Ο Παρθενώνας, αφιερωμένος στη θεά Αθηνά, χτίστηκε τον 5ο αιώνα π.Χ. και η πολυτάραχη ζωή του (εκρήξεις, βανδαλισμοί, πυρκαγιές, ανεπιτυχείς επεμβάσεις κ.ά.) είχε ως αποτέλεσμα ο ναός να μείνει μερικώς κατεστραμμένος με πολλά και σοβαρά δομικά προβλήματα. Έτσι, το 1983 ξεκίνησε ένα φιλόδοξο επιστημονικό πρόγραμμα, που ακόμα και σήμερα βρίσκεται σε εξέλιξη, για τη "σωτηρία" του σπουδαίου αυτού μνημείου [1,2,3]. Στα πλαίσια αυτού του προγράμματος ανήκει και η αποκατάσταση των κατεστραμμένων συνδέσεων του ναού.
Η παρούσα εργασία μελετά τη μηχανική συμπεριφορά των συνδέσμων διπλού "T" και του περιβάλλοντος μαρμάρου υπό διάτμηση. Κίνητρο απετέλεσαν η χρήση αυτής της μορφής των συνδέσμων στα αρχαία χρόνια αλλά και σήμερα κατά τις εργασίες αποκατάστασης των μνημείων της Ακρόπολης των Αθηνών, η διατμητική καταπόνησή τους, το γεγονός ότι η διάτμηση (και η καθαρή διάτμηση) είναι μια από τις υφιστάμενες καταπονήσεις των δομικών μελών του ναού σύμφωνα με παρατηρήσεις των μετακινήσεών τους και τέλος η ανάγκη για μελέτη της διατμητικής συμπεριφοράς των συνδέσμων αυτών [1,4,5,6]. Η ιδιαιτερότητα του προβλήματος και οι ανυπέρβλητες δυσκολίες αναλυτικής-θεωρητικής επίλυσης υπαγόρευσαν ως βέλτιστη αντιμετώπιση τη συνδυασμένη πειραματική και υπολογιστική μελέτη του προβλήματος.
Τα δοκίμια που χρησιμοποιήθηκαν για την πειραματική μελέτη αντιπροσώπευαν τα επιστύλια σε κλίμακα 1:3 και αποτελούνταν από δύο όμοιους πρισματικούς όγκους μαρμάρου Διονύσου συνδεδεμένους με σύνδεσμο τιτανίου μορφής διπλού "T". Ο σύνδεσμος τοποθετείται σε κατάλληλα διαμορφωμένη εντορμία του μαρμάρου που πληρώνεται με κατάλληλο τσιμεντιτικό υλικό (κονίαμα). Πρέπει να σημειωθεί ότι λόγω της θέσης του συνδέσμου, τα δοκίμια δεν είναι πλήρως συμμετρικά. Η διάτμηση επιτεύχθηκε με ένα πρωτότυπο σύστημα συγκράτησης και φόρτισης των δοκιμίων. Η ιδέα ήταν να μένει ακινητοποιημένος ο όγκος Ι μέσω μιας πλάκας και τεσσάρων ντιζών ενώ ο όγκος ΙΙ να δέχεται την επιβαλλόμενη μετατόπιση μέσω ενός συστήματος πλακών και ράβδων (Εικ. 1).
Τα πειράματα έδειξαν ότι η προαναφερθείσα ασυμμετρία των δοκιμίων οδηγεί στην ανάπτυξη παρασιτικών καμπτικών και στρεπτικών ροπών με αποτέλεσμα να μην επιτυγχάνεται καθαρή διάτμηση. Η επιβαλλόμενη φόρτιση οδηγεί τελικά το μάρμαρο σε θραύση (που έρχεται σε αντίθεση με τις αρχές του "Χάρτη της Βενετίας") με την αναμενόμενη κωνική μορφή [1] (Εικ. 2) ενώ παρατηρείται απλά μόνιμη στροφή του συνδέσμου.
Η αριθμητική μελέτη πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια των Πεπερασμένων Στοιχείων. Κατασκευάστηκαν τέσσερα αριθμητικά μοντέλα που προσομοιώνουν ακριβώς τη γεωμετρία των δοκιμίων και οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν: 1)οι συνοριακές συνθήκες, 2)η ύπαρξη ή μη του κονιάματος και 3)η ύπαρξη ή μη του ανακουφιστικού κενού δηλ. η απουσία ή μη του κονιάματος σε μήκος 1 cm εκατέρωθεν της διεπιφάνειας των δύο όγκων κατά μήκος του συνδέσμου. Το πρώτο μοντέλο (Model R) θεωρείται ως μοντέλο αναφοράς. Αποτελείται και από τα τρία υλικά, η εντορμία πληρώνεται με κονίαμα και ο όγκος ΙΙ στον οποίο επιβάλλεται η μετατόπιση είναι ελεύθερος να κινηθεί. Το Model AC διαφοροποιείται ως προς τις συνοριακές συνθήκες. Συγκεκριμένα στον όγκο ΙΙ επιβάλλεται η μετατόπιση και ένας επιπλέον περιορισμός για την επίτευξη καθαρής διάτμησης. Η απουσία του κονιάματος είναι το χαρακτηριστικό του Model NM με σκοπό να διερευνηθεί η επίδρασή του στη μηχανική συμπεριφορά του μοντέλου. Τέλος, το Model RS1 μελετά την επιρροή του ανακουφιστικού κενού.

Πρέπει να τονιστεί ότι κατά την κατασκευή των μοντέλων λήφθηκαν υπ' όψιν όλες οι διεπιφάνειες των υλικών με τους αντίστοιχους συντελεστές τριβής (η). Πιο συγκεκριμένα υπάρχουν οι εξής διεπιφάνειες: 1)μεταξύ του συνδέσμου και του κονιάματος με η=0.25, 2)μεταξύ του κονιάματος και του μαρμάρου με η=0.50, 3)μεταξύ των δύο όγκων μαρμάρου με η=0.70 και 4)μεταξύ του συνδέσμου και του μαρμάρου στην περίπτωση απουσίας του κονιάματος (Model NM) με η=0.50. Σε όλα τα μοντέλα η επιβαλλόμενη μετατόπιση ήταν 5 mm, τιμή που υπέδειξε η πειραματική διαδικασία [7].
Τα αποτελέσματα της αριθμητικής μελέτης παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον. Στο Model R εμφανίζονται παρασιτικές καμπτικές και στρεπτικές ροπές (όπως και στα πειράματα) ενώ οι περιοχές του μαρμάρου που καταπονούνται περισσότερο είναι οι αναμενόμενες (Εικ. 3). Ο πρόσθετος περιορισμός του Model AC εξαλείφει τα παρασιτικά φαινόμενα. Οι έντονα καταπονούμενες περιοχές είναι ίδιες με του Model R αλλά οι τιμές των αναπτυσσόμενων τάσεων είναι αρκετά μεγαλύτερες. Η ύπαρξη ή μη του κονιάματος επηρεάζει σημαντικά τη συμπεριφορά του μοντέλου. Όταν απουσιάζει και ο σύνδεσμος είναι σε επαφή με το μάρμαρο (Model NM) αναπτύσσονται στρεπτικές ροπές αντίθετης φοράς συγκρινόμενες με αυτές του Model R. Επιπλέον, οι μέγιστες τάσεις αναπτύσσονται τώρα μόνο στην περιοχή γύρω από το κέντρο του συνδέσμου στη θέση της διεπιφάνειας των δύο όγκων. Τέλος, τα απoτελέσματα του Model RS1 επιβεβαίωσαν τη γνωστή θετική επίδραση του ανακουφιστικού κενού [5]. Οι περιοχές ενδιαφέροντος καταπονούνται ελάχιστα και οι μέγιστες τάσεις στο μάρμαρο εμφανίζονται μόνο στις γωνίες του συνδέσμου (Εικ. 4). Επιπρόσθετα, ο όγκος στον οποίο επιβάλλεται η μετατόπιση κινείται κατά τη διεύθυνση της φόρτισης παρόλο που δεν υπάρχουν οι πρόσθετοι περιορισμοί (απουσία παρασιτικών ροπών).

REFERENCES
[1] Μ. Κορρές-Χ. Μπούρας, Μελέτη αποκαταστάσεως του Παρθενώνος, Υπουργείο Πολιτισμού και Επιστημών, Επιτροπή Συντηρήσεως Μνημείων Ακροπόλεως, Αθήνα 1983.
[2] Ο Παρθενώνας και η ακτινοβολία του στα νεώτερα χρόνια. Επιστημονική επιμέλεια και συντονισμός: Παναγιώτης Τουρκινιώτης, Εκδοτικός οίκος "Μέλισσα".
[3] Χ. Μπούρας-Κ. Ζάμπας, Τα Έργα της Επιτροπής Συντηρήσεως Μνημείων Ακροπόλεως στην Αθηναϊκή Ακρόπολη, Υπουργείο Πολιτισμού, Ταμείο Αρχαιολογικών Πόρων και Απαλλοτριώσεων.
[4] Α. Βρούβα, Διερεύνηση Συνδεσμολογίας Επιστυλίων Βόρειας Κιονοστοιχίας Παρθενώνα, Υπουργείο Πολιτισμού, Επιτροπή Συντηρήσεως Μνημείων Ακροπόλεως, 2007.
[5] Κ. Ζάμπας, Μελέτη Αποκαταστάσεως του Παρθενώνος, Τόμος 3β, Υπουργείο Πολιτισμού, Επιτροπή Συντηρήσεως Μνημείων Ακροπόλεως, Αθήνα 1994.
[6] Ε.Ε. Τουμπακάρη, Μελέτη Δομικής Αποκαταστάσεως Ορθοστατών Βορείου Τοίχου Σηκού Παρθενώνος, Υπουργείο Πολιτισμού, Υπηρεσία Συντηρήσεως Μνημείων Ακροπόλεως, Δεκέμβριος 2004/Ιούλιος 2006.
[7] Ε.Δ. Πάσιου, Πειραματική και Αριθμητική Μελέτη Συνδέσμου Διπλού "T" και του Περιβάλλοντος Μαρμάρου υπό Διάτμηση, Μεταπτυχιακή Εργασία του Δ.Π.Μ.Σ.: Προστασία Μνημείων, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα, 2008.