Térhálós-falszövetes megerősítés a magyarországi műemlék-felújítási gyakorlatban

1. Kovács Csabaokleveles építőmérnök tartószerkezeti vezető tervezőstatikus szakértő műemlékvédelmi szakmérnökICOMOS Konzerválási Bizottság elnökeNoszvaj, 2012. június hó Térhálós-falszövetes megerősítés a magyarországi műemlék-felújítási gyakorlatban

2. Néhány gondolat a szerkezeti repedések kialakulásáról A műemlékek és régi épületek tartószerkezeteinek helyreállítása a legelső lépcső a rekonstrukciós kiviteli munkáknál. Diagnosztikai vizsgálatoknak kell megelőznie minden beavatkozást, hogy átfogó képet kapjunk a károsodások és repedések kialakulásáról. Először a kiváltó ok felderítése majd megszüntetése a feladat, csak ezt követheti a terápia, azaz a repedések helyreállítása. Jelen előadás a tégla és kő anyagú függőleges tartószerkezetek és boltozatok, boltívek diagnosztikájával és javítási módszereivel foglalkozik.

3. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata, • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés, foghíjbeépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

4. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata, • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

5. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

6. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata, • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

7. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata, • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a munkákhoz szükséges bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

8. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a munkákhoz szükséges bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

9. I. Repedésekről általában, azok osztályozásaA teherhordó szerkezetek tönkremenetelének okai általában két csoportba sorolhatók: • Emberi beavatkozások: • forgalom okozta rázkódások, • tűz, bombatalálat, • eltérő periódusú szerkezetek kapcsolata • föld alatti munkák városokban (pl. metróépítés) • installációk beépítése az öreg épületekbe, a munkákhoz szükséges bontásoknál alkalmazott szerszámok vibrációja és a beépített gépek okozta rezgések, • vízszintsüllyedést vagy emelkedést okozó beavatkozások, melyek káros süllyedést okoznak, • régi épületek modernizálása, mely a terhek megnövekedését vagy átrendeződését okozza.

10. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

11. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, ill. a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

12. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

13. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

14. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés, • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

15. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés, • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

16. I. Repedésekről általában, azok osztályozása 2. Természetes okok: • a tartószerkezetek anyagainak elöregedése, mely az anyag nyomó- és húzó határfeszültségének csökkentésével jár, • fizikai okok, pl. a fagy által okozott mállás, • kémiai okok, pl. sókiválás és az átkristályosodással, illetve a higroszkopikus tulajdonságokkal együtt járó térfogatnövekedés feszítőhatása, • biológiai okok, pl. gyökérzet feszítő hatása, • vízzel kapcsolatos problémák (talajvíz, esővíz, légköri nedvesség, pára), • földrengés • hőmérséklet-változássál összefüggő mozgások.

17. A fő okok az alábbiakban foglalhatók össze: • a habarcs "öregedése", • a kő vagy tégla elemek határfeszültségének csökkenése, • a felületi mállás miatt a nyomott zóna csökkenése, illetve átrendeződése, • a függőleges teher megnövekedése, • a függőleges teher excentrikussá válása, melynek következtében húzó igénybevételek keletkezhetnek, • altalaj eredetű károk, talajmechanikai problémák.

18. II. Külső és belső erők egyensúlya A térbeli vagy síkbeli feszültségi állapot húzó főfeszültsége vagy főfeszültségei meghaladják az adott anyag húzó, illetve hajlító-húzó határfeszültségi értékeit.

19. Tartószerkezetek modellezése Tartószerkezetek modellezése nagyon bonyolult feladat; • véges elemes programok, • fotoelasztikus vizsgálatok, • hagyományos számítási és szerkesztési módok.

20. III. Megerősítések módszereiKét jellemző csoportba sorolható: • Merev testek analitikájára épülő • A rugalmas rendszer alapelveit veszi figyelembe A megrepedt szerkezet új egyensúlyi állapotát úgy tudja stabilizálni, hogy egy még merevebb szerkezetet beépít, mely önállóan képes fenntartani a megkívánt statikai egyensúlyt.

