Z razvojem nelinearnih metod analize in zmogljive programske opreme za simulacijo potresnega odziva konstrukcij se je ponudila možnost za odpravo pomanjkljivosti v standardih za potresnoodporno projektiranje konstrukcij. V prispevku je najprej narejen pregled pomanjkljivosti trenutnih standardov ter metod za nelinearno potresno analizo objektov. Poudarjena je metoda ovojnice potresnih zahtev na osnovi potisnih analiz, ki je bila pred kratkim razvita. Metoda ovojnice potresnih zahtev temelji na predpostavki, da je parameter potresnih zahtev določen na osnovi dominantnega plastičnega mehanizma, ki pa lahko varira v odvisnosti od akcelerograma in njegove jakosti. V drugem delu članka je predstavljen koncept projektiranja objektov na podlagi analize potresnega tveganja. Predlagan postopek je iterativen in temelji na različnih nelinearnih analiza. V začetni fazi je potrebno definirati začetno konstrukcijo, ki je lahko določena na osnovi trenutno veljavnih standardov ali na osnovi izkušenj. Sledi analiz potresnega tveganja na podlagi poenostavljenih nelinearnih analizah, ki računsko niso preveč zahtevne, saj so v tem koraku potrebne iteracije zaradi popravkov konstrukcije in sicer z namenom, da zagotovimo sprejemljivo tveganje. V zadnji fazi je predvidena uporaba nelinearne dinamične analize na osnovi majhnega števila akcelerogramov. S to analizo naj bi preverili ustreznost projektiranja iz prejšnjih faz. Projektiranje na podlagi analize tveganja bo možno le s posebno razvito programsko opremo, ki trenutno še ni na voljo. Predvidevamo, da bo takšen način projektiranja predstavljal velik korak k znanstveno bolj utemeljenih postopkov projektiranja, ki izkoriščajo visoko raven tehnologije.
B.01 Organizator znanstvenega srečanja
COBISS.SI-ID: 6302817V okviru projekta smo razvili postopek za določitev projektnih spektrov za projektiranje in ocen potresne odpornosti objektov, ki temelji na ciljni zanesljivosti. Postopek smo aplicirali na osem etažni armiranobetonski okvirni konstrukciji, ki je bila projektiranja na štiri različne stopnje ciljne zanesljivosti v povezavi s porušitvijo objekta zaradi potresov, ki se lahko pojavijo v življenjski dobi konstrukcije. Delo je potekalo v okviru magistrske naloge Damjana Podgorelca pod mentorstvom Matjaža Dolška in somentorstvom mladega raziskovalca Jureta Žižmonda. Ugotovili smo, da stopnjevanje sprejemljivega tveganja za faktor 50, povzroči povečanje celotne projektne potresne sile približno za faktor 10. To se odraža v količini porabljenega materiala. Količina armature se poveča približno za 4,6-krat, medtem ko je količina betona večja za faktor 1,9. Izkaže se tudi, da okvirni konstrukcijski sistem ni primeren, če je kriterij sprejemljivega tveganja prestrog. Na osnovi rezultatov študije lahko zaključimo, da je predlagan postopek projektiranja na ciljno zanesljivost precej podoben postopku projektiranja po standardu Evrokod 8, saj se bistveno razlikuje le v definiciji potresne obtežbe, ki je po novem postopku odvisna od ciljne zanesljivosti. Damjan Podgorelec je za raziskovalno nalogo prejel Prešernovo nagrado Fakultete za gradbeništvo in geodezijo.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 6412129Potresnoodporno projektiranje konstrukcij po Evrokod standardih ne temelji na konceptu sprejemljive verjetnosti prekoračitve mejnega stanja, temveč na konceptu dokaza, da je kapaciteta konstrukcijskih elementov večja od potresnih zahtev, ki ustreza potresu s povratno dobo 475 let. Trenutno uveljavljen način projektiranja ne dopušča možnosti izbire cilje zanesljivosti proti porušitvi objekta. Prav tako ni jasno, kakšna je pravzaprav zanesljivost objektov, ki so projektirani po standardu Evrokod. Zato smo v okviru študije razčlenili varnost pri projektiranju izbranih armiranobetonskih okvirnih konstrukcij. Varnost pri načrtovanju stavbe je bila ocenjena z razliko med izračunanim in predpostavljenim faktorjem obnašanja, z razmerjem med projektnim pospeškom in pospeškom, ki povzroči mejno stanje blizu porušitve in s stopnjevanjem varnosti proti porušitvi, če smo postopoma upoštevali varnostne faktorje pri projektiranju objekta. Na osnovi študije lahko zaključimo, da ima projektna potresna obtežba največji vpliv na nosilnost konstrukcije in na mejni pospešek, ki povzroči stanje blizu porušitve objekta. Po drugi strani pa se izkaže, da delni materialni varnostni faktorji prispevajo več kot 50% k verjetnosti prekoračitve mejnega stanja blizu porušitve, medtem ko postopek kontroliranega načrtovanja nosilnosti, ki zahteve precej dela projektanta, ne prispeva veliko k zmanjšanju verjetnosti prekoračitve mejnega stanja blizu porušitve. Iz teh zaključkov sledi, da bi bilo potrebno postopke projektiranja posodobiti, saj je smiselno, da se trud projektanta usmeri v delo, s katerim bo eksplicitno ocenil kakšna je varnost konstrukcije proti porušitvi zaradi potresov.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 6303073