Symposium November 28, KMS, Brussel «Mooi Bedacht, Nuttig Toegepast»

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Symposium November 28, 2007 - KMS, Brussel «Mooi Bedacht, Nuttig Toegepast»"

Filip Coppens
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Het modelleren van schade-accumulatie in historische metselwerkstructuren en Het gebruik van de akoestische voor de opvolging van schade in metselwerk ir.-arch. Els Verstrynge prof dr. ir. Luc Schueremans prof dr. ir. Dionys Van Gemert ir. Sven Ignoul ir.-arch. Marc Vanderauwera

opvolging van schade in metselwerk ir.-arch. Els Verstrynge prof dr.

2 Probleemstelling stabiliteit van metselwerk op lange termijn. Kerktoren van Kerksken, Haaltert (1990) Toren van Pavia, Italië (1989)

3 Probleemstelling stabiliteit van metselwerk op lange termijn. Maagdentoren in Zichem (gedeeltelijke instorting: 1 juni 2006)

4 Probleemstelling stabiliteit van metselwerk op lange termijn. Kerktoren van de Sint-Willibrorduskerk te Meldert (instorting: 07/07/2006)

5 Probleemstelling stabiliteit van metselwerk op lange termijn. Kerktoren van de Sint-Willibrorduskerk te Meldert (juli 2006)

6 Probleemstelling stabiliteit van metselwerk op lange termijn. - Er is nood aan nieuwe modellen en technieken die de beoordeling van de structurele veiligheid op lange termijn toelaten. - Dit bij voorkeur in combinatie met (een aantal) Niet-Destructieve Technieken die toelaten correcte + voldoende kwantitatieve informatie te leveren over de schade (accumulatie) in de structuur. Onderzoek spitst zich daarom toe op: - Theoretisch : Inschatting van levensduur aan de hand van theoretische modellen gevoed door experimenteel bepaalde parameters - Experimenteel naar het lange-termijn gedrag van metselwerk; - Niet Destructieve Technieken: van akoestische emissie techniek Dit moet toelaten tijdig de gepaste preventieve maatregelen te nemen.

7 : reologisch model ε I II III t Elastische vervorming Fase I: Primaire kruip Fase II: secundaire kruip Fase III: tertiaire kruip

8 : rheologisch model ε I II III D s : statische schadeparameter verhoging elastische vervorming D v : viskeuze schadeparameter helling secundaire kruipfase t tertiaire kruipfase (1-D V ) (1-D S )

9 : rheologisch model, = σ 1 t t + 1 exp σ + ( σ σ )σ E ( 1 D ) E τ E ( 1 D ) τ ( 1 D ) H M K K M M S S V ( σ t) ε totaal 0 Elastisch Primair Secundair + tertiair Iteratieve uitwerking kleine tijdsincrementen Niet-lineair gedrag (1-D V ) (1-D S )

10 Symposium November 28, KMS, Brussel Bepaling modelparameters: 1. Monotone drukproef Bepaling van - het vervormingsgedrag op korte termijn - de druksterkte van het metselwerk Horizontale en vertikale vervormingsopnemers (LVDT s)

11 % of the estimated strength Symposium November 28, KMS, Brussel Bepaling modelparameters: 2. Versnelde kruipproef Stapsgewijze spanningsverhoging (=korte termijn kruipproef) Bepaling van - het tijdsafhankelijk vervormingsgedrag - evolutie van de schade (D V, D S ) Time (days)

Versnelde kruipproef Stapsgewijze spanningsverhoging (=korte termijn kruipproef)

12 Symposium November 28, KMS, Brussel Bepaling modelparameters: 3. Lange termijn kruipproef Constant spanningsniveau Tussenvorm: versnelde kruipproef met constante spanning gedurende enkele maanden Bepaling van - het lange-termijn vervormingsgedrag - evolutie van de schade - verificatie van het kruipmodel

kruipproef met constante spanning gedurende enkele maanden Bepaling van - het

13 Symposium November 28, KMS, Brussel Bepaling modelparameters: 3. Lange termijn kruipproef Elastische vervorming Primaire kruipfase Secundaire kruipfase

