Αποτίμηση φέροντος οργανισμού νοτιοανατολικού τμήματος Φρούριου Κουλέ με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση και η εκτίμηση της παθολογίας του νοτιοανατολικού τμήματος του σημαντικότερου μνημείου της πόλης του Ηρακλείου του Φρουρίου ΚΟΥΛΕ με σύγχρονες μεθόδους επίλυσης και ανάλυσης κατασκευών. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την παρούσα εργασία είναι η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων η οποία πλεονεκτεί λόγω της ευκολίας με την οποία αντιμετωπίζει σύνθετα προβλήματα ( πχ πολύπλοκες γεωμετρίες ), του ευχερέστερου προγραμματισμού της στον Η/Υ [ 1 ] και έχει εκτενώς χρησιμοποιηθεί από πολλούς ερευνητές σε αντίστοιχες μελέτες. Για τη μοντελοποίηση και ανάλυση της κατασκευής χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πακέτο MSC.MARC της εταιρίας Marc Analysis Corp. Πρόκειται για ένα πρόγραμμα γενικής εφαρμογής στο οποίο μπορούν να μελετηθούν φορείς υπό διάφορες φορτίσεις και υλικά, με την χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων.. Η μελέτη, η οποία έγινε με παραδοχή ελαστικής συμπεριφοράς, έχει ως στόχο να αποτελέσει το πρώτο βήμα της διαδικασίας ενίσχυσης και αποκατάστασης του μνημείου. Το προσομοίωμα πεπερασμένων στοιχείων που υλοποιήθηκε απεικονίζει λεπτομερώς την παρούσα γεωμετρία του φρουρίου, ( μικροί και μεγάλοι θόλοι, κανονιοθυρίδες κτλ ) . Τα μηχανικά χαρακτηριστικά του φορέα ελήφθησαν από ελέγχους δοκιμίων του Περιφερειακού Εργαστηρίου Κρήτης. Ειδικότερα έγινε προσπάθεια να ερευνηθεί το κατά πόσο οι σπηλαιώσεις στην θεμελίωση που οφείλονται στην γειτνίαση του φρουρίου με την θάλασσα επιβαρύνουν την κατασκευή. Στα πλαίσια της έρευνας έγιναν αναλύσεις του υπό εξέταση τμήματος για το ίδιο βάρος της κατασκευής, για επιβαλλόμενη βύθιση ως αποτέλεσμα των σπηλαιώσεων της θεμελίωσης. Έγινε επίσης ιδιομορφική ανάλυση για την εύρεση των δυναμικών χαρακτηριστικών της κατασκευής δηλαδή ιδιοσυχνοτήτων και ιδιομορφών που καθορίζουν την δυναμική συμπεριφορά της κατασκευής. Τέλος έγινε δυναμική ανάλυση για το σεισμό του Αιγίου ο οποίος έπληξε την περιοχή της Αχαΐας στις 16-06-1995 και ήταν μεγέθους Μ=6.10 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ. Κατόπιν αυτού έγιναν συγκρίσεις των αποτελεσμάτων της ανάλυσης με την υπάρχουσα κατάσταση του φορέα, και επαληθευτήκαν οι ευάλωτες περιοχές της κατασκευής, οι οποίες παρουσιάζουν ήδη σημάδια φθοράς και ρωγμές.

Συμπερασματικά διαπιστώνεται ότι λόγω των επιβαλλόμενων δράσεων το τμήμα αυτό του Φρουρίου έχει την τάση να αναπτύσσει εφελκυστικές τάσεις οι οποίες σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνούν την εφελκυστική αντοχή των δομών του Φρουρίου με συνέπεια να δημιουργούνται ρηγματώσεις στο σώμα του Φρουρίου. Εάν σε αυτά προστεθεί το γεγονός της βιολογικής φθοράς λόγω της άμεσης γειτνίασης του Φρουρίου με την θάλασσα ερμηνεύονται με σαφήνεια τα εμφανιζόμενα προβλήματα του Φρουρίου. Στο τέλος της εργασίας παρουσιάζονται τα μέτρα που έχουν ληφθεί για την βελτιστοποίηση της κατάστασης του Φρουρίου και δίνονται κατευθύνσεις ώστε να αξιοποιηθεί η παρούσα εργασία σε μελλοντική έρευνα.