SANACIJA GRADBENIH SANACIJA GRADBENIH KONSTRUKCIJKONSTRUKCIJ

PROTIPOTRESNA UTRDITEV IN PROTIPOTRESNA UTRDITEV IN PREPROJEKTIRANJE: PRIMER ZIDANIH PREPROJEKTIRANJE: PRIMER ZIDANIH

STAVBSTAVBIII. DELIII. DEL

Miha TomaMiha TomažževieviččZavod za gradbeniZavod za gradbenišštvo Slovenijetvo Slovenije

DimiDimiččevaeva 12, 1000 Ljubljana12, 1000 Ljubljana

•• ObnaObnaššanje gradbenih konstrukcij medanje gradbenih konstrukcij medpotresi. Kaj smo se naupotresi. Kaj smo se nauččili? ili?

•• Eksperimentalna simulacija obnaEksperimentalna simulacija obnaššanjaanjain ugotavljanje mehanskih lastnostiin ugotavljanje mehanskih lastnostimaterialov. Primer zidanih stavb.materialov. Primer zidanih stavb.

•• Protipotresna utrditev inProtipotresna utrditev inpreprojektiranje. Primer zidanih stavb.preprojektiranje. Primer zidanih stavb.

VsebinaVsebina

DefinicijiDefiniciji

••Popravilo (sanacija):Popravilo (sanacija): vzpostavitev v vzpostavitev v prvotnoprvotno stanje.stanje. Ukrep, s katerim ne Ukrep, s katerim ne povepoveččamoamo osnovne nosilnosti osnovne nosilnosti konstrukcijekonstrukcije

••Utrditev:Utrditev: ukrep, s katerim konstrukcijukrep, s katerim konstrukcijiipovepoveččamo potresno odpornost naamo potresno odpornost nadogovorjeno ravendogovorjeno raven Podeželska

arhitektura

GradoviMestna arhitektura

Primeri stavb kulturne dediPrimeri stavb kulturne dediššččine v Slovenijiine v Sloveniji

Zakaj so obstojeZakaj so obstoječče stavbe in stavbe e stavbe in stavbe kulturne dedikulturne dediššččine ranljive?ine ranljive?

•• Njihove konstrukcije niso bile zasnovane za Njihove konstrukcije niso bile zasnovane za prevzem potresne obteprevzem potresne obtežžbe. be. ČČe sploh, so bile e sploh, so bile projektirane samo za prevzem navpiprojektirane samo za prevzem navpiččnih obtenih obtežžb;b;

•• Zgrajene so iz materialov in v sistemih, ki so Zgrajene so iz materialov in v sistemih, ki so odporni na tlaodporni na tlaččne obremenitve, ne pa na upogib in ne obremenitve, ne pa na upogib in strig;strig;

•• Slabo so vzdrSlabo so vzdržževane, materiali so propadli zaradi evane, materiali so propadli zaradi vplivov okolja in vplivov okolja in ččasa;asa;

•• Pri njihovem projektiranju so bili upoPri njihovem projektiranju so bili upošštevani tevani predpisi, ki ne ustrezajo danapredpisi, ki ne ustrezajo današšnjemu stanju njemu stanju stroke.stroke.

Je protipotresna utrditev teh stavb Je protipotresna utrditev teh stavb sploh mosploh možžna?na?

••TehniTehniččno: da. Poznamo metode in no: da. Poznamo metode in tehnologije, s katerimi taktehnologije, s katerimi takššne stavbe ne stavbe utrdimo do zahtevane stopnje; utrdimo do zahtevane stopnje;

••Pri stavbah kulturne dediPri stavbah kulturne dediššččine morajo ine morajo uporabljene metode ustrezati uporabljene metode ustrezati restavratorskim in konzervatorskim restavratorskim in konzervatorskim pogojem za ohranitev kulturne dedipogojem za ohranitev kulturne dediššččine. Ti ine. Ti pa seveda omejujejo izbiro metod in njihovo pa seveda omejujejo izbiro metod in njihovo uuččinkovitost. inkovitost.

KakKakššna mora biti raven utrditve?na mora biti raven utrditve?

••Stanovanjske stavbe: naStanovanjske stavbe: naččelno jih je treba elno jih je treba utrditi toliko, da bodo dosegle enako raven utrditi toliko, da bodo dosegle enako raven potresne varnosti kot novogradnja. potresne varnosti kot novogradnja. DopuDopušščča se manja se manjšša redukcija projektnih a redukcija projektnih potresnih sil; potresnih sil;

••Monumentalne stavbe (spomeniki): vsaka Monumentalne stavbe (spomeniki): vsaka stavba je poseben primer. Utrditev je stavba je poseben primer. Utrditev je kompromis med inkompromis med inžženirskimi zahtevami in enirskimi zahtevami in nanaččeli za ohranitev kulturne dedieli za ohranitev kulturne dediššččine.ine.

SIST EN 1998SIST EN 1998--3: Evrokod 8 3: Evrokod 8 ––ProjektiranjeProjektiranje

potresnoodpornih konstrukcijpotresnoodpornih konstrukcij

3. del: Preverjanje in utrditev stavb3. del: Preverjanje in utrditev stavb

Zakaj poseben standardZakaj poseben standard??

Zato, ker obstoječe konstrukcije

• Odražajo stanje stroke v času gradnje;

• Morda skrivajo hude napake;• So bile lahko izpostavljene nepoznanim

preobremenitvam (tudi potresom).