14 Akoestische Emissie Techniek (AE) luisteren naar ontstaan van scheuren Opmeten van hoog-frequente energie-golven Mogelijkheid tot online-monitoren van de accumulatie van schade in metselwerk. Apparatuur van Vallen Systeme (Type Vallen system AMS3)

Mogelijkheid tot online-monitoren van de accumulatie van

15 Symposium November 28, KMS, Brussel Korte termijn kruipproef in combinatie met AE detectie % of the estimated strength Versnelde kruipproef: - krachtsgestuurd Tim e (days) 1. Verticale LVDT 2. Horizontale LVDT 3. AE sensor - σ 0 = 20% van f c, Δσ = 5-10% van f c - Teflon sheet (1mm) om wrijving te verminderen AE meting: - Vallen System AMS3-2 AE sensoren (range khz) - Threshold: 38 db

(days) 1. Verticale LVDT 2. Horizontale LVDT 3.

16 Symposium November 28, KMS, Brussel Lange termijn kruipproef in combinatie met AE detectie Kolom 30 (drukverhoging 85 87%f c ), zeer weinig events.

17 Symposium November 28, KMS, Brussel Lange termijn kruipproef in combinatie met AE detectie Kolom 28 (drukverhoging 60 65%f c ).

18 Symposium November 28, KMS, Brussel Lange termijn kruipproef in combinatie met AE detectie Kolom 9 (drukverhoging 85 90%f c ), blijvende schadetoename, voorbode van breuk van het proefstuk een tiental uren na de drukverhoging.

(drukverhoging 85 90%f c ), blijvende schadetoename,

19 Symposium November 28, KMS, Brussel Lange termijn kruipproef in combinatie met AE detectie Kolom 9 (drukverhoging 85 90%), blijvende schadetoename, voorbode van breuk van het proefstuk een tiental uren na de drukverhoging.

(drukverhoging 85 90%), blijvende schadetoename, voorbode

20 IJzerzandsteen: -Maagdentoren Zichem Toepassing op ijzerzandsteen -Kerktoren Sint-Willibrordus Meldert -Kerktoren Sint-Eustachius Zichem: Scheurpatroon in pijler na wegname loszittend pleisterwerk:

Meldert -Kerktoren Sint-Eustachius Zichem:

21 Toepassing op ijzerzandsteen Periodieke metingen (3u per meting) Periodieke AE metingen: geen kritisch niveau op het moment van de metingen, maar waakzaamheid geboden! AE sensor 1 AE sensor 2

22 Toepassing op ijzerzandsteen Versnelde kruipproef + AE meting Spanning constant gedurende ΔT = 3 uren Proefstuk verkregen door kernboring

23 Toepassing op ijzerzandsteen Aan het begin van de laatste belastingsstap: geen grote scheuren zichtbaar Aan het einde van de laatste belastingsstap: duidelijk scheuren zichtbaar 3 uur op constant spanningsniveau

24 Toepassing op ijzerzandsteen AE meting: 1. Sterke toename bij drukverhoging 2. Daling van de helling van de cumulatieve curve 3. Na twee uur terug versnelde toename van schade 1 2 3

25 Besluit: Noodzaak aan fundamenteel naar lange-termijn gedrag van historisch metselwerk, waarbij een combinatie van modellering en niet-destructieve technieken, zoals de akoestische emissie techniek, een veelbelovende invalshoek is. Ruimere smogelijkheden AE als NDT (andere materialen, andere belastingen of schade-oorzaken oorzaken): -Monitoring schade-accumulatie accumulatie gewapend beton structuren (bruggen, tunnels); -Monitoring van schade-accumulatie accumulatie in ondergrondse opslagplaatsen (in Boomse klei bv.) -Monitoring van schade-accumulatie accumulatie tijdens vermoeiingsproeven van materialen (composieten, koolstofvezels ea).

Vergelijkbare documenten

Els Verstrynge 1, Luc Schueremans 1, Dionys Van Gemert 1, Sven Ignoul 2, Marc Vanderauwera 3. Kasteelpark Arenberg 40, 3001 Heverlee

Het modelleren van schade-accumulatie in historische metselwerkstructuren en het gebruik van akoestische emissie als NDT voor de opvolging van schade in historisch metselwerk Els Verstrynge 1, Luc Schueremans