Támaszelmozdulás hatása falazott ívek tönkremenetelére kísérleti vizsgálatok alapján
Az ívszerkezetek a középkortól a 19. század végéig meghatározó szerepet játszottak a templomok, középületek és hidak teherhordó rendszereiben, így a történeti épületállomány jelentős része tartalmaz ilyen elemeket. Mivel ezek jellemzően húzószilárdság nélküli anyagokból épültek és nemlineáris viselkedést mutatnak, viselkedésük megértése és a tönkremeneteli mechanizmusok feltárása alapvető fontosságú a műemlékvédelem és a korszerű felújítási tervezés számára.
A Heymani elvek alapján a boltozott szerkezetek mechanikai viselkedése elsősorban geometriai, és nem anyagi jellemzőktől függ. A falazóelemek közötti gyenge habarcs miatt a szerkezet húzószilárdsága elhanyagolható, melynek következtében hajlítás hatására bereped és az így kialakuló megnyílások képlékeny csuklóként viselkedve a teher növelésével mechanizmussá alakítják az eredetileg statikailag határozatlan szerkezetet.
Ezt a jelenséget kis léptékű 3D nyomtatott fizikai boltív modell alkalmazásával vizsgáltuk egy általunk fejlesztett mérőszerkezet segítségével, mely lehetőséget biztosított olyan elmozdulási szcenáriók reprodukálására is, melyek numerikus úton csak nagy bonyolultsággal vagy jelentős közelítésekkel modellezhetők. Ez a mérőszerkezet lehetővé tette a vizsgálatok részleges automatizálását, a támaszelmozdulás motorizált vezérlését, valamint a koncentrált erő terhelésének egyenletes felvitelét a szerkezetre.
Az adott ívgeometriára először a támaszelmozdulás hatására bekövetkező tönkremenetelt vizsgáltuk, majd elemeztük, hogy adott támaszeltolódások mellett mekkora koncentrált erő hatására következik be a szerkezet tönkremenetele. Ezt követően a kísérleti eredményeket kézi számításokkal vetettük össze a virtuális elmozdulásokra felírt munkatétel segítségével.
A választott módszertan célja, hogy kézzelfogható kísérleti eredmények révén pontosabb képet kapjunk a támaszelmozdulás hatására kialakuló törőmechanizmusokról. Ennek előnye, hogy a kísérletek támpontként szolgálhatnak numerikus modellek építéséhez, illetve lehetővé teszik a numerikus számítások gyors és megbízható validálását.