Kontakterők szórása, mint a fal stabilitásának mérőszáma történeti és geometriai falak esetén

A falazatok a térelhatárolás alapvető szerkezetei. A falak stabilitása nagy mértékben függ az azokat alkotó falazóelemek elrendezésétől. Az építők mindig is arra törekedtek, hogy a lehető legerősebb szerkezeteket készítsék: ez megmutatkozik a falazatokban található kötéseken is.

A “Falak geometriája” c. dolgozatomban kizárólag a falak felületén mutatkozó minták alapján a mozaikok átlagtér elméletének eszköztárával vizsgáltam a falak geometriájának a stabilitáshoz való viszonyát térben és időben is széles spektrumon elhelyezkedő falazatok esetében. A dolgozat legfontosabb eredménye, hogy a falazatokban lévő kötések a cellasűrűséggel (ρ) jellemezhetők, mely a téglakötés fogalmát általánosítja tetszőleges geometria esetére, és a stabilitás mérőszáma lehet.

Azonban a mozaik-elmélet nem tesz különbséget azonos cellasűrűségű, ám eltérő geometriájú esetek között. Márpedig a geometria jelentősen befolyásolja a stabilitást. Például a feles és negyedes kötésben rakott téglafal esetében a cellasűrűség ugyanúgy ρ=2,00, de stabilitásuk eltérő.

Ezen átlagtér-elmélet továbbfejlesztéseként, a “Falak stabilitásának vizsgálata az erők határozatlansága alapján” c. dolgozatomban a cellasűrűség mellett a téglafalakban ébredő erőrendszert és ennek szórását vizsgáltam kontakt dinamika szimulációkkal. Az elemek között fellépő erők szórása tükrözi és igazolja a téglafallal kapcsolatos tapasztalatainkat, így megmutattam, hogy az erők szórását lehet a kötés erősségének, illetve a fal stabilitásának mértékeként kezelni.

Ezen dolgozat célja ennek a stabilitást jellemző mértéknek a további vizsgálata, valamint a módszer kiterjesztése általános periodikus mintázatú falak, illetve történeti falazatok stabilitásának vizsgálatára. Eddig kizárólag sík felületeken álló falakat vizsgáltam, ám most a falakat megdöntve is vizsgálom az erőrendszert és a döntés stabilitásra gyakorolt hatását. Ellentétben a korábbi vizsgálataimmal, itt nem csupán a függőleges, hanem a vízszintes (súrlódási) erők is befolyásolják a stabilitást.

Ábra: Egy történeti falazat (Cusco,Peru) mintázata és az azt közelítő méhsejt-falazat a benne ébredő erőhálózattal.

Felhasznált irodalom:

Nagy Klaudia. Falak geometriája (TDK dolgozat, konzulens: Dr. Domokos Gábor) http://tdk.bme.hu/EPK/TGeom/Falak-geometriaja

Nagy Klaudia. Falak stabilitásának vizsgálata az erők határozatlansága alapján (konzulens: Dr. Török János, Dr. Lévay Sára, Dr. Domokos Gábor) http://tdk.bme.hu/EPK/SzilGeom/Falak-stabilitasanak-vizsgalata-az-erok

Domokos Gábor, Lángi Zsolt. (2019) On Some Average Properties of Convex Mosaics, Experimental Mathematics, DOI: 10.1080/10586458.2019.1691090

J. J. Moreau, M. Jean, Numerical treatment of contact and friction: the contact dynamics method, Engineering Systems Design and Analysis Conference, Vol. 4, pp. 201-208, 1996.

T. Pöschel, T. Schwager, Computational granular dynamics: models and algorithms. Springer Science & Business Media (2005).

szerző

• 
  Nagy Klaudia
  Tervező-építészmérnök MSc
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Dr. Török János
  Docens, Elméleti Fizika Tanszék
• 
  Dr. Lévay Sára
  Postdoc, INSA Lyon (külső)