαφική επιτάχυνση, pgv: "έγιστη εδαφική ταχύτητα, pgd: "έγιστη εδαφική "ετακίνηση

Ακολούθησε διερεύνηση στις βάσεις δεδο+ένων PEER και COSMOS,όπου αναζητήθηκαν καταγραφές σε βράχο (καθώς σε τέτοιο έδαφος θε+ελιώνεται το +νη+είο) +ε αντίστοιχα χαρακτηριστικά. Όπως ό+ως φαίνεται στον Πίνακα 1, τελικά επελέγησαν καταγραφές και +ε +εγαλύτερη ή +ικρότερη ένταση, προκει+ένου να διερευνηθεί η σεισ+ική απόκριση του +νη+είου σε σπανιότερα και συχνότερα σεισ+ικά γεγονότα αντίστοιχα. Οι χρονοïστορίες επιταχύνσεων των οριζοντίων συνιστωσών των καταγραφών που επελέγησαν παρουσιάζονται στα σχ. 1 και 2, ενώ στα σχ. 3 και 4 παρουσιάζονται τα φάσ+ατα επιταχύνσεων και +ετακινήσεων, αντίστοιχα. Το φασ+ατικό περιεχό+ενο των καταγραφών χρησι+οποιήθηκε ως πρόσθετο κριτήριο επιλογής. Οι καταγραφές που επελέγησαν έχουν διαφορετικό συχνοτικό περιεχό+ενο προκει+ένου να καταστεί δυνατή η +ελέτη της σεισ+ικής απόκρισης του +νη+είου έναντι σεισ+ών +ε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Ειδικότερα, η καταγραφή που αντιστοιχεί στο σεισ+ό του Izmit (1999) χαρακτηρίζεται από έναν παλ+ό +εγάλης περιόδου (σχ.4, +αύρη γρα++ή). Είναι γνωστό ότι αυτού του είδους οι παλ+οί είναι οι πλέον επικίνδυνοι και αυξάνουν τον κίνδυνο κατάρρευσης των δο+η+άτων εν ξηρώ.

� � ��

� ��

��

��

��

��

��

�� !�

"��#�$��#�%��

%&��'��(��)*��+%��

%&��'��(��)*��,-��.��

� ��*��

"��#�$��#�%��

%&��'��(��)*��+%��/��

%&��'��(��)*��,-��//��

σχ.1 Χρονοïστορίες επιταχύνσεων των οριζο*ντίων συνιστωσών των σεισ+ικών καταγραφών που χρησι+οποιήθηκαν κατά τη διεύθυνση x.

σχ.2 Χρονοïστορίες επιταχύνσεων των οριζο*ντίων συνιστωσών των σεισ+ικών καταγραφών που χρησι+οποιήθηκαν κατά τη διεύθυνση y.

�� ) �� . ��

0��$��

��

��

��)

��

��.

"�� !�

Whittier Narrows GVR�330

Whittier Narrows XWC�315

Sierra Madre MTW�090

Izmit ARC�270

�� ) �� . ��

0��$��

��

��

)��

"��$��

σχ.3 Φάσ+ατα επιταχύνσεων για απόσβεση 5% κατά τη διεύθυνση y των σεισ+ικών καταγραφών που χρησι+οποιήθηκαν.

σχ.4 Φάσ+ατα +ετακινήσεων για απόσβεση 5% κατά τη διεύθυνση y των σεισ+ικών καταγραφών που χρησι+οποιήθηκαν.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� 2.3 Σύντο+η περιγραφή του δο+ικού συστή+ατος Οι κίονες του ναού της Αφροδίτης (σχ.5) αποτελούνται από βάση διαστάσεων 0.80 m � 0.80 m και ύψος 0.45 m, επί της οποίας εδράζεται σπόνδυλος +ε διά+ετρο κάτω έδρας ίσης +ε 0.80 m, άνω έδρας 0.55 m και ύψος 0.75 m, έξι σπονδύλους +ε δια+έτρους από 0.55 m (κάτω έδρα κατώτερου σπονδύλου) +έχρι 0.50 m (άνω έδρα ανώτερου σπονδύλου) και διάφορα ύψη (1.77 m, 3�1.58 m, 1.40 m, 0.25 m) και δύο κιονόκρανα +ε ύψη 0.50 m και 0.67 m., εκ των οποίων το ανώτερο είναι Ναβαταïκού ρυθ+ού (Schmid 2000). Το συνολικό ύψος των κιόνων είναι 10.524 m. Η βάση καθώς και το ανώτερο κιονόκρανο έχουν υποτο+ή, η οποία εκτείνεται σε βάθος 6*7 cm κι έχει ύψος 3*5 mm. Η αρχική πρόταση αναστήλωσης περιελά+βανε την ανακατασκευή +όνο της παραστάδας των δια+ήκων τοίχων του σηκού. Ο κύριος κορ+ός κάθε παραστάδας (σχ.6) ξεκινά πάνω από δύο +έλη (τη βάση και το λίθο της πρώτης στρώσης) σε ύψος 1.176 m και τελειώνει σε ύψος 9.35 m. Οι ενδιά+εσες στρώσεις αντιστοιχούν στα ύψη των δό+ων των τοίχων (+ε τους οποίους άλλωστε υπήρχε πλοκή) και τελειώνουν στα 1.539, 2.200, 2.750, 3.300, 3.850, 4.400, 4.950, 5.500, 6.050, 6.600, 7.150, 7.700, 8.250, 8.800 και 9.350 m. Τα ύψη αυτά προέκυψαν +ε +ετρήσεις επί των αρχιτεκτονικών σχεδίων. Κάθε στρώση προσο+οιώθηκε +ε ένα ενιαίο λιθόσω+α +ορφής κύβου, πλευράς 1.04 m. Τέλος, στα σχ. 7 και 8 δίνονται απόψεις από το θριγκό, η γεω+ετρία και διαστάσεις του οποίου ακολούθησαν πιστά τη +ελέτη Schmid. Επιση+αίνεται ότι η στρώση των επιστυλίων αποτελείται από δύο +έλη, στην πρόταση αναστήλωσης ό+ως χρησι+οποιείται +όνο το εξωτερικό, επί του οποίου εδράζονται τα +έλη του υπερκει+ένων στρώσεων του αετώ+ατος. Το δο+ικό υλικό που χρησι+οποιήθηκε είναι τοπικός ασβεστόλιθος +ε θλιπτική αντοχή 31.2 MPa κι εφελκυστική αντοχή από κά+ψη 7.2 MPa. Τα +έλη του θριγκού δεν συνδέονται +ε εξαίρεση τα γωνιακά, σε ορισ+ένα από τα οποία διασώθηκαν οι εντορ+ίες. Τα αρχικά συνδετήρια στοιχεία θα πρέπει να ήταν ξύλινα.

σχ.5 <ο+ή & ονο+ατολογία +ελών στον κίονα ΑΚ1.

σχ.6 <ο+ή & ονο+ατολογία +ελών στη βορειοανατολική παραστάδα ΒΑ.ΠΑ. (+ορφή βάσει αρχικής πρότασης αναστήλωσης).

σχ.7 <ο+ή & ονο+ατολογία +ελών της ανατολικής όψης του θριγκού.

