Αριθμητική διερεύνηση της σεισμικής απόκρισης του ναού του Πύθιου Απόλλωνα στη Ρόδο και της απαιτούμενης αντοχής των κονιαμάτων αποκατάστασης - Μυταρέλη, Ηρώ-Ειρήνη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών, 2018)
Στην παρούσα εργασία διερευνάται η σεισμική συμπεριφορά των σπονδυλωτών και των ισοδύναμων μονολιθικών κιόνων του Ναού του Πύθιου Απόλλωνα που βρίσκεται στην ακρόπολη της Ρόδου. Το εν λόγω μνημείο απαρτίζεται από έναν ελεύθερα ιστάμενο κίονα και από μια συστοιχία κιόνων, αποτελούμενη από τρεις κίονες, οι οποίοι φέρουν ανωδομή (το λεγόμενο θριγκό). Επειδή η δυναμική απόκριση τέτοιων κατασκευών είναι πολύπλοκη και έντονα μη γραμμική, η αναλυτική προσέγγιση καθίσταται πρακτικά αδύνατη και η ανάλυση πραγματοποιείται με αριθμητικές μεθόδους. Οι κίονες του μνημείου προσομοιώνονται σε τρεις διαστάσεις, εφαρμόζοντας τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων με τη βοήθεια του κώδικα ABAQUS. Στα αριθμητικά μοντέλα που δημιουργούνται, εκτός από τους σπονδύλους προσομοιώνεται και μια βάση πάνω στην οποία εδράζονται οι κίονες. Οι κίονες θεωρούνται αναστηλωμένοι, μετά από την πλήρη αντικατάσταση ορισμένων σπονδύλων από νεόυς αλλά και τη συμπλήρωση των αρχαίων σπονδύλων με κομμάτια νέου λίθου που προσαρμόζονται ακριβώς στις ακανόνιστες επιφάνειες θραύσης. Η σύνδεση αρχαίων και νέων μελών πραγματοποιείται με χρήση κονιάματος, το οποίο θεωρείται ότι συμπεριφέρεται γραμμικώς ελαστικά και προσομοιώνεται με τρία ανεξάρτητα γραμμικά ελατήρια κατά μήκος των δύο διευθύνσεων του επιπέδου κάθε επιφάνειας, καθώς και της κάθετης σε αυτό διεύθυνσης. Η βασικότερη, όμως, παράμετρος του αριθμητικού μοντέλου είναι η προσομοίωση των αρμών μεταξύ των σπονδύλων ώστε να αναπαραχθούν τα φαινόμενα αποκόλλησης και ολίσθησης που εκδηλώνονται κατά την απόκριση αυτών των κατασκευών υπό καθεστώς ισχυρής εδαφικής κίνησης. Πράγματι, οι σπόνδυλοι των κιόνων μπορούν να κινηθούν ανεξάρτητα, να λικνιστούν ή/και να ολισθήσουν μεταξύ τους, δημιουργώντας κατά τη διάρκεια της σεισμικής τους απόκρισης ένα σύστημα απορρόφησης ενέργειας διαφορετικό από αυτό των σύγχρονων κατασκευών. Για το λόγο αυτό, αφενός εισάγεται σαν ιδιότητα επαφής η μηχανική ιδιότητα της τριβής στην εγκάρσια και διαμήκη διεύθυνση. Η τριβή δίνεται βάσει του κλασικού μοντέλου του Coulomb με κοινό στατικό και δυναμικό συντελεστή τριβής. Αφετέρου, στην κάθετη διεύθυνση της διεπιφάνειας δίνεται η προσέγγιση της «σκληρής επαφής», όπου η διείσδυση του ενός σώματος στο άλλο θεωρείται μη φυσική και αποτρέπεται μέσω του αλγορίθμου. Όταν τα σώματα βρίσκονται σε επαφή μεταδίδονται διατμητικές και αξονικές