Disorders in north transept of the cathedral in Tournai (Be): Structural monitoring, simulations and temporary stabilization

• Autorzy: Van Parys L. , Noel J. , Lamblin D. , Datoussaid S. , Tilmant A.

Warianty tytułu

PL

Uszkodzenia konstrukcji w północnym transepcie katedry w Tournai (Be): Monitorowanie konstrukcji, symulacje i tymczasowa stabilizacja

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Duża grupa ważnych zabytkowych budynków z Listy Światowego Dziedzictwa trwała w zapomnieniu przez kilka wieków. Jednak obecnie władze wyraźnie dostrzegły ich turystyczny potencjał i zrozumiały konieczność zachowania tych arcydzieł dla następnych pokoleń, toteż eksperci specjalizujący się w tematyce konstrukcji zaczęli odgrywać istotną rolę podczas rewaloryzacji tych obiektów. Niniejszy artykuł dotyczy Katedry Notre-Dame w Tournai (BE), której architektoniczne bogactwo skłoniło UNESCO do uznania jej za część Dziedzictwa Narodowego na początku XXI wieku. Niestety, w ciągu wieków poważne problemy geotechniczne wywołały uszkodzenia konstrukcji, występujące w romańskiej nawie i gotyckim chórze, jak również w transepcie w "stylu przejściowym", który stanowi przedmiot poniższej pracy. Po krótkim wprowadzeniu w kontekst historyczny i architektoniczny obiektu, artykuł przedstawia najpoważniejsze nieprawidłowości jakie można dostrzec w trakcie bezpośredniej obserwacji transeptu katedry. Następnie opisano analizy interdyscyplinarne przeprowadzone dla uzyskania lepszego rozeznania w sytuacji; podsumowano zebrane informacje, podobnie jak badania metodą elementów skończonych wykonane w celu dogłębnego zrozumienia problemu. Bazują one na uproszczonych makro-modelach uwzględniających proces propagacji pęknięć oraz proponują zainstalowanie systemu monitorującego pozwalającego na stałą obserwację konstrukcji. Opisany został skutecznie zainstalowany system, składający się z wahadła, mierników osiadania, czujników wychwytujących pęknięcia oraz inklinometrów. Zaproponowano interpretację informacji zebranych podczas pierwszego okresu obserwacji, a następnie przedyskutowano kwestię czasowej stabilizacji konstrukcji. Opisano uproszczone symulacje metodą elementów skończonych, prowadzące do optymalnego projektowania takich konstrukcji, oraz rozwiązanie, które zostało skutecznie wprowadzone, krótko podsumowując wyzwania związane z wdrożeniem planowanych rozwiązań trwale stabilizujących naruszone systemy kamiennych łuków.

EN

A great part of important buildings involved in the World Heritage have suffered to be forgotten during several centuries. As the public authorities have now clearly noticed the touristic potentialities and defi nitely understood the necessity to transmit these master pieces to the next generations, structural experts have often to play a great role in restoration works. This paper concerns the Our Lady cathedral in Tournai (BE) whose architectural richness has encouraged UNESCO to recognize it as part of the World Heritage at the beginning of the 21st century. Unfortunately, serious geotechnical problems have, along the centuries, induced the occurrence of structural disorders that affect now the roman nave and the gothic choir as well as the "transition style" transept that constitutes the subject of the present paper. After a quick introduction to the concerned historical and architectural contexts, the paper presents most of the pathologies that may be directly captured by direct observation in the transept of the cathedral. Then, the interdisciplinary campaigns carried out for achieving a better knowledge of the situation are described; the collected information is summarized as well as the Finite Element studies that have been carried out in order to get a sharp understanding of the problems. They are based on simplifi ed macro-models taking a crack propagation process into account and they outline the interest to install a monitoring system proposing a permanent structural survey. The effectively installed system coupling pendulum, settlement gages, crack opening captors and clinometers is described. The interpretation of the information collected during a fi rst period is proposed and the interest to design a temporary stabilization structure is then discussed. The simplifi ed Finite Element simulations leading to the effective design of these structures are described and the solution that has been effectively installed is illustrated, briefl y summarizing the challenges associated with the implementation of a future permanent stabilization of affected masonry arch systems.

Słowa kluczowe

PL

dziedzictwo architektoniczne; Tournai; symulacja; stabilizacja; konstrukcja murarska

EN

architectural heritage; Tournai; simulation; stabilization

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Konserwatorów Zabytków
• Czasopismo: Wiadomości Konserwatorskie
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 32
• Strony: 59--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Van Parys L.

autor

Noel J.

autor

Lamblin D.

autor

Datoussaid S.

autor

Tilmant A.

• University of Mons - Civil Engineering Dept.,

Bibliografia

• [1] B. E. Tilmant (2000-2001) Cathedrale de Tournai. Reconnaissance geotechnique, Belgium.
• [2] B. E. Tilmant (2002) Transept nord. Campagne geotechnique, Belgium.
• [3] Mertens G., Elsen J., Brulet R., Brutsaert A., Deckers M. (2009) Quantitative composition of ancient mortars from the Notre Dame Cathedral in Tournai (Belgium). In: Materials characterization 60: pp 580-585, Elsevier.
• [4] Kaufmann, O. and Quinif, Y. (1999) Cover-collapse sinkholes in the “Tournaisis” area, southern Belgium. In: Engineering Geology 52: pp 15-22, Elsevier.
• [5] Halleux P., Lamblin D., Macchi G. (2001) Etude sur Modèle FEM de la pose des tirants entre les tours. In : Rapport CAT-1011-R1, Belgium.
• [6] Van Parys L., Lamblin D., Guerlement G., Descamps Th. (2005) Damage in patrimonial masonry structures. The case of the O-L Cathedral in Tournai (Belgium). In: IUTAM – Multiscale modelling of damage and fracture processes in composite materials, Netherlands.
• [7] Noël J., Datoussaïd S. (2010) CrackOffi ce: a practical toolbox for engineering offi ces confronted to redundant masonry structures subjected to load redistributions. In: 8th International Masonry Conference, Dresden, Germany.
• [8] Cambier S., Paternoster R. (2002) Contribution à l’etude structurelle de la cathedrale Notre-Dame de Tournai, Master Thesis, Faculte Polytechnique de Mons, Belgium.
• [9] Rosa L. (2001) Contribution à l’analyse de stabilite de la cathedrale Notre-Dame de Tournai, Master Thesis, Faculte Polytechnique de Mons, Belgium.
• [10] Van Parys L., Noël J., Lamblin D., Bultot E., Delehouzee L. (2012) FE “block & interaction” approach for estimating the impact of bell tower inclinations on the safety of north transept arch system in the OL cathedral of Tournai (BE) In: 8th International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions, Wroclaw, Poland.
• [11] Vanandruel, Jacquemin, Vander Haeghen, Nonclercq (1965) Expertise de 1965: Stabilite du choeur de la cathedrale de Tournai, Belgium.