Építhető-e membrán dongaboltozat?
Az ikonikus membrán modell vajon reprodukálható-e a mai gyakorlatban alkalmazott végeselemes szoftverrel és egyáltalán milyen kapcsolatban áll a valósággal?
A hipotézisünk szerint a román kori félkör keresztmetszetű dongaboltozatok két típusát különböztethetjük meg. Az első esetben a donga szélességéhez képest a hossza rövid, ezáltal a végfalak hatása miatt, a membránelmélet szerint, nem adódik vízszintesen ható teherkomponens az oldalfalakra, sem függőleges teher, azaz a dongaboltozat membránszerűen viselkedik, ezért nem szükséges az oldalfalak támpillérekkel való megtámasztása. A második esetben a donga szélességéhez képest hosszabb, így a hossztengely mentén a donga középső szakaszában már nem a fent említett módon viselkedik, hiszen a végfalak olyan távol helyezkednek el a donga közepétől, hogy már nincs számottevő hatásuk az erőjátékban, így vízszintes és függőleges erőkomponens is működik az oldalfalakra. A membránszerű viselkedés ívszerű viselkedéssé válik, ezáltal szükséges valamilyen segédszerkezet a falak megtámasztására. A hosszú dongák megtámasztása érdekében bordákat, illetve vonórudakat építettek a szerkezet megerősítésére. Azt is vizsgáltam, hogy bordákkal megerősítve a dongát elérhető-e, hogy a megmaradó dongaszakaszok ismét rövid dongaként, membránszerűen viselkedjenek.
Bár a membránhéj modell alkalmazása széles körben ismert és elterjedt, a membrán állapot csak bizonyos (sokszor a valós építési körülményekkel nem összeegyeztethető) speciális peremfeltételekkel valósítható meg. A membránállapotot eredményező peremfeltételektől eltérő peremfeltételek esetében jelentősen megváltoznak a dongahéjak igénybevételei. Ez mikor előnyös, és mikor hátrányos? A dolgozatban többek között erre is keresem a választ.
A falazott dongaboltozatok igénybevételeinek elemzése során megvizsgálom, hogy a szakirodalomban is részletesen kifejtett membrán modellből következő eredmények mely peremfeltételek mellett vannak összhangban az AxisVM végeselemes program, azaz a hajlított héjelmélet, eredményeivel. A modellek összevetésén túl kifejezetten a román dongaboltozatok térarányaira koncentrálva vizsgálom a megépült szerkezetek arányainak, illetve a bennük fellépő igénybevételeknek az összefüggéseit is.
Ha feltételezzük is a membránműködést, húzó igénybevételek akkor is megjelenhetnek a szerkezeten, ha pedig a valóságban a membránmodelltől eltérően hajlító igénybevétel is létrejön, akkor különösen fontos kérdés, hogy a szerkezet milyen méretekkel tud működni. Ezt megvizsgáljuk oly módon, hogy a nyomásfelület egyes metszeteinek tekinthető nyomásvonalak a boltozat keresztmetszetén belül haladnak-e.
A gyakorlatban a dongaboltozatok ilyen módon történő vizsgálata jól hasznosítható, hiszen segíthet a román kori műemlékek mélyebb megértésében, ezáltal lehetőséget nyújtva az értő állagmegóvásra és felújításra.
Irodalomjegyzék:
AxisVM X7 verzió. Felhasználói kézikönyv, Inter-CAD Kft, 1991-2025.
Csonka Pál: Héjszerkezetek. Budapest, Akadémiai Kiadó, 1981.
Pattantyús-Ábrahám Á.: Boltozatok és kupolák. Budapest, Terc Kiadó, 2011.