The reliability of masonry structures – evaluation methods for historical buildings

Tomasz Domański,

Piotr Matysek

Abstrakt

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia w zakresie oceny niezawodności konstrukcji murowych w obiektach istniejących w tym obiektach o charakterze historycznym. Wskazano na specyfikę diagnostyki i  analiz obliczeniowych tego typu konstrukcji. Podane zostały metody określenia wytrzymałości na ściskanie murów w budynkach istniejących z uwzględnieniem teorii niezawodności konstrukcji. Kompilacja badań nieniszczących i niszczących została zalecona w artykule jako podstawowa metoda w procesie oceny parametrów wytrzymałościowych murów. W artykule podane zostały również praktyczne rozwiązania służące określeniu obliczeniowej wytrzymałości na ściskanie murów, które mogą być wykorzystane przy ocenie bezpieczeństwa masywnych ścian i filarów będących podstawowymi elementami istniejących konstrukcji murowych. 

In this paper, selected issues regarding the assessment of the reliability of masonry structures in existing buildings, including historical buildings, are presented. The specifics of diagnostics and computational analysis of these types of objects are highlighted. Methods of determining the masonry compressive strength in existing structures while taking into account the reliability theory are given. A combination of nondestructive and destructive tests is proposed as the basis for determining the masonry strength parameters. Practical solutions for determination of design masonry strength were given which can be used in assessing the safety of massive brick walls and pillars constituting important structural elements of existing masonry buildings.

Słowa kluczowe: konstrukcje murowe, budynki historyczne, niezawodność konstrukcji, wytrzymałość muru na ściskanie , masonry structures, historical buildings, reliability theory, masonry compressive strength
References

[1] Schueremans L., Probabilistic evaluation of structural unreinforced masonry, Katholieke Univesiteit Leuven 2001.

[2] Kirtschig K., Mauerwerkklassen und deren Nachweis, VDI-Berichte 438/1982.

[3] Małyszko L., Bliko P., Ocena wytrzymałości muru z uwzględnieniem teorii niezawodności konstrukcji, Inżynieria i Budownictwo 12/2009.

[4] Probabilistic Model Code, Part 1 – Basis of Design, Joint Committee on Structural Safety, 2001.

[5] EN 1990, Basis of structural design, European Committee of Standardization, Brussels 2002.

[6] EN 1996-1-1, Design of masonry structures – Part 1-1: General rules for reinforced and unreinforced masonry structures, European Committee of Standardization, Brussels 2005.

[7] UIC – International Union of Railways, UIC Code, Recommendations for the inspection, assessment and maintenance of masonry arch bridges, Final draft 2008.

[8] Matysek, P., Identyfikacja wytrzymałości na ściskanie i odkształcalności murów ceglanych w obiektach istniejących, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2014.

[9] Binda L., Learning from failure – Long-term behaviour of heavy masonry structures, WIT Press, Southampton, Boston 2008.

[10] Gregorczyk P., Lourenco P.B., A review on flat-jack testing, Engenharia Civil, Universidade do Minho, 9/2000.

[11] Łątka D., Matysek P., The estimation of compressive stress level in brick masonry using the flat-jack method, Procedia Engineering 193/2017.

[12] Owen D. B., Noncental t-distribution, Encyclopedia of Statistical Science, Vol. 6., John Wiley & Sons, New York 1985.

[13] Bilko P., Małyszko L., Orłowicz R., Ocena wytrzymałości muru podczas modernizacji kamienic komunalnych, Wiadomości Konserwatorskie 26/2009.

[14] Lumantarna R., Dizhur D., Derakhshan H., Ingham J., Strength and stiffness of unreinforced masonry: Comparison between laboratory and field studies. Proceedings of the 8th International Masonry Conference, Dresden 2010.

[15] Lumantarna R., Biggs D.T., Ingham J.M., Uniaxial compressive strength and stiffness of field extracted and laboratory constructed masonry prisms, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 25, Issue 4, 2014.

[16] EN 772-1:2011, Methods of tests for masonry units – determination of compressive strength, CEN, Brussels 2011.

[17] EN 1015-11:1999, Methods of test for mortar for masonry – determination of flexural and compressive strength, CEN, Brussels 2006.

[18] Lewicki B., Diagnostyczna wytrzymałość obliczeniowa betonu i muru, Prace Instytutu Techniki Budowlanej kwartalnik nr 3 (123), Warszawa 2002

[19] ÖNORM B 1996-3, Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten – Teil 3: Vereinfache Berechnungmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten, 2009.