Vrednotenje konstrukcij in posegi vanje so izpostavljeni nesorazmerno velikim negotovostim

PodroPodroččje in namenje in namen

•• Da poda kriterije za vrednotenje obnaDa poda kriterije za vrednotenje obnaššanja anja posameznih obstojeposameznih obstoječčih konstrukcij pri potresu (se ih konstrukcij pri potresu (se lahko uporablja tudi za stavbe na obmolahko uporablja tudi za stavbe na območčjih, ki niso jih, ki niso izpostavljena potresom); izpostavljena potresom);

•• Da opiDa opišše postopke za izbiro potrebnih korektivnih e postopke za izbiro potrebnih korektivnih ukrepov;ukrepov;

•• Da postavi kriterije za projektiranje sanacijskih in Da postavi kriterije za projektiranje sanacijskih in utrditvenih ukrepov (koncept, analizo konstrukcij, utrditvenih ukrepov (koncept, analizo konstrukcij, preprojektiranje).preprojektiranje).

PostopekPostopek

•• Ocenimo stanje in konstrukcijoOcenimo stanje in konstrukcijovrednotimo;vrednotimo;

•• Izberemo ustrezne metode za utrditev;Izberemo ustrezne metode za utrditev;

•• Konstrukcijo preprojektiramo;Konstrukcijo preprojektiramo;

•• Izvedemo in/ali spremljamo izvedbo del.Izvedemo in/ali spremljamo izvedbo del.

Stanje Stanje ugotugotaavljvljamo vizualno;amo vizualno;

PregledamoPregledamo obstojeobstoječčo o dokumentacijdokumentacijo;o;

Stanje uStanje ugotgotaavljvljamo z odpiranjem, amo z odpiranjem, meritvami in s preiskavami.meritvami in s preiskavami.

Ugotavljanje stanjaUgotavljanje stanjain vrste konstrukcijein vrste konstrukcije

•• StroStrošški posega, ki vkljuki posega, ki vključčujejo tako zaujejo tako začčetneetnekot bodokot bodoččee strostrošške (vzdrke (vzdržževanje, popravilaevanje, popravilapredvidenihpredvidenih popošškodb), vkodb), v primerjavi sprimerjavi spomembnostjo konstrukcijepomembnostjo konstrukcije;;

•• RazpoloRazpoložžljivljivostost preverjenih tehnolopreverjenih tehnološškihkihrereššitev, usposobljenost izvajalcev del;itev, usposobljenost izvajalcev del;

•• RazpoloRazpoložžljivost uljivost uččinkovitinkovitegaega sistemsistemaakontrolekontrole kakovostikakovosti..

SploSploššni kriteriji za odloni kriteriji za odloččitev o itev o posegu v konstrukcijoposegu v konstrukcijo

Killari, Killari, Indija, Indija, 1995: Utrjevanje tradicionalno grajene zidane1995: Utrjevanje tradicionalno grajene zidanehihišše v Indiji z lokalno tehnologijo in delovno siloe v Indiji z lokalno tehnologijo in delovno silo

Sendai, Japonska:Sendai, Japonska:Utrditev Utrditev ššolske stavbe zolske stavbe zzunanjo jekleno konstrukcijozunanjo jekleno konstrukcijo

•• ČČas trajanja delas trajanja del;;

•• Vseljivost stavbe;Vseljivost stavbe;

•• Ohranitev arhitekturne identitete Ohranitev arhitekturne identitete obmoobmoččja,ja,upoupošštevanje tevanje zahtev varstva kulturnozahtev varstva kulturno--zgodovinskih spomenikov, konzervatorskihzgodovinskih spomenikov, konzervatorskihin restavratorskih nain restavratorskih naččel.el.

SploSploššni kriteriji za odloni kriteriji za odloččitev o itev o posegu v konstrukcijoposegu v konstrukcijo

TehniTehniččni kriterijini kriteriji

•• Vse ugotovljene napake je treba Vse ugotovljene napake je treba na ustrezen nana ustrezen naččin in odpravitiodpraviti;;

•• ČČe ima stavba nepravilno zasnovo (e ima stavba nepravilno zasnovo (razporeditev razporeditev togosttogostii,,nosilnostnosilnostii elementov), jo je treba kar najbolj elementov), jo je treba kar najbolj izboljizboljššaatiti;;

•• Ustrezno je treba zavarovati in prepreUstrezno je treba zavarovati in prepreččiti ruiti ruššenjaenjanekonstrukcijskihnekonstrukcijskih elementovelementov;;

•• Po posegu morajo biti izpolnjene vse zahteve ustreznih EC, Po posegu morajo biti izpolnjene vse zahteve ustreznih EC, ššeeposebej EC8/1posebej EC8/1--1 in 11 in 1--3;3;

•• TeTežžiti je k iti je k ččim manjim manjššemu spreminjanju lokalnih togostiemu spreminjanju lokalnih togosti;;

•• TeTežžiti je k poveiti je k poveččanju lokalne duktilnosti kritianju lokalne duktilnosti kritiččnih tonih toččk ink inpaziti, da se ta s predvidenimi ukrepi ne zmanjpaziti, da se ta s predvidenimi ukrepi ne zmanjššaa;;

•• Zagotoviti je treba trajnost novih in obstojeZagotoviti je treba trajnost novih in obstoječčih elementovih elementov..

TehniTehniččni kriterijini kriteriji

Izbira naIzbira naččina, tehnoloina, tehnološške reke reššitve, obsega in itve, obsega in nujnostinujnosti pposega se doloosega se določči na podlagi podatkov o i na podlagi podatkov o konstrukciji, zbranih med njenim pregledom!konstrukciji, zbranih med njenim pregledom!

Kaj moramo storiti, da izboljKaj moramo storiti, da izboljššamo amo potresno odpornost?potresno odpornost?

•• Zagotovimo celovitost delovanjaZagotovimo celovitost delovanjakonstrukcijekonstrukcije

Nosilni elementi morajo biti ustrezno povezani.Nosilni elementi morajo biti ustrezno povezani.Stropne konstrukcije morajo toge v svoji ravniniStropne konstrukcije morajo toge v svoji ravniniin povezane z nosilnimi elementi, da se zagotoviin povezane z nosilnimi elementi, da se zagotovienakomerna razporeditev potresnih silenakomerna razporeditev potresnih sil

•• IzboljIzboljššamo zasnovo konstrukcije amo zasnovo konstrukcije Nosilni elementi morajo biti razporejeni simetriNosilni elementi morajo biti razporejeni simetriččnonoin enakomerno v obeh nosilnih smerehin enakomerno v obeh nosilnih smerehkonstrukcije. Togost se po vikonstrukcije. Togost se po viššini ne sme skokovitoini ne sme skokovitospreminjatispreminjati

Kaj moramo storiti, da izboljKaj moramo storiti, da izboljššamo amo potresno odpornost?potresno odpornost?

•• IzboljIzboljššamo odpornost konstrukcijeamo odpornost konstrukcije

Nosilni elementi morajo biti dovolj moNosilni elementi morajo biti dovolj moččni zani zaprevzem priprevzem priččakovane potresne obteakovane potresne obtežžbebe

•• Preverimo in po potrebi izboljPreverimo in po potrebi izboljššamoamonosilnost temeljevnosilnost temeljevTemelji morajo zagotoviti prenos mejnihTemelji morajo zagotoviti prenos mejnihobremenitev zgornje konstrukcije vobremenitev zgornje konstrukcije vtemeljna tlatemeljna tla

UUččinkovitost uporabljenih inkovitost uporabljenih metod mora biti metod mora biti

eksperimentalno preverjenaeksperimentalno preverjena

Izbira metode za utrditevIzbira metode za utrditevIzboljIzboljššanje celovitosti anje celovitosti

konstrukcijekonstrukcije

Povezovanje zidovPovezovanje zidov

TipiTipiččne ne žželezne zidne vezi iz XVIII. stoletjaelezne zidne vezi iz XVIII. stoletja

Stikovanje železne zidne vezi v kamniti stavbi iz XVIII. stoletja

Detajl sidranja jeklenih Detajl sidranja jeklenih zidnih vezi v opezidnih vezi v opeččni hini hišši i (popotresna Ljubljana, (popotresna Ljubljana, zazaččetek XX. stoletja)etek XX. stoletja)

PoloPoložžaj jeklenih vezi v tlorisu podeaj jeklenih vezi v tlorisu podežželske kamnite hielske kamnite hiššee

PoloPoložžaj jeklenih aj jeklenih zidnih vezi po zidnih vezi po viviššiniini

TipiTipiččni detajli ni detajli sidranja in sidranja in stikovanja vezistikovanja vezi

Bovec, 1998: povezovanje zidov kamnite podeželske hiše z jeklenimi vezmi

(Foto: J.Kos)

Detajl sidranja zidnih vezi z jeklenimi ploščami

????????Da ne bo sluDa ne bo sluččajno ajno kdo kaj odnesel!kdo kaj odnesel!

Modela kamnite nepovezane (levo) in povezane Modela kamnite nepovezane (levo) in povezane kamnite hikamnite hišše (desno) med preiskavo na potresni mizie (desno) med preiskavo na potresni mizi

Vgrajevanje nove a.b. Vgrajevanje nove a.b. zidne vezi na zakljuzidne vezi na zaključčku ku zidu pod strezidu pod streššno no konstrukcijokonstrukcijo

TipiTipiččno enostavno leseno ostreno enostavno leseno ostreššjeje

Povezovanje opePovezovanje opeččnih zidov z navpinih zidov z navpiččnimi jeklenimi vezminimi jeklenimi vezmi

Vgrajevanje a.b. navpiVgrajevanje a.b. navpiččne zidne vezi v opene zidne vezi v opeččni zidni zid

Zamenjava lesenih Zamenjava lesenih stropov z masivnimi stropov z masivnimi

ploploššččamiami

Umbrija, 1997: poUmbrija, 1997: pošškodbe kodbe zidovja zaradi toge a.b. zidovja zaradi toge a.b. ploploššččee

Simulacija poSimulacija pošškodb med kodb med preiskavo modela na potresni preiskavo modela na potresni mizimizi

Detajl naleganja in sidranja nove a.b. ploDetajl naleganja in sidranja nove a.b. plošščče v kamnito e v kamnito zidovjezidovje

Utrditev in sidranje Utrditev in sidranje obstojeobstoječčih lesenih stropovih lesenih stropov

Utrditev lesenih stropov z opaUtrditev lesenih stropov z opažžema v dveh ema v dveh pravokotnih smerehpravokotnih smereh Utrjevanje lesenih stropov z jeklenim paliUtrjevanje lesenih stropov z jeklenim paliččjemjem

Sidranje stropov Sidranje stropov v zidovev zidove Detajli sidranja lesenih stropov v kamnito zidovjeDetajli sidranja lesenih stropov v kamnito zidovje

Utrditev in povezava Utrditev in povezava zidov na vogalihzidov na vogalih

Utrditev obmoUtrditev območčja ja vogala z veznimi vogala z veznimi kamnikamni

Povezovanje vogalov z jeklenimi Povezovanje vogalov z jeklenimi “š“šiviivi””

IzboljIzboljššanje zasnove anje zasnove

konstrukcijekonstrukcije

Posegi za izboljPosegi za izboljššanje zasnoveanje zasnovemorajo biti izvedeni predmorajo biti izvedeni pred

potresom, sicer ...potresom, sicer ...

Utrjevanje zidovjaUtrjevanje zidovja

Metoda je odvisna od:Metoda je odvisna od:

••Vrste in kakovosti obstojeVrste in kakovosti obstoječčega zidovjaega zidovja

••Zahtevane stopnje poveZahtevane stopnje poveččanja potresne anja potresne odpornostiodpornosti

Kamnito zidovjeKamnito zidovje

• InjektiranjeInjektiranjecementna injekcijska masa (sestava cementna injekcijska masa (sestava je je lahkolahkoprojektirana zaprojektirana zaradiradi posebnih zahtev);posebnih zahtev);epoksidna injekcijska masaepoksidna injekcijska masa

• PrednapetjePrednapetje

•• Oblaganje z armiranobetonsko oblogoOblaganje z armiranobetonsko oblogo

•• PrezidavaPrezidava

Struktura tipiStruktura tipiččnega nega kamnitega zidukamnitega zidu

Injektiranje kamnitega Injektiranje kamnitega zidovjazidovja

Foto J. Kos

Detajl prereza injektiranega kamnitega zidu po laboratorijski preiskavi

In-situ preiskava potresne odpornosti kamnitega zidu

0

50

100

150

200

0.0 0.7 1.4 2.1 2.8

R (%)

H (k

N)

Grouted

Existing

(b)

Primerjava histereznih ovojnic, dobljenih s Primerjava histereznih ovojnic, dobljenih s preiskavo kamnitih zidov, injektiranih z preiskavo kamnitih zidov, injektiranih z

razlirazliččnimi injekcijskimi menimi injekcijskimi meššanicamianicami

Kamnito zidovjeKamnito zidovje

•• InjektiranjeInjektiranjecementna injekcijska masa (sestava cementna injekcijska masa (sestava je je lahkolahkoprojektirana zaprojektirana zaradiradi posebnih zahtev);posebnih zahtev);epoksidna injekcijska masaepoksidna injekcijska masa

•• PrednapetjePrednapetje

•• Oblaganje z armiranobetonsko oblogoOblaganje z armiranobetonsko oblogo

•• PrezidavaPrezidava

Povezava a.b. obloge s kamnitim zidom s Povezava a.b. obloge s kamnitim zidom s stristrižžnimi moznikinimi mozniki

Injektiranje in oblaganje kamnitega zidu

Korodirana armaturna Korodirana armaturna mremrežža obloge kamnitega a obloge kamnitega ziduzidu

Kamnito zidovjeKamnito zidovje

•• InjektiranjeInjektiranjecementna injekcijska masa (sestava cementna injekcijska masa (sestava je je lahkolahkoprojektirana zaprojektirana zaradiradi posebnih zahtev);posebnih zahtev);epoksidna injekcijska masaepoksidna injekcijska masa

•• PrednapetjePrednapetje

•• Oblaganje z armiranobetonsko oblogoOblaganje z armiranobetonsko oblogo

•• PrezidavaPrezidava

Prezidava vmesnega dela moPrezidava vmesnega dela moččno no popošškodovanega kamnitega zidukodovanega kamnitega zidu

Prezidava izboPrezidava izboččenega dela kamnitega ziduenega dela kamnitega zidu

OpeOpeččno zidovjeno zidovje

•• Injektiranje razpokInjektiranje razpok(a) c(a) cementementna masana masa(b) e(b) epopoksidna masaksidna masa

••PrePrednapetjednapetje

••OblaganjeOblaganjearmiranoarmirano--cementna oblogacementna oblogaferferoocementcementna oblogana oblogaz vlakni ojaz vlakni ojaččeni polimerieni polimeri

•• PrefugiranjePrefugiranje

•• PrezidavaPrezidava

•• DrugoDrugo Izvedba armiranoIzvedba armirano--cementne obloge na cementne obloge na opeopeččnem zidu nem zidu

Izvedba armiranoIzvedba armirano--cementne obloge v obmocementne obloge v območčju ju razpok v operazpok v opeččnem zidunem zidu

Sidranje oblog na vogalih in v seSidranje oblog na vogalih in v seččiiššččih zidovih zidov

PoPošškodbe oblokodbe obložženega enega opeopeččnega zidu po konnega zidu po konččani ani preiskavipreiskavi

Pretrg armature med Pretrg armature med preiskavopreiskavo

Odvisnost med povpreOdvisnost med povpreččno strino strižžno napetostjo in no napetostjo in zasukom obstojezasukom obstoječčega in z oblogo utrjenega ega in z oblogo utrjenega

opeopeččnega zidunega zidu

OpeOpeččno zidovjeno zidovje

•Injektiranje razpok(a) cementna masa(b) epoksidna masa

•Prednapetje•Oblaganje

armirano-cementna oblogaferocementna oblogaz vlakni ojačeni polimeri

• Prefugiranje• Prezidava• Drugo

Prefugiranje opePrefugiranje opeččnega zidunega zidu

Armiranobetonski elementiArmiranobetonski elementi

Sanacija poSanacija pošškodovanega delkodovanega dela aa armiranobetonskega rmiranobetonskega stebrastebra

Utrditev armiranobetonskega stebra z Utrditev armiranobetonskega stebra z obbetoniranjemobbetoniranjem

SanacijaSanacijaarmiranobetonskega armiranobetonskega

stebra z stebra z jekleno jekleno oblogooblogo

TipiTipiččne rene reššitve itve utrditve utrditve

armiranobetonskih armiranobetonskih stensten

TemeljiTemelji

Utrditev obstojeUtrditev obstoječčega kamnitega ega kamnitega temeljnega zidu z obbetoniranjem oziroma temeljnega zidu z obbetoniranjem oziroma

s podbetoniranjem z a.b. pasovnim s podbetoniranjem z a.b. pasovnim temeljemtemeljem

Potresna izolacijaPotresna izolacija

Namen raziskavNamen raziskav

•• Raziskati moRaziskati možžnost uporabe polimernega nost uporabe polimernega vodonepropustnega sloja kot potresne izolacijevodonepropustnega sloja kot potresne izolacije