σχ.8 <ο+ή & ονο+ατολογία +ελών της νότιας όψης του θριγκού.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� 2.4 Περιγραφή του προσο+οιώ+ατος – παρά+ετροι της ανάλυσης Η σεισ+ική συ+περιφορά του φορέα +ελετήθηκε +ε τη +έθοδο των διακριτών στοιχείων +ε χρήση του λογισ+ικού 3DEC (Itasca 1998). Ειδικότερα, τα δο+ικά +έλη προσο+οιώθηκαν ως άκα+πτα. Κατά συνέπεια, όλες οι παρα+ορφώσεις του συστή+ατος, και η +η*γρα++ική συ+περιφορά εν γένει, συγκεντρώνονται στους αρ+ούς, όπου επιτρέπεται ολίσθηση, λικνισ+ός ακό+α και πλήρης αποκόλληση. Η βαθ+ονό+ηση του λογισ+ικού έγινε στο πλαίσιο παλαιότερων ερευνητικών προγρα++άτων του ΕΑΤ/ΕΜΠ, +ε σύγκριση των αριθ+ητικών αποτελεσ+άτων +ε τα αντίστοιχα πειρα+ατικά αποτελέσ+ατα που προέκυψαν από τη +ελέτη της συ+περιφοράς +αρ+άρινων κιόνων στη σεισ+ική τράπεζα του εργαστηρίου (Papantonopoulos et al. 2002, Dasiou et al. 2009a). Από τη σύγκριση προέκυψε ικανοποιητική συ+φωνία ως προς τις +έγιστες +ετακινήσεις που παρατηρήθηκαν κατά τη διάρκεια της σεισ+ικής κίνησης, όπως επίσης και ως προς τις τι+ές των παρα+ενουσών +ετακινήσεων και στροφών των επι+έρους δο+ικών +ελών. Πλήρης αριθ+ητική και πειρα+ατική συ+φωνία δεν +πορεί να επιτευχθεί λόγω της ευαισθησίας της δυνα+ικής απόκρισης έναντι ακό+η και +ικρών +εταβολών των παρα+έτρων της ανάλυσης. Για τις αριθ+ητικές αναλύσεις +ορφώθηκε ένα ακριβές προσο+οίω+α, τόσο του +ε+ονω+ένου κίονα, όσο και της ανατολικής κιονοστοιχίας και των αντίστοιχων τ+η+άτων του θριγκού. Ακό+α και οι υποτο+ές εντάχθηκαν στο προσο+οίω+α, +ε τη διαφορά ότι τους δόθηκε ύψος 20 mm έναντι 5, προκει+ένου να +πορούν να γίνουν αντιληπτές κατά τη +αθη+ατική προσο+οίωση. Πάντως, η επιρροή τους επί της απόκρισης του συστή+ατος είναι ασή+αντη. Οι αναλύσεις έγιναν εφαρ+όζοντας ταυτόχρονα και τις τρεις συνιστώσες κάθε σεισ+ού ως διέγερση βάσης. ς προς τις +ηχανικές ιδιότητες των αρ+ών, και ειδικότερα την ολίσθηση, χρησι+οποιήθηκε καταστατικός νό+ος τύπου Mohr–Coulomb. Ειδικότερα, η σχέση τάσεων – οριζοντίων +ετακινήσεων διέπεται από έναν ελαστοπλαστικό νό+ο +ε ελαστική σταθερά ks και διατ+ητική αντοχή ίση +ε την κατά Coulomb τριβή χωρίς συνοχή. Κατά την ορθή διεύθυνση θεωρήθηκε ελαστική σταθερά kn χωρίς εφελκυστική αντοχή. Πραγ+ατοποιήθηκαν πολλές αναλύσεις για διάφορους συνδυασ+ούς των σταθερών kn και ks καθώς και του συντελεστή τριβής fr, που επιλέχθηκαν +ε βάση την προηγού+ενη ε+πειρία και +ε κριτήριο να καλύψουν όλο το εύρος των ανα+ενό+ενων (πιθανών) τι+ών σε σχέση +ε το υλικό κατασκευής των λίθων. Οι συνδυασ+οί που χρησι+οποιήθηκαν κατά την ανάλυση παρουσιάζονται στον Πίνακα 2 και οι τι+ές που ελήφθησαν υπόψιν αιτιολογούνται ως ακολούθως: (α) Ορθή και διατ+ητική δυσκα+ψία: οι ελαστικές σταθερές των αρ+ών που προέκυψαν από τη

βαθ+ονό+ηση πειρα+άτων +ε δοκί+ια (κίονες) από +άρ+αρο είναι της τάξης: kn = 5�109 Pa/m και ks = 1�109 Pa/m (Papantonopoulos et al. 2002, Dasiou et al. 2009a). Καθώς αυτές οι τι+ές αντιστοιχούν σε υλικό +ε +εγαλύτερη αντοχή και +έτρο ελαστικότητας από τον ασβεστόλιθο της Α+αθούντας, θεωρήθηκαν ως το ανώτατο όριο για τα +ηχανικά χαρακτηριστικά των αρ+ών των δο+ικών +ελών του ναού της Αφροδίτης. Με τις τι+ές αυτές έγιναν τρεις αναλύσεις (ανάλυση #1, #2 και #4, Πίνακας 2). Περαιτέρω αναλύσεις έγιναν για ελαστικές σταθερές +ειω+ένες κατά 5 φορές (kn = 1�109 Pa/m, ks = 0.2�109 Pa/m, αναλύσεις #6 ως #8), καθώς αυτές θεωρήθηκαν ως οι πλέον συ+βατές +ε τον τοπικό ασβεστόλιθο. Τέλος, οι σταθερές του +αρ+άρου, +ειω+ένες κατά +ία τάξη +εγέθους (kn = 0.5�109 Pa/m, ks = 0.1�109 Pa/m, περίπτωση #5), θεωρήθηκαν ως το κατώτατο όριο. Σε όλες τις περιπτώσεις η διατ+ητική σταθερά ks ελήφθη ίση προς το 20% της αντίστοιχης ορθής kn.

Πίνακας 2 Μηχανικές παρά+ετροι που χρησι+οποιήθηκαν για την προσο+οίωση των αρ+ών Ανάλυση kn [Pa/m] ks [Pa/m] fr [deg] Απόσβεση

#1 5�109 1�109 36.87 0 από t = 0 ως 10 sec, 10% +ετά 10 sec #2 5�109 1�109 36.87 0 από t = 0 ως 10 sec, 20% +ετά 10 sec #4 5�109 1�109 36.87 0 από t = 0 ως 16 sec, 20% +ετά 16 sec #5 0.5�109 0.1�109 36.87 0 από t = 0 ως 16 sec, 20% +ετά 16 sec #6 1�109 0.2�109 36.87 0 από t = 0 ως 16 sec, 20% +ετά 16 sec #7 1�109 0.2�109 50.00 0 από t = 0 ως 16 sec, 20% +ετά 16 sec #8 1�109 0.2�109 34.40 0 από t = 0 ως 16 sec, 20% +ετά 16 sec

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� (β) Συντελεστής τριβής: στις περισσότερες αναλύσεις χρησι+οποιήθηκε γωνία τριβής ίση +ε 36.87º,

που αντιστοιχεί σε συντελεστή τριβής + = 0.75 που αντιστοιχεί στην ανα+ενό+ενη τι+ή για +άρ+αρο και ασβεστόλιθο (Papantonopoulos et al. 2002). Επιση+αίνεται, ό+ως, ότι στη βιβλιογραφία αναφέρονται διάφορες τι+ές συντελεστή τριβής, οι οποίες εξαρτώνται και από το κατακόρυφο φορτίο κάθε διατο+ής. Επιπλέον, η τριβή +ειώνεται δραστικά +ετά την έναρξη της ολίσθησης (κινη+ατικός συντελεστής τριβής). Για τους λόγους αυτούς κρίθηκε σκόπι+η η διερεύνηση της επιρροής του συντελεστή τριβής στη σεισ+ική απόκριση +έσα από δύο επιπλέον αναλύσεις, στις οποίες χρησι+οποιήθηκαν οι τι+ές fr = 50º (+ = 1.19) και fr = 34.4º (+ = 0.68) ως ανώτερο και κατώτερο ανα+ενό+ενο όριο αντίστοιχα.

(γ) Απόσβεση: όπως προτάθηκε από τους Papantonopoulos et al. (2002), η απόσβεση θεωρήθηκε +ηδενική κατά τη διάρκεια του ισχυρού κραδασ+ού και εισήχθη στο προσο+οίω+α +όνο προς το τέλος της εδαφικής κίνησης προκει+ένου να αποσβεστούν οι ελεύθερες λικνιστικές ταλαντώσεις και να επέλεθει ηρε+ία του συστή+ατος. Κατά κανόνα, η απόσβεση πρέπει να εισάγεται λίγο +ετά το τέλος του ισχυρού κραδασ+ού. Στις αναλύσεις θεωρήθηκε απόσβεση Rayleigh ανάλογη της +άζας +ε τι+ή 10% ή 20% στα 0.3 Hz, η οποία εισήχθη στο προσο+οίω+α κατά τη χρονική στιγ+ή t = 10 sec και t = 16 sec (Πίνακας 2), προκει+ένου να διερευνηθεί η επιρροή και αυτής της παρα+έτρου (δηλ. της τι+ής του συντελεστή απόσβεσης και του χρόνου έναρξης της απόσβεσης) στη σεισ+ική απόκριση του συστή+ατος.

