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Software für den Denkmalschutz in Angkor/Kambodscha

Viele der Steinmonumente in der archäologischen Ausgrabungsstätte Angkor in Kambodscha, Weltkulturerbe der UNESCO, sind heute verfallene Ruinen. Auch der Zustand der intakten Denkmäler verschlechtert sich schnell. Das Dlubal-Programm RFEM wurde zur Erstellung numerischer Modelle und für Tragwerksanalysen verwendet.

Ein internationales Expertenteam beschäftigt sich in Angkor mit den Ursachen für die bautechnisch schlechte Verfassung der Monumente und versucht geeignete Lösungen für deren Rettung zu finden. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung von Steinstrukturen hinsichtlich der Einwirkungen aus umweltbedingten Temperaturänderungen und deren Einfluss auf die Standsicherheit. Neben der Forschungsarbeit vor Ort umfasst das Projekt numerische Simulationen zum Tragverhalten der Steinbauten, die durch äußere Belastung beansprucht werden.

Die Steinbauwerke wurden zwischen dem 9. und 15. Jh. erbaut und sind heute meist mehr oder weniger verfallene Ruinen. Bei den bis heute erhaltenen Tempeln ist eine stetige Bruchentwicklung festzustellen, hauptsächlich als Zerfall der Steinmauern. Außer der aus heutiger Sicht ungeeigneten Baumethode sind schwie¬rige klimatische Verhältnisse Hauptursache für den Verfall.

Beobachtungen von Verformungen und Temperaturen bei ausgewählten Tempeln zeigten, dass die Differenz zwischen höchster und niedrigster Temperatur an vereinzelten Außenflächen im Laufe eines Jahres mehr als 60°C beträgt. Außerdem liegen große Wärmeunterschiede zwischen Tag und Nacht vor. Oft war die Temperatur an Innenflächen etwa 40°C geringer als an Außenflächen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Belastung und großen Wärmedehnungen innerhalb der Steinbauten. Infolgedessen dehnen sich die Blockverbindungen aus und einzelne Steine fallen heraus. Schließlich zerfällt der Tempel in Einzelteile und bricht zusammen.

Numerische Simulationen zum Tragverhalten erfolgen im FEM-Programm RFEM, mit dem ein hoher Übereinstimmungsgrad der Eigenschaften realer Steintempelstrukturen mit denen eines numerischen Models erreicht werden kann. Das Ziel der Analyse besteht darin, weitere Entwicklungen der technischen Bedingungen auf Grundlage der Simulationsergebnisse vorherzusagen.

Bisher wurden 3D-Modelle typischer Struktursegmente erstellt und in RFEM getestet. Die numerischen Modelle wurden mit Volumenelementen abgebildet, die die einzelnen Steinblöcke darstellen. Die gegenseitige Wechselwirkung der Blöcke wurde durch Kontaktelemente simuliert, um somit Zugwirkungen quer zur Verbindung beseitigen und unterschiedliche Reibungsintensität zwischen den Blockkontakten berücksichtigen zu können.

Eine Reihe von Simulationen wurde für Temperaturlasteinwirkungen unter Berücksichtigung charakteristischer Baugrundeigenschaften und verschiedener Anschlussformen von Steinblöcken durchgeführt. Die numerischen Analyseergebnisse zeigen eine deutliche Übereinstimmung mit dem Tragverhalten der Steinstruktur (Verformungen, Versagen etc.). Die Forschung hat bewiesen, dass die Temperaturlast bedeutende Werte aufweist und einen beträchtlichen Einfluss auf den Tempelzustand ausübt, der sich immer mehr verschlechtert. Die Forschungserkenntnisse werden weiterentwickelt, so dass die Auswirkung von Temperaturänderungen auf das Tragverhalten der Steindenkmäler genauer erfasst und optimale Maßnahmen eingeleitet werden können, um die Monumente für nachfolgende Generationen zu bewahren.

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Siem Reap, Siem Reap, Kambodscha (1150)

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    4216
  • Erstellt am
    30.04.2012
  • Geändert am
    31.01.2016