Badania i ocena nośności ceglanych sklepień i łuków w skali naturalnej

Abstract

Monografia zawiera analizy pracy sklepień i łuków powszechnie stosowanych w zabytkowych budynkach. Celem badań była analiza statyczna z uwzględnieniem mechanizmów niszczenia w interakcji z otaczającym murem. W pracy główny nacisk położono na badania doświadczalne następujących konstrukcji ceglanych: ― sklepień kolebkowych i krzyżowych; ― sklepień odcinkowych stropów, balkonów i podestów spoczników schodowych; ― łukowych nadproży okiennych i drzwiowych; ― łuków bramowych; ― łukowych biegów schodów; ― stref oparcia sklepień i łuków. Praca składa się z 6 rozdziałów, w tym: analizy stanu wiedzy i wstępu, 4 rozdziałów badań własnych i podsumowania. W rozdziale 1 przedstawiono ogólny stan wiedzy w zakresie ceglanych konstrukcji łukowych, a także cel i zakres badań. W rozdziale 2 przedstawiono stan wiedzy w zakresie sklepień ceglanych. Omówiono sposoby modelowania MES dla konstrukcji murowych. Wykazano zasadność przyjęcia modelowania makroskopowego w analizach własnych. Opisano przeprowadzone badania doświadczalne na sklepieniach: kolebkowych, krzyżowych, odcinkowych stropów monolitycznych i balkonów, biegów schodów. Przeprowadzono badania numeryczne dla sklepień kolebkowych, krzyżowych, odcinkowych, monolitycznych, biegów schodów ceglanych. W badaniach schodów ceglanych wykorzystano system ARAMIS. Przebadano doświadczalnie in situ sklepienia odcinkowe monolitycznych stropów. Porównano badania modeli z siatkami FRCM z modelami bez siatek. W rozdziale 3 przedstawiono stan wiedzy w zakresie łuków nadproży ceglanych. Omówiono problem pracy łuków nadproży i ich współpracy z otaczającym murem. Przedstawiono znane zasady obliczeń ceglanych nadproży. Przeprowadzono badanie numeryczne wpływu kształtu łuku i typu obciążenia na rozkład naprężeń kontaktowych na łuk. Zaprezentowano wyniki wykonanych badań dla łuków nadproży: odcinkowych, półkolistych, ostrołuków, klinowych. Wykonano analizę porównawczą wpływu zmiany geometrii łuku 188 Streszczenie nadproża na jego nośność. Wykonano analizy numeryczne nośności łuków nadproży dla łuków odcinkowych i klinowych. W rozdziale 4 przedstawiono stan wiedzy w zakresie łuków bram murowych. Opisano wykonane badania doświadczalne in situ dla bramy łączników kurtynowych, które pozwoliły za pomocą dalszych analiz numerycznych określić istniejące zapasy nośności w historycznej konstrukcji. Przedstawiono wyniki wykonanych badań doświadczalnych dla łuku bramy kamienicy o zmiennej wysokości nadmurowania. W badaniach wykorzystano system pomiarowy ARAMIS. Przedstawiono wyniki analiz numerycznych dla typowych łuków bram murowych. W rozdziale 5 przedstawiono stan wiedzy w zakresie stref oparć sklepień i łuków. Przedstawiono wykonane badania wpływu zmiany kąta spoin wspornych względem obciążenia na nośność oraz podstawowe parametry sprężystości muru. Omówiono wpływ konstrukcji otworów i lunet na zmianę rozkładu naprężeń w sklepieniu. Przedstawiono wyniki analizy stref oparcia sklepień krzyżowych. Przybliżono problem nośności stref ścian szczytowych na rozpór nadproża łukowego. W rozdziale 6 przedstawiono zbiorcze wnioski ze wszystkich przeprowadzonych badań oraz możliwe dalsze kierunki badawcze.