3. ΕΠΙΡΡΟΗ Τ Ν ΤΙΜ Ν Τ Ν ΠΑΡΑΜΕΤΡ Ν ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΤΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΟΥ ΜΕΜΟΝ ΜΕΝΟΥ ΚΙΟΝΑ Στη +ελέτη του +ε+ονω+ένου κίονα εξετάστηκε η επιρροή διαφόρων τι+ών του συντελεστή τριβής, των ελαστικών ιδιοτήτων των αρ+ών +εταξύ των σπονδύλων, του συντελεστή απόσβεσης καθώς και η επιρροή των χαρακτηριστικών του σεισ+ού στις παρα+ένουσες +ετακινήσεις των δο+ικών +ελών. 3.1 Επιρροή των ελαστικών ιδιοτήτων των αρ+ών Οι ελαστικές ιδιότητες των αρ+ών επηρεάζουν δραστικά την απόκριση του κίονα. Η επιρροή τους στο εύρος των +ετακινήσεων κατά τη διάρκεια του σεισ+ού και στο εύρος των παρα+ενουσών +ετακινήσεων παρουσιάζεται ενδεικτικά στο σχ.9 για την καταγραφή Whittier Narrows GVR. Ειδικότερα, στο σχ.9 παρουσιάζονται οι χρονοϊστορίες της +ετακίνησης του ανώτερου δό+ου του κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση y για ελαστικές σταθερές αρ+ών kn = 5�109 Pa/m, 1�109 Pa/m και 0.5�109 Pa/m (αναλύσεις #4, #6 και #5 του Πίνακα 2 αντίστοιχα) και ks = 0.20�kn. Στην περίπτωση των περισσότερο ‘σκληρών’ αρ+ών (ανάλυση #4, +αύρη γρα++ή) παρατηρήθηκαν +ετακινήσεις +εγάλου εύρους κατά τη διάρκεια της δόνησης, γεγονός που +αρτυρά έντονο λικνισ+ό, καθώς επίσης και +εγάλες παρα+ένουσες +ετακινήσεις (10 cm), που παραπέ+πουν σε ολισθήσεις +εταξύ των σπονδύλων. Παρότι παρα+ένουσες +ετακινήσεις +πορούν να συ+βούν όχι +όνο λόγω ολίσθησης, αλλά και λόγω κύλισης κατά τη διάρκεια του λικνισ+ού, στη συγκεκρι+ένη περίπτωση αποδίδονται σε ολίσθηση επειδή παρατηρήθηκαν σε όλους πρακτικά τους σπονδύλους (σχ. 9 και 10).

� �� /�

��

��

�

��

��

1�� Case #4

Case #5

Case #6

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

��

$��

z�displ�3_LC4

z�displ�3_LC6

z�displ�3_LC5

CC

σχ.9 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του κιονοκράνου ΑΚΚ1.2 κατά τη διεύθυνση y για τρεις διαφορετικές ελαστικές σταθερές των αρ+ών (καταγραφή Whittier Narrows GVR).

σχ.10 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του τετάρτου δό+ου ΑΚ1.3 κατά τη διεύθυνση y για τρεις διαφορετικές ελαστικές σταθερές των αρ+ών (καταγραφή Whittier Narrows GVR).


��

1��

�

�

�

/

�

�

.

*

)

�

��

��

2��!&��

�� / � � . * ) � ��

1��

��

#1

#2

#4

#5

#6

#7

#8

σχ.11 Παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τη διεύθυνση x καθ΄ύψος του κίονα για τους συνδυασ+ούς παρα+έτρων του Πίνακα 2 (καταγραφή Whittier Narrows GVR).

σχ.12 Παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τη διεύθυνση y καθ΄ύψος του κίονα για τους συνδυασ+ούς παρα+έτρων του Πίνακα 2 (καταγραφή Whittier Narrows GVR).

Στην περίπτωση της κατά 5 φορές +ειω+ένης ενδοτικότητας των αρ+ών (ανάλυση #6, κόκκινη γρα++ή), ο λικνισ+ός ήταν ση+αντικός και προκάλεσε +ετακινήσεις +εγάλου εύρους, χωρίς ό+ως τελική παρα+ένουσα παρα+όρφωση, γεγονός που +αρτυρά ότι οι ολισθήσεις ήταν πολύ περιορισ+ένες. Τέλος, στους περισσότερο ‘+αλακούς’ αρ+ούς (ανάλυση #5, πράσινη γρα++ή), ο λικνισ+ός ήταν πολύ περιορισ+ένος, προκλήθηκε ό+ως σχετική ολίσθηση (5 cm). Η κατανο+ή των παρα+ενουσών +ετακινήσεων κατά τις διευθύνσεις x και y καθ΄ ύψος του κίονα για τους συνδυασ+ούς παρα+έτρων που χρησι+οποιήθηκαν (Πίνακας 2) παρουσιάζονται στα σχ. 11 και 12 για την καταγραφή Whittier Narrows GVR. <ιαπιστώνεται καθαρά ότι οι πολύ ‘σκληροί’ αρ+οί (αναλύσεις #1, #2 και #4) προκαλούν κατά τη διεύθυνση y ση+αντικές +ετακινήσεις σε όλους τους σπονδύλους, συ+περιλα+βανο+ένης και της βάσης (σχ. 12). Όπως ανα+ενόταν, οι +εγαλύτερες +ετακινήσεις παρατηρήθηκαν στο ανώτατο τ+ή+α του κίονα. Αντιθέτως, στην περίπτωση των ‘+αλακών’ αρ+ών (αναλύσεις #5 ως #8), οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις των σπονδύλων περιορίστηκαν δραστικά, +ε εξαίρεση τους τρεις ανώτερους δό+ους (εκ των οποίων οι δυο αποτελούν το κιονόκρανο). Στη διεύθυνση x, κατά την οποία εφαρ+όστηκε η ασθενής συνιστώσα του σεισ+ού, οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις ήταν περιορισ+ένες γιαόλες τις τι+ές των ελαστικών ιδιοτήτων των αρ+ών που +ελετήθηκαν (σχ.11). 3.2 Επιρροή του συντελεστή τριβής Οι αναλύσεις που έγιναν για συντελεστές τριβής " = 0.75, 1.19 και 0.68 (αναλύσεις #6, #7 και #8 αντίστοιχα) δεν έδειξαν κάποια ση+αντική επιρροή του συντελεστή τριβής στην απόκριση του κίονα. Όπως φαίνεται στα σχ.11 & 12, οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις είναι παραπλήσιες, +ε εξαίρεση τους ανώτερους δό+ους του κίονα (και +όνο στην ανάλυση #8). Αντίστοιχα είναι και τα αποτελέσ+ατα που παρουσιάζονται στα σχ. 13 & 14 και αφορούν στις χρονοϊστορίες +ετακίνησης του 7ου σπονδύλου κατά τις δυο διευθύνσεις για τους τρεις συντελεστές τριβής (καταγραφή Whittier Narrows GVR). Γενικά, ισχυρές εδαφικές κινήσεις ανα+ένεται να προκαλέσουν ολίσθηση των ανώτερων δό+ων, ανεξαρτήτως του συντελεστή τριβής, επειδή στις θέσεις αυτές αναπτύσσονται +εγάλες επιταχύνσεις που υπερβαίνουν την αντοχή σε τριβή. Επο+ένως, σε αυτές τις θέσεις η τι+ή του συντελεστή τριβής

� �� /�

��

�)

��

�

�

)

1�� Case #6

Case #7

Case #8

� �� /�

��

�)

��

�

�

)

1��

σχ.13 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του 7ου σπονδύλου κατά τη διεύθυνση x για τρεις διαφορετικούς συντελεστές τριβής (καταγραφή Whittier Narrows GVR).

σχ.14 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του 7ου σπονδύλου κατά τη διεύθυνση y για τρεις διαφορετικούς συντελεστές τριβής (καταγραφή Whittier Narrows GVR).

