Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Mūra pārseguma konstrukciju ilgizturības prognozēšanas metodika

Publikācijas veids Promocijas darbs
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Nav zināms
Aizstāvēšana: 01.07.2011 12:15, RTU Būvniecības fakultātē Āzenes ielā 16/20 sēžu zālē
Publikācijas valoda Latviešu (lv)
Nosaukums oriģinālvalodā Mūra pārseguma konstrukciju ilgizturības prognozēšanas metodika
Nosaukums angļu valodā Durability Prognoses of Masonry Structures
Pētniecības nozare 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Pētniecības apakšnozare 2.1. Būvniecības un transporta inženierzinātnes
Autori Kaspars Bondars
Atslēgas vārdi structural masonry, masonry fracture, groined arch (vault), heritage building safety
Anotācija Kopš seniem laikiem mūra konstrukcijas būvētas pēc laikā un praksē pārbaudītām metodēm un proporcijām. Ekspluatācijas laikā mūra materiāla degradācija, pārslodze, dinamiskās iedarbes, balsta konstrukciju sēšanās, kā arī to radītās deformācijas mūra plaknē un perpendikulāri tai, var izsaukt mūra konstrukcijas sagruvumu. Lai definētu vēsturisku ēku drošas ekspluatācijas robežas, ir noteikti mūra daļu pārvietojumi, kas neapdraud konstrukcijas noturību. Balstu deformāciju izraisīta plaisu attīstība, ievērojami maina spiedes spēka ass novietojumu šķērsgriezumā un izveido rotācijas punktus, kurus uzskata par locīklām. Vēsturisko ēku pamatu konstrukciju sēšanās ir par iemeslu plaisu attīstībai velvju pārsegumos un locīklas mehānisma izveidei. Velvju daļu savstarpējā mijiedarbība jādefinē kā virsmu kontakts, ievērtējot berzes komponenti, jo plaisājušu velvju droša ekspluatācija iespējama arī pēc caurejošu plaisu izveidošanās. Deformētā konstrukciju modeļa izveidei un analīzes aprobācijai izmantots Rīgas Doma baznīcas vertikālo konstrukciju un pārseguma modelis. Būvkonstrukciju analīzei izmantoti „inversās inženierijas” (reverse engineering) principi, veicot uzmērīšanu ar virsmu lāzerskanēšanas metodi un konstrukcijas analizējot ar būvkonstrukciju datoraprēķina programmām. Promocijas darbā secīgi apvienotas metodes, lai varētu analizēt esošu mūra ēku velvju pārsegumus. Metožu kopums sastāv no: a) vēsturisko mūra ēku velvju virsmu trīsdimensiju lāzerskanēšanas ar uzmērījumu transformāciju tīkla modelī; b) skaitliskas virsmas modeļa izveides, apstrādes un tā transformācijas būvkonstrukciju datoraprēķina programmās; c) mūra materiālu stiprības un elastīgo īpašību testa metožu atlases vēsturisko mūra materiālu īpašību noteikšanai; d) testos iegūto mūra materiāla īpašību apstrādes un homogenizēta mūra raksturlielumu pielietošanas datoraprēķinu programmās; e) vēsturisko ēku deformēto konstrukciju analīzes un korelācijas ar plaisu monitoringa datiem; f) velvju pārseguma nevienmērīgas balstu deformācijas efektu analīzes un esošu mūra pārsegumu drošas ekspluatācijas kritēriju izstrādes. Piedāvātais metožu kopums nodrošina vēsturisko mūra ēku deformēto konstrukciju analīzi, lai noteiktu drošas ekspluatācijas robežas. Izstrādātais metožu kopums ietver samazinātas laikietilpības ģeometrisko virsmu uzmērīšanas metodi un analīzes datormodeļa izveidi, pielietojot „inversās inženierijas” metodi un deformēto konstrukciju datoranalīzi, izmantojot tirgū plaši pieejamas būvkonstrukciju datoranalīzes programmas. Promocijas darbā korelētas velvju plaisu atvēruma izmaiņas ar pamatu nevienmērīgiem pārvietojumiem. Izmantojot Rīgas Doma baznīcas plaisu monitoringa sistēmas datus, analizēta temperatūras slogojuma, vēja, sniega un citu ekspluatācijas slodžu ietekme. Pamatojoties uz apvienoto mūra konstrukciju analīzes metožu kopumu, izstrādāts esošu mūra pārseguma konstrukciju drošas ekspluatācijas kritērijs. Darbā iekļauti 70 attēli, 6 tabulas un sniegtas atsauces uz 153 literatūras avotiem.
Anotācija angļu valodā Since past masonry structures were built by time-honored method of trial and error. Structural weakness or overloading, dynamic vibrations, settlement, as well in-plane and out-of-plane deformations can cause failure of masonry structures. To prevent the accidental situation in heritage buildings, safety criteria specified by determining deformation limit between interacting parts of masonry arch shell. At the same time cracked masonry shell part interaction also must be specified by friction because safe exploitation of building after crack forming is possible. The foundation settlement effect is the reason of shell part disintegration and hinge forming in the heritage’s vaulted structure. After support deformations and crack forming in shell, structures thrust line change position in cross section and internal forces relocates significantly. Simulation of hinge mechanism between rotating masonry parts is performed in the present investigation. Reverse engineering principles used in manufacturing processes adopted for structural analyze. The deformed state model of Riga Dome Cathedral’s vaulted shell has been created using laser scanner surface scanning. Dissertation consists of sequently joined methodes for deformed heritage masonry vaulted structure analysis. The proposed methods are: a) three-dimensional scanning of heritage structure by means of 3D laser scanners to measure vaulted structure surface and further convertation into surface mesh model; b) digitalized surface model preparing and transfer to structural computational programs; c) selection of masonry material investigation methods to describe the heritage masonry structure material physical and mechanical properties; d) test result processing and material property definition for structural analyze; e) heritage structure deformed stage analyze and result validation with crack monitoring data; f) safe criteria development according to structure support unequal settlement. The presented set of methods provides vaulted structure analysis in deformed stage to define safe exploitation limits and plan the reinforcement or reconstruction of the analyzed structure. Presented methodologies includes the less time-consuming vault geometry measuring method, model preparation method adopted by „reverse engineering” for mechanical engineering and deformed stage computational analyze using popular structural analyze program. Crack monitoring system of Riga Dome Cathedral’s vaulted shell is managed for three years to establish correlation between support settlement, temperature loading and crack movement. Deformed state model and long term crack monitoring is used for analysis of influence the support deformations. Deformation criteria are developed for safety exploitation of heritage masonry structures. The paper includes 70 pictures, 6 tables, and provides references to 153 literature sources.
Atsauce Bondars, Kaspars. Mūra pārseguma konstrukciju ilgizturības prognozēšanas metodika. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2011. 141 lpp.
Pilnais teksts Pilnais teksts
Kopsavilkums Kopsavilkums
ID 10242