AReStMa – Assessment, Residual Strength and Strengthening of Masonry Structures
Falazott szerkezetek vizsgálata, maradó teherbírása és megerősítése
A kutatásunk a falazott szerkezetek károsodásának hatásait vizsgálja. Új mechanikai és dinamikai modelleket fejlesztünk, amelyek alkalmasak a múltbeli terhelések vagy egyéb hatások által megrongálódott falazott szerkezetek maradó teherbíró képességének és stabilitásának meghatározására.
Különböző szerkezeteket és szerkezeti elemeket vizsgálunk annak érdekében, hogy azonosítsuk azokat a tényezőket, amelyek a jelenlegi állapotukhoz vezettek, beleértve a kezdeti károsító hatásokat és azok időbeli hatásait. Ezen felül célunk, hogy előrejelzést készítsünk a szerkezetek jövőbeli viselkedésére vonatkozóan jelenlegi állapotuk alapján. Az állapot és várható élettartam értékelése ismeretében megfelelő megerősítési stratégiákat javaslunk, meghatározhatjuk a szerkezetek további használhatóságát, vagy szükség esetén korlátozásokat ajánlunk a hasznosításukra.
A sérült falazott boltozatok teherbíró képessége az ép szerkezetekének csak töredéke. Ennek következtében a látható vagy feltételezett károsodások figyelmen kívül hagyása a szerkezeti értékelések során súlyos hibákhoz vezethet.
Célunk a történelmileg elterjedt boltozattípusok teherbírásának meghatározása ép és különböző mértékben károsodott állapotokban. Elemezzük, hogy a különböző terhelési folyamatok hogyan befolyásolják a repedések kialakulását a szerkezetekben. Az általunk fejlesztett modell segítségével meghatározható lesz a boltozatok törőterhe tetszőleges geometriák esetén, figyelembe véve a meglévő és feltételezhető károsodásokat. Eljárást dolgozunk ki az egyes repedésmintázatokhoz kapcsolódó teherbírás meghatározására és azok helyes megerősítésére vonatkozóan.
A kutatás eredményei jelentős segítséget nyújtanak a történelmi épületek helyreállításával és megerősítésével foglalkozó szakemberek számára.
A billegő szerkezetek földrengési gerjesztés hatására felemelkedhetnek a talajról. Az ezt követő mozgás során felborulnak, vagy végül visszaállnak eredeti helyzetükbe. Az ilyen szerkezetek mozgásának meghatározása dinamikai elemzést igényel. Kutatásunk célja ezen szerkezetek földrengésre való biztonságának meghatározása.
A vizsgálat eredményei segíthetnek megérteni, hogy bizonyos monolitikus szerkezetek – például minaretek, templomtornyok, karcsú falmaradványok, kémények, oszlopok vagy szobrok – hogyan vészelték át egyes múltbeli eseményeket (pl. földrengések, bombázások vagy épület-összeomlások). Emellett célunk annak megállapítása is, hogy ezek a szerkezetek igényelnek-e megerősítést a jövőbeli hatások elviseléséhez, vagy igazolható a stabilitásuk a várható hatások esetén.
A kutatás eredményei fontos adatokkal szolgálnak a billegő szerkezetek tervezési és méretezési elveinek meghatározásához.
A 2023 februárjában Törökországot és Szíriát sújtó földrengést követően a kutatás vezetője a BME mérnök-szakértői delegációjának tagjaként részt vett a helyszíni károk felmérésében Antakyában és Kahramanmaraşban. A csapat a helyi katasztrófavédelem munkatársait segítette a sérült épületek szerkezeti állapotának felmérésében. A helyszínen számos összedőlt vagy súlyosan károsodott középmagas lakóépületet vizsgáltak meg, amelyek vasbeton vázas szerkezettel és falazott kitöltő falakkal épültek.
A kitöltő falakkal rendelkező vázszerkezetek szeizmikus tervezése során a számítások gyakran kizárólag a vasbeton vázszerkezetet veszik figyelembe, figyelmen kívül hagyva a kitöltő falak szerepét. Ezek a falak azonban nemcsak jelentős szerepet játszanak a teherhordásban, hanem feltételezésünk szerint földrengés során történő degradációjuk és a váztól való leválásuk a teljes épület progresszív összeomlásához is vezethet. Felmerül a kérdés, hogy bizonyos esetekben a kitöltő falak jelenléte hozzájárulhat-e az épületek összeomlásához. Ha ez a hatás jelentős, akkor a vonatkozó szabványos tervezési eljárásokat módosítani kell. Az eredmények alapján javaslatokat dolgozhatunk ki a falazott kitöltések és a vázszerkezetek közötti kölcsönhatás pontosabb figyelembevételére, valamint a részlegesen károsodott szerkezeti elemek helyreállítási módszereire.
A magas szeizmicitású területeken, ahol ez az építési mód gyakori, már minimális módosítások is javíthatják az épületek földrengésállóságát.