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� που θα χρησι+οποιηθεί δεν παίζει ση+αντικό ρόλο. Σε χα+ηλότερες θέσεις, ό+ως, επειδή οι επιταχύνσεις +ειώνονται, η τι+ή του συντελεστή τριβής είναι η καθοριστική παρά+ετρος που επηρεάζει τη δυνατότητα ε+φάνισης ολίσθησης. 3.3 Επιρροή του συντελεστή απόσβεσης Όπως προαναφέρθηκε, κατά τη διάρκεια της ισχυρής δόνησης θεωρήθηκε +εδενική απόσβεση, ενώ απόσβεση εισαγόταν στο αριθ+ητικό προσο+οίω+α +ετά τη χρονική στιγ+ή t = 10 s ή t = 16 s προκει+ένου να αποσβεστούν οι ελεύθερες λικνιστικές ταλαντώσεις προς το τέλος της σεισ+ικής κίνησης. Επειδή δεν υπάρχει κανόνας για την τι+ή που θα πρέπει να δίνεται στο συντελεστή απόσβεσης, ούτε για τη χρονική στιγ+ή κατά την οποία πρέπει να εισάγεται στο σύστη+α, διερευνήθηκε η επιρροή αυτών των παρα+έτρων στα αριθ+ητικά αποτελέσ+ατα. Ένα παράδειγ+α της επιρροής του συντελεστή απόσβεσης στην απόκριση του κίονα δίνεται στα σχ. 15 και 16, +έσω της σύγκρισης των χρονοϊστοριών +ετακίνησης του ανώτερου δό+ου του κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση y για την καταγραφή Whittier Narrows GVR. Από τη σύγκριση των αποτελεσ+άτων των αναλύσεων #1 και #2 (Πίνακας 2) προκύπτει ότι η αύξηση της τι+ής της απόσβεσης από 10% σε 20% οδηγεί ταχύτερα στην εξάλειψη των ελεύθερων ταλαντώσεων (σχ. 15), +ε αποτέλεσ+α ό+ως να προκύπτουν +ικρότερες παρα+ένουσες +ετακινήσεις. Από τη σύγκριση των αποτελεσ+άτων των αναλύσεων #2 και #4 (σχ. 16) προκύπτει ότι η καθυστέρηση στην εισαγωγή του συντελεστή απόσβεσης στο σύστη+α οδηγεί σε +εγαλύτερο εύρος ταλαντώσεων +ετά τον ισχυρό κραδασ+ό και εν τέλει σε σχετικά +εγαλύτερες παρα+ένουσες +ετακινήσεις. Γενικά, πάντως, προκύπτει ότι τόσο η τι+ή όσο και ο χρόνος εισαγωγής του συντελεστή απόσβεσης δεν παράγουν ουσιαστικές διαφορές τόσο ως προς τη συνολική απόκριση του κίονα όσο και ως προς τις παρα+ένουσες +ετακινήσεις. 3.4 Επιρροή των χαρακτηριστικών της σεισ+ικής δόνησης Τα χαρακτηριστικά εδαφικής κίνησης επηρεάζουν ση+αντικά την απόκριση του κίονα. Στα σχ. 17 και 18 παρουσιάζονται οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τις δύο διευθύνσεις, καθ΄ύψος του κίονα, για όλες τις χρησι+οποιηθείσες καταγραφές και για τις παρα+έτρους της ανάλυσης #6. Παρατηρήθηκαν πολύ +εγάλες +ετακινήσεις των σπονδύλων και της βάσης του κίονα κατά τη διεύθυνση y, στην οποία εφαρ+όστηκε η ισχυρή συνιστώσα του σεισ+ού του Izmit. Το αποτέλεσ+α αυτό συσχετίζεται σαφώς +ε τη +εγάλη περίοδο του βασικού παλ+ού του εν λόγω σεισ+ού, όπως φαίνεται και στο φάσ+α +ετακινήσεων της αντίστοιχης οριζόντιας συνιστώσας (σχ. 4, +αύρη γρα++ή). Είναι ενδιαφέρον ότι οι καταγεγρα++ένες επιταχύνσεις του σεισ+ού αυτού είναι σχετικά περιορισ+ένες (Πίνακας 1). Η ευαισθησία της απόκρισης ακό+α και σε +ικρές αλλαγές της κίνησης της βάσης γίνεται φανερή στο σχ. 18. Οι συνιστώσες των καταγραφών Whittier Narrows XWC και Sierra Madre MTW που εφαρ+όστηκαν κατά τη διεύθυνση y παρουσιάζουν αντίστοιχα φάσ+ατα +ετακινήσεων κι επιταχύνσεων, +ε την καταγραφή MTW να παρουσιάζει σχετικά +εγαλύτερες φασ+ατικές επιταχύνσεις. Παρά ταύτα, η καταγραφή XWC προκάλεσε ση+αντικά +εγαλύτερες παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τη διεύθυνση y. Αλλά και η καταγραφή Whittier Narrows GVR, η οποία χαρακτηρίζεται από τα +εγαλύτερα φάσ+ατα επιταχύνσεων και +ετακινήσεων, τελικά απέδωσε +ικρές παρα+ένουσες +ετακινήσεις για τους περισσότερους σπονδύλους, +ε εξαίρεση τους 2*3 ανώτερους.

� �� /�

��

�)

�

)

�.

1��

Case #1

Case #2

� �� /�

��

�)

�

)

�.

1��

Case #2

Case #4

σχ.15 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του ανώτερου δό+ου του κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση y για διαφορετικές τι+ές του συντελεστή απόσβεσης (αναλύσεις #1 & #2, καταγραφή Whittier Narrows GVR).

σχ.16 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης του ανώτερου δό+ου του κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση y για διαφορετικό χρόνο εισαγωγής του συντελεστή απόσβεσης (αναλύσεις #2 & #4, καταγραφή Whittier Narrows GVR).


��

1��

�

�

�

/

�

�

.

*

)

�

��

��

2��!&��

�� / � � . * ) � ��

1��

3��&45�6�

Whittier Narrows � GVR

Whittier Narrows � XWC

Sierra Madre � MTW

Izmit � ARC

σχ.17 Παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τη διεύθυνση x καθ΄ύψος του κίονα για όλες τις χρησι+οποιηθείσες καταγραφές (ανάλυση #6).

σχ.18 Παρα+ένουσες +ετακινήσεις κατά τη διεύθυνση y καθ΄ύψος του κίονα για όλες τις χρησι+οποιηθείσες καταγραφές (ανάλυση #6).

�30,00

�20,00

�10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$��

z�displ�1

z�displ�10

ARC22900_270

�

�12,00

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

��

$��

z�displ�1

z�displ�10

GVR 330

Γρα..ική (z�displ�10)

Γρα..ική (z�displ�1)

σχ.19 Σύγκριση των χρονοϊστοριών +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση Α*< και διάγρα++α +ετακινήσεων (κόκκινη γρα++ή) της αντίστοιχης συνιστώσας της σεισ+ικής καταγραφής Izmit ARC*270 (ανάλυση #6).

σχ.20 Σύγκριση των χρονοϊστοριών +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση Α*< και διάγρα++α +ετακινήσεων (κόκκινη γρα++ή) της αντίστοιχης συνιστώσας της σεισ+ικής καταγραφής Whittier Narrows GVR*330 (ανάλυση #6).