δυνάμεις, καθώς η τριβή εκφράζεται με όρους τάσεων στις διεπιφάνειες. Οι ίδιες ιδιότητες επαφής χρησιμοποιούνται και στις διεπιφάνειες των επιμέρους λίθων της ανωδομής της κιονοστοιχίας. Οι κίονες υποβάλλονται σε έξι διαφορετικές σεισμικές διεγέρσεις, οι οποίες επιλέχθηκαν έτσι ώστε να είναι συμβατές με το σεισμοτεκτονικό περιβάλλον της Ρόδου και τις εδαφικές συνθήκες στη θέση του μνημείου. Επιπλέον, οι επιλεχθείσες καταγραφές καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα δεσποζουσών περιόδων εδαφικής κίνησης. Οι δύο οριζόντιες συνιστώσες των επιταχυνσιογραφημάτων των εξεταζόμενων σεισμικών κραδασμών επιβάλλονται ταυτόχρονα στο επίπεδο της βάσης των κιόνων και κλιμακώνονται με κατάλληλο συντελεστή ώστε το φάσμα απόκρισης της συνδυασμένης (RMS) χρονοϊστορίας τους να αποκλίνει ελάχιστα από το ελαστικό φάσμα του Ευρωκώδικα 8 που αντιπροσωπεύει τη συγκεκριμένη κατασκευή. Παράλληλα, εξετάζεται η απόκριση των κιόνων για τις αντίστοιχες σεισμικές κινήσεις διπλάσιας έντασης, αλλά και για την περίπτωση που οι καταγραφές των βασικών σεισμικών σεναρίων επιβληθούν σε στραμμένες διευθύνσεις σε σχέση με τις αρχικά εξεταζόμενες. Στόχος της μελέτης είναι να διερευνήσει το μέγεθος των προκαλούμενων οριζόντιων μετακινήσεων, και συγκεκριμένα των μέγιστων αναπτυσσόμενων κατά τη διάρκεια της σεισμικής κίνησης και των παραμενουσών ολισθήσεων, στους σπονδύλους των πολυσπόνδυλων κιόνων του μνημείου και στους μονολιθικούς κίονες ισοδύναμης γεωμετρίας. Οι μονολιθικοί κίονες εξετάζονται για να αναδειχθούν οι επιπτώσεις αναστηλωτικών επεμβάσεων του παρελθόντος, οι οποίες είχαν σαν αποτέλεσμα τη σύνδεση των σπονδύλων και τη μετατροπή του δομικού συστήματος σε μονολιθικό πρακτικά. Επιπλέον, βασικός σκοπός της εργασίας είναι να εξετάσει την αναπτυσσόμενη ένταση στις διεπιφάνειες των συνδεόμενων με κονίαμα μελών και να αξιολογήσει την καταλληλότητα ή μη της χρήσης κονιαμάτων σαν μέτρου αποκατάστασης για το υπό μελέτη μνημείο. Οι μέγιστες αναπτυσσόμενες τιμές τάσεων συγκρίνονται με τις αντίστοιχες τιμές αντοχών προτεινόμενων κονιαμάτων αποκατάστασης. Πρέπει να τονιστεί, ωστόσο, ότι η θεωρούμενη κατά την προσομοίωση ελαστική συμπεριφορά του κονιάματος δεν είναι ρεαλιστική, αφού στην πραγματικότητα θα προκληθούν πλαστικές παραμορφώσεις στις διεπιφάνειες των κομματιών καθιστώντας τες έτσι πιο ευάλωτες σε αστοχία κατά τη διάρκεια της σεισμικής φόρτισης και οδηγώντας τες ακόμα και στη θραύση. Επομένως, η θεώρηση αυτή αποσκοπεί απλώς στο να ελεγχθεί το δυσμενέστερο αποτέλεσμα ως προς την εντατική κατάσταση των διεπιφανειών που προκαλείται κατά τη σεισμική απόκριση των κιόνων.