HRVATSKA KOMORA INENJERA GRAEVINARSTVA Dani ovlatenih inenjera graevinarstva

HRVATSKA KOMORA INŽENJERA GRAĐEVINARSTVA Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva Opatija, 2012. Potresno otporne zidane zgrade Miha Tomaževič prof. dr. Miha Tomaževič, Zavod za gradbeništvo Slovenije, Dimičeva 12, 1000 Ljubljana miha. tomazevic@zag. si Ime i prezime predavača Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 1

Knjiga nije pisana sa ciljem da bude klasičan udžbenik ili izvještaj o stanju struke. S ciljem boljeg razumijevanja osnova provjere potresne otpornosti zidanih zgrada u knjizi je napravljen pokušaj da se prikaže pozadina proračunskih postupaka. Pri tome su u najvećoj mogućoj mjeri korišteni rezultati istraživanja provedenih u Ljubljani. Iako bez njih ne može, knjiga nije priručnik za upotrebu eurokodova. Želja je autora bila, da napisano ne zastari s promjenom propisa. Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 2

Sadržaj knjige 1. 2. 3. 4. 5. Uvod Potresi i potresne sile Ponašanje zidanih zgrada kod potresa Materijali i sustavi zidanja Arhitektonski i konstrukcijski zahtjevi za potresno otporan tlocrt 6. Stropne i krovne konstrukcije 7. Osnove provjere potresne otpornosti zidanih konstrukcija 8. Provjera potresne otpornosti zidova 9. Zidovi ispuna u okvirnim konstrukcijama 10. Provjera potresne otpornosti zidanih konstrukcija 11. Sanacija i ojačanje zidanih zgrada 12. Preprojektiranje starih zidanih zgrada Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 3

Ponašanje zidanih zgrada kod potresa Što možemo naučiti od potresa? Killari, 1995 San Francisco, 1906, Tobriner, 2006 Tangshan, 1976 Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 4

Ponašanje zidanih zgrada kod potresa Mehanizmi ponašanja Otpornost zidova i mehanizmi rušenja Cjelovitost djelovanja zidova Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 5

Ponašanje zidanih zgrada kod potresa Kvalitet materjiala Tlocrt Neftegorsk, 1995 G. Koff Banja Luka, 1969 Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 6

Materijali i sustavi zidanja Ziđe je neelastičan, nehomogen i neizotropan kompozitan materijal sastavljen od zidnih elemenata, morta, betonskog ispuna i armature. Zidane konstrukcije se zidaju u tri različita sustava: obično (nearmirano) ziđe, omeđeno ziđe i armirano ziđe, sa tri načina ispunjavanja vertikalnih sljubnica: ispunjene, neispunjene s mehaničkim spojem. Osnovni zahtjevi Minimalna tlačna čvrstoča zidnih elemenata i morta, debljina i vitkost zidova. Zidni elementi moraju biti dovoljno robusni da se spriječi lokalno krhko rušenje za vrijeme potresa. Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 7

Materijali i sustavi zidanja Robusnost zidnih elemenata Blokovi od opeke, skupina 2: σd/f < 0, 15 -0, 20 Blokovi od opeke, skupina 1: σd/f < 0, 20 -0, 25 Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 8

Materjiali i sustavi zidanja Robusnost zidnih elemenata i armirano ziđe Mehanizam djelovanja armature Posljedica krhkog sloma zidnih elemenata Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 9

Materijali i sustavi zidanja Vertikalne sljubnice Zidni element skupine 2, tankoslojni mort, mehanički spoj: mehanizam ponašanja zavisi o tlačnim naprezanjima zidu Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 10

Materijali i sustavi zidanja Mehanička svojstva ziđa Posmična čvrstoća fv = fvo + μc σd Vlačna čvrstoća Tlačna čvrstoća Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 11

Osnove za provjeru potresne otpornosti I. Kriterij otpornosti (spriječiti rušenje): provjera graničnog stanja otpornosti II. Kriterij uporabljivosti (ograničiti oštećenja): provjera graničnog stanja uporabljivosti Φd, u = min (Φ 0, 8 Rmax ; 3Φdam) Φdam = 0, 2 – 0, 3 % ΦRmax = 0, 4 – 0, 5 % Φ 0, 8 Rmax = 1, 0 – 1, 2 % Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 12

Osnove za provjeru potresne otpornosti Određivanje potresnih sila a = Se (T) = Sagηβo Sag ag AEd = Se(T) m /q Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 13

Osnove za provjeru potresne otpornosti Faktor ponašanja q q = Re/Ru q = (2 μu - 1)1/2 Eurokod 8: nearmirano ziđe (EC 8) omeđeno ziđe armirano ziđe Miha Tomaževič 1, 5 – 2, 5 2, 0 – 3, 0 2, 5 – 3, 0 Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 14

Provjera potresne otpornosti zidova Idealizacija ponašanja i granična stanja Granična stanja: Idealizacija: Granica nastanka pukotina (oštećenja) - Rcr, dcr Maksimalna otpornost - Rmax, d. Rmax Granično stanje nosivosti - Rdmax, dmax Efektivna krutost - Ke Otpornost - Ru (energijski kriterij) Granični faktor duktilnosti - μu = du/de (du =d 0. 8 Hmax) Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 15

Provjera potresne otpornosti zidova Mehanizam sloma Posmik Eurokod 6: Rw, r = Rw, ft + Crh. Rrh + Rrv Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 16

Provjera potresne otpornosti zidova Mehanizam sloma Miha Tomaževič Savijanje Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 17

Provjera potresne otpornosti zgrada Mehanizmi ponašanja i proračunski modeli Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 18

Provjera potresne otpornosti zgrada Metode provjere Ekvivalentni statički proračun: Opterećenje: određuje se pomoću elastičnog spektra odziva i faktora ponašanja q. Teorija elastičnosti. Kriterij: proračunska otpornost elemenata i konstrukcija kao cjeline veća je od proračunskog opterećenja. Ograničena mogućnost preraspodjele opterećenja. Nelinearni proračun dinamičkog odziva: Opterećenje: vremenski zapis ubrzanja tla s proračunskim karakteristikama Kriterij: katni pomak manji od dopuštenog Push-over metoda (metoda postupnog guranja): Određuje se krivulja otpornosti Kriteriji: kapacitet nosivosti veći od proračunskog ; kapacitet duktilnosti veći od potrebnog za danu vrijednost faktora q Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 19

Provjera potresne otpornosti zgrada Push-over metoda Provjera Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 20

Sanacija i ojačanje zidanih zgrada Sanacija: oštećena konstrukcija se popravlja, tj. vraća se u prvobitno stanje Ojačanje: otpornost konstrukcije se poveća Otklanjaju se mogući uzroci za loše ponašanje: cjelovitost djelovanja, nedovoljna otpornost, loši temelji i temeljna tla Izbor metode i tehničkog rješenja: zavisi od brojnih kriterija. Tehnički su najvažniji - vrsta ziđa i tip konstrukcije. Specifičnost objekata kulturne baštine. Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 21

Sanacija i ojačanje zidanih zgrada Cjelovitost djelovanja Ugradnja monolitnih ploča Ugradnja čeličnih zatega Povezivanje sa CFRP lamelama Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 22

Sanacija i ojačanje zidanih zgrada Ojačanje zidova Oblaganje s armiranom žbukom Injektiranje zida od kamena Miha Tomaževič Obloga od CFRP mreža Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 23

Preprojektiranje starih zidanih zgrada Ocjena stanja konstrukcije Nivo poznavanja, faktor povjerenja (svojstva materijala) Izbor metode ojačanja Suglasno s potrebom i vrstom konstrukcije. U svakom slučaju efektivnost metode treba provjeriti eksperimentom. Preprojektiranje Upotrijebljeni proračunski modeli simuliraju stvarno ponašanje i mehanizme rušenja. Otpornost konstrukcije ocijeni se na osnovi poznavanja svojstava materijala. Izvođenje radova Prati se izvođenje radova i prema potrebi predlaže se promjena projekta. Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 24

Preprojektiranje starih zidanih zgrada Određivanje proračunskih vrijednosti svojstava materijala Eurokod 8 -3: kao proračunska čvrstoća uzima se u obzir srednja vrijednost, smanjena sa parcijalnim koeficijentom sigurnosti γM i faktorom povjerenja CF, koji zavisi o stupnju poznavanja konstrukcije Prijedlog: kao proračunska čvrstoća uzima se u obzir karakteristična vrijednost, smanjena s faktorom povjerenja CF fk* = min (f/1, 2; fmin ) f – srednja vrijednost, dobivena ispitivanjem Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 25

Preprojektiranje starih zidanih zgrada Proračunski modeli Konačni elementi Modeli kinematičnih mehanizama (D‘Ayala, Giuffre) Miha Tomaževič Katni mehanizam Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 26

HVALA NA PAŽNJI! Miha Tomaževič Dani ovlaštenih inženjera građevinarstva – Opatija 2012. HKIG 27