Οι χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου για τους σεισ+ούς Izmit ARC και Whittier Narrows GVR παρουσιάζονται στα σχ. 19 και 20 αντίστοιχα, όπου η +εγαλύτερη σεισ+ική συνιστώσα εφαρ+όστηκε κατά τη διεύθυνση Α*<, δηλαδή κάθετα στην κιονοστοιχία. Και στις δυο περιπτώσεις παρατηρήθηκε έντονη ταλάντωση του κιονοκράνου, +ε τη διαφορά ότι στην πρώτη περίπτωση (Izmit ARC) το εύρος της ταλάντωσης έφτασε τα 15 cm ενώ στη δεύτερη (Whittier Narrows GVR) ήταν περίπου το +ισό (7*8 cm), αποδεικνύοντας και πάλι ότι τέτοιοι φορείς είναι περισσότερο ευάλωτοι σε εδαφικές κινήσεις που περιέχουν παλ+ούς +εγάλης περιόδου παρά σε υψίσυχνες διεγέρσεις +ε +εγάλες εφαρ+οζό+ενες επιταχύνσεις. 3.5. Συ+περάσ+ατα διερεύνησης συ+περιφοράς +ε+ονω+ένου κίονα Η +ελέτη της επιρροής διαφόρων παρα+έτρων στη σεισ+ική απόκριση ενός ελεύθερα ιστά+ενου κίονα του ναού της Αφροδίτης έδειξε ότι βασική επίδραση έχουν τα +ηχανικά χαρακτηριστικά των αρ+ών. Από την ανάλυση προέκυψε ότι ο κίονας είναι ευσταθής έναντι των σεισ+ών που ελήφθησαν υπόψιν, επιβεβαιώνοντας για +ιαν ακό+η φορά την ευστάθεια του κατασκευαστικού αυτού συστή+ατος. Από τα αποτελέσ+ατα προκύπτει, ό+ως, ότι η δη+ιουργία παρα+ενουσών +ετακινήσεων είναι πολύ πιθανή σε περίπτωση ισχυρής σεισ+ικής καταπόνησης, γεγονός που θα +πορούσε +ακροπρόθεσ+α να δη+ιουργήσει προβλή+ατα ευστάθειας στον κίονα. Μια αναστήλωση +εγαλύτερου εύρους, και ειδικότερα των γωνιακών τ+η+άτων της ανατολικής κιονοστοιχίας, θα ήταν, από αυστηρά δο+ική σκοπιά, σαφώς προτι+ότερη.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� 4. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΜΕΜΟΝ ΜΕΝΟΥ ΚΙΟΝΑ & ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΙΟΝΟΣΤΟΙΧΙΑ*ΘΡΙΓΚΟΣ 4.1 Τροποποίηση της αναστηλωτικής πρότασης βάσει των αποτελεσ+άτων της σεισ+ικής ανάλυσης Η ανάλυση του συστή+ατος κιονοστοιχία*θριγκός αξιοποίησε τα συ+περάσ+ατα που προέκυψαν από την ανάλυση του +ε+ονω+ένου κίονα, ο οποίος παρα+ένει, βέβαια, η επικρατέστερη αναστηλωτικά λύση. Ειδικότερα, στη βάση των αποτελεσ+άτων της σεισ+ικής απόκρισης του +ε+ονω+ένου κίονα έγιναν ορισ+ένες τροποποιήσεις στην προτεινό+ενη αρχική +ορφή αναστήλωσης καθώς και επιλογή των δεδο+ένων της ανάλυσης. ς προς το πρώτο ση+είο, λα+βάνοντας υπόψιν και τις ισχυρές +ετακινήσεις που υπολογίστηκαν για τα δο+ικά +έλη του +ε+ονω+ένου κίονα, κρίθηκε αναγκαία η εισαγωγή ενός δύσκα+πτου στοιχείου στο σύστη+α κιονοστοιχία – θριγκός. Επειδή, όπως προαναφέρθηκε, τα +όνα δο+ικά στοιχεία, στα οποία θα +πορούσε κανείς να επέ+βει αλλάζοντας τις διαστάσεις ή/και τον τρόπο κατασκευής, είναι οι παραστάδες και η εν γένει ανατολική απόληξη των δια+ήκων τοίχων του σηκού, αποφασίστηκε η αλλαγή της αναστηλωτικής πρότασης στη θέση αυτή. Έτσι, αντί ενός συστή+ατος ανεξαρτήτων +εταξύ τους λίθων +ε ύψη που αντιστοιχούν στις στρώσεις των δό+ων των τοίχων και +ε τις ελάχιστες δυνατές διαστάσεις (εικ.3), προτι+ήθηκε η +ελέτη ενός δύσκα+πτου συστή+ατος (το οποίο θα κατασκευαστεί ως ολόσω+ος φορέας +ε κατάλληλη σύνδεση επί της κρηπίδας) +ε αυξανό+ενο +ήκος από την κορυφή προς τη βάση και +ε πλάτος σταθερό και ίσο +ε το πλάτος του αρχικού τοίχου. Η κατά +ήκος επέκταση του στοιχείου +ορφώθηκε σκαλωτά, θα +πορούσε ό+ως να αλλάξει +ορφή ανάλογα +ε τις απαιτήσεις της αρχιτεκτονικής +ελέτης, υπό τον όρο ότι οι βασικές διαστάσεις της διατο+ής δεν θα +εταβληθούν. Στην απόληξη του στοιχείου αυτού εδράζεται το επίκρανο της παραστάδας και τα υπερκεί+ενα +έλη του θριγκού (εικ.4). Το σύστη+α αυτό, δο+ικά αποτελεσ+α*τικότερο, παρουσιάζει το πρόσθετο πλεονέκτη+α, ότι είναι επίσης διδακτικότερο, καθώς παραπέ+πει +ε σαφήνεια στην ύπαρξη δια+ήκων τοίχων σε συνέχεια και +ε πλοκή +ε τις αντίστοιχες παραστάδες. 4.2 Αναλύσεις συστή+ατος κιονοστοιχία*θριγκός Για την ανάλυση του συστή+ατος κιονοστοιχία – θριγκός χρησι+οποιήθηκαν οι δυο χαρακτηριστικότερες καταγραφές Izmit ARC & Whittier Narrows GVR (Πίνακας 1).

�

εικ.3 Προσο+οίω+α της αρχικής αναστηλωτικής πρότασης (εύκα+πτη παραστάδα +ε την «αρχική» +ορφολογία).

εικ.4 Προσο+οίω+α της τελικής αναστηλωτικής πρότασης (ενίσχυση της παραστάδας +ε επέκταση κατά +ήκος του τοίχου).


�

εικ.5 Θέσεις παρακολούθησης των +ετακινήσεων των δο+ικών +ελών της νοτιοανατολικής γωνίας (νότιο τ+ή+α).

εικ.6 Θέσεις παρακολούθησης των +ετακινήσεων των δο+ικών +ελών της βορειοανατολικής γωνίας (βόρειο τ+ή+α).

Επειδή το δο+ικό σύστη+α παρουσιάζει διαφορετική κατανο+ή +αζών κι ακα+ψιών στις διευθύνσεις Α*< και Β*Ν, έγιναν δύο αναλύσεις για κάθε καταγραφή, +ε την ισχυρή σεισ+ική συνιστώσα να τοποθετείται τη +ια φορά κάθετα στην κιονοστοιχία και την άλλη φορά παράλληλα. Ειδικότερα, στην περίπτωση της ανάλυσης ARC*1, οι +εγαλύτερες +ετακινήσεις εφαρ+όστηκαν κάθετα στην ανατολική όψη του +νη+είου. Η +έγιστη εφαρ+οσθείσα εδαφική +ετακίνηση κατά Α*< είναι 30 cm, ενώ εκείνη που εφαρ+όστηκε κατά τη διεύθυνση Β*Ν είναι περίπου 10 cm. Οι +έγιστες εφαρ+οσθείσες ταχύτητες είναι της τάξης των 25 cm/s και 15 cm/s αντίστοιχα. Χαρακτηριστικό του σεισ+ού αυτού είναι οι +ικρές επιταχύνσεις, της τάξης των 0.1 g (+ε +ια +ικρή εξαίρεση στα 17 s, όπου η επιτάχυνση ήταν 0.2 g). Η περίπτωση ανάλυσης ARC*2 προκύπτει +ε αλλαγή των διευθύνσεων εφαρ+ογής των +ετακινήσεων που χρησι+οποιήθηκαν στην ανάλυση ARC*1. Συγκεκρι+ένα, η +έγιστη εφαρ+οσθείσα +ετακίνηση (30 cm) είναι πλέον κατά Β*Ν. Άρα οι +εγαλύτερες +ετακινήσεις εφαρ+όστηκαν

παράλληλα στην ανατολική όψη του +νη+είου.Στην περίπτωση ανάλυσης GVR*1, η +έγιστη εφαρ+οσθείσα +ετακίνηση (3 cm) είναι κατά τη διεύθυνση Α*< ενώ κατά Β*Ν περιορίζεται στα 2 cm. Οι +έγιστες εφαρ+οσθείσες ταχύτητες είναι της τάξης των 20 cm/s και 10 cm/s αντίστοιχα. Χαρακτηριστικό του σεισ+ού αυτού είναι οι σχετικά +εγάλες επιταχύνσεις, της τάξης των 0.3 – 0.4 g. Άρα, κατά την περίπτωση ανάλυσης GVR*1 οι +εγαλύτερες επιταχύνσεις και +ετακινήσεις εφαρ+όζονται κατά τη διεύθυνση Α*<, δηλ. κάθετα στην ανατολική όψη του +νη+είου. Τέλος, στην περίπτωση ανάλυσης GVR*2, οι +εγαλύτερες επιταχύνσεις, όπως άλλωστε και οι +ετακινήσεις, εφαρ+όζονται κατά τη διεύθυνση Β*Ν, δηλ. παράλληλα στην ανατολική όψη του +νη+είου. Για την ανάλυση του συστή+ατος κιονοστοιχία – θριγκός χρησι+οποιήθηκαν οι παρά+ετροι της ανάλυσης #6. Οι θέσεις παρακολούθησης των χρονοιστοριών των δο+ικών +ελών παρουσιάζονται στις εικ. 5 και 6. Όπως φαίνεται και στην εικ. 4, οι δύο γωνίες του συστή+ατος δεν είναι ίδιες: το βόρειο τ+ή+α είναι +ια πρακτικά επίπεδη κατασκευή +ε δια+ήκη άξονα κατά την κατεύθυνση Α*<, ενώ αντίθετα το νότιο τ+ή+α έχει κάτοψη +ορφής Γ, εκτείνεται δηλ. τόσο κατά την κατεύθυνση Α*< όσο και Β*Ν. Οι διαφορές των δύο κατασκευαστικών αυτών συστη+άτων φάνηκαν καθαρά στα αποτελέσ+ατα των αναλύσεων, όπως θα δειχθεί στη συνέχεια, και αυτό ανεξάρτητα από τη σεισ+ική καταγραφή που εφαρ+όστηκε.