21. III. Megerősítések módszereiKét jellemző csoportba sorolható: • Merev testek analitikájára épülő • A rugalmas rendszer alapelveit veszi figyelembe

22. III. Megerősítések módszereiKét jellemző csoportba sorolható: Az eredeti, általában csak minimális belső húzófeszültséggel rendelkező szerkezeteket - melyek íly módon „természetesen” a megnövekedett külső húzó igénybevételekre megrepednek – úgy erősíti meg, hogy ezen hiányzó belső húzó ellenállásokat pótolja. • Merev testek analitikájára épülő • A rugalmas rendszer alapelveit figyelembe vevő

23. III. Megerősítések módszereiKét jellemző csoportba sorolható: • Merev testek analitikájára épülő • A rugalmas rendszer alapelveit figyelembe vevő

24. IV. Térhálós-falszövetes megerősítés • „reticolo cemento” • Olaszországban alkalmazták először az 1960-as évektől • Az eljárás lényege, hogy betonacélból melyet a falazatba fúrt lyukba helyeznek és a lyukat injektálják – egy térbeli hálós szövetszerkezetet alakítunk ki. • Ezzel a megoldással egyrészt megnöveljük a teherhordó szerkezet nyomószilárdságát, másrészt alkalmassá tesszük húzófeszültségek felvételére is.

25. A megerősítés előnyeiA korai statikai méretezései eljárások miatt szerkezeteinkben rejtett és ki nem használt tartalékok vannak. Előnyök: • Úgy állítja helyre a szerkezetet, hogy annak eredeti anyaga megmarad, bármikor kutatható, vizsgálható. • Az eredeti szerkezet megjelenését, esztétikai hatását nem változtatja meg. • Sok esetben szükségtelenné teszi az eredeti erőjáték drasztikus átalakítását, egyéb módszerek (vasbeton, acél stb.) alkalmazását. • A teherátrendeződést minimálisra csökkenti, az erősítő szerkezet beépítéskori állapotban nem gyengíti a szerkezetet

26. Általános és egyedi esetekre megoldások

27. Általános és egyedi esetekre megoldások

28. Általános és egyedi esetekre megoldások

29. Általános és egyedi esetekre megoldások

30. Általános és egyedi esetekre megoldások

31. Gyakorlati alkalmazás a sárospataki vár felújításánál Északi sarok megerősítése A sárospataki Rákóczi vár egyik legrégebbi részében, az ún. Vörös torony északi sarkában a nagyterem boltozatán a kövek kilazultak, mely a falazat állékonyságát veszélyeztette.

32. Utófeszített háló beépítését találtam a legmegfelelőbbnek. Az ábrán bemutatott elrendezésben 70 mm átmérőjű furatokból alakítottuk ki a vízszintes hálózatot. Gyakorlati alkalmazás a sárospataki vár felújításánál

33. Gyakorlati alkalmazás a sárospataki vár felújításánál A furatok speciális gyémántfúrófejes berendezéssel készültek.

34. Gyakorlati alkalmazás a sárospataki vár felújításánál A furatokba feszítőpászmák kerültek, melyek-injektálás után-70 KN erővel lettek megfeszítve és lehorgonyozva. Ez az erő nem volt túl nagy ahhoz, hogy a szerkezetben anomáliákat okozzon, de elegendő extra normálfeszültséget keltett a szerkezetben, hogy a falazat szétnyílásából adódó harántkontrakciót ellensúlyozza.

35. Gyakorlati alkalmazás a sárospataki vár felújításánál Végezetül a többi repedés is injektálásra került.

36. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál Az Orczy kastély néhány átépítést, építési periódust megért. Megsüllyedt klasszicista falsarok….

37. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál …javítása BRUT SAVER technológiával (Forgalmazó: Geo’96 Kft.)

38. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál Barokk és klasszicista falak összeillesztésénél repedések keletkeztek. ICM Kft.

39. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál ICM Kft. A repedések javítása részletrajzon… Barokk és klasszicista falak összeillesztésénél repedések keletkeztek

40. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál …és a valóságban. Injektálás és beragasztás utáni állapot. ICM Kft.

41. Gyakorlati alkalmazások az Orczy kastély felújításánál Az elkészült megerősítés. ICM Kft.

42. Köszönöm megtisztelő figyelmüket!