Logowanie do System sprawozdań KDM

Homogenizacja murów ceglanych zabytków budynków

Kierownik projektu: Michał Gołębiewski

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Gdańsk

Streszczenie projektu

Celem badań jest opracowanie metody obliczeniowej umożliwiającej efektywne obliczenia konstrukcji murowych, zwłaszcza murów ceglanych zabytkowych budowli.

Mur złożony jest z dwóch rodzajów materiału: cegieł oraz łączące je zaprawy. Modelowanie takiej struktury może się odbywać na kilka sposobów:

1. Mikro - i mezomodelowanie

Mikromodelowanie stosowane jest zwłaszcza w przypadkach wymagających wysokiej precyzji lub analizach mechanizmów zniszczenia. Badania w tym obszarze skupiają się obecnie na mechanizmach zniszczenia oraz interfejsie cegły i zaprawy.

Dla uniknięcia długich obliczeń mikromodelów rozwijane jest podejście pośrednie między mikro- a makromodelowaniem- mezomodelowanie. W metodzie tej modeluje się mur jako ("dynamic frictional multi-body contact problems") dynamiczne zagadnienie tarcia zespołu obiektów, zaś sama metoda jest zbliżona do modelowania murów bez zaprawy (dry stone).

Mikromodelowanie jest nieprzydatne dla celów inżynierskich jako wymagające zbyt dużych mocy obliczeniowych i dokładnych badań materiałowych.

2. Makromodelowanie i homogenizacja

Rozwiązaniem umożliwiającym uproszczenie obliczeń jest wyznaczenie parametrów wytrzymałościowych muru ceglanego jako ośrodka shomogenizowanego i modelowanie konstrukcji murowych tak jakby były wykonane z jednego materiału.

Jedną z procedur wykonywanych w procesie homogenizacji jest wyznaczenie Reprezentatywnego Obszaru Elementarnego (Representative Elementary Volume- REV) to znaczy obszaru, w którym zawarto dostateczną ilość materiału i w takich proporcjach, które umożliwiają wyznaczenie na podstawie tego obszaru parametrów muru homogenizowanego.

Sieczkowski i Szołomicki proponują 2-stopniową metodę homogenizacji w kolejności xy lub yx. Jednak sami przyznają, że ta metoda prowadzi do dużych błędów w przypadkach obliczeń nieliniowych lub dużych naprężeń bądź odkształceń.

Dużą popularnością cieszy się modelowanie muru jako materiału anizotropowego przy zastosowaniu kryterium plastyczności typu Rankina dla rozciągania i kryterium typu Hilla dla ściskania [1, 3].

Quinteros et al. proponuje homogenizację w oparciu o związki konstytutywne - wychodząc z równania zgodności przemieszczeń, po serii stosunkowo łatwych przekształceń, otrzymuje się wartość moduł Younga homogenicznego materiału, a następnie pozostałe parametry.

W moich badaniach wykorzystuję mikromodelowanie jako wstępną weryfikację poprawności przyjętych algorytmów homogenizacji.

Publikacje

  1. Michał Gołębiewski, Izabela Lubowiecka, Marcin Kujawa, Strength Parameters Of Masonry Walls In Modelling Historic Constructions, Civil And Environmental Engineering Reports 18(3), (2015) 55-63
  2. Michał Gołębiewski, Zastosowanie homogenizacji do modelowania ceglanych konstrukcji zabytkowych, Badania i rozwój młodych naukowców w Polsce : Nauki Techniczne i Inżynieryjne. Cz. III/ ed. prof. nadzw. dr hab. Jacek Leśny, dr inż. Jędrzej Nyćkowiak Poznań: Młodzi Naukowcy 23, (2016) 36-41
  3. Michał Gołębiewski , Izabela Lubowiecka , Marcin Kujawa, DYNAMIC RESEARCH OF MASONRY VAULT IN A TECHNICAL SCALE, Scientific Session Applied Mechanics/ Polish Society of Theoretical and Applied Mechanics/ dr hab. inż. Jerzy Sawicki, prof. nadzw. UTP -, (2016) 32

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93