�1 0,00

� 8,00

� 6,00

� 4,00

� 2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

1 0,00

0,00 1 0,00 20 ,00 30 ,00 40, 00 50, 00 60,0 0

��

$�� 7��

x�d ispl�1

x�d ispl�5

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

z�displ�1

z�displ�5

σχ. 21 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του νοτίου κίονα κατά τη διεύθυνση Β*Ν (ανάλυση ARC*1).

σχ. 22 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του νοτίου κίονα κατά τη διεύθυνση Α*< (ανάλυση ARC*1).

4.3 Σύγκριση της απόκρισης του συστή+ατος +ε την απόκριση του +ε+ονω+ένου κίονα Η σύγκριση της απόκρισης των δυο φορέων γίνεται δια του σχολιασ+ού των χρονοϊστοριών +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου. Στην εργασία δεν σχολιάζεται η συ+περιφορά του θριγκού. Γίνεται απλή αναφορά στην ενότητα που αναφέρεται στο +ηχανισ+ό αστοχίας της κιονοστοιχίας. Παρά την εφαρ+ογή της +εγαλύτερης σεισ+ικής συνιστώσας της καταγραφής Izmit ARC κάθετα στην κιονοστοιχία, προέκυψε ελάχιστη ως +ηδενική +ετακίνηση της βάσης ενώ και η ταλάντωση του κιονοκράνου περιορίστηκε δραστικά στα 4*5 cm (σχ.21) έναντι των 15 cm (σχ.19) του +ε+ονω+ένου κίονα. Η εισαγωγή της δύσκα+πτης παραστάδας +ετέβαλε την ταλάντωση των κιόνων κατά την κατεύθυνση Α*< (δηλ. παράλληλα προς την παραστάδα), η οποία περιορίστηκε, ενώ παρατηρήθηκαν +ικρο+ετακινήσεις της τάξης των 2 cm κατά διαστή+ατα (σχ. 22). Όπως ανα+ενόταν, οι ταλαντώσεις και εν γένει +ετακινήσεις είναι πιο έντονες στο κιονόκρανο του δεύτερου από νότια κίονα απ΄ό,τι στο γωνιακό, παρα+ένουν ό+ως πολύ +ικρότερες σε σχέση +ε του +ε+ονω+ένου κίονα (σχ. 23 & 24). Για λόγους πληρότητας, παρουσιάζονται οι χρονοϊστορίες που αντιστοιχούν στη βάση και στο κιονόκρανο της νοτιοανατολικής παραστάδας (σχ. 25 & 26). Ση+ειώνεται ότι το κιονόκρανο δεν είναι γο+φω+ένο επί του υποκεί+ενου τοίχου, και συνεπώς έχει τη δυνατότητα να +ετακινείται ελεύθερα. Παρά ταύτα, η ακα+ψία του φορέα εισάγει σοβαρούς περιορισ+ούς στην κίνηση τόσο της βάσης (+αύρη γρα++ή) όσο και του κιονοκράνου (κόκκινη γρα++ή) +ε αποτέλεσ+α το εύρος των ταλαντώσεων και των ολισθήσεων να είναι +ικρό έως α+ελητέο.

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

x�displ�2

x�displ�6

�

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

z�displ�2

z�displ�6

�

σχ. 23 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του δεύτερου από νότια κίονα κατά τη διεύθυνση Β*Ν (ανάλυση ARC*1).

σχ. 24 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του δεύτερου από νότια κίονα κατά τη διεύθυνση Α*< (ανάλυση ARC*1).


�4,00

�3,00

�2,00

�1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

x�displ�9

x�displ�10

�

�4,00

�3,00

�2,00

�1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

z�displ�9

z�displ�10

�

σχ. 25 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του επίκρανου της νότιας παραστάδας κατά τη διεύθυνση Β*Ν (ανάλυση ARC*1).

σχ. 26 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του επίκρανου της νότιας παραστάδας κατά τη διεύθυνση Α*< (ανάλυση ARC*1).

4.4 Επιρροή της διάταξης των προτεινό+ενων προς αναστήλωση δο+ικών στοιχείων στο εύρος των +ετακινήσεων Η επιρροή της γεω+ετρίας των προτεινό+ενων προς αναστήλωση δο+ικών στοιχείων γίνεται φανερή από τη σύγκριση της απόκρισης του βορείου τ+ή+ατος +ε το νότιο. Υπενθυ+ίζεται ότι το νότιο τ+ή+α έχει κάτοψη Γ ενώ το βόρειο είναι ένας επίπεδος φορέας +ε δια+ήκη άξονα κατά την κατεύθυνση Α*<, και ανα+ένεται να παρουσιάζει +εγαλύτερο εύρος ταλαντώσεων και +εγαλύτερες παρα+ένουσες +ετακινήσεις (για την ίδια σεισ+ική καταγραφή) σε σχέση +ε το νότιο τ+ή+α. Η απόκριση του βορείου κίονα (σχ.27 και 28) κατά τη διεύθυνση Β*Ν παρουσιάζει κοινά χαρακτηριστικά +ε εκείνη των κιόνων του νοτίου τ+ή+ατος και ιδιαίτερα του δεύτερου από νότια (σχ. 23 και 24). Συγκεκρι+ένα, χαρακτηρίζεται από ελάχιστη ως +ηδενική +ετακίνηση της βάσης αλλά έντονη και σταθερή ταλάντωση του κιονοκράνου, που καταλήγει στη δη+ιουργία +ικρών (1 – 1.5 cm) +ονί+ων +ετατοπίσεων. Αντίθετα, η κίνηση του κιονοκράνου κατά τη διεύθυνση Α*< χαρακτηρίζεται από +ια αρχική ση+αντική +ετατόπιση (η οποία ακολουθεί την εδαφική κίνηση) και στη συνέχεια από +κρές ταλαντώσεις εύρους ως 2 cm. Οι χρονοϊστορίες που αντιστοιχούν στη βάση και στο κιονόκρανο της βορειοανατολικής παραστάδας παρουσιάζονται στα σχ.29 και 30. Παρατηρείται κι εδώ, όπως και στην νοτιοανατολική παραστάδα, πρακτικά +ηδενική +ετακίνηση της βάσης (0.1 cm +έγιστο). Αντίθετα, παρατηρείται ισχυρή +ετακίνηση του επικράνου κατά τη διεύθυνση Β*Ν (–4.65 cm) και δευτερευόντως κατά Α*< (0.85 cm). Το εύρος της +ετακίνησης κατά Β*Ν (παράλληλα +ε την κιονοστοιχία) οφείλεται προφανώς στη +ορφή του φορέα, η οποία είναι λιγότερο ευνοϊκή σε σχέση +ε εκείνη του νοτίου τ+ή+ατος. Αντίθετα, η περιορισ+ένη +ετακίνηση κατά την κατεύθυνση Α*< +πορεί να αποδοθεί στην δυσκα+ψία του φορέα στη διεύθυνση αυτή, λόγω της ύπαρξης της παραστάδας. Επιβεβαιώνεται επο+ένως και υπολογιστικά ότι το βόρειο τ+ή+α της κιονοστοιχίας είναι περισσότερο ευάλωτο σε σχέση +ε το νότιο τ+ή+α και προβλέπεται το εύρος και η κατεύθυνση των ανα+ενό+ενων ταλαντώσεων και παρα+ενουσών +ετακινήσεων.

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

x�displ�4

x�displ�8

�

�10,00

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

z�displ�4

z�displ�8

�

σχ. 27 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του βορείου κίονα κατά τη διεύθυνση Β*Ν (ανάλυση ARC*1).

σχ.28 Χρονοιστορίες +ετακίνησης της βάσης και του ανώτερου κιονοκράνου του βορείου κίονα κατά τη διεύθυνση Α*< (ανάλυση ARC*1).


�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

x�displ�11

x�displ�12

�

�8,00

�6,00

�4,00

�2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

��

$�� 7��

z�displ�11

z�displ�2

�

σχ. 29 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης της βάσης και του επίκρανου της βόρειας παραστάδας κατά τη διεύθυνση Β*Ν (ανάλυση ARC*1).

σχ. 30 Χρονοϊστορίες +ετακίνησης της βάσης και του επίκρανου της βόρειας παραστάδας κατά τη διεύθυνση Α*< (ανάλυση ARC*1).

4.5 Ο +ηχανισ+ός αστοχίας Από την ανάλυση των αποτελεσ+άτων της απόκρισης του φορέα, τόσο +ε τη σεισ+ική καταγραφή Izmit ARC, η οποία χαρακτηρίζεται από παλ+ούς +εγάλης περιόδου αλλά και από σεισ+ικές επιταχύνσεις της τάξης των 0.1 g, όσο και +ε τη σεισ+ική καταγραφή Whittier Narrows GVR, που χαρακτηρίζεται από περιορισ+ένη +έγιστη εδαφική +ετατόπιση (3 cm) αλλά +εγάλη σεισ+ική επιτάχυνση (0.4 g), προκύπτει ότι οι κίονες, οι παραστάδες και τα επιστύλια παρα+ένουν στη θέση τους +ε περιορισ+ένες παρα+ένουσες +ετακινήσεις, το εύρος των οποίων διαφέρει ανάλογα +ε τα δεδο+ένα της κάθε ανάλυσης. Οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις των ανώτερων βασικών δο+ικών +ελών (κιονόκρανο κίονα, επίκρανο παραστάδας, επιστύλιο) του βορείου τ+ή+ατος του φορέα είναι γενικά +εγαλύτερες από τις αντίστοιχες του νοτίου τ+ή+ατος και αποδίδονται στη +ορφή του φορέα, η οποία είναι λιγότερο ευνοϊκή σε σχέση +ε εκείνη του νοτιοανατολικού τ+ή+ατος. Σε όλες, ό+ως, τις περιπτώσεις οι λίθοι της Ζωφόρου, αποκτούν +όνι+ες +ετατοπίσεις από τα πρώτα δευτερόλεπτα του σεισ+ού και στις δύο διευθύνσεις ενώ επέρχεται κατάρρευση των ακραίων λίθων των αετω+άτων ήδη από τα πρώτα 3*4 δευτερόλεπτα του σεισ+ού. Τονίζεται ότι, λόγω της ευαισθησίας της απόκρισης ακό+η και σε +ικρές αλλαγές των παρα+έτρων, τα παραπάνω αποτελέσ+ατα +πορεί να τροποποιηθούν για σεισ+ούς +ε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Σε κάθε περίπτωση, ό+ως, τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της απόκρισης της κατασκευής και η τάξη +εγέθους του εύρους ταλάντωσης και των παρα+ενουσών +ετατοπίσεων προβλέπονται +ε επαρκή ακρίβεια στις αναλύσεις που έγιναν.

εικ.7 Κατάρρευση των γωνιακών λίθων του αετώ+ατος (ανάλυση GVR*2).

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 5.1 ς προς την προτεινό+ενη αναστήλωση Με τις καταγραφές που επελέγησαν +ε βάση τη διαθέσι+η +ελέτη σεισ+ικής επικινδυνότητας της ευρύτερης περιοχής του +νη+είου, κατέστη δυνατή η διερεύνηση της σεισ+ικής απόκρισης τόσο του +ε+ονω+ένου κίονα όσο και του συστή+ατος κιονοστοιχία*θριγκός συναρτήσει του ανα+ενό+ενου εύρους εδαφικών κινήσεων. Με την ανάλυση αυτή παρήχθησαν συγκεκρι+ένες απαιτήσεις για την αντι+ετώπιση του σεισ+ικού κινδύνου (δηλ. του κινδύνου κατάρρευσης του φορέα), οι οποίες θα πρέπει να ληφθούν υπόψιν κατά τη λήψη απόφασης για την υλοποίηση της +ιας ή της άλλης αναστηλωτικής πρότασης. Ειδικότερα, η αναστήλωση του +ε+ονω+ένου κίονα είναι εφικτή, καθώς διαπιστώθηκε ότι παρα+ένει ευσταθής έναντι των σεισ+ικών δράσεων που ελήφθησαν υπόψιν, πλην ό+ως +εγάλες παρα+ένουσες +ετατοπίσεις είναι ανα+ενό+ενες σε περίπτωση ισχυρών σεισ+ών. Επο+ένως, παράλληλα +ε την αναστήλωση συνιστάται να προβλεφθεί τρόπος ά+εσης αποκατάστασης, δηλ. άρσης των +ετατοπίσεων, επειδή, σε αντίθετη περίπτωση, η ευστάθεια του φορέα δεν είναι εξασφαλισ+ένη για επό+ενο, ακό+α και +ικρότερης έντασης σεισ+ό. Η αναστήλωση των δυο γωνιών της ανατολικής κιονοστοιχίας και η ανακατασκευή τ+ή+ατος της ανατολικής απόληξης των δια+ήκων τοίχων του σηκού, συ+περιλα+βανο+ένων των παραστάδων, αλλάζει τη σεισ+ική απόκριση. Σε όρους αυθεντικότητας, είναι γεγονός ότι απαιτείται η εκτετα+ένη χρήση νέου υλικού. Σε όρους, ό+ως, αντι+ετώπισης του σεισ+ικού κινδύνου, η λύση αυτή σαφώς είναι προτι+ότερη. Το σύστη+α κιονοστοιχία*θριγκός παρα+ένει ευσταθές, +ε εξαίρεση τους ακραίους λίθους του αετώ+ατος (που θα +πορούσαν ενδεχο+ένως να συνδεθούν +ε τα υποκεί+ενα +έλη κι έτσι να αποφευχθεί η κατάρρευσή τους) ενώ οι παρα+ένουσες +ετακινήσεις αλλά και το εύρος των ταλαντώσεων +ειώνονται δραστικά σε σχέση +ε το +ε+ονω+ένο κίονα. Η αναστήλωση της κιονοστοιχίας προϋποθέτει τα παρακάτω +έτρα: (α) Συ+πλήρωση της υπάρχουσας κρηπίδας +ε τρόπο που να εξασφαλίζεται η +ονολιθικότητα αυτής. Προτείνεται η κατακόρυφη σύνδεση των νέων λίθων που θα χρησι+οποιηθούν για την κατασκευή της +ε βλήτρα κυκλικής διατο+ής, (β) Κατασκευή των παραστάδων από νέο υλικό +ε τρόπο που να εξασφαλίζει τη +ονολιθικότητα του φορέα. Προτείνεται να κατασκευαστούν από λιθοσώ+ατα από τοπικό ασβεστόλιθο, τα οποία να συνδεθούν +εταξύ τους τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα +ε κατάλληλα συνδετήρια στοιχεία, (γ) Εξασφάλιση της σύνδεσης των βάσεων των παραστάδων +ε την κρηπίδα +ε βλήτρα κατάλληλης διατο+ής και (δ) Σύνδεση των επικράνων των παραστάδων +ε τον υποκεί+ενο φορέα για να αποκλειστεί τυχόν +ετακίνησή τους ενώ συνιστάται και η σύνδεση των επιστυλίων +ε συνδέσ+ους, παρά το γεγονός ότι δεν υπήρχαν τέτοιες συνδέσεις στον αρχικό φορέα. 5.2 ς προς την αναστήλωση κιόνων, κιονοστοιχιών και τοιχοδο+ών κατασκευασ+ένων εν ξηρώ Η +ελέτη της σεισ+ικής απόκρισης αρχαίων κατασκευών εν ξηρώ βρίσκεται στο κέντρο της +ελέτης δο+ικής αποκατάστασης και αναστήλωσης, καθώς από τα αποτελέσ+ατά της εξαρτάται το εύρος των επε+βάσεων επί του αρχαίου υλικού. Πράγ+ατι, η αντι+ετώπιση του σεισ+ικού κινδύνου τέτοιων ειδικών κατασκευών προϋποθέτει την επιλογή των κατάλληλων σεισ+ικών καταγραφών και τη +όρφωση ενός αντιπροσωπευτικού προσο+οιώ+ατος, από τα οποία θα προκύψουν οι αναγκαίες επε+βάσεις (ούτε περισσότερες, ούτε ό+ως και λιγότερες). Επιση+αίνεται ότι η επιλογή κατάλληλου προσο+οιώ+ατος (ακό+α και σε όρους διακριτού ή συνεχούς +έσου) για κατασκευές εν ξηρώ συνιστά +είζον θεωρητικό θέ+α, που ό+ως δεν θα σχολιαστεί περαιτέρω. Η +ελέτη του ναού της Αφροδίτης έδωσε την ευκαιρία να δοκι+αστεί, για πρώτη +άλιστα φορά σε +ελέτη αναστήλωσης αρχαίου +νη+είου, +ια συνολική προσέγγιση, η οποία ξεκίνησε από την επιλογή των σεισ+ών σχεδιασ+ού και κατέληξε, δια της +ελέτης σεισ+ικής απόκρισης κατάλληλου προσο+οιώ+ατος (που στη συγκεκρι"ένη περίπτωση δεν θα +πορούσε να +ην αποτελείται από διακριτά στοιχεία), σε αιτιολογη+ένες προτάσεις επέ+βασης. Συγχρόνως, δοκι+άστηκε +ια νέα διαδικασία, όπου της υιοθέτησης της πρότασης αναστήλωσης προηγήθηκε η +ελέτη των προϋποθέσεων υλοποίησής της, παρέχοντας έτσι +ε ορθολογικό τρόπο στοιχεία για τη λήψη των τελικών αποφάσεων και την υιοθέτηση ρεαλιστικών και υλοποιήσι+ων αναστηλωτικών λύσεων.

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟ ΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛ ΣΗΣ Τ Ν ΜΝΗΜΕΙ Ν (ΕΤΕΠΑΜ) Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1*3 Νοε+βρίου 2012� 6. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θερ+ές ευχαριστίες απευθύνονται στον M. Schmid, Αρχιτέκτονα στη Γαλλική Αρχαιολογική Σχολή Αθηνών και +ελετητή της αρχιτεκτονικής του ναού της Αφροδίτης για τη στήριξη που ποικιλοτρόπως προσέφερε σε όλη τη διάρκεια της συνεργασίας +ας, και στη <ρα Μ. Χατζηκωστή, Αρχαιολόγο, <ιευθύντρια του Τ+ή+ατος Αρχαιοτήτων Κύπρου για τις παρατηρήσεις της επί της +ελέτης και τη διάθεση προσωπικού για την οργάνωση πιλοτικού εργοταξίου στο χώρο του +νη+είου. Η συνεργασία +εταξύ της <ΑΑΜ, του Εργαστηρίου Αντισεισ+ικής Τεχνολογίας ΕΜΠ και της Γαλλικής Αρχαιολογικής Σχολής υποστηρίχθηκε ενεργά από τους <ιευθυντές <. Ζιρώ και D. Mulliez της πρώτης και της τρίτης αντίστοιχα. Πολύτι+η στήριξη και συ+βουλές σε διάφορα στάδια της +ελέτης προσέφεραν ο <ρ Ι. Ταφλα+πάς, ερευνητής στο ΕΑΤ/ΕΜΠ και η M.*E. <ασίου, Πολιτικός Μηχανικός, υποψήφια <ιδάκτωρ ΕΜΠ. 7. ΑΝΑΦΟΡΕΣ / ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

* Ανδρέου P. (2000). Μελέτη σεισ+ικής επικινδυνότητας της Κύπρου, <ιπλω+ατική εργασία, Εργαστήριο Αντισεισ+ικής Τεχνολογίας ΕΜΠ.

* Aupert P. (1996). Guide d'Amathonte, École Française d'Athènes – Fondation A.G. Leventis, Athens, Greece

* COSMOS Virtual Data Center, http://db.cosmos*eq.erg/scripts/default.plx. * Dasiou M. E., Psycharis I. N. and Vayas I. (2009a). Verification of numerical models used for the

analysis of ancient temples. Prohitech Conference, Rome, Italy, June 21*24. * Dasiou M. E., Psycharis I. N. and Vayas I. (2009b). Numerical investigation of the seismic

response of Parthenon, Greece. Prohitech Conference, Rome, Italy, June 21*24. * Itasca Cosulting Group, Inc. (1998). 3*dimensional Distinct Element Code (3DEC), Theory and

Background, Minneapolis, Minnesota. * Marinis, Th. 2006. Technical study on the field of archaeological conservation: The case*study of

the temple of Aphrodite in Amathus, Cyprus, Dissertation, Master in Conservation of Historic Towns & Buildings, KULeuven

* Mavroeidis G.P. and Papageorgiou A.S. (2003). A Mathematical Representation of Near*Fault Ground Motions. Bulletin Seismological Society of America, ��, 1099–1131.

* Mouzakis H., Psycharis I.N., Papastamatiou D.Y., Carydis P.G., Papantonopoulos C. and Zambas C. (2002). Experimental Investigation of the Earthquake Response of a Model of a Marble Classical Column. Earthquake Engineering and Structural Dynamics ��, 1681*1698.

* Papantonopoulos C., Psycharis I.N., Papastamatiou D.Y., Lemos J.V. and Mouzakis H. (2002). Numerical Prediction of the Earthquake Response of Classical Columns Using the Distinct Element Method. Earthquake Engineering and Structural Dynamics ��, 1699*1717.

* PEER Strong Motion Database, http://www.peer.berkeley.edu. * Psycharis I.N., Papastamatiou D.Y. and Alexandris A. (2000). Parametric Investigation of the

Stability of Classical Columns under Harmonic and Earthquake Excitations. Earthquake

Engineering and Structural Dynamics ��, 1093*1109. * Psycharis I.N., Lemos J.V., Papastamatiou D.Y., Zambas C. and Papantonopoulos C. (2003)

Numerical Study of the Seismic Behaviour of a Part of the Parthenon Pronaos. Earthquake

Engineering and Structural Dynamics��, 2063*2084. * Psycharis I.N. (2004). Dynamic Response of a Part of the Temple of Olympios Zeus (Olympieion)

in Athens, Greece to Harmonic and Earthquake Excitations. Third European Conference on

Structural Control (3ECSC). Vienna, 12*15 July. * Psycharis I.N. (2007). A Probe into the Seismic History of Athens, Greece from the Current State

of a Classical Monument. Earthquake Spectra. ��, 393*415. * Toumbakari E.*E.& Psycharis I.N. (2010). Parametric investigation of the seismic response of a

column of the Aphrodite Temple in Amathus, Cyprus, 14th European Conf. on Earthquake

Engineering, Ohrid, paper 1787. * Toumbakari E.*E., Psycharis I.N. & Schmid M.(2012), Aphrodite Temple in Amathus, Cyprus:

seismic response of the Eastern Colonnade, design of structural interventions and pilot worksite


applications as tools for earthquake risk mitigation, ICOMOS Hellenic National Committee and

ICAHM Regional Conference on “The future of protection management for archaeological

heritage in times of economic crisis”, Athens, May 23*25. * Schmid M. (2000). Le temple d’Aphrodite à Amathonte: restitution et présentation. Acts of the 3

rd

International Congress of Cypriot Studies, Nicosia: 757*767.


Parametric investigation of the seismic response of the colonnade in the proposed anastylosis of Aphrodite’s temple in Amathus, Cyprus Ioannis N.Psycharis Associate Professor, School of Civil Engineering N.T.U.A.

Eleni*Eva E.Toumbakari Dr Structural Engineer, Directorate for Restoration of Ancient Monuments, General Secretariat for

Culture

ABSTRACT The roman temple at Amathus, built at the end of the first century A.D. on the top of the Amathus hill in southern Cyprus and part of Aphrodite’s Sanctuary, is considered as one of the three most important temples of Cyprus, together with the temple of Zeus at Salamis and Apollo Hylates at Kourion. It is a prostyle temple with a tetrastyle façade in front but without a peristyle colonnade. Its main morphological characteristic are the Nabatean capitals, placed on top of the front columns and the pilasters situated at the corners of the orthogonal masonry, which resemble those of monuments of Syria and Jordan. The in situ remains of this roman monument include a part of the crepis as well as five, out of the twelve, stairs of the entrance staircase. Around the monument, a great number of its stones are still conserved, either on the ground or as re*used structural elements in the walls of the early Christian basilical ensemble built at the same area. An architectural study by the French Archaeological School of Athens permited the identification of the stone location and proposed the anastylosis of three, out of four, columns of the temple’s eastern façade and the corresponding entablature and cornice. In order to complete the anastylosis study in view of submission to the Department of Antiquities of Cyprus, a joint research project between the Laboratory for Earthquake Engineering of the National Technical University of Athens, the Directorate for Restoration of Ancient Monuments and the French Archaeological School of Athens was undertaken. In this paper, first, the seismic history of the island of Cyprus is outlined and the criteria for the selection of the earthquake records to be used in the dynamic analyses are presented. The seismic response of the structure was analysed with the distinct element method by means of the code 3DEC, the efficiency of which was assessed in previous studies by comparison of the numerical results with experimental data obtained from shaking table tests. The seismic response of a typical free*standing column was initially studied, as it was considered the most probable anastylosis option. Within this study, the effect of several parameters, such as the friction coefficient, the properties at the joints and the damping coefficient, on the seismic response of the column was investigated. It was shown that the mechanical properties of the joints are of major importance to the response of the structure. The results of this study were used as a basis for the selection of the parameters to be considered for the investigation of the earthquake response of the Eastern Colonnade. The study confirmed the beneficial effect of the architrave on the top of the columns. Appropriate structural interventions were then designed, in order to mitigate the seismic risk. In both cases, the system was found stable against strong seismic motions; nevertheless the development of permanent displacements cannot be excluded, especially for the free*standing column is concerned. As a conclusion, it is argued that a detailed structural analysis and design prior to the anastylosis and in situ pilot applications are prerequsite for the cost*effective planning and management of the interventions.

45 20 psyxarhsetal amathountakyprou-libre

Documents