A kutatómunka célja olyan - különálló blokkokból felépülő - szerkezetek mechanikai viselkedésének vizsgálata, amelyeknek teherbírását alapvetően meghatározza felépítésük diszkrét jellege. Ilyen szerkezetek pl. a falazott boltozatok és kupolák. Ezek tönkremenetele gyakran vezethető vissza valamilyen lokális jelenségre, pl. egyetlen elem megcsúszására a többihez képest, egy-egy elem önálló tönkremenetelére, vagy pl. csuklós mechanizmusok kialakulására. Az ilyen jelenségek a hagyományos kontinuum-alapú végeselem-módszerrel nem, vagy csak nagyon nehézkesen modellezhetők, a korszerű diszkrét elemes technikák viszont - anyagjellemző paramétereik megfelelő beállítása esetén - megbízható eszközt szolgáltatnak a vizsgálathoz.
A falazott boltozatok a támasz-elmozdulások hatására gyakran jellegzetes módon megrepedeznek, miközben állékonyságukat a tapasztalatok szerint az esetek egy részében nem veszítik el (gömbkupolák „narancsgerezd”-szerű repedésképe, keresztboltozatok Sabouret-repedései stb.) A kutatómunka célja a gyakoribb repedésképek kialakulási folyamatának megértése diszkrét elemes szimulációk segítségével, erre építve következtetések levonása a repedezett szerkezetek várható további viselkedéséről, majd javaslatok kidolgozása a tönkremenetellel szembeni gazdaságos védekezésre.
A vizsgálatok elvégzéséhez háromdimenziós diszkrét elemes szoftver (3DEC) és szükség esetén klasszikus végeselemes szoftver (ANSYS) áll rendelkezésre.
*********
The aim of the research is to analyse the characteristic crack patterns of masonry domes and vaults. These structures consist of separate masonry blocks, and their discrete built-up strongly influences their mechanical response to static or kinematic loads. The failure of such structures is often related to a localized effect, e.g. crushing or sliding of a single voussoir, or a few cracked joints forming a hinge. Traditional continuum-based methods are inefficient or even unable to describe these phenomena. Discrete element models can overcome this difficulty: after their material parameters are suitably calibrated, they can reliably simulate the mechanical behaviour.
Masonry domes and vaults show characteristic crack patterns in case of support displacements, but they often retain their load bearing ability even if appear significantly cracked (“orange-slice”-like cracks of domes; Sabouret-cracks of cross vaults etc.). The aim of the research is to understand how and why the most important crack patterns are formed, then predict their response for further support displacements; and finally to give suggestions for strengthening against failure.
Demonstrated experience in using a discrete element code with polyhedral elements is indispensable.
3DEC discrete element code and if needed, ANSYS finite element code are available for performing the research.