...~l(it Scientific. Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hauptkuppel und den Hauptpfeilern der Hagia Sophia in Istanbul
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1 Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Hauptkuppel und den Hauptpfeilern der Hagia Sophia in Istanbul von Christoph Duppel...~l(IT Scientific ~ Publishing
2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Teil A: Das Konstruktionsgefüge der Hagia Sophia 1 Einleitung Hagia Sophia - mehr als ein Bauwerk Die Bauwerksgeschichte - Errichtung und Ergänzungen Die Frage der Standsicherheit Zur Frage der Einwirkungen - die Erdbebengefahr Zur Frage der Tragfähigkeit - Kenntnisse über das Bauwerksgefüge Motivation und Intention der Forschungsarbeit Die zerstörungsfreien Untersuchungsmethoden Das Radarverfahren, Verfahrensgrundlagen, Messeinsatz und Datendarstellung Die Zeitscheibenberechnung Die Ermittlung der elektromagnetischen Wellengeschwindigkeit Die Radar-Tomographie Die Mikroseismik Verfahrensgrundlagen, Messeinsatz und Datendarstellung Die Mikroseismik-Tomographie Das Ultraschallverfahren Die Geoelektrik 20 3 Die Messkampagnen Das Gerüst unter der Hauptkuppel Durchgeführte Messkampagnen und untersuchte Bauteile 22 4 Die Erkundung der Hauptkuppel Bauteilbeschreibung und Begriffsdefinition Die Messungen - Verfahren, Ziele und Durchführung Die vollflächigen Radarmessungen Die Radarmessungen zur Ermittlung der Wellengeschwindigkeit Die Mikroseismikmessungen an den Rippen der Hauptkuppel Ultraschallmessungen Die Geoelektrikmessungen Geometrische und oberflächige Bauaufnahmen Die Konstruktion der Hauptkuppel- Erkundungsergebnisse 35 4,3.1 Die Dicke der Kuppelschale oberhalb der Fensterpfeiler Die äußeren Abmessungen der Fensterpfeiler 56
3 11 Inhaltsverzeichnis Der Querschnittsverlauf über Schale und Pfeiler Die Bruchkanten Das Mauerwerksgefüge Die Materialeigenschaften Eiseneinlagen in der Kuppelkonstruktion - Ringanker Mosaikablösungen Die Erkundung der Pendentifs und der Hauptbögen Bauteilbeschreibung und Begriffsdefinition Die Messungen - Verfahren, Ziele und Durchführung Die Radarmessungen Die Konstruktion der Bauteile - Erkundungsergebnisse Die Pendentifs Die Hauptbögen Die Erkundung der Hauptpfeiler Bauteilbeschreibung und Begriffsdefinition Die Messungen - Verfahren, Ziele und Durchführung Die Radar-Reflexionsmessungen Die tomographischen Radar-Transmissionsmessungen Die tomographischen Mikroseismikmessungen Die Konstruktion der Hauptpfeiler - Erkundungsergebnisse Die äußere Geometrie, Marmorverkleidung Das Mauerwerksgefüge Die Materialeigenschaften Der Baugrund 131
4 Inhaltsverzeichnis 111 Teil B: Zum Tragverhalten der Hagia Sophia 8 Zum Tragsystem der Hagia Sophia - Grundstruktur und Einflussparameter Das System der Pendentifkuppel im Allgemeinen Die Entwicklung zur Pendentifkuppel Zum Tragverhalten von Pendentifkuppeln Einflüsse auf das Tragverhalten der Hagia Sophia Die Mehrteiligkeit der Kuppel Die geometrischen Irregularitäten Die materialtechnischen Irregularitäten Die Stelfiqkelt des Kuppelunterbaus und die Gründung Parameter für ein realistisches Rechenmodell Bisherige Betrachtungen zum Tragverhalten der Hagia Sophia Qualitative Beurteilung nach Mainstone Analytische Berechnung nach Thode Grundlagen Berechnung und Ergebnisse Diskussion und Bewertung Frühe numerische Berechnungen Berechnungen nach Mark, Erdik und Cakmak Grundlagen Ergebnisse der Untersuchungen Diskussion und Bewertung Weitere Berechnungen und Studien Beurteilung der bisherigen Betrachtungen Eigene Studien zum Tragverhalten der Hagia Sophia Berechnungsgrundlagen Geometrie Lastannahmen Materialkennwerte Nachgiebigkeit der Gründung Studien am Teilsystem Kuppel Zum Spannungsverlauf in der Kuppelschale Zum Stabilitätsverhalten der gerissenen Mauerwerkskuppel Studien am primären Gesamtsystem Randbedingungen und vereinfachende Annahmen ModelIierung und linear-elastische Berechnung 178
5 IV Inhaltsverzeichnis Ergebnisse der Berechnung und Bewertung Validierung der Berechnung anhand von Beobachtungen am Bauwerk Ringzugbelastung in der Kuppel und in den Pendentifs Deformation der Hauptbögen und Bewertung der Scheitelbereiche Deformation der Hauptpfeiler Zusammenfassung der Erkenntnisse zum Tragverhalten Ausblick auf ein detailliertes numerisches Modell für dynamische Analysen Die CAD-Visualisierung als geometrische Grundlage Diskretisierung, Validierung und Prozesssimulation Zusammenfassung und Ausblick Summary and Outlook 211 Literaturverzeichnis 213
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