Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκαν τα μηχανικά χαρακτηριστικά τοιχοποιιών βυζαντινού τύπου, κατασκευασμένων από οπτόπλινθους και ισοπαχή κονιάματα διαφόρων συνθέσεων μέσω πειραμάτων και προσομοιώσεων με πεπερασμένα στοιχεία. Συνολικά εξετάστηκαν τρεις συνθέσεις κονιαμάτων, με διαφορετικό είδος κονίας η κάθε μία. Το πειραματικό μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Αντισεισμικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.

 

Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά στοιχεία για τα κονιάματα αποκατάστασης ιστορικών τοιχοποιιών, εστιάζοντας στις απαιτήσεις που αυτά πρέπει να ικανοποιούν, ώστε να μπορούν να εφαρμοσθούν με ασφάλεια για την επέμβαση σε μια ιστορική κατασκευή. Επίσης, γίνεται μια σύντομη αναφορά στις βυζαντινές τοιχοποιίες μεγάλου αρμού και συγκεκριμένα στο ναό της Αγίας Σοφίας στην Κωνσταντινούπολη, ενώ παρατίθενται και οι φυσικομηχανικές ιδιότητες των υλικών του ναού, όπως αναφέρονται στη βιβλιογραφία.

 

Στο δεύτερο κεφάλαιο εξετάζονται οι χρησιμοποιούμενες συνθέσεις των κονιαμάτων. Ορίζονται οι φυσικές και μηχανικές παράμετροι και κριτήρια που πρέπει να ικανοποιούν τα συγκεκριμένα κονιάματα, ώστε να είναι συμβατά με την τοιχοποιία της Αγίας Σοφίας, όπως αυτή περιγράφηκε στο πρώτο κεφάλαιο. Δίνονται οι ιδιότητες των πρώτων υλών από τις οποίες παρασκευάσθηκαν τα δοκίμια της τοιχοποιίας, καθώς και οι μηχανικές ιδιότητες που υπολογίστηκαν σε δοκίμια των τριών κονιαμάτων σε διάστημα ενός χρόνου.

 

Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή των δοκιμών θλίψης που εκτελέστηκαν και παρατίθενται τα διαγράμματα τάσης – παραμόρφωσης για κάθε δοκίμιο που εξετάσθηκε ξεχωριστά και φωτογραφίες της τελικής κατάστασης των δοκιμίων.

Εικόνα 1. Πειραματική Διάταξη

Εικόνα 2. Ενδεικτική καμπύλη τάσης - παραμόρφωσης

Στο τέταρτο κεφάλαιο εξάγονται οι αντοχές και τα μέτρα ελαστικότητας των δοκιμίων ξεχωριστά και σε ομάδες ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο κονίαμα. Γίνεται, επιπλέον, σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με μαθηματικές σχέσεις της βιβλιογραφίας.

 

Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η προσομοίωση του συγκεκριμένου τύπου τοιχοποιίας με πεπερασμένα στοιχεία. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Abaqus, ενώ οι ιδιότητες της τοιχοποιίας εισήχθησαν μέσω προσομοιώματος αναπτυγμένου βάσει της υπορουτίνας VUMAT του Abaqus/Explicit. Το προσομοίωμα βαθμονομήθηκε με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα από τις δοκιμές θλίψης. Ακόμη, έγινε έλεγχος πειραματικών αποτελεσμάτων από σεισμικές δοκιμές.

 

Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο καταγράφονται τα συμπεράσματα που εξήχθησαν τόσο από το πειραματικό όσο και από το αναλυτικό μέρος της παρούσας εργασίας.