•• Ugotoviti, Ugotoviti, čče potresna izolacija zmanje potresna izolacija zmanjšša potrebo a potrebo za vgraditev zidnih vezi v starih hiza vgraditev zidnih vezi v starih hiššah ah

•• Preveriti uPreveriti uččinkovitost utrjevanja opeinkovitost utrjevanja opeččnih zidanih nih zidanih stavb z nalepljenimi CFRP trakovi v pogojih stavb z nalepljenimi CFRP trakovi v pogojih dinamidinamiččne potresne obtene potresne obtežžbebe

Program preiskavProgram preiskav

•• Model M1: referenModel M1: referenččni model dvenadstropne openi model dvenadstropne opeččne ne zidane stavbe z lesenimi stropi in nepovezanimi zidane stavbe z lesenimi stropi in nepovezanimi zidovizidovi

•• Model M2: kot referenModel M2: kot referenččni model, vendar s ni model, vendar s polimerno folijo vgrajeno med drugo in tretjo vrsto polimerno folijo vgrajeno med drugo in tretjo vrsto zidakovzidakov

•• Model M3: kot referenModel M3: kot referenččni model, vendar s 6 ni model, vendar s 6 izolatorji, vloizolatorji, vložženimi med temeljno ploenimi med temeljno ploššččo in o in zgornjo konstrukcijozgornjo konstrukcijo

•• Model M4: kot referenModel M4: kot referenččni model, vendar utrjen z ni model, vendar utrjen z nalepljenimi CFRP trakovinalepljenimi CFRP trakovi

•• Model M5: kot model M4, vendar s 4 izolatorji, Model M5: kot model M4, vendar s 4 izolatorji, vlovložženimi med temeljno ploenimi med temeljno ploššččo in zgornjo o in zgornjo konstrukcijokonstrukcijo

Zidanje modelovZidanje modelov

PoloPoložžaj CFRP trakov in dimenzije modelov aj CFRP trakov in dimenzije modelov v prerezu (model M5)v prerezu (model M5)

Polaganje polimerne folije v nalePolaganje polimerne folije v naležžno regono rego

PreizkuPreizkuššanje izolatorjevanje izolatorjev PreizkuPreizkuššanje modelnih zidovanje modelnih zidov

Povezava CFRP trakovPovezava CFRP trakovna vogalihna vogalih

PoloPoložžaj izolatorjevaj izolatorjev

Instrumentiranje modelovInstrumentiranje modelov

PoruPoruššitev modelov z itev modelov z nepovezanim zidovjemnepovezanim zidovjem

Model M1Model M1Model M2Model M2

Model M3Model M3

PoPošškodbe na modelu M4kodbe na modelu M4

PoPošškodbe na izoliranem in s kodbe na izoliranem in s CFRP trakovi utrjenem modelu CFRP trakovi utrjenem modelu

M5M5 Odziv modela M2: faza Odziv modela M2: faza preiskave R075preiskave R075

Odziv modela M5: faza Odziv modela M5: faza preiskave R075preiskave R075

-3,0

0,0

3,0

0 2 4 6 8 10t [sec]

[mm

]

POMIKI - ZGORAJ

-0,8

0,0

0,8

0 2 4 6 8 10t [sec]

[g]

POSPEŠKI - ZGORAJ

-0,8

0,0

0,8

0 2 4 6 8 10t [sec]

[g]

POSPEŠKI - POTRESNA MIZA

-0,4

0,0

0,4

0 2 4 6 8 10

[g]

POSPEŠKI - ZGORAJ

-0,4

0,0

0,4

0 2 4 6 8 10

[g]

POSPEŠKI - POTRESNA MIZA

-3,0

0,0

3,0

0 2 4 6 8 10t [sec]

[mm

]

POMIKI - ZGORAJ

Odziv modela M4: faza Odziv modela M4: faza preiskave R300preiskave R300

Odziv modela M5: faza Odziv modela M5: faza preiskave R300preiskave R300

-4,0

0,0

4,0

0 2 4 6 8 10

[g]

POSPEŠKI - ZGORAJ

-4,0

0,0

4,0

0 2 4 6 8 10

[g]

POSPEŠKI - POTRESNA MIZA

-15

0

15

0 2 4 6 8 10t [sec]

[mm

]

POMIKI - ZGORAJ

-10

0

10

0 2 4 6 8 10t [sec]

[mm

]POMIKI - ZGORAJ

-4,0

0,0

4,0

0 2 4 6 8 10t [sec]

[g]

POSPEŠKI - POTRESNA MIZA

-4,0

0,0

4,0

0 2 4 6 8 10t [sec]

[g]

POSPEŠKI - ZGORAJ

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Zasuk [%]

BSC

Model 4

Model 5

Model 3

Model 2

Model 1

Odp

orno

st [B

SC]

Potresne sile in projektiranje Potresne sile in projektiranje

na potresna potres

Φe ≈ 0.2 - 0.3 %

ΦHmax ≈ 0.4 - 0.5 %

Φu ≈ 1.0 %

Etažni zasuk pri mejnih stanjih:

Krivulja odpornosti z mejnimi stanjiKrivulja odpornosti z mejnimi stanji

I. PrepreI. Prepreččiti poruiti poruššitev itev

II. Omejiti obseg poII. Omejiti obseg pošškodbkodb

Pravilne konstrukcije: redukcijaPravilne konstrukcije: redukcijaelastielastiččnih potresni sil, projektiranjenih potresni sil, projektiranjez uporabo modelov po teorijiz uporabo modelov po teorijielastielastiččnostinosti

Osnove za projektiranjeOsnove za projektiranje

Preverjanje potresne Preverjanje potresne odpornostiodpornosti

Projektna potresna obteProjektna potresna obtežžbaba::

projektna potresna odpornostprojektna potresna odpornost

ObstojeObstoječče stanje OK: utrditev ni potrebnae stanje OK: utrditev ni potrebna

ObstojeObstoječče stanje ne ustreza: preprojektiranje e stanje ne ustreza: preprojektiranje (utrditev)(utrditev)

Potresne silePotresne sile

sila = masa x pospesila = masa x pospeššekek

masa: odvisna od konstrukcijemasa: odvisna od konstrukcije

pospepospeššek: odvisen od potresnega ek: odvisen od potresnega gibanja tal in dinamigibanja tal in dinamiččnih lastnosti nih lastnosti (odziva) konstrukcije(odziva) konstrukcije

ŠŠirjenje potresnih valovirjenje potresnih valov

Mehka tla

Trdna tla

Hitrost širjenja vala

Mehka tla

Srednja tla

Potresni val

Vpadni kot

Spekter odziva pospeSpekter odziva pospešškovkov

Projektna potresna obteProjektna potresna obtežžbabaProjektni spekterProjektni spekter

aagg = projektni pospe= projektni pospeššek talek talS = parameter talS = parameter talηη = korekcijski faktor du= korekcijski faktor duššenjaenja2,5 = maksimalna normalizirana spektralna vrednost2,5 = maksimalna normalizirana spektralna vrednostq = faktor obnaq = faktor obnaššanja konstrukcije (faktor redukcije sil)anja konstrukcije (faktor redukcije sil)

q5,2

η S a = (T) S gd

Faktor obnaFaktor obnaššanja konstrukcije qanja konstrukcije q

•• Zaradi sposobnosti, da lahko Zaradi sposobnosti, da lahko prenaprenaššajo obteajo obtežžbo kljub pobo kljub pošškodbam kodbam v nelinearnem podrov nelinearnem področčju, ju, konstrukcije dimenzioniramo na konstrukcije dimenzioniramo na sile, ki so manjsile, ki so manjšše kot sile, ki bi e kot sile, ki bi nastale pri elastinastale pri elastiččnem odzivunem odzivu

•• Uporabimo metode teorije Uporabimo metode teorije elastielastiččnosti, pri nosti, pri ččemer zaradi emer zaradi zmozmožžnosti, da konstrukcija disipira nosti, da konstrukcija disipira energijo (kontroliran obseg energijo (kontroliran obseg popošškodb), upokodb), upošštevamo sile, nastale tevamo sile, nastale pri elastipri elastiččnem odzivu, vendar nem odzivu, vendar zmanjzmanjššane s faktorjem qane s faktorjem q

q = He/Huq = (2 µu - 1)1/2

q5,2

η S a = (T) S gdIdealno elastično

Dejansko

VVrednosti mejnega rarednosti mejnega raččunskega unskega koeficienta prekoeficienta preččne silene sile za navadne za navadne

zidane konstrukcijezidane konstrukcije (q = 1,5)(q = 1,5)na trdnih tleh (S = 1,0)na trdnih tleh (S = 1,0)

Intenziteta VI VII VIII VIIIIntenziteta VI VII VIII VIII--IX IX EMSEMS

aagg 0,05 0,10 0,20 0,250,05 0,10 0,20 0,25

BSCBSCd,ud,u 0,08 0,17 0,33 0,420,08 0,17 0,33 0,42

Kaj praktiKaj praktiččno pomeni faktor q?no pomeni faktor q?

Primer Bovec:Primer Bovec: aagg = 0,225 g= 0,225 g

RaRaččunske (projektne) sile za tri zidane stavbe enake velikost in unske (projektne) sile za tri zidane stavbe enake velikost in zasnove, vendar sezidane v treh razlizasnove, vendar sezidane v treh različčnih sistemih, bodo v razmerju:nih sistemih, bodo v razmerju:

SSdd = 0,375 W= 0,375 W SSdd = 0,28 W= 0,28 W SSdd = 0,225 W= 0,225 W

W = teW = težža stavbe a stavbe

Navadno zidovje: Povezano zidovje: Navadno zidovje: Povezano zidovje: Armirano zidovje:Armirano zidovje:q = 1,5 q = 2,0q = 1,5 q = 2,0 q = 2,5q = 2,5

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,5 1 1,5 2

Pomik

Sila

q = 1.5 q = 2.0 q = 2.5 Elastično

Primerjava velikosti projektnih potresnih Primerjava velikosti projektnih potresnih sil za razlisil za različčne sisteme zidanih konstrukcijne sisteme zidanih konstrukcij

ČČe se predvideni stroe se predvideni strošški prenove celotnega ki prenove celotnega stavbnega fonda v urbanih obmostavbnega fonda v urbanih območčjih mojih moččno no povepoveččajo, ajo, čče se upoe se upošštevajo vrednosti tevajo vrednosti aagg, ki , ki jih zahtevajo predpisijih zahtevajo predpisi

ČČe bi v predpisih zahtevane vrednosti e bi v predpisih zahtevane vrednosti aag g za za preprojektiranje kulturnozgodovinskih preprojektiranje kulturnozgodovinskih spomenikov zahtevale popolnoma spomenikov zahtevale popolnoma nesprejemljive arhitekturne spremembenesprejemljive arhitekturne spremembe

Redukcija projektne potresne Redukcija projektne potresne obteobtežžbebe

SeizmiSeizmiččnost Nizka Srednja Visokanost Nizka Srednja Visokaaagg 0,1 g 0,2 g 0,3 g0,1 g 0,2 g 0,3 g

BSCBSCdudu 0,17 0,33 0,500,17 0,33 0,50γγnn 1,00 0,84 0,671,00 0,84 0,67

BSCBSCdu,rdu,r 0,17 0,25 0,330,17 0,25 0,33

PrPredlagane vrednosti edlagane vrednosti faktorja faktorja redukcije redukcije γγnn in in reducirane vrednostireducirane vrednostikonkonččnega projektnega koeficienta nega projektnega koeficienta

stristrižžne silene sile Potresna odpornostPotresna odpornost

Sposobnost konstrukcije, da prevzame Sposobnost konstrukcije, da prevzame potresno obtepotresno obtežžbo z nosilnostjo in bo z nosilnostjo in

duktilnostjoduktilnostjo

Potresna odpornostPotresna odpornost

Kateri model?Kateri model?

•• Enostavni striEnostavni strižžni modelini modeli

•• Modeli kinematiModeli kinematiččnih mehanizmovnih mehanizmov

•• Modeli s konModeli s konččnimi elementinimi elementi

•• DrugiDrugi Pri starih zidanih Pri starih zidanih stavbah prevladuje stavbah prevladuje

etaetažžni strini strižžni ni mehanizemmehanizem

Odpornost ziduOdpornost zidu

StriStrižžni mehanizemni mehanizem

EnaEnaččba se modificira za upoba se modificira za upošštevanje tevanje razlirazliččnih metod utrditve nih metod utrditve (prednapetje, oblaganje). Upo(prednapetje, oblaganje). Upoššteva teva se nase naččelo ekvivalentnega zidu.elo ekvivalentnega zidu.

1+=tfγoσ

bγtf w Aw,sH m

m

mmvv, , mmhh = = faktor povefaktor poveččanja trdnosti zaradi prednapetje v navpianja trdnosti zaradi prednapetje v navpiččni oziroma ni oziroma vodoravni smerivodoravni smeri

fftktk = = karakteristikarakterističčna natezna trdnost zidovjuna natezna trdnost zidovju

σσdd = = projektna tlaprojektna tlaččna napetost v zidu zaradi navpina napetost v zidu zaradi navpiččne obtene obtežžbebe

σσp,vp,v, , σσp,hp,h = = tlatlaččna napetosti zaradi prednapetja v navpina napetosti zaradi prednapetja v navpiččni oziromani oziromavodoravni smerivodoravni smeri

sdpsd, mHH =

dvp,

tk

tk

vp,v σσ

f fσ

m+

+= 1tk

hp,h f

σm += 1

PovePoveččanje natezne trdnosti s anje natezne trdnosti s prednapetjemprednapetjem

Oblaganje: togost ekvivalentnega ziduOblaganje: togost ekvivalentnega zidu

KKe,eqe,eq = togost ekvivalentnega zidu (osnovne= togost ekvivalentnega zidu (osnovnedimenzije, povedimenzije, poveččana odpornost)ana odpornost)

KKe,we,w = togost osnovnega zidu= togost osnovnega zidu

KKe,coate,coat = togost armiranocementne obloge= togost armiranocementne obloge

coate,we,eqe, KKK +=

Oblaganje: projektna striOblaganje: projektna strižžna odpornost na odpornost ekvivalentnega ziduekvivalentnega zidu

HHsd,eqsd,eq = = projektna striprojektna strižžna odpornost ekvivalentnega ziduna odpornost ekvivalentnega zidu

AArhrh , , AArvrv = = povrpovrššina prereza vodoravne oziroma navpiina prereza vodoravne oziroma navpiččne armaturene armature

CCrhrh , C, Crvrv = = faktor redukcije nosilnosti vodoravne oziroma navpifaktor redukcije nosilnosti vodoravne oziroma navpiččnenearmaturearmature (( CCrhrh = 0.9= 0.9, , CCrvrv = 0.2= 0.2) )

ffyy = = meja temeja teččenja armaturnega jeklaenja armaturnega jekla

γγss = = delni faktor varnosti za jeklodelni faktor varnosti za jeklo ((γγss = 1.0)= 1.0)

s

ykrvrv

s

ykrhrheqsd, γ

fAC

γf

ACH +=

DDolooloččanje karakteristianje karakterističčnih nih vrednosti mehanskih vrednosti mehanskih

lastnostilastnosti

ffkk** = min (f/1= min (f/1,,2; f2; fmin min ))

f f –– vrednost, dobljena s preiskavovrednost, dobljena s preiskavo

Mehanske lastnosti zidovja v obstojeMehanske lastnosti zidovja v obstoječčem in em in utrjenem stanju se ugotovijo s preiskavamiutrjenem stanju se ugotovijo s preiskavami

* * ČČe se preie se preišščče en sam zid, se vrednost deli z 1,2!e en sam zid, se vrednost deli z 1,2!

Delni faktorji varnosti za zidovje (EC 6)Delni faktorji varnosti za zidovje (EC 6)

γM

Razred Material

1 2 3 4 5 Zidovje sezidano iz:

A Zidakov kategorije I, projektirana maltaa 1,5 1,7 2,0 2,2 2,5

B Zidakov kategorije I, predpisana maltab 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7

C Zidakov kategorije II, katerakoli maltaa, b, e 2,0 2,2 2,5 2,7 3,0 D Sidranje armaturnega jekla 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 E Jeklo za armiranje in prednapetje 1,15 F Dodatne komponentec, d 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 G Preklade v skladu z EN 845-2 1,5 do 2,5

a Zahteve za projektirano malto so podane v EN 998-2 in EN 1996-2. b Zahteve za predpisano malto so podane v EN 998-2 in EN 1996-2. c Deklarirane vrednosti so srednje vrednosti. d Vlagonepropustne vrste so pokrite s faktorjem γM za zidovje. e Če koeficient variacije za zidake kategorije II ni večji kot 25 %.

Faktor zaupanja CFFaktor zaupanja CF

Namesto delnega faktorja Namesto delnega faktorja varnostivarnosti γγMM se v primeru se v primeru

obstojeobstoječčih konstrukcij uporablja ih konstrukcij uporablja faktor zaupanja CF, ki je odvisen faktor zaupanja CF, ki je odvisen

od stopnje poznavanja od stopnje poznavanja konstrukcije (Evrokod 8, 3. del)konstrukcije (Evrokod 8, 3. del)

VVrednosti so dobljene s preiskavo na terenurednosti so dobljene s preiskavo na terenuali na odvzetih vzorcih v laboratorijuali na odvzetih vzorcih v laboratoriju::CFCF = 1= 1,,00

VVrednosti so privzete iz banke podatkov,rednosti so privzete iz banke podatkov,podobnost zidovja je preverjena zpodobnost zidovja je preverjena zidentifikacijskimi preiskavami na terenuidentifikacijskimi preiskavami na terenu::CFCF = 1= 1,,22

VVrednosti so privzete iz banke podatkov brezrednosti so privzete iz banke podatkov brezidentifikacijskih preiskav na terenuidentifikacijskih preiskav na terenu::CFCF = 1= 1,,77

Faktor zaupanja CFFaktor zaupanja CF

StriStrižžna stena s na stena s ššibkimi slopi (etaibkimi slopi (etažžni ni mehanizem)mehanizem)

Deformacije in poškodbe Strižne sile in upogibni momenti

Konstrukcija etaKonstrukcija etažžne ne ovojnice odpornosti ovojnice odpornosti na podlagi bilinearno na podlagi bilinearno idealiziranih ovojnic idealiziranih ovojnic nosilnih zidovnosilnih zidov

Preverjanje potresne odpornostiPreverjanje potresne odpornosti

SRCSRCdudu ≥≥ BCSBCSd,urd,ur

Izvedba delIzvedba del::

preprojektiranjepreprojektiranje

•• ČČeprav pred preprojektiranjem eprav pred preprojektiranjem šše tako e tako temeljito razitemeljito raziššččemo obstojeemo obstoječče stanje, lahko e stanje, lahko med izvedbo del naletimo na presenemed izvedbo del naletimo na preseneččenja; enja;

•• Izvedbo del moramo spremljati in pravoIzvedbo del moramo spremljati in pravoččasno asno predvideti potrebne spremembe osnovnega predvideti potrebne spremembe osnovnega projekta utrditve.projekta utrditve.

Primer Primer BovBovšškegakega

•• 1976: Furlanski potresi 1976: Furlanski potresi (intenziteta VIII po MSK), (intenziteta VIII po MSK), prizadeto in obnovljeno prizadeto in obnovljeno šširiršše e obmoobmoččjeje

•• 1998: lokalni potres (intenziteta 1998: lokalni potres (intenziteta VII VII -- VIII po EMS), obnovljeno VIII po EMS), obnovljeno

•• 2004: lokalni potres (intenziteta 2004: lokalni potres (intenziteta VI VI -- VII po EMS), nekaj utrjenih VII po EMS), nekaj utrjenih stavb postavb pošškodovanihkodovanih

PoloPoložžaj in magnitude aj in magnitude potresov 1998 and 2004potresov 1998 and 2004

Bovec 2004

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Nihajni čas [s]

Pos

peše

k [g

]

Bregin j 9/1976

5% dušenje

Zapis pospeZapis pospešškov tal med potresom kov tal med potresom 12. julija 2004 v Bovcu12. julija 2004 v Bovcu

Spektri odziva pospeSpektri odziva pospešškov (Fajfar kov (Fajfar in sod., 2004)in sod., 2004)

Tlorisa in prereza Tlorisa in prereza analiziranih stavbanaliziranih stavb

Stavba AStavba A

Stavba BStavba B

IzraIzraččunani nelinearni odziv unani nelinearni odziv na potresna potres

ΦΦee = 0.2 = 0.2 -- 0.3 %0.3 %ΦΦhmaxhmax = 0.4 = 0.4 -- 0.7 %0.7 %ΦΦuu = 1.0 %= 1.0 %

Stavba AStavba A

Stavba BStavba B

IzraIzraččunani nelinearni odziv unani nelinearni odziv na potres na potres

Prenovljene DrePrenovljene Drežžninišške ke Ravne: po potresu leta Ravne: po potresu leta

20042004

PoPošškodovano kodovano leta 1998leta 1998

Prenovljeno, po 2004Prenovljeno, po 2004SklepiSklepi

•• DanaDanaššnja znanja in razpolonja znanja in razpoložžljive tehnologijeljive tehnologijeomogoomogoččajo, da lahko tudi obstojeajo, da lahko tudi obstoječčimimgradbenim objektogradbenim objektomm zmanjzmanjššamo potresnoamo potresnotveganje na sprejemljivo raventveganje na sprejemljivo raven

•• EEvvrorokkod 8od 8--33 uveljavlja suveljavlja sodobne kriterije inodobne kriterije innanaččelaela za popravila inza popravila in utrjevanje konstrukcijutrjevanje konstrukcijgradbenih objektovgradbenih objektov

SklepiSklepi

•• Razvite in preverjene so metodologije, kiRazvite in preverjene so metodologije, kiomogoomogoččajo razmerma enostavnoajo razmerma enostavnoocenjevanje potresne odpornosti vseh vrstocenjevanje potresne odpornosti vseh vrstobstojeobstoječčih gradbenih konstrukcijih gradbenih konstrukcij

•• Razvite in preverjene so tudi Razvite in preverjene so tudi šštevilnetevilnetehnolotehnološške reke reššitve za protipotresnoitve za protipotresnoutrditev obstojeutrditev obstoječčih objektov. Reih objektov. Reššitve soitve sotudi strotudi strošškovno ovrednotene.kovno ovrednotene.

HVALA!HVALA!