Thesis supervisor: István Sajtos
Location of studies (in Hungarian): Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék Abbreviation of location of studies: BME
Description of the research topic:
A falazott szerkezető boltozatok és más falazott szerkezetek viselkedése, a
repedések kialakulásának okai, folyamata még ma sem minden részletében
értett és feltárt, annak ellenére, hogy évszázadok óta építenek ilyen
szerkezeteket. Heyman [Heyman, 1996] írásai jelentették a kezdetet a 60-as, 70-es években.
Újra bevezette a boltívek vizsgálatát a nyomásvonal segítségével, alkalmazva arra a képlékenységtan szélsıérték tételeit. Egyszerő geometriájú boltozatok esetében a héjak membránelmélete alapján adott megoldást a boltozat igénybevételeire, elhanyagolva a boltozat, falazat anyagának húzószilárdságát.
Ma is intenzíven kutatott téma a boltívek nyomásvonal elmélettel történı
vizsgálata [Block et al, 2006], de a statikus terhek mellett a dinamikus
hatásokkal is foglalkoznak.
A 90-es években a falazatok szilárdsági és alakváltozási jellemzıinek
meghatározására bevezetésre kerültek a homogenizációs módszerek
[Lourenco, 1996], aminek az eredményei szükségesek a témajavaslatban
szereplı probléma megoldásához.
A falazat viselkedése leírható úgy is, mint az olyan anyag viselkedése, amely nem rendelkezik húzószilárdsággal [Baratta-Corbi1
, 2010]. A valós viselkedést jól leíró modell építhetı így fel, ami képlékenységtani eszközök használatát teszi lehetıvé falazott szerkezetek, így boltozatok esetében is.
Nyitott probléma maradt a boltozat, mint héj viselkedésének leírása a falazati
anyag tulajdonságainak figyelembevételével.
A nyomásvonal elmélet térbeli általánosításával a folytonos
felületszerkezethez, boltozathoz, diszkrét nyomásvonal hálózat határozható
meg numerikusan [Block et al, 2006], [Block-Ochsendorf, 2007]. A módszer elsısorban új, csak nyomott boltozatok alakjának meghatározására alkalmas.
Kísérlet történt a húzószilárdság nélküli anyagú héjak folytonos nyomásfelületének a membránhéj elmélet alapján történı meghatározására is
[Baratta-Corbi2
, 2010].
Még mindig nyitott kérdés a folytonos nyomásfelület (ha létezik)
meghatározása abban az esetben, ha diszkrét helyen alakulnak ki repedések az anyag húzószilárdságának csekély volta miatt. Erre keressük a választ.
Kétféle feladat fogalmazható meg:
A) feladat: ha adott, a létezı boltozat geometriája és anyaga:
A héjegyenletek tetszılegesen választott referenciafelületre vetített
igénybevételek segítségével felírhatók. Azt a referencia felületet keressük,
amelyhez az igénybevételek csak membránerık, amelyek kielégítik az anyagra vonatkozó húzószilárdság-nélküliség feltételét úgy, hogy a feszültségmezı szinguláris is lehet, azaz repedés is keletkezhet. Ez a referencia felület a „nyomásfelület”. Amennyiben az így meghatározott felület a boltozat vastagságán belül marad, akkor a boltozat állékony ellenkezı esetben egy része vagy az egész boltozat nem állékony.
Természetesen csak numerikus eljárás pl. véges-elem módszer segítségével lehet tetszıleges boltozatforma esetében a számításokat elvégezni, ami nem más, mint a referencia felület alakjának meghatározása bizonyos korlátozó feltételek esetében. A numerikus eljárás megfogalmazásához az elméleti
alapokat pl. [Baratta-Corbi, 20101
] tartalmazza.
B) feladat: új boltozat alakjának meghatározása:
Ebben az esetben geometriai kényszereket (pl. alaprajzi és magassági adatok)
megadva keressük azt a héjszerkezetet, amely a középfelületére vonatkozóan membránhéj és a membrán igénybevételek kielégítik az anyagra vonatkozó húzószilárdság-nélküliség feltételét úgy, hogy repedés sem keletkezik. Ekkor a „nyomásfelület” és a középfelület egybeesik, a boltozat membránhéj.
Az A) feladat megoldása a cél, hogy olyan praktikus kérdések
megválaszolhatók legyenek, mint állékony-e egy adott geometriájú boltozat
megrepedt állapotban, illetve a boltozat repedéseit okozhatta-e annak súlya vagy más hatás eredménye? Felderíthetık az építészettörténeti korok –
lefedett tér mérete, alakja miatti – boltozatforma változásainak a szerkezeti okai.
A kutatás eredménye: Numerikus módszer, amely alkalmas meglévı
boltozatok vizsgálatára vagy új boltozatok tervezésére úgy, hogy a teher okozta repedések helye és a boltozat teherbírása is meghatározható.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2024-05-25
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
