Projekti / Programi
Seizmični stresni test grajenega okolja
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.04 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
Potresno inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T230 |
Tehnološke vede |
Visoke gradnje |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.01 |
Tehniške in tehnološke vede |
Gradbeništvo |
Prožnost skupnosti, potresno tveganje, stresni test, potresna izkaznica stavbe in grajenega okolja, BIM, visoko-zmogljivo računsko okolje
Raziskovalci (10)
Organizacije (2)
Povzetek
Potresi so v zadnji letih le na območju Italije (L'Aquila 2009, Emilia-Romagna 2012, Norcia 2016) povzročili na stotine žrtev, na desetine milijard evrov škode, socialne stiske velikega števila ljudi in ogromne težave pri vzpostavitvi normalnega stanja skupnosti. Podobni potresi se lahko pojavijo drugod po Evropi in tudi v Sloveniji ter v omejenem obsegu v Avstriji. Predvsem v manjših skupnostih lahko stroški obnove hitro presežejo zmožnosti skupnosti za vzpostavitev normalnega stanja. Trenutna regulativa v Evropi (vključno s Slovenijo in Avstrijo) ni takšna, da bi okrepila prožnost skupnosti pri reakcijah na potrese. Potresna varnost na nivoju objekta in na nivoju grajenega okolja sta obravnavani ločeno, kar vodi v paradoks. Gradbeni inženirji imajo pri projektiranju nove stavbe ali rekonstrukcije obstoječe stavbe (npr. zaradi energetske prenove) dostop do detajlnih podatkov o stavbi, vendar se tok informacij ne prenaša na nivo grajenega okolja. Zainteresirani deležniki zato ne dobijo informacij, na osnovi katerih bi se lahko na ustrezen način zavarovali pred posledicami potresov. Trenutna regulativa za vzpostavitev potresne varnosti je zaradi prekinitve toka informacij med nivojema objekta in grajenega okolja v nasprotju z Digitalno agendo EU in Strategijo pametne specializacije Slovenije, ki predvideva digitalizacijo z intenzivno in inovativno rabo IKT za vzpostavitev pametnih stavb in skupnosti. Poleg tega regulativa ne sledi smernicam Okvirnega programa Sendai za zmanjševanje tveganj zaradi naravnih nesreč 2015-2030 (UN, 2015), kjer je izpostavljeno, da je vrednotenje in razumevanje tveganj zaradi naravnih nesreč prvi cilj pri vzpostavljanju prožnosti družbe pri reakcijah na naravne nesreče.
Cilj projekta je zato razvoj stresnega testa za vrednotenje potresnega tveganja, ki bi na sistematičen način povezoval analize na nivoju stavb z analizami na nivoju grajenega okolja ter zagotavljal enostavno razumljive informacije o potresnem tveganju za vse zainteresirane deležnike. Z zajemom ključnih podatkov na nivoju stavbe bomo omogočili fizikalno opredeljene simulacije odziva grajenega okolja na potrese, kar predstavlja novost in tudi osnovo za validacijo ocen potresnega tveganja na nivoju grajenega okolja. Zaradi kompleksnosti grajenega okolja se bomo osredotočili na zidane in armiranobetonske stavbe, ki predstavljajo veliko večino gradbenega fonda v Sloveniji in Avstriji. Uporabili bomo obstoječe seizmotektonske modele, s katerimi bomo simulirali izvor potresov in gibanje tal na območju stavbe in na območju grajenega okolja. Za oceno potresnega tveganja na nivoju stavbe bomo uporabili metode, ki smo jih razvili v predhodnih projektih. Metodologijo bomo dopolnili tako, da bodo rezultati analiz predstavljeni v obliki potresne izkaznice stavbe. Posredni rezultat analiz na nivoju stavbe bo informacijski model stavbe. Osnovan bo na poenostavljenih nelinearnih metodah analize, ki se uporabljajo za projektiranje stavb (npr. Evrokod), vendar so dovolj natančne in računsko obvladljive, kar bo omogočilo fizikalno simulacijo potresnih zahtev na nivoju grajenega okolja. Celotna metodologija bo temeljila na verjetnostnem pristopu, ki poveže potresno nevarnost, potresne zahteve, poškodovanost in stroške/čas obnove.
Z rezultati raziskav bomo postavili temelje za vzpostavitev sodobne regulative na področju varnosti pred potresi in drugimi naravnimi nesrečami. Rezultati bodo koristni tudi za lastnike stavb, organe upravljanja in industrijo.
Projekt temelji na rezultatih predhodnih projektov projektne skupine na FGG Univerze v Ljubljani. Konzorcij projekta tvorijo FGG Univerze v Ljubljani, Univerza v Innsbrucku in avstrijsko-slovensko podjetje ELEA iC. Slovensko-avstrijsko sodelovanje na projektu bo imelo tudi simbolen pomen, saj se bo projekt zaključil na 125. obletnico Ljubljanskega potresa, ki se je zgodil v času Avstro-Ogrske monarhije, ko je bila pomoč z Dunaja zelo pomembna za obnovo Ljubljane po potresu.
Pomen za razvoj znanosti
V projektu bomo dosegli pomembne rezultate za razvoj znanosti na področju potresnega inženirstva v svetovnem merilu. Rezultat projekta bo nov pristop pri obravnavi problema potresnega tveganja grajenega okolja. Z zagotovitvijo toka informacij iz nivoja stavbe na nivo grajenega okolja bomo omogočili fizikalno opredeljene študije potresnega tveganja grajenega okolja. S tem bomo pripomogli k krepitvi prožnosti skupnosti pri reakcijah na ekstremne naravne pojave, kar je usmeritev deklaracije Sendai, ki je rezultat Tretje svetovne konference Združenih narodov za zmanjševanje tveganja za naravne nesreče. Udeleženci konference so kot prvi cilj Okvirnega programa Sendai za zmanjševanje tveganj zaradi naravnih nesreč 2015-2030 izpostavili razumevanje in vrednotenje tveganj, kar je tudi cilj predlaganega projekta.
Tema raziskav projekta še ni ustrezno obravnavana v svetovnem merilu in je istočasno zelo pomembna tudi za uporabo v Sloveniji in Avstriji. Računsko okolje bo podprto z IKT in visoko-zmogljivim računalniškim sistemom v Sloveniji in v Avstriji. Raziskave so temeljne in bodo na več področjih prispevale k svetovni zakladnici znanja, končni cilj pa je razmeroma enostaven postopek, ki bo uporaben v vsakodnevni praksi. Z rezultati projekta se bodo odprla nova področja raziskovanja v potresnem inženirstvu, gradbeništvu, ekonomiji in drugih družbenih vedah (npr. razvoj modelov za določitev ciljev pri potresnoodpornem projektiranju stavb in modelov za vzpostavljanje prožnosti družbe pri reakcijah na potrese). Razvita orodja bodo predstavljala osnovo razvoj orodji za praktične izvedbo seizmičnih stresnih testov v javnem in zasebnem sektorju.
Poenostavljena nelinearna N2 metoda za potresne analize konstrukcij, razvita v okviru raziskovalne skupine, je priznana v svetu in vključena v evropski standard EC8. Novi rezultati, ki jih pričakujemo pri raziskavah uporabnosti te metode za ocene odziva stavb s pomanjkljivimi podatki o konstrukciji bodo predstavljali pomembne dosežke v mednarodnem merilu. Pomembne dosežke pričakujemo tudi pri razvoju funkcij ranljivosti in funkcij izgub ter informacijskega modeliranja stavb, saj bo BIM vključeval ključne podatke o potresni kapaciteti stavbe in ostale podatke, ki so potrebni za analize potresnega tveganja na nivoju grajenega okolja.
Člani projektne skupine UL FGG člani raziskovalne skupine Potresno inženirstvo in E-gradbeništvo, ki se je s svojimi rezultati uveljavila v mednarodnem merilu, o čemer med drugim pričajo številni citati objavljenih del. Zaradi formalnega in neformalnega sodelovanja s številnimi raziskovalnimi centri po vsem svetu bo raziskovalni projekt v veliki meri usklajen z raziskavami v vodilnih raziskovalnih centrih, ki se ukvarjajo s problemi potresnega inženirstva, seizmologije in varnosti pred naravnimi nesrečami. Zato je mogoče pričakovati, da bodo rezultati predlagane raziskave prispevali znanja, s katerimi bo mogoče vzpostaviti temelje za kakovostne informacije o potresnem tveganju.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati projekta bodo dali osnovo za uvedbo sistema zbiranja kvalitetnih informacij o potresni odpornosti stavb na državnem nivoju (Slovenija in Avstrija). Te informacije predstavljajo temelj za odločitve o potrebnih ukrepih za zmanjševanje potresnega tveganja. Razvita metodologija in računsko okolje bosta predstavljala orodje za praktično izvedbo seizmičnih stresnih testov v javnem in zasebnem sektorju. Nacionalni organi ali mestne skupnosti bodo lahko vzpostavili sistem za krepitev pripravljenosti in prožnosti družbe pred potresi in na ta način vzpostavili boljšo komunikacijo med civilno zaščito, lastniki in drugimi deležniki. Javna uprava bo lahko vzpostavila digitalizacijo ocene potresnega tveganja in s tem vzpostavila koncept reševanja problema, ki bo skladen z Digitalno agendo EU in Strategijo pametne specializacije Slovenije, ki predvideva intenzivno rabo IKT tehnologij. V okviru Strategije pametne specializacije Slovenije, je tema projekta usmerjena v povezovanje stebra Pametne zgradbe in dom z lesno verigo ter stebra Pametna mesta in skupnosti. Tema projekta je tudi usmerjena v krepitev družbene prožnosti pri reakcijah na potrese. Krepitev družbene prožnosti je ključno področje raziskav v naslednjem finančnem obdobju raziskovalnega programa Obzorje 2020.
V zasebnem sektorju se bo razvit sistem lahko uporabil npr. za zavarovalnice ali za večja podjetja, ki bodo lahko ocenile potresno tveganje njihovega portfelja stavb. Podobno lahko nepremičninske družbe zanima predstaviti informacije o potresnem tveganju na svojih nepremičninskih portalih, s čimer bi svojim strankam omogočili novo storitev.
Odprle se bodo možnosti za IKT podjetja, ki bi lahko razvile različne spletne aplikacija ali aplikacije za pametne telefone, s katerimi bodo lahko lastniki stavb preverili obnašanje in pričakovane izgube v primeru pojava močnih potresov v bližini lokacije stavbe. Preverbe bi bile mogoče tudi za dejanske zapise potresov, ki so se zgodili v zadnjih letih (npr. potresi L'Aquila, Norcia in podobni).
Nova metodologija in ob raziskavah pridobljena nova znanja, ki jih bomo objavili v mednarodni in domači strokovni literaturi ter posredovali odgovornim za zmanjševanje posledic naravnih nesreč, bodo prispevali k racionalnim odločitvam v procesu utrjevanja potresno neodpornih objektov in k pripravam ukrepanja v primeru močnega potresa in s tem, v končni fazi, k večji potresni odpornosti gradbenih objektov in njihove opreme ter k zmanjšanju števila žrtev in materialne škode v bodočih potresih.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
