Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km ti T érn an öki szé Ké k pzé s

2013.10.05.

MŰEMLÉKEK FENNTARTHATÓSÁGA, MEGOLDÁSOK ÉS (ELFOGADHATÓ) KOMPROMISSZUMOK

Dr. Sajtos István

BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

IRODALOM

[Victoria, 2003] Az építészeti örökség vizsgálatának, megőrzésének 2003] és szerkezetiszerkezeti-helyreállítási elveinek kartája. kartája. ICOMOS Charter, Victoria Falls, Zimbabwe, 2003

[ISCARSAH, 2005] Guidelines for the analysis, conservation and 2005] structural restoration of architectural heritage. heritage. ISCARSAH: International Scientific Committee for Analysis and Restoration of Structures of Architectural Heritage, Barcelona 2005

[NARA, 1994] Narai dokumentum a hitelességről. 1994] hitelességről. Nara, Japan, 1994

[ROCA, SAHC] History Advanced Master in Structural Constructions, Constructions, SAHC

of construction and conservation. conservation. Analysis of Monuments and Historical

Teaching material of prof. P. Roca, Universitat Politéchnica de Catalunya

1


2013.10.05.

TARTALOM

I.

Bevezetés

II. Tartószerkezet helyreállítás

III. Földrengés

IV. Összefoglalás

I. BEVEZETÉS

[ROCA, SAHC]

Az építészeti örökség értékei: értékei: esztétikai, építészeti vagy stílus jellemzők, anyagok, történeti technológiák, …

A tartószerkezetet, tartószerkezetet mint élő örökséget csak mostanában tekintik a műemlékek értékes részének/jellemzőjének. A tartószerkezetek ilyen „megbecsülése” egyben jelenti mechanikai sajátosságok/tulajdonságok és teherviselési mód „megbecsülését” is. is.

Lényegében kétféle hozzáállás különböztethető meg a történeti tartószerkezetekkel való foglalkozáskor: múltbeli értelmezés és a modern értelmezés.

2


2013.10.05.

I. BEVEZETÉS

Múltbeli értelmezés:

[ROCA, SAHC]

A modern anyagokba és technológiákba vetett „vakhit”

Bizalmatlanság a történeti/hagyományos anyagokkal és szerkezeti megoldásokkal szemben A történeti/hagyományos tartószerkezetek értékeit nem ismertük fel Nem ismertük fel a megelőző tanulmányok fontosságát Jelentős negatív tapasztalat gyűlt össze

Athéni Karta (1931) 1931) Javasolja a beton és új technológiák használatát a helyreállítási munkákhoz. A „hozzáadott” anyagokat szerkezeti elemeket el kell rejteni.

I. BEVEZETÉS

Modern értelmezés:

[ROCA, SAHC]

A tartószerkezetek eredetiségének és a viselkedését meghatározó szerkezeti rendszerének megbecsülése A konzerválást a tartószerkezet természetének megértése és a károk és megváltozott állapot valódi okainak ismeretében kell elvégezni Minimális és a meglevőhöz alkalmazkodó legyen a beavatkozás (ha lehet, akkor reverzibilis)

Fontosak a megelőző tanulmányok (történeti anyagok, szerkezeti rendszerek)

A beavatkozás multidiszciplináris feladat; kooperáció a történészek, építészek, mérnökök, fizikusok,… között

Velencei Karta (1964) 1964) Javasolja a hagyományos/történeti anyagok használatát. Új anyagok és technológiák használatát csak akkor javasolja, ha a történeti anyagokkal nem lehetséges a megoldás. A „hozzáadott” anyagokat szerkezeti meg lehet különböztetni az eredetitől.

3


2013.10.05.

I. BEVEZETÉS

ISCARSAH ajánlások (2005)

[ROCA, SAHC] [ISCARSAH, 2005]

Fel kell ismerni, hogy történeti tartószerkezetekre nehéz használni vagy alkalmatlanok a hagyományos számítási módszerek és a modern szerkezetek tervezéséhez használt szabványok.

Fontos a tudományos multidiszciplináris megközelítés, ami tartalmazza: a történeti kutatást, a jelenlegi állapot vizsgálatát, a szerkezet monitorozását/megfigyelését és a tartószerkezet modellezését és analízisét.

I. BEVEZETÉS

[ISCARSAH, 2005]

Az építészeti örökség, és annak részeként a tartószerkezet, értéke és hitelessége nem vizsgálható rögzített kritériumok alapján, csak az adott kulturális környezet figyelembevételével. figyelembevételével.

4


2013.10.05.

I. BEVEZETÉS


Eredetiség/Hitelesség és Tartószerkezet

(ISCARSAH ajánlások , 2005)

Az eredeti anyagok, morfológia és a szerkezeti rendszer megbecsülése FUTURA – MAGTÁRÚJRAHASZNOSÍTÁS; MOSONMAGYARÓVÁR

ARMUTH – MEDEK; 2010

Mosonmagyaróvár!!!!!!!!!!!!!!!!!!

A gerendavég javítása.

I. BEVEZETÉS




A tartószerkezet eredeti formájából következő szerkezeti és környezeti minőség tisztelete/figyelembe vétele

5


2013.10.05.

I. BEVEZETÉS




Az eredeti koncepció, anyagok és építési technikák tisztelete/figyelembe vétele

Drezda, Frauenkirche

1860

1986

2007

I. BEVEZETÉS




A jelentősebb történeti változtatások/átépítések tisztelete/figyelembe vétele

Felsőörs, Prépostsági templom

6


2013.10.05.

I. BEVEZETÉS




A történeti idők során bekövetkezett változtatások tisztelete/figyelembe vétele, amelyek a műemlék „részévé” váltak, és nem veszélyeztetik annak a biztonságát

Ferde torony, Pisa Olaszország

II. TARTÓSZERKEZET HELYREÁLLÍTÁS

[ISCARSAH, 2005]

A történeti tartószerkezetek helyreállítása hasonló elveket és lépéseket igényel, mint a gyógyászati munka: munka GYÓGYÍTÁS:

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

KONZERVÁLÁS, HELYREÁLLÍTÁS:

ÁLLAPOT FELMÉRÉS KÁR ÉS ROMLÁS OKAINAK FELTÁRÁSA A BEAVATKOZÁSI MÓD KIVÁLASZTÁSA A BEAVATKOZÁS HATÉKONYSÁGÁNAK ELLENŐRZÉSE

7


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

A konzerváláshoz, helyreállításhoz elengedhetetlen a tartószerkezet működésének megértése és az anyagjellemzők ismerete tekintettel az eredeti állapotra, építéstechnológiára, a szerkezet átépítésére és a jelenlegi állapotra. GYÓGYÍTÁS:

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

KONZERVÁLÁS, HELYREÁLLÍTÁS:

ÁLLAPOT FELMÉRÉS KÁR ÉS ROMLÁS OKAINAK FELTÁRÁSA A BEAVATKOZÁSI MÓD KIVÁLASZTÁSA A BEAVATKOZÁS HATÉKONYSÁGÁNAK ELLENŐRZÉSE


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

Történeti megközelítés: Történeti információk

pl. kecskeméti gimnázium; földrengés, 1911

Kvalitatív megközelítés: károk és az anyag romlásának direkt megfigyelése történeti, régészeti kutatás

Kvantitatív megközelítés: anyag és szerkezet kísérleti kísérlet vizsgálata monitoring (folyamatok megfigyelése) szerkezet-analízis/számítás mechanikai/matematikai modellek

8


2013.10.05.


Gombafödém vasalása: vasalása:

Történeti megközelítés Margit malom, Kalocsa

Lewe: Pilzdecken Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, 1926


Gombafödém vasalása: vasalása:

Történeti megközelítés Hangya Szövetkezet, Debrecen

Lewe: Pilzdecken Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, 1926

9


2013.10.05.


Lebegő lépcső

Történeti megközelítés

Építési mód:

- alulról felfelé haladva,

- falhoronyban kiékelve.

Lebegő lépcsők

Az évszázados talány

A. Palladio: Négy könyv az építészetről, Velence, 1570


Lebegő lépcső

Brick,, J. E. Brick

Történeti megközelítés

1896, 1898, 1898 Zeitschrift des Öesterr. Ingenieurund Architekten Vereines

Kísérlet: A lebegő lépcső a terhének kb. 10%-át viseli konzolként.

NEM HASZNÁLTUK EZT A „TUDÁST”!

Sok felesleges megerősítés!!

10


2013.10.05.


Lebegő lépcső „A véletlen:”

Price, S.

„A szerkezeti működés:”

1996, 2005, The Structural Engineer 1996 ARQ, 2005


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS



Kvalitatív megközelítés: károk és az anyag romlásának direkt megfigyelése megfigyelés történeti, régészeti kutatás

Kvantitatív megközelítés: anyag és szerkezet kísérleti kísérlet vizsgálata monitoring (folyamatok megfigyelése) megállapítása. Romlás és kár megállapítása. StabilizálódottStabilizálódott-e a folyamat? szerkezet-analízis/számítás mechanikai/matematikai modellek

VanVan-e közvetlen életveszély, életveszély, szükségesszükséges-e azonnal beavatkozás? Az épületet érő környezeti hatások azonosítása. azonosítása.

11


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

Történeti megközelítés: Az anyag : mechanikai, fizikai, kémiai jellemzőinek megállapítása. megállapítása. Történeti információk pl. kecskeméti gimnázium; földrengés, 1911 A szerkezet: szerkezet: feszültségeinek, deformációinak megállapítása

Kvalitatív megközelítés: károk és az anyag romlásának direkt megfigyelése történeti, régészeti kutatás

Kvantitatív megközelítés: anyag és szerkezet kísérleti kísérlet vizsgálata monitoring (folyamatok megfigyelése) szerkezet-analízis/számítás mechanikai/matematikai modellek


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS



Kvalitatív A történetimegközelítés: kutatás magyarázatot adhat a szerkezet viselkedésére, viselkedésére, míg a szerkezet károk és azkérdésekre anyag romlásának direkt megfigyelése viselkedése történeti kérdések re válaszolhat! pl. vasbeton kupolák; Baku E. – Vető D. történeti, régészeti kutatás pl. falazott gömbkupolák építészeti formavilága; Gáspár O. Kvantitatív megközelítés: anyag és szerkezet kísérleti kísérlet vizsgálata monitoring (folyamatok megfigyelése) szerkezet-analízis/számítás analízis/számítás mechanikai/matematikai modellek

12


2013.10.05.


Kérdés: Kérdés: Tartószerkezetileg is szükségszerűszükségszerű-e a falazott gömbkupolák építészeti formavilága ?

pl. vasbeton kupolák; Baku E. – Vető D. pl. falazott gömbkupolák építészeti formavilága; Gáspár O.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

BIZTONSÁG (ellenőrzése): (ellenőrzése):

Kvalitatív módszer: módszer:

megfigyelés dokumentumok

Kvantitatív módszer: módszer:

kísérlet mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis

13


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

BIZTONSÁG: BIZTONSÁG:


megfigyelés INDUKTÍV eljárás dokumentumok

Elv: A szerkezet mai állapotának összehasonlítása hasonló, megértett működésű szerkezet állapotával. módszer: Kvantitatív kísérlet módszer:

mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis

Megbízhatósága függ: személyes ítélőképesség megfigyelt szerkezetek száma személyes tapasztalat és gyakorlat

(Nem azonos a használati tapasztalattal!)


Betonkenu építés

P.L. NERVI;

5-10 mm;

ferrocement

14


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS


DE: ha a számítási eredmények nem precízek a kritikus „helyek” akkor is kimutathatók!




kísérlet DEDUKTÍV módszer mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis

A modern tartószerkezet tervezés eszközeit használja. Bizonytalanság:

anyagjellemzők szerkezeti viselkedés hiányos jellemzése egyszerűsítő feltevések


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS


Bizonytalanság:

hatás, ellenállás, deformáció nagyságában

modellekben, feltevésekben : megfigyelés Kvalitatív módszer: módszer dokumentumok Nehézség:

a valóság precíz modellezésében a mechanikai, matematikai modell kiválasztásában


kísérlet mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis

Érdemes különböző megközelítéseket kipróbálni és azokat kombinálni a „legjobb” döntés meghozatalához!

15


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS


A múltbeli jó működés nem mindig megbízható alap az épület jövőbeli biztonságának megítéléséhez! Használati tapasztalat! Kvalitatív módszer: megfigyelés módszer:

dokumentumok

A mérnöki megítélés elengedhetetlen része ennek a munkának, amiért felelőséget kell Kvantitatív módszer: kísérlet módszer: vállalni!

mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis

II. TARTÓSZERKEZET HELYREÁLLÍTÁS HASZNÁLATI „TAPASZTALAT”!?!? TAPASZTALAT”!?!?

Tornaterem összeomlás

Tervezés: 1958 Kivitelezés: 1960 – 61

43 évig állt „károsodás” nélkül, hosszú használati tapasztalat!!!!!

11 nappal az ablakosztó bordák eltávolítása után, különösebb előjel nélkül, hirtelen omlott össze!

16


2013.10.05.


RAMNYE/ SÍKFŐKÚT 2012


oszlop

támrúd

17


2013.10.05.


Az ív – tetőpanel kapcsolata.

Az üvegosztó bordák – ív / fal kapcsolata.

II. TARTÓSZERKEZET HELYREÁLLÍTÁS • Az acél ablakosztó bordák megmentették az ívet (hely; teherbírás). • Az acél ablakosztó bordák eltávolítása miatt megnőtt függőleges síkú hajlítás miatt károsodott az ív. – Ez késleltetett volt (11 nap); az anyagok reakcióideje különböző.

18


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS


A károsodás, repedés nem szükségszerűen jelent tönkremenetelt.



Előnyös lehet az igénybevétel átrendeződés miatt!


kísérlet pl. falazott berepedt boltozatok, kupolák mechanikai/matematikai módszerek; módszerek; analízis pl. a vasbeton III. feszültségállapota!


[ISCARSAH, 2005]

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

(BEAVATKOZÁS

ELLENŐRZÉS) ELLENŐRZÉS)

Legyen „EGYENSÚLY„ a tartószerkezet stabilitásának biztosítás és az építmény kulturális értékének értékének megőrzése között. között.

19


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

(BEAVATKOZÁS


A beavatkozás az „igazi” okra vonatkozzon, ne a szimptómákra. szimptómákra.

Csak igazolhatóan elengedhetetlen beavatkozást szabad megengedni. megengedni.

A beavatkozás arányos legyen a megkívánt biztonsággal, tartóssággal és minimális legyen az örökség értékének károsítása. károsítása. A beavatkozásokat a károsodást okozó és a jövőbeli hatások ismeretében kell megtervezni. megtervezni.


[ISCARSAH, 2005]

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

(BEAVATKOZÁS


A használt anyagok legyenek ismerten kompatibilisek a meglevőkkel, a tartós hatásokat is figyelembe véve. véve. A beavatkozás a végsőkig vegye figyelembe az eredeti koncepciót és építési módot. módot. Kerülni kell a történeti anyagok , építészeti elemek eltávolítását. eltávolítását.

A javítás előnyösebb, mint a csere. csere.

A beavatkozást megfigyelés és ellenőrzés kövesse. kövesse.

20


2013.10.05.


[ISCARSAH, 2005]

TERÁPIA

ELLENŐRZÉS

(BEAVATKOZÁS


HA a BIZTONSÁG ellenőrzése és a BEAVATKOZÁS nehézségbe be ütközik: ütközik: megítélése nehézség Tapasztalati módszer

eredményességének

fokozatos”közelítés”

Kezdés: Kezdés: minimális beavatkozás + korrekciós követelmények megadása + monitoring (megfigyelés)

Ha lehet: lehet: a beavatkozások beavatkozások reverzibilisek reverzibilisek legyenek / helyettesíthetők egy jobbal. jobbal.


[ISCARSAH, 2005]

ANAMNÉZIS

DIAGNÓZIS

TERÁPIA

HA a BIZTONSÁG nem megfelelő: megfelelő:

ELLENŐRZÉS

megbízhatatlan adatok

ELL. ELL.!!

túl konzervatív feltevések

Biztonság

valószínűség

Nagyobb bizonytalanság

„kíméletlenebb” szerkezeti beavatkozás

21


2013.10.05.

III. FÖLDRENGÉS

[ISCARSAH, 2005]

„A SZEIZMIKUS ÉS GEOTECHNIKAI SZABVÁNYOK MEREV ALKALMAZÁSA DRASZTIKUS ÉS SZÜKSÉGTELEN BAVATKOZÁSOKHOZ VEZETHET. VEZETHET.”

III. FÖLDRENGÉS

HATÉKOMYSÁG

ERŐFESZÍTÉS, FÁRADTSÁG

A módszerek összehasonlítása

-

Táblázatos módszer

22


2013.10.05.

III. FÖLDRENGÉS

-

Egyszerűsített válaszspektrum módszer

-


HATÉKOMYSÁG



III. FÖLDRENGÉS

-

Válaszspektrum módszer

-


-


HATÉKOMYSÁG



23


2013.10.05.

III. FÖLDRENGÉS

-

Eltolás vizsgálat

-


-


-


HATÉKOMYSÁG



III. FÖLDRENGÉS

-

Időfüggvény szerinti vizsgálat

-

Eltolás vizsgálat

-


-


-


HATÉKOMYSÁG



24


2013.10.05.

III. FÖLDRENGÉS

Növekvő károk és elmozdulás

Rugalmas határ

Maximális ellenállás

F

F

Tönkremenetel

F

dFmax

A teljes terhelési folyamatot végig követjük. Megállapítható a tönkremenetel helye és módja is. Meghatározható a szerkezet viselkedési tényezője és duktilitása.

III. FÖLDRENGÉS

NemNem-lineáris eltolás vizsgálat; „Pushover „Pushover” Pushover”

elmozdulás alapú

Előny: + valósághű szerkezeti modell + a nem-lineáris teherbírás tartalékot teljesen kihasználja + elvégezhető akkor is, ha a többi módszer „nem működik”

Hátrány: - komplex nem-lineáris számítási eljárás - szoftver nélkül nem használható - „pontos” anyagtörvény szükséges

25


2013.10.05.

IV. ÖSSZEFOGLALÁS

A modern tartószerkezetek tervezésére szánt szabványok gyakran alkalmatlanok a történeti tartószerkezetek vizsgálatára.

A mérnöki tapasztalat és ítélőképesség, és az ehhez kapcsolódó felelősségvállalás, lényeges része a tartószerkezet konzerválási, helyreállítási, megerősítési munkáknak.

Köszönöm a figyelmet !

26

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Recommend Documents