P2-0185 — Letno poročilo 2015
1.
Projektiranje betonskih stavb na potresnih območjih po Evrokodu 8

Član programske skupine Peter Fajfar je eden od štirih avtorjev, ki so pripravili knjigo o potresnem projektiranju armiranobetonskih (AB) stavb po evropskem (in slovenskem) standardu Evrokod 8 (EC8). Vsi štirje avtorji so imeli vodilno vlogo pri razvoju standarda. Knjiga na okrog 400 straneh prikazuje osnove potresnih obremenitev in njihov vpliv na stavbe, vključno z geotehničnimi vidiki, daje navodila za zasnovo AB konstrukcij stavb in njihovo temeljenje, obravnava modeliranje ter linearno in nelinearno analizo AB konstrukcij stavb po EC8 ter prikazuje projektiranje, dimenzioniranje in detajliranje AB konstrukcij stavb, vključno s temelji. Knjiga vključuje celovit testni primer realistične stavbe s šestimi nadzemnimi etažami in dvema etažama pod zemljo. Konstrukcijo stavbe sestavljajo stene in okviri. Obravnavani so zasnova konstrukcije, analiza, dimenzioniranje in projektiranje armature vključno z detajli. Knjiga služi kot komentar k delu standarda EC8, ki se nanaša na AB konstrukcije stavb, saj uradni komentar standarda ne obstaja. Knjiga je namenjena dodiplomskim in podiplomskim študentom, predavateljem predmetov s področja potresno odpornega projektiranja in inženirjem v praksi kot pomoč pri korektni uporabi EC8 za projektiranje AB stavb. P.Fajfar je prispeval celotno poglavje o analizi, kjer je med drugim prvič v knjižni obliki celovito prikazana N2 metoda za praktično uporabno nelinearno analizo konstrukcij, ki je bila razvita v okviru programske skupine. Poleg tega je sodeloval pri pripravi ostalih poglavij knjige.

COBISS.SI-ID: 6993505
2.
Negotovosti pri določanju potresne ranljivosti objektov kulturne dediščine v Sloveniji: komparativna analiza modeliranja z metodo makro elementov in metodo konstrukcijskih elementov

Nedavni potresi so potrdili visoko stopnjo ranljivosti nekaterih tipov zgodovinskih stavb (n.pr. palač, cerkev, stolpov). Pokazali so tudi, da so bili ukrepi utrjevanja v zadnjih desetletjih pogosto invazivni, neučinkoviti in da so lahko celo povečali ranljivost. Zato je nujno potrebno razviti postopke ocenjevanja in uvesti učinkovite strategije za zmanjšanje potresnega tveganja za objekte kulturne dediščine. Ohranjanje kulturne dediščine mora zagotavljati njihovo trajnost napram naravnim tveganjem in ekstremnim dogodkom, ne da pri tem ogrozilo njihovo avtentičnost in funkcijo. Projekt PERPETUATE (Performance Based Approach to Earthquake protection of Cultural Heritage in European and Mediterranean Countries – Zaščita s potresi ogrožene kulturne dediščine v evropskih in sredozemskih državah s pritomom na temelju načrtovanja obnašanja) je tako imel poglavitni namen, da zgradi Evropska priporočila za ocenjevanje in zmanjševanje potresnega tveganja kulturne dediščine v podporu načrtovanja utrditvenih ukrepov za ohranjanje stavb in v njih vgrajenih umetniških del. V okviru projekta PERPETUATE so člani programske skupine (Bosiljkov, Žarnić, Kržan) prispevali izjemno število (7) člankov za posebno izdajo revije Bulletin of Earthquake Engineering, ki je uvrčena v revije z najvišjim IF v potresnem inženirstvu (COBISS 6642785, 6794849, 6643297, 6643041, 6649441, 6642529, 6643809). Za ilustracijo v tem razdelku podajamo vsebino enega od teh člankov. Prispevek obravnava vpliv negotovosti izbire modela ter stopnje poznavanja objekta na določanje ranljivosti zidanih objektov v Sloveniji. Pri tem smo obravnavali dve skupini objektov: stavbe ruralne arhitekture Posočja (objekti poškodovani po potresih 1998 in 2004) in urbane arhitekture starega mestnega jedra Ljubljane. Uporabili smo dve metodi: metodo makro elementov (MEM) in nelinearno metodo konstrukcijskih elementov (SEM). MEM se je izkazala za učinkovito (natančnost 50-80%) pri določanju mehanizmov porušitve pri objektih ruralne arhitekture. Ob upoštevanju različnih stopenj poznavanja objektov lahko pri urbani arhitekturi pričakujemo 30-70 % poškodovanost objektov za povratno periodo potresa 475 let. Na primeru ene stavbe, za katero je negotovost poznavanja objekta minimizirana, smo s primerjavo rezultatov obeh metod ugotovili, da dobimo z MEM metodo, v primerjavi s SEM metodo, nekoliko bolj konservativne rezultate, ker le ta upošteva tudi izven ravninske porušitve. Zato je metoda primerna za načrtovanje lokalnih ojačitvenih ukrepov na objektih kulturne dediščine za potresne dogodke manjše intenzitete in večje verjetnosti dogodka.

COBISS.SI-ID: 6649441
3.
Ocena ciklične kapacitete stika med gredami in stebri v montažnih armiranobetonskih montažnih stavbah

V letu 2015 je programska skupina zaključila skoraj 20-letni cikel sodelovanj v velikih projektih (ECOLEADER, PRECAST, SAFECAST, SAFECLADDING) evropskih okvirnih programov, ki so raziskovali kompleksen problem potresnega odziva armiranobetonskih montažnih konstrukcij. Projekte so predlagala in vodila združenja evropskih proizvajalcev montažnih konstrukcij (glejte tudi opis izjemnega družbeno-ekonomskega dosežka). Obnašanje montažnih sistemov je odvisno predvsem od obnašanja specifičnih stikov med posameznimi montažnimi elementi. V evropski gradbeni praksi je najbolj pogost moznični stik med gredami in stebri, ki je bil obravnavan v okviru prikazanega članka. Ti stiki so podvrženi dvema temeljnima mehanizmoma možne porušitve: (a) lokalni porušitvi, ki jo povzročita sočasno tečenje moznika in drobljenje okolišnega betona ter (b) globalni porušitvi, ki jo določa odluščenje zunanje plasti betona pred moznikom. Globalni mehanizem je bistveno manj raziskan in obstoječi postopki za oceno globalne nosilnosti so preveč konzervativni. Nobena od teh metod namreč ne upošteva stremen, ki lahko spremenijo/izboljšajo globalno obnašanje stika iz neduktilnega v duktilno. V članku je predlagana nova metoda ocene globalne nosilnosti stika, ki vpliv stremen eksplicitno upošteva. Primerjava numerično izračunanih nosilnosti z eksperimentalnimi rezultati je demonstrirala učinkovitost predlaganega modela.

COBISS.SI-ID: 6916705
4.
Uporabnost in omejitve infra rdeče termografije pri določanju anomalij znotraj betonskih elementov

Na osnovi karakterizacije 51 umetno pripravljenih defektov (votlin in delaminacij) v betonskih elementih z infrardečo termografijo smo pokazali, da lahko s to metodo odkrijemo defekt na globini, ki je enaka ali manjša dimenziji defekta D, če uporabimo metodo toplotnega kontrasta. Z uporabo pulzno-fazne metode smo za 50 % povečali največjo možno globino detektiranja defekta dimenzije D. Delaminacije v obliki tankih zračnih žepov smo odkrili enako uspešno kot večje votline enakih prerezov.

COBISS.SI-ID: 7065697
5.
Ciklični odziv mostnih stebrov prečnega prereza I oblike s pomanjkljivimi konstrukcijskimi detajli

Eksperimentalno in numerično smo raziskovali ciklični odziv mostnih stebrov s prečnim prerezom I oblike in s pomanjkljivimi konstrukcijskimi detajli. Prečna armatura je zagotavljala zadostno strižno nosilnost, vendar ni ustrezala zahtevam standarda Evrokod 8/2 glede objetja betonskega jedra in preprečevanja uklona vzdolžne armature. Porušitev stebrov je bila krhka, nastopila pa je zaradi uklona i pretrga vzdolžne armature, ki je povzročila progresivno zmanjšanje nosilnosti. Eksperiment je potrdil, da so, sicer stroge, zahteve standarda Evrokod 8/2 glede minimalnega procenta stremen in razdalje med podprtimi vzdolžnimi armaturnimi palicami primerne. Pokazano je bilo, da neustrezno oblikovane kljuke stremen lahko bistveno zmanjšajo duktilnost stebra. Raziskovali smo tudi potresni odziv stebra, ki je bil utrjen s karbonskimi vlakni. Zasnovali smo nov način utrditve in preučili dva načina sidranja vlaken. Učinkovitost utrditve je bila le delna zaradi izrazito neugodnega razmerja širine in globine objetih delov stebra. Preverili smo učinkovitost obstoječih analitičnih modelov tako na primeru neobjetega kot tudi na primeru objetega stebra. Ugotovili smo, da niso povsem primerni za analizo v omenjenih primerih. Ugotovili smo, da so postopki v standardu Evrokod 8/3 neprimerni za oceno potresnega odziva utrjenega stebra.

COBISS.SI-ID: 7075169