«Σεισμική αποτίμηση δομικού φορέα στην Αχάια Κλάους και πρόταση επανάχρησης»

Ευθυμάκη, Παναγιώτα

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Ευθυμάκη, Παναγιώτα

Date

2024-12

Advisor

Παπαλού, Αγγελική

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ με θέμα: «Σεισμική αποτίμηση δομικού φορέα στην Αχάια Κλάους και πρόταση επανάχρησης» για το Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών με τίτλο: «Προστασία Κατασκευών από Φυσικές Καταστροφές» (8.988Mb)

Keywords

εκπαίδευση ; σεισμική αποτίμηση ; building's seismic behavior ; ACHAIA CLAUSS ; Αχάια Κλάους ; Ansys ; Ansys APDL ; επανάχρηση κτηρίου ; building’s reuse ; sustainable development ; οινοποιείο

Abstract

Η ιστορία της ΑΧΑΪΑ CLAUSS ξεκινά τον 19ο αιώνα με την ίδρυση του οινοποιείου από τον Γερμανό Gustav Clauss στον Ριγανόκαμπο της Πάτρας. Το συγκρότημα, που περιλαμβάνει σημαντικά κτίρια όπως η βίλα του Clauss και το Theodoreum, αποτέλεσε σημείο αναφοράς για τη γερμανική παροικία στην περιοχή. Μετά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο και την αποχώρηση των γερμανικών μετόχων, το 1918 πέρασε στην ιδιοκτησία του Έλληνα επιχειρηματία Βλάση Αντωνόπουλου, διατηρώντας τη σύνδεση με την πολιτιστική και βιομηχανική κληρονομιά της Πάτρας. Σήμερα, το συγκρότημα είναι ιστορικό μνημείο με διατηρητέα κτίρια, ενώ παραμένει ενεργό στην κοινωνική ζωή της πόλης. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην ανάλυση ενός κτιρίου αποθήκης του οινοποιείου, κατασκευασμένου το 1974, με τη χρήση του λογισμικού ANSYS Mechanical APDL 2021 R2. Η μελέτη περιλαμβάνει στατική, ιδιομορφική και φασματική ανάλυση, με σκοπό την αξιολόγηση της δομικής συμπεριφοράς του κτιρίου υπό την φόρτιση του ιδίου βάρους της κατασκευής και των σεισμικών επιδράσεων. Το κτίριο διαθέτει σκελετό από οπλισμένο σκυρόδεμα και είναι ασκεπές. Τα αποτελέσματα επικεντρώνονται στην μελέτη τάσεων και παραμορφώσεων επισημαίνοντας αδυναμίες του κτηρίου και αποτυπώνοντας την συμπεριφορά της κατασκευής σε σεισμικές ταλαντώσεις. Η μελέτη συνδυάζει την ιστορική αναδρομή με τις τεχνικές αναλύσεις, προσφέροντας σημαντικά αποτελέσματα για την κατάσταση της κατασκευής και τη σεισμική της ευστάθεια. Ειδικότερα, η ιδιομορφική ανάλυση εντοπίζει τις φυσικές συχνότητες και ιδιομορφές του φορέα, που είναι κρίσιμες για την αξιολόγηση της δυναμικής συμπεριφοράς του. Ακολουθούν αναλύσεις δυναμικών επιδράσεων, όπως η φασματική ανάλυση για τη σεισμική συμπεριφορά του κτιρίου σύμφωνα με του σημερινούς κανονισμούς, η οποία παρουσιάζει τις μέγιστες αποκρίσεις λόγω σεισμικής διέγερσης. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι το κτίριο δεν πληροί τους σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς, λόγω της ηλικίας και των φθορών του. Η μελέτη των υλικών και της γεωμετρίας της κατασκευής προσδιορίζει τα στοιχεία του κτιρίου που χρειάζονται ενίσχυση και θέτει τις βάσεις για την αποκατάσταση τους. Σύμφωνα με τις σύγχρονες απαιτήσεις, η αποκατάσταση του κτιρίου πρέπει να ακολουθήσει τις κατευθυντήριες γραμμές του Κανονισμού Επεμβάσεων και να περιλαμβάνει την ενίσχυση του φέροντα οργανισμού και την αποκατάσταση των φθορών του οπλισμένου σκυροδέματος. Η εργασία ολοκληρώνεται με προτάσεις για την επανάχρηση του κτιρίου, εστιάζοντας στη διατήρηση της βιομηχανικής του κληρονομιάς και στην προσθήκη σύγχρονων λειτουργιών. Προτείνονται τεχνικές λύσεις για την ενίσχυση της κατασκευής, όπως η χρήση νέων υλικών και η εφαρμογή φωτοβολταϊκών συστημάτων στην οροφή, με στόχο την αειφόρα ανάπτυξη και τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος.

Abstract

The history of ACHAIA CLAUSS begins in the 19th century with the establishment of the winery by the German Gustav Clauss in the Riganokampos area of Patras. The complex, which includes significant buildings such as Clauss' villa and the Theodoreum, became a landmark for the German community in the region. After World War I and the departure of the German shareholders, the winery passed into the hands of Greek entrepreneur Vlassis Antonopoulos in 1918, maintaining its connection to the cultural and industrial heritage of Patras. Today, the complex is a historic monument with listed buildings, and it continues to play an active role in the social life of the city. This thesis focuses on the analysis of a warehouse building of the winery, constructed in 1974, using the ANSYS Mechanical APDL 2021 R2 software. The study includes static, modal, and spectral analysis to evaluate the structural behavior of the building under its own weight and seismic effects. The building has a reinforced concrete frame and is roofless. The results concentrate on the study of stresses and deformations, highlighting the parts of the building that needs strengthening, laying the groundwork for its restoration. The study combines historical background with technical analyses, offering significant results regarding the building’s condition and its seismic stability. Specifically, the modal analysis identifies the natural frequencies and mode shapes of the structure, which are crucial for assessing its dynamic behavior. This is followed by analyses of dynamic effects, such as the spectral analysis of the building's seismic behavior, which reveals maximum responses due to seismic excitation. The results demonstrate that the building does not meet modern seismic codes due to its age and deterioration. The study of the materials and geometry of the structure identifies its weaknesses and lays the foundation for its restoration and maintenance, as well as for enhancing its seismic capacity. In line with current standards, the building’s restoration should follow the Intervention Code guidelines, including strengthening the load-bearing structure and repairing the damage to the reinforced concrete. The thesis concludes with proposals for the building’s reuse, focusing on the preservation of its industrial heritage and the addition of modern functions. Technical solutions are proposed to strengthen the structure, such as the use of new materials and the installation of photovoltaic systems on the roof, aiming for sustainable development and reducing the environmental footprint.