hrvatski

Ocjena primjenjivosti nelinearne metode postupnog guranja na niskoj građevini od kamena

Očuvanje građevina od iznimne kulturne i povijesne važnosti glavna je motivacija za izradu ovoga rada. Građevine izgrađene od kamena stvaraju inženjerima značajne probleme pri određivanju njihovog ponašanja za statička i dinamička djelovanja. Način izgradnje odnosno karakteristike takvih građevina otežavaju primjenu standardnih numeričkih metoda kao što je metoda konačnih elemenata (MKE). Pri definiranju rada postavljena su dva cilja, određivanje optimalnog modela i ocjena primjenjivosti metode postepenog guranja za građevine izgrađene od kamenih blokova. Radnja se sastoji od šest poglavlja. Prvo poglavlje prikazuje pregled dosadašnjih istraživanja, motivaciju i metodologiju. Metodologija odnosno istraživanje se svodi na izradu numeričkih modela pomoću MKE-a i diskretne metode. Određivanje optimalnog modela definirano je usporedbom odgovora numeričkih modela s eksperimentalnim istraživanjem drugih autora. Pomoću kompjutorskog programa SAP2000 izrađen je model MKE-a. Materijalno ponašanje kamenog ziđa pretpostavljeno je na dva načina - pretpostavlja se linearno ponašanje prema kriterijima koje propisuje EC8 i idealno plastično ponašanje u kombinaciji s Drucker- Pragerovim kutom trenja. Kalibracija je provedena usporedbom s eksperimentalnim rezultatima, a uspoređuju se veličina posmične sile i pomaka vrha ispitivanog ziđa. Modeli izrađeni pomoću MKE-a ukazuju na nestabilnost. Uočeno je da se primjenom Drucker-Pragerovog kuta trenja može korigirati veličina maksimalne posmične sile, ali postoji mogućnost da se pojavi problem konvergencije. Također je uočen problem kada parametri koji vrijede za jedan tip opterećenja ne vrijede za drugi tip, čime se dovodi u pitanje primjenjivost MKE-a pri modeliranju građevina izrađenih od kamenih blokova. Diskretni model izrađen je pomoću programa LMGC90. Svaki kameni blok promatranog uzorka definiran je jednim diskretnim elementom. Pretpostavljaju se apsolutno kruti diskretni elementi dok je konata između pojedinih elemenata određen trenjem, odabrani koeficijent trenja je 0 ; 62. Rezultati upućuju na dobro podudaranje s eksperimentalnim rezultatima, razlika u maksimalnoj posmičnoj sili između eksperimenta i numeričkog modela iznosi 10% do 15%. Velika prednost diskretnog modela je osjetljivost na promjenu vertikalnog opterećenja. Za potrebe daljnje analize izrađena su dva modela kupole katedrale sv. Jakova u Šibeniku. Izrađeni su također pomoću kompjuterskog programa SAP2000 i LMGC90. Budući da vrijeme trajanja proračuna diskretnog modela ovisi o odabiru parametara iteracije provedena je analiza optimalnog broja iteracija. Uočeno je da između maksimalnog broja iteracija 2000 i 8000 nema značajne razlike u odzivu kupole, ali se vrijeme proračuna smanjuje s 724 min na 280 min. Dinamička time-history analiza u vremenu je provedena na diskretnom modelu