Σεισμική συμπεριφορά αρχαιολογικών αντικειμένων στα μουσεία

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη σεισμική συμπεριφορά αρχαιολογικών αντικειμένων που εκτίθενται σε μουσεία, με στόχο την κατανόηση των παραμέτρων που επηρεάζουν την ευπάθειά τους κατά τη διάρκεια σεισμικών γεγονότων. Αρχικά, παρουσιάζεται η σεισμική επικινδυνότητα του ελληνικού χώρου μέσα από ιστορικά παραδείγματα σεισμών που έχουν προκαλέσει ζημιές σε μουσεία και εκθέματα, υπογραμμίζοντας τη σημασία της προστασίας της πολιτιστικής κληρονομιάς από σεισμικούς κινδύνους. Στη συνέχεια, αναλύονται θεωρητικά οι μηχανισμοί γένεσης σεισμών, τα είδη σεισμικών κυμάτων και οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάδοση των σεισμικών δονήσεων, ενώ γίνεται αναφορά στο κανονιστικό πλαίσιο του Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού και του Ευρωκώδικα 8. Η εργασία εξετάζει διεξοδικά τη σεισμική ευπάθεια αρχαιολογικών εκθεμάτων, περιγράφοντας παραμέτρους όπως η γεωμετρία, τα υλικά κατασκευής, οι τοπικές γεωτεχνικές συνθήκες και η στήριξη των αντικειμένων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην παρουσίαση πειραματικών μελετών που καταγράφουν τη συμπεριφορά αντικειμένων σε προσομοιωμένες σεισμικές διεγέρσεις, παρέχοντας πολύτιμα δεδομένα για την κατανόηση φαινομένων όπως η ολίσθηση και ο λικνισμός. Στη θεωρητική ανάλυση του λικνισμού περιγράφονται οι συνθήκες που οδηγούν σε ταλάντωση ή ανατροπή αντικειμένων, καθώς και τα χαρακτηριστικά του δυναμικού τους συστήματος. Στο πρακτικό μέρος της εργασίας, αναπτύχθηκε αριθμητικό μοντέλο με χρήση πεπερασμένων στοιχείων, με στόχο την ανάλυση ιδιομορφών και ιδιοσυχνοτήτων σε αντιπροσωπευτικό αντικείμενο, ώστε να διερευνηθεί η πιθανότητα συντονισμού που μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνη συμπεριφορά κατά τη διάρκεια σεισμικών διεγέρσεων. Τα αποτελέσματα συνέβαλαν στη βαθύτερη κατανόηση της σεισμικής απόκρισης αρχαιολογικών εκθεμάτων, χωρίς ωστόσο να καταλήγουν σε συγκεκριμένες προτάσεις προστασίας, αλλά θέτοντας τη βάση για μελλοντική έρευνα στον τομέα της σεισμικής προστασίας μουσειακών συλλογών. ABSTRACT This thesis investigates the seismic behavior of archaeological objects exhibited in museums, aiming to understand the parameters affecting their vulnerability during seismic events. Initially, the seismic hazard in Greece is presented through historical examples of earthquakes that caused damage to museums and exhibits, highlighting the importance of protecting cultural heritage from seismic risks. The theoretical section analyzes earthquake generation mechanisms, the types of seismic waves, and the factors influencing seismic wave propagation, along with a review of the regulatory framework of the Greek Seismic Code and Eurocode 8. The thesis thoroughly examines the seismic vulnerability of archaeological exhibits, describing parameters such as geometry, construction materials, local geotechnical conditions, and the support methods of objects. Special emphasis is placed on the presentation of experimental studies investigating the behavior of objects subjected to simulated seismic excitations, providing valuable data for understanding phenomena such as sliding and rocking. The theoretical analysis of rocking describes the conditions leading to oscillation or overturning of objects and the characteristics of their dynamic system. In the practical part of the thesis, a numerical model was developed using the finite element method to analyze mode shapes and natural frequencies of a representative object, with the aim of investigating resonances that could lead to dangerous behavior during seismic excitations. The results contributed to a deeper understanding of the seismic response of archaeological exhibits. However, the study does not propose specific protection measures but rather lays the groundwork for future research in the field of seismic protection of museum collections.