Ο Ευαγγελισμός της Θεοτόκου Άμφισσας. Ενίσχυση...

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛΩΣΗΣ ΤΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ

(ΕΤΕΠΑΜ)

4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αναστηλώσεων , Πρακτικά Θεσσαλονίκη, 26,27,28 Νοεμβρίου 2015

1

Ο Ευαγγελισμός της Θεοτόκου Άμφισσας Ενίσχυση διαφραγματικής λειτουργίας τοιχοποιιών και θόλων με

μεταλλικά στοιχεία

Άννα Αρβανιτάκη Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Σωτήρης Βογιατζής Δρ. Αρχιτέκτων Μηχανικός Γεώργιος Ταυλαρίδης Δρ. Chemist – Conservation scientist 1. ΓΕΝΙΚΑ. Ο Μητροπολιτικός ναός της Άμφισσας, αφιερωμένος στον Ευαγγελισμό της Θεοτόκου, αποτελεί το σημαντικότερο μνημείο της νεώτερης ιστορίας της πόλης. Γιορτάζει στις 25 Μαρτίου και είναι

Εικ. 1. Άποψη του ναού του Ευαγγελισμού της Θεοτόκου από τα δυτικά. κηρυγμένος προστατευόμενο μνημείο από το 2000. Κατασκευασμένος στα μέσα του 19ου αιώνα ανήκει στον λεγόμενο Ελληνοβυζαντινό ρυθμό, όντας από τους πρώτους ναούς που ακολούθησαν τη μορφή αυτή. Ο ναός βρίσκεται ανατολικά της ομώνυμης πλατείας σε οικόπεδο που παρουσιάζει κλίση από δυτικά προς ανατολικά και περιβάλλεται από αμαξιτές οδούς από τρεις πλευρές. Υπάρχουν σημαντικές ενδείξεις ότι ο ναός κατασκευάστηκε πάνω στα ερείπια παλαιοχριστιανικής βασιλικής, από την οποία σώζεται και έχει ανασκαφεί και αναδειχθεί το βαπτιστήριο στα βόρεια του ναού. Το


(ΕΤΕΠΑΜ)


2

πόνημα αυτό αποτελεί μέρος της μελέτης αποκατάστασης του Ιερού Ναού που εκπονήθηκε για λογαριασμό της Ι. Μητρόπολης Αμφίσσης. 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ. Πρόκειται για έναν μεγαλοπρεπή ναό διαστάσεων 18,81Χ28,17m και ύψος μέχρι την κορυφή του τρούλλου 20,84m. Τυπολογικά ανήκει στο τύπο των τρίκλιτων βασιλικών με εγκάρσιο κλίτος και τρούλλο, παραλλαγή του τύπου της τρουλλαίας βασιλικής που εμφανίστηκε στις ελεύθερες περιοχές του Ελληνικού κράτους κατά τα μέσα του 19ου αιώνα με πρώτο και σημαντικότερο εκπρόσωπο τον καθεδρικό ναό Αθηνών. Ο ναός έχει επίσης ευρύχωρο υπερώο – γυναικωνίτη, ενώ στη δυτική πλευρά υπάρχουν δίδυμα ψηλά κωδωνοστάσια. Ο τρούλλος έχει διάμετρο 5,46 m και ψηλό τύμπανο το οποίο στηρίζουν τα σφαιρικά τρίγωνα που σχηματίζουν οι διασταυρούμενες απολήξεις των καμαρών των κεραιών, οι οποίες στο σημείο αυτό είναι ενισχυμένες με επί πλέον τόξα που καταλήγουν προς τα κάτω σε παραστάδες. Οι παραστάδες των τόξων, όπως κατεβαίνουν μέχρι το δάπεδο, διασπούν τον όγκο των πεσσών και δημιουργούν, σε συνδυασμό με τους εναλλασσόμενους κοσμήτες, έναν ευχάριστο κυματισμό στις εσωτερικές επιφάνειες.

Εικ.2. Η κάτοψη του ναού της Ευαγγελίστριας. Εικ.3. Κατά μήκος τομή.

Εικ.4. Άποψη του τρούλλου. Εικ.5. Άποψη των πλαγίων Εικ.6. Λεπτομέρεια του τριλόβου και των στηριγμάτων του. κλιτών. παραθύρου. Οι κεραίες είναι άνισου μήκους με μεγαλύτερη τη δυτική (11,90m), ενώ οι άλλες τρεις είναι ίσες (6,30m μαζί με τις προχωρήσεις). Η ανατολική κεραία συνεχίζεται έως τον ανατολικό τοίχο και


(ΕΤΕΠΑΜ)


3

καλύπτει το Ιερό Βήμα. Μεσολαβεί άλλο ένα ζεύγος πεσσών στα ανατολικά του τετραγώνου του τρούλλου, στο οποίο στηρίζεται και το τέμπλο, σχηματίζοντας έξι διαμερίσματα. Τα γωνιακά διαμερίσματα, που στεγάζουν τα παραβήματα, είναι κοντύτερα από αυτό του Βήματος και καλύπτονται με διαμήκεις καμάρες με ιδιόρρυθμες καμπύλες αποτμήσεις στα βόρεια και νότια. Τα ενδιάμεσα διαμερίσματα των πλαγίων κλιτών καλύπτονται κανονικά με σταυροθόλια. Στα ανατολικά προβάλλουν οι τρεις κόγχες με δεσπόζουσα αυτήν του Ιερού. Ο χώρος του Ιερού χωρίζεται από τον κυρίως ναό με ψηλό ξυλόγλυπτο τέμπλο.

Εικ.7. Κατά πλάτος τομή στα κωδωνοστάσια. Εικ. 8. Κατά πλάτος τομή στον τρούλλο. Η βόρεια και νότια κεραία του σταυρού της κάλυψης προεξέχουν έξω από τα όρια του ναού κατά 2,30m σχηματίζοντας έτσι εγκάρσιο κλίτος. Η κάλυψη τους γίνεται με ημικυλινδρική καμάρα. Αξονικά ανοίγονται ορθογωνικές θύρες, βόρεια και νότια, ενώ πάνω από αυτές βρίσκονται μεγάλα τρίλοβα παράθυρα με υπερβολικά υπερυψωμένο κεντρικό λοβό. Η δυτική καμάρα έχει μεγαλύτερο μήκος από τις υπόλοιπες και στηρίζεται σε τρία ζεύγη πεσσών, ενώ το τέταρτο έχει ενσωματωθεί στο δυτικό τοίχο στην κατώτερη στάθμη. Η καμάρα επεκτείνεται δυτικά φθάνοντας μέχρι τη δυτική όψη κατά ένα ακόμη διάχωρο πάνω από την κεντρική είσοδο που βρίσκεται σε εσοχή. Πέραν των τόξων του κεντρικού τετραγώνου, άλλα τρία σφενδόνια ενισχύουν τη δυτική κεραία και σχηματίζουν στη συνέχεια τις παραστάδες

Εικ. 9. Δυτική όψη. των πεσσών.


(ΕΤΕΠΑΜ)


4

Εικ.10. Νότια Όψη

Τα πλάγια κλίτη έχουν κάλυψη σε χαμηλότερη στάθμη από το κεντρικό και καλύπτονται με σταυροθόλια. Σε ύψος 5,70m από το δάπεδο υπάρχει υπερώο-γυναικωνίτης που καλύπτει τα πλάγια κλίτη και επεκτείνεται πάνω από την είσοδο. Τοξωτά παράθυρα ανοίγονται στο δεύτερο σε δυο επίπεδα στους πλάγιους τοίχους. Ο ναός είναι πλήρως καλυμμένος εσωτερικά με ζωγραφισμένα επιχρίσματα, εκτός από το ιερό βήμα. Οι αγιογραφίες έχουν γίνει από τον Σπύρο Παπαλουκά. Ο ζωγράφος αυτός ανήκε στον κύκλο του Φώτη Κόντογλου και του Στρατή Δούκα με τους οποίους ήταν συνομήλικος και φίλος. Το 1926 έλαβε μέρος και κέρδισε το διαγωνισμό για την αγιογράφηση του Ναού την οποία τελείωσε, χωρίς να ολοκληρώσει, το 1932. Στα δυτικά του ναού βρίσκονται τα δύο πυργοειδή κωδωνοστάσια με τετράγωνη κάτοψη. Εξέχουν του σώματος του ναού σε κάτοψη, αλλά λιγότερο από το εγκάρσιο κλίτος και εισέχουν αντιστοίχως στο εσωτερικό του ναού. Έχουν ύψος 21,80m ήτοι ίσο με αυτό του κεντρικού τρούλλου. Στο ισόγειο του

Εικ.11. Λεπτομέρεια αγιογραφίας Παπαλουκά. ναού ανάμεσα στα κωδωνοστάσια βρίσκεται η κεντρική είσοδος σε εσοχή. Εξωτερικά ο ναός είναι επιχρισμένος και βαμμένος με υπόλευκο χρώμα. Στη στέγη δεσπόζει ο μεγάλος τρούλλος με οκταγωνικό σε κάτοψη τύμπανο που στηρίζεται σε βαριά κυβική κτιστή βάση


(ΕΤΕΠΑΜ)


5

με οριζόντια επίπεδα να καλύπτουν τα σφαιρικά τρίγωνα. Από τη βάση του τρούλλου ξεκινούν οι τέσσερις δικλινείς στέγες των κεραιών, ενώ σε λίγο κατώτερη στάθμη βρίσκονται οι στέγες των πλαγίων κλιτών και των παραβημάτων καθώς της αψίδας του Ιερού Βήματος. Όλες οι στέγες είναι κεραμοσκεπείς.

Εικ 12-13. Παλαιότερες φωτογραφικές απεικονίσεις του ναού. Το κτήριο έχει καλές αναλογίες και η μορφολογία του ακολουθεί τα γενικώς αποδεκτά των ναών του τύπου αυτού. Χαρακτηρίζεται από τη χρήση των οριζόντιων κοσμητών που χωρίζουν σε δύο ορόφους το ναό σε αντιπαράθεση με τους αυστηρούς όγκους των κωδωνοστασίων και των κεραιών που του δίνει ανάταση. Η διακόσμηση του είναι εξαιρετικά περιορισμένη, γεγονός που προδίδει κάποια ένδεια πόρων. Μαρμάρινες διακοσμήσεις, που εμφανίζονται στους περισσότερους ναούς του είδους αυτού, πρακτικά δεν υπάρχουν, ούτε καν κιονίσκοι στα τρίλοβα παράθυρα. Και στο εσωτερικό η διακόσμηση περιορίζεται σε λίγους κοσμήτες τραβηχτούς στο επίχρισμα. Στις απολήξεις των αετωμάτων των κεραιών και στις γωνίες διατηρούνται ορισμένα ακροκέραμα μικρών διαστάσεων. 3. ΙΣΤΟΡΙΚΑ. Ο ναός του Ευαγγελισμού της Θεοτόκου θεμελιώθηκε στις 21 Απριλίου 1859 και εγκαινιάστηκε στις 24 Μαρτίου 1869 από το Μητροπολίτη Φωκίδας Δαβίδ. Κατασκευάστηκε σε μία βασικά οικοδομική φάση και διατήρησε γενικά την ίδια μορφή, παρά τις κατά καιρούς επεμβάσεις, πολλές από τις οποίες δεν έχουν καταγραφεί ιστορικά. Σε παλαιότερη φωτογραφία ο ναός εμφανίζεται με λευκά επιχρίσματα τα οποία έφεραν ισόδομες χαράξεις. Ακόμα διακρίνεται σαφώς ότι όλες οι στέγες κατέληγαν σε ακροκέραμα τα οποία δεν υφίστανται σήμερα. Κατά τα άλλα δεν υπάρχουν σημαντικές αλλαγές πλην ίσως του στηθαίου των κωδωνοστασίων που έχει άλλη μορφή κάλυψης. Σε αχρονολόγητη φωτογραφία, που εμφανίζεται περιορισμένα ο ναός, διακρίνεται διαφορετική μορφή κοσμητών με ρωμανικής έμπνευσης τοξύλια, καθώς και των τόξων των παραθύρων, ενώ δεν διακρίνονται χαράξεις. Αν κρίνουμε από τα φορέματα των ανθρώπων πιθανόν αυτή να είναι η παλαιότερη (αρχική;) εξωτερική μορφή του ναού. Παλαιότερες απεικονίσεις δεν βρέθηκαν. 4. ΠΑΘΟΛΟΓΙΑ. Ο ναός της Ευαγγελίστριας βρίσκεται σε σχετικά καλή κατάσταση από την άποψη της στατικής επάρκειας. Ο λόγος είναι ότι ο ναός έχει πολύ καλή θεμελίωση και, όπως αποδείχθηκε στη σχετική έρευνα, είναι κτισμένος με πολύ καλής ποιότητας λιθοδομή που εμφανίζει λίγα προβλήματα συγκεντρωμένα κυρίως στα ανώτερα σημεία. Το κύριο πρόβλημα του ναού είναι η κακή κατάσταση των αγιογραφιών του Παπαλουκά, που οφείλεται στην κατερχόμενη υγρασία από τις στέγες, από τις οποίες υπάρχει μεγάλη εισδοχή ομβρίων, τη συμπύκνωση της υγρασίας στο εσωτερικό και την προβληματική αρχική τεχνολογία των ιδίων των τοιχογραφιών. Αναλυτικά:


(ΕΤΕΠΑΜ)


6

Εικ. 14. Πρόταση γραφικής αποκατάστασης παλαιότερης μορφής του ναού.

Εικ. 15. Διάβρωση των αγιογρα-φιών του Παπαλουκά. Εικ 16. Διάβρωση εξωτερικών επι-φανειών λόγω κακού σχεδιασμού

Εικ. 17. Άποψη του τρούλλου. Ο σχεδιασμός γενικά του κτηρίου δεν είναι ο καλλίτερος. Η κλιμακωτή διάταξη που παρατηρείται στη βάση των κωδωνοστασίων και του τρούλλου επιτρέπει στα νερά να διαβρέχουν χωρίς εμπόδιο τις όψεις του ναού με αποτέλεσμα τη διάβρωσή τους. Η ίδια διάβρωση παρατηρήθηκε στα κιγκλιδώματα των απολήξεων των κωδωνοστασίων και στις αετωματικές απολήξεις των θυρωμάτων των θυρών. Ίσως για το λόγο αυτό παρατηρήθηκαν τρεις τουλάχιστον τροποποιήσεις των εξωτερικών όψεων στη μικρή σχετικά ιστορία του ναού. Ακόμα η στέγαση των πλαγίων κλιτών είναι πρόχειρα κατασκευασμένη με απλά ξύλινα ζευκτά στηριγμένα στο υπόστρωμα της στέγης, ενώ τα ρωμαϊκού τύπου κεραμίδια είναι απλά στερεωμένα σε εγκάρσιες τεγίδες χωρίς πέτσωμα. Αυτή η τελείως


(ΕΤΕΠΑΜ)


7

ανεπαρκής στέγη σε συνδυασμό με τον ατελή σχεδιασμό των υδροροών έχει ως αποτέλεσμα την εισδοχή των ομβρίων εμποτίζοντας θόλους και λιθοδομές. Επίσης όμβρια εισέρχονται στα πλάγια κλίτη και από τους αρμούς που υπάρχουν στη συμβολή των ξύλινων στεγών και των λιθοδομών του κεντρικού κλίτους. H στέγαση του τρούλου από σίδηρο με γαλβανισμένη επίστρωση ψευδαργύρου έχει προστατέψει το εσωτερικό του τρούλου από την εισροή ομβρίων υδάτων, δημιουργείται όμως συμπύκνωση υδρατμών μεταξύ της μεταλλικής επιφάνειας και της εξωτερικής επιφάνειας του τρούλου, λόγω μη ύπαρξης συστήματος αερισμού της σκεπής και έχει ως αποτέλεσμα την εισροή των υδρατμών στο ζωγραφικό στρώμα δημιουργώντας προβλήματα διατήρησης του. Επιπλέον ο ψευδάργυρος της μεταλλικής επίστρωσης, λόγω της ηλεκτροχημικής διάβρωσης του, δεν έχει πλέον προστατευτικό χαρακτήρα στο σίδηρο έχοντας σαν αποτέλεσμα την έναρξη οξείδωσης του σιδήρου με κίνδυνο να τρυπήσει σύντομα και επακόλουθη εισροή υδάτων στο εσωτερικό.

Εικ. 18. Διερευνητικές τομές στα θεμέλια του ναού. Ο ναός της Ευαγγελίστριας είναι κατασκευασμένος από πολύ καλής ποιότητας λιθοδομή που εμφανίζει λίγα στατικά προβλήματα, παρά τους επανειλημμένους σεισμούς που έχουν κατά καιρούς συγκλονίσει την περιοχή. Σε δοκιμαστικές τομές που έγιναν στα θεμέλια βρέθηκε ότι ο ναός είναι θεμελιωμένος σε βάθος 4,30m από την επιφάνεια του δαπέδου. Η θεμελίωση είναι πολύ καλής κατασκευής με συνδετήριους λιθόκτιστους τοίχους κάτω από κάθε πεσσό. Σε βάθος 2,30m βρέθηκε αρχαίο δάπεδο που πιθανόν να συνδέεται με την παλαιοχριστιανική βασιλική που καταλάμβανε τη θέση αυτή. Ωστόσο η θεμελίωση του ναού προχώρησε κάτω από αυτό για να φθάσει σε υγιές έδαφος. Από λιθοδομή είναι κατασκευασμένοι και οι θόλοι του ναού. Μεταλλικοί ελκυστήρες διέρχονται από τα τόξα του ναού σε διάφορες στάθμες, ακόμα και στα κωδωνοστάσια. Η απόληξη των κωδωνοστασίων, καθώς και οι τρούλλοι τους είναι κατασκευασμένοι από συμπαγείς πλίνθους. Η κατασκευή του τρούλλου δεν είναι ορατή, αλλά θα πρέπει να είναι από πλινθοδομή ίδια με αυτήν των τρούλλων των κωδωνοστασίων. Εξωτερικά του Ναού, οι λιθοδομές στις περιοχές των τόξων των ανοιγμάτων παρουσιάζουν ρηγματώσεις. Οι ρηγματώσεις στις περιοχές αυτές συμπίπτουν, σχεδόν στο σύνολό τους, με τους αρμούς των λιθοπλίνθων των τόξων που οριοθετούν τα ανοίγματα και προεκτείνονται στις λιθοδομές. Δύο έντονες ρηγματώσεις παρουσιάζονται επίσης στη δυτική όψη του Ναού στην επαφή των κωδωνοστασίων με το φορέα του Ναού, στη στάθμη του γυναικωνίτη. Πρόκειται για διαμπερείς


(ΕΤΕΠΑΜ)


8

ρηγματώσεις που δημιουργήθηκαν από τις διαφορετικές κινήσεις σε σεισμική καταπόνηση καμπαναριού και φορέα Ναού. Εσωτερικά του Ναού παρουσιάζονται ρηγματώσεις από τις οποίες οι περισσότερες από αυτές των τόξων των ανοιγμάτων συμπίπτουν με τις εξωτερικές. Οι ρηγματώσεις που εμφανίζονται κυρίως στα τοιχογραφημένα επιχρίσματα πιθανώς να μην επεκτείνονται στις λιθοδομές μιας και τα περισσότερα από αυτά έχουν αποκολληθεί και ακολουθούν τη δική τους ανεξάρτητη παραμόρφωση. Δύο έντονες ρηγματώσεις παρουσιάζονται επίσης στη δυτική όψη στην επαφή των κωδωνοστασίων με το σώμα του ναού, στη στάθμη του γυναικωνίτη που οφείλονται κυρίως στη δράση του σεισμού. Τεμάχια επιχρίσματος στο εσωτερικό του Ναού αποσπώνται από τους θόλους και καταπίπτουν. Τα ξύλινα δάπεδα του γυναικωνίτη δεν είναι ενσωματωμένα στις λιθοδομές και η διάταξη των φερόντων στοιχείων τους δεν εξασφαλίζει διαφραγματική λειτουργία. Η ξυλεία είναι έντονα διαβρωμένη. Τα στηθαία του γυναικωνίτη παρουσιάζουν έντονες ρηγματώσεις και δεν εξασφαλίζουν την απαιτούμενη ακαμψία στο φορέα στη στάθμη αυτή. Το κεντρικό κλίτος καλύπτεται σήμερα, από οπλισμένο μανδύα τσιμεντοκονιάματος και κολυμβητά κεραμίδια. Ο οπλισμένος μανδύας βοηθά στη διαφραγματική λειτουργία του φορέα του κεντρικού κλίτους. Ρηγματώσεις παρουσιάζονται στην επαφή των στοιχείων Ω/Σ και των λιθοδομών λόγω της έλλειψης διατμητικών βλήτρων μεταξύ των δύο διαφορετικών υλικών. Όπως αποδείχτηκε από έρευνες το υπόστρωμα του επιχρίσματος είναι ισχυρό κονίαμα όπου δεν υπάρχει ύπαρξη διαλυτών αλάτων, δύσκολο να αφαιρεθεί και το οποίο παρέχει καλή και αποτελεσματική προστασία στο μνημείο. Στο εσωτερικό των κωδωνοστασίων υπάρχει πρόσθετη ενίσχυση από οπλισμένο σκυρόδεμα. Αυτή παρά το γεγονός ότι είναι μάλλον κακότεχνη προσθήκη δεν φαίνεται να επιβαρύνει το κτήριο αφού δημιουργεί τοπικά διαφραγματικές ζώνες οι οποίες βοηθούν στατικά τις λιθοδομές στο σύνολό τους. 5. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ Για την εκπόνηση της μελέτης αντισεισμικής θωράκισης του Ναού κατά ΕΑΚ (Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός), συντάχθηκε και εκτελέστηκε πρόγραμμα ερευνητικών εργασιών. Έγινε πλήθος ανασκαφικών τομών, μεγάλου βάθους, μέχρι αποκάλυψης της θεμελίωσης του Ναού, προκειμένου να μορφωθεί ο φορέας με τις σωστές συνοριακές συνθήκες. Προσδιορίστηκαν τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του εδαφικού υλικού θεμελίωσης, των λιθοπλίνθων και των κονιαμάτων και εκτιμήθηκαν οι σταθερές που υπεισέρχονται στις στατικές – εδαφοστατικές διερευνήσεις. Δεν παρατηρήθηκαν ρηγματώσεις από διαφορικές καθιζήσεις ή άλλο αίτιο στη θεμελίωση του Ναού. Από δοκιμαστικές εισπιέσεις, σε περιοχές όπου δεν υπήρχαν ρηγματώσεις, προέκυψε ότι δεν είναι δυνατό να εφαρμοστούν ενέματα με βάση το τσιμέντο ή τον ασβέστη για την αύξηση των μηχανικών αντοχών των λιθοδομών. Συμπεραίνεται από τις δοκιμαστικές εισπιέσεις ότι οι λιθοδομές δεν παρουσιάζουν στη μάζα τους «συγκοινωνούντα» διάκενα που θα μπορούσαν να πληρωθούν.

ΒΑΘΟΣ ΟΡΥΓΜΑΤΟΣ

4,50m

Εικ.19. Ανασκαφικές τομές-όρυγμα 4 στη νότια περιοχή της ανατολικής παρειάς του ναού


(ΕΤΕΠΑΜ)


9

5.1. ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΦΟΡΕΑ ΣΤΗΝ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ

Έγινε έλεγχος της στατικής επάρκειας του φορέα όπως αυτός αποτυπώθηκε, με την παραδοχή των λιθοδομών ως ισότροπα και ομοιογενή υλικά (χωρίς ρηγματώσεις), με χρήση χωρικών πεπερασμένων στοιχείων και του προσομοιώματος «Concrete Damaged Plasticity Model», που σε συνθήκες διαρροής περιέχει το κριτήριο Drucker – Prager. Στο προσομοίωμα αυτό γίνεται η παραδοχή ότι οι κύριοι μηχανισμοί αστοχίας είναι η εφελκυστική ρηγμάτωση (cracking) και η σύνθλιψη (crushing) από θλιπτική καταπόνηση του υλικού.

Εικ.20. Γενική άποψη προσομοιώματος στην υπάρχουσα κατάσταση

Εικ.21 Εγκάρσια τομή Εικ.22. Στοιχεία προσομοιώματος Η εφελκυστική και η θλιπτική συμπεριφορά του υλικού χαρακτηρίζονται από μειούμενη πλαστική συμπεριφορά (μείωση μέτρου ελαστικότητας). Το προσομοίωμα αστοχίας χρησιμοποιεί ένα κριτήριο διαρροής με διαφορετικές τιμές αντοχής εφελκυσμού και θλίψης.


(ΕΤΕΠΑΜ)


10

Εφελκυστική ρηγμάτωση Σύνθλιψη από θλιπτική καταπόνηση

Εικ.23. Σχέση τάσης – παραμόρφωσης για συνθήκες μονοαξονικής καταπόνησης Η θλιπτική αντοχή και το μέτρο ελαστικότητας των λιθοδομών και της θολοδομίας εκτιμήθηκαν κατά EC6. Οι ελκυστήρες που έχουν τοποθετηθεί στη γένεση των τόξων ελήφθησαν ως γραμμικά πεπερασμένα στοιχεία. Τα φορτία ελήφθησαν κατά EC1 και η σεισμική διέγερση σχεδιασμού, κατά EAK, με οριζόντια συνιστώσα φασματικής επιτάχυνσης σχεδιασμού, Φd(T)=0,47g. Προσδιορίστηκαν οι περιοχές αστοχίας, οι αναπτυσσόμενες τάσεις και παραμορφώσεις στο φορέα.

Εικ.24. Πλαστικοποιημένες περιοχές σε εφελκυσμό για το συνδυασμό KF4 = g + p + Φ

d,(-y) + 0,3 * Φ

d,(-x)

Οι λιθοδομές ελέχθησαν κατά EC6 για τους δυσμενέστερους συνδυασμούς φόρτισης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των επιλύσεων υπάρχουν περιοχές αστοχίας μεγάλης έκτασης που καθιστούν το φορέα στατικά επισφαλή. Επιπρόσθετα έγινε έλεγχος των αναπτυσσόμενων τάσεων και καθιζήσεων στη στάθμη της θεμελίωσης με τη θεωρία του ελαστικού ημιχώρου απ΄ όπου προέκυψε ότι δεν αναπτύσσονται, σε περίπτωση σεισμού κατά ΕΑΚ, διαφορικές καθιζήσεις. 6. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Για την επιλογή των μέτρων στερέωσης τέθηκαν από το Υπουργείο Πολιτισμού περιορισμοί. Η χρήση ανθρακονημάτων, οργανικών ενεμάτων και φορέων Ω/Σ είναι απαγορευτική καθώς και οποιουδήποτε


(ΕΤΕΠΑΜ)


11

μη αναστρέψιμο μέτρο. Περιορισμοί υπήρχαν επίσης λόγω της έκτασης των τοιχογραφιών στο εσωτερικό του Ναού και λόγω του ότι οι λιθοδομές δεν παρουσιάζουν στη μάζα τους «συγκοινωνούντα» διάκενα, που καθιστούν αδύνατη την εισπίεση ενεμάτων. Ως μέτρο στερέωσης επιλέχθηκε και διερευνήθηκε, η ενίσχυση της διαφραγματικής λειτουργίας των στεγών του Ναού και των δαπέδων του γυναικωνίτη.

Εικ.25. Φορέας με μέτρα στερέωσης Για τη στατική διερεύνηση ενίσχυσης του Ναού έγινε τοποθέτηση διαφραγμάτων με προσομοίωσή τους ως επίπεδοι φορείς. Επιπρόσθετα, στα ανοίγματα, όπου εμφανίζονται ακραίες εφελκυστικές τάσεις και αστοχίες, επιλέχθηκε η ενίσχυση τους. Ακολουθώντας στο προσομοίωμα, τη μεθοδολογία επίλυσης της υπάρχουσας κατάστασης, οι περιοχές αστοχίας μειώθηκαν σημαντικά, εμφανίστηκαν πλέον επιφανειακά και πουθενά σε όλη τη διατομή της λιθοδομής. Επιπρόσθετα οι λιθοδομές πληρούσαν τις απαιτήσεις του EC6.

Εικ.26. Πλαστικοποιημένες περιοχές σε εφελκυσμό για το συνδυασμό KF4 = g + p + Φ

d,(-y) + 0,3 * Φ

d,(-x)

Για την αποφυγή της επιβολής μεγάλων φορτίων του φορέα του Ναού και για τον περιορισμό των δαπανών συντήρησης, επιλέχτηκαν και διαστασιολογήθηκαν, στις θέσεις των διαφραγμάτων, ισοδύναμοι μεταλλικοί φορείς.


(ΕΤΕΠΑΜ)


12

Εικ. 27. Περιοχές ενίσχυσης Για τα πλευρικά κλίτη της στέγης και το γυναικωνίτη, επιλέχθηκε στη θέση των επίπεδων φορέων να ληφθούν μεταλλικά πλαίσια σε κάναβο. Στις περιοχές αυτές υπάρχει περιθώριο ύψους εφαρμογής μεταλλικών διαφραγμάτων, χωρίς την αλλαγή της αρχιτεκτονικής μορφής του ναού. Στις κεντρικές στέγες, όπου η εφαρμογή επιπρόσθετου φορέα θα δημιουργούσε αύξηση του ύψους του Ναού και αλλαγή της αρχιτεκτονικής, ελήφθη ενίσχυση με λάμες. Για τον περιορισμό των εφελκυστικών ρηγματώσεων στα ανοίγματα διερευνήθηκε η εφαρμογή ελασμάτων. 6.1. ΔΙΑΦΡΑΓΜΑ ΣΤΑ ΠΛΕΥΡΙΚΑ ΚΛΙΤΗ ΚΑΙ ΣΤΟ ΓΥΝΑΙΚΩΝΙΤΗ

Εκτιμήθηκε η διατομή ενός τυπικού πλαισίου με αντίστοιχη δυστένεια με τους επίπεδους επιφανειακούς φορείς (Ι. Βάγιας - Σιδηρές κατασκευές – Ανάλυση και διαστασιολόγηση – Κλειδάριθμος 2003).

Εικ. 28. Επιλογή τυπικού πλαισίου Έγινε σύγκριση των αναπτυσσόμενων παραμορφώσεων, σε φορέα από λιθοδομή, προσομοιώματος με το τυπικό μεταλλικό πλαίσιο σε κάναβο με προσομοίωμα με τον επίπεδο επιφανειακό φορέα, προκειμένου να ελεγχθεί η ισοδύναμη διαφραγματική λειτουργία τους. Ο έλεγχος έγινε για διάφορες


(ΕΤΕΠΑΜ)


13

φορτίσεις. Ως δυσμενέστερη φόρτιση ελήφθη η φόρτιση με αδρανειακά φορτία στη διεύθυνση y με φασματική επιτάχυνση σχεδιασμού Φd(T)=0,5g.

Εικ. 29. Προσομοιώματα λιθοδομών με μεταλλικό διάφραγμα και διάφραγμα ως επίπεδος επιφανειακός φορέας Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου τα δύο προσομοιώματα αναπτύσσουν παρόμοιες παραμορφώσεις και θεωρούνται ότι έχουν αντίστοιχη διαφραγματική λειτουργία.

Εικ. 30. Αποτελέσματα παραμορφώσεων για τα προσομοιώματα λιθοδομών με μεταλλικό διάφραγμα και διάφραγμα ως επίπεδος επιφανειακός φορέας Με δεδομένο ότι ο κάναβος των μεταλλικών πλαισίων συνδέεται με τις λιθοδομές με βλήτρα, ο έλεγχος επαναλαμβάνεται για να συγκρίνει το μεταλλικό διάφραγμα με σημειακές στηρίξεις, με τον επίπεδο επιφανειακό φορέα σε πλήρη επαφή με τη λιθοδομή.


(ΕΤΕΠΑΜ)


14

Εικ. 31. Προσομοιώματα λιθοδομών με μεταλλικό διάφραγμα με σημειακές στηρίξεις και διάφραγμα ως επίπεδος επιφανειακός φορέας με επιφανειακή στήριξη Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου και αυτά τα προσομοιώματα, με τις διαφορετικές συνθήκες στήριξης, θεωρούνται ότι έχουν αντίστοιχη, μεταξύ τους, διαφραγματική λειτουργία.

Εικ. 32. Αποτελέσματα παραμορφώσεων προσομοιώματων λιθοδομών με μεταλλικό διάφραγμα με σημειακές στηρίξεις και διάφραγμα ως επίπεδος επιφανειακός φορέας με επιφανειακή στήριξη Για τη διαστασιολόγηση ενός τυπικού πλαισίου του μεταλλικού διαφράγματος προσδιορίζεται η θέση με τις μεγαλύτερες αναπτυσσόμενες τάσεις για το δυσμενέστερο συνδυασμό φόρτισης. Οι μέγιστες αναπτυσσόμενες τάσεις ανάγονται σε εξωτερικά φορτία ενός τυπικού πλαισίου.


(ΕΤΕΠΑΜ)


15

Εικ. 15 Αναπτυσσόμενες τάσεις στο δυσμενέστερο φάτνωμα του μεταλλικού διαφράγματος

Εικ. 33. Εξωτερικά φορτία στο δυσμενέστερο φάτνωμα του μεταλλικού διαφράγματος Επιλέγεται, προσομοίωμα τυπικού μεταλλικού πλαισίου ως γραμμικός φορέας με στηρίξεις που δημιουργούν τα μέγιστα αναπτυσσόμενα εντατικά μεγέθη. Το προσομοίωμα φορτίζεται με τις εξωτερικές δυνάμεις που υπολογίστηκαν. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου οι επιλεγείσες διατομές πληρούν τις απαιτήσεις του EC3. Από τις αντιδράσεις των στηρίξεων διαστασιολογούνται τα βλήτρα σύνδεσής τους με τη λιθοδομή.


(ΕΤΕΠΑΜ)


16

Εικ. 34. Προσομοίωμα γραμμικού φορέα τυπικού πλαισίου – Διαστασιολόγηση

Εικ. 35. Κατασκευαστικό σχέδιο εφαρμογής μεταλλικού διαφράγματος στο γυναικωνίτη 6.2. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΗΣ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΣΤΕΓΗΣ Η μεθοδολογία ενίσχυσης της κεντρικής στέγης είναι αντίστοιχη με αυτή των πλευρικών κλιτών και του γυναικωνίτη. Επιλέγθηκε κάναβος ελασμάτων που συνδέεται στη στέγη σημειακά με βλήτρα στους κόμβους και συγκρίνονται οι παραμορφώσεις με το προσομοίωμα με τον επίπεδο επιφανειακό φορέα, για διάφορες φορτίσεις.


(ΕΤΕΠΑΜ)


17

Εικ. 36. Προσομοιώματα φορέων λιθοδομής με ενίσχυση με μεταλλικά ελάσματα και επιφανεικό φορέα Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου ο φορέας λιθοδομών με τα επιλεγέντα μεταλλικά ελάσματα θεωρούμε ότι έχει αντίστοιχη παραμορφωσιακή συμπεριφορά με το φορέα λιθοδομών με επίπεδο επιφανειακό φορέα.

Εικ. 37. Αποτελέσματα παραμορφώσεων για τα προσομοιώματα φορέων λιθοδομής με ενίσχυση με μεταλλικά ελάσματα και επιφανεικό φορέα


(ΕΤΕΠΑΜ)


18

Εικ. 38. Κατασκευαστικό σχέδιο με εφαρμογή μεταλλικών ελασμάτων ενίσχυσης στις κεντρικές στέγες του ναού 6.3. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ ΜΕ ΕΛΑΣΜΑΤΑ Για την ενίσχυση των ανοιγμάτων ώστε να μη δημιουργούνται εφελκυστικές ρηγματώσεις επιλέγχθηκαν ελάσματα περιμετρικά των ανοιγμάτων. Για τον έλεγχο της ισοδύναμης παραμορφωσιμότητας ενός ανοίγματος με ενίσχυση με έλασμα και ενίσχυση με επιφανειακό φορέα χρησιμοποιήθηκε αντίστοιχη μεθοδολογία με αυτή των ενισχύσεων των στεγών και του γυναικωνίτη. Ελέγχθηκαν τα προσομοιώματα για διάφορες φορτίσεις.

Εικ. 39. Προσομοιώματα λιθοδομής με ανοίγματα με μεταλλικά ελάσματα και επιφανειακούς φορείς


(ΕΤΕΠΑΜ)


19

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των επιλύσεων τα προσομοιώματα παρουσιάζουν αντίστοιχη παραμορφωσιμότητα.

Εικ. 40. Αποτελέσματα παραμορφώσεων προσομοιωμάτων λιθοδομής με ανοίγματα με μεταλλικά ελάσματα και επιφανειακούς φορείς Για τη διαστασιολόγηση του μεταλλικού ελάσματος επιλέγεται, ως φορτίο, η μέγιστη αναπτυσσόμενη εφελκυστική τάση, από το δυσμενέστερο συνδυασμό φόρτισης, στη διατομή του επίπεδου φορέα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου η επιλεγείσα διατομή μπορεί να παραλάβει ασφαλώς τα αναπτυσσόμενα εφελκυστικά φορτία.

Εικ. 41. Αναπτυσσόμενες τάσεις στη λιθοδομή στις περιοχές του ανοίγματος – Διαστασιολόγηση ελασμάτων ενίσχυσης Για τη σύνδεση του μεταλλικού ελάσματος με το άνοιγμα της λιθοδομής και τη μεταφορά των φορτίων από τη λιθοδομή στο έλασμα, προσδιορίστηκαν, στη διεπιφάνεια ελάσματος – λιθοδομής, οι διατμητικές τάσεις και διαστασιολογήθηκαν βλήτρα σύνδεσης.


(ΕΤΕΠΑΜ)


20

Εικ. 42. Κατασκευαστικές λεπτομέρειες ενίσχυσης ανοιγμάτων με μεταλλικά ελάσματα

Οι προτάσεις αυτές συνδυάζονται με εξασφάλιση της υδατοστεγανότητας των στεγών που

επιτυγχάνεται με αντικατάσταση των καλύψεων με σύγχρονες μεμβράνες και κεραμίδια

κολυμβητά, ανασχεδιασμό των ρύσεων, κατασκευή επαρκών υδρορροών για την απομάκρυνση των

ομβρίων από τις όψεις καθώς και αντικαταστάσεις των απολήξεων των κωδωνοστασίων. Άλλες

επεμβάσεις αφορούν την ενίσχυση της διαφραγματικής λειτουργίας των δαπέδων του γυναικωνίτη,

την αντικατάσταση των στεγών, την αντικατάσταση των επιχρισμάτων με νέα μορφή συμφωνότερη

με την τεκμηριωμένη από φωτογραφίες αρχική. Βέβαια το κύριο βάρος των επεμβάσεων, μετά την

εξασφάλιση της στατικής επαρκείας και της στεγανότητας του κελύφους, πέφτει στη συντήρηση των

τοιχογραφιών η οποία είναι αντικείμενο της μελέτης των συντηρητών.


(ΕΤΕΠΑΜ)


21

The Church of the Annunciation of Mother of God in Amfissa Strengthening of walls and masonry arches by steel elements

Anna Arvanitakis Civil engineer, Ph.D Sotiris Voyadjis Architect Ph.D Giorgio Tavlaridis Chemist – Conservation scientist 1. Introduction The Cathedral of Amfissa, dedicated to the Annunciation of Mother of God, was built in 1859 ‐ 1869 on the ruins of an early Christian basilica the baptistery of which to the north of the church is preserved and excavated. Because the condition of interior painted surfaces was very poor and therefore a intervention needed, the metropolitan of Amfissa commissioned in 2011 ‐ 2012 a multidisciplinary team to carry out a comprehensive rehabilitation study of the church. 2. Description It is a majestic temple 18.81X28.17m in plan and 20.54m in height. Typologically it belongs to the type of three‐aisled basilica with transept and dome. The church also has a spacious gallery, while tall twin spires adorn its western end. The church is externally plastered. Lately (perhaps in 1981) it was externally covered with cement mortar and painted off‐white, instead of plaster imitating masonry which was the original appearance. The inner surfaces of the church have been decorated in the years 1927 ‐ 1932 by the well‐known painter Spyros Papaloukas. 4. Pathology Cracks have appeared in window arches at gallery level and the western walls where the spires adhere to the body of the church. Inside the church cracks coincide with the external ones. Moreover plaster coating pieces inside the church have been detached from the vaults due to erosion. The timber of the wooden floor of the gallery is heavily eroded and bears no guarantee for its diaphragmatic function. On the side aisles roofs the tiles are mounted on wooden planks allowing rain water to sip in and destroy the paintings. The nave is covered today by reinforced cement mantle that improves diaphragmatic function of the central aisle. 5. Proposals For the earthquake‐proofing study the church a research program was drawn and executed comprising of: 5.1 Checking the present‐day structural integrity of the building. 5.2 Checking the structural integrity after the introduction of fixing measures. On the central aisles roof flat steel trusses will be constructed (diaphragms), to be connected to the masonry and roofs by bolts.Steel frames will be applied to the arched openings (windows) connected with the masonry by bolts.Tendons will be applied to bind the spires to the body of the church and receive the tensile stresses developed due to differential behavior in case of an earthquake. Other interventions will be applied concerning the strengthening of diaphragmatic function of gallery floors, replacement of roofs with waterproof ones, and replacement of external coatings.

Ο Ευαγγελισμός της Θεοτόκου Άμφισσας. Ενίσχυση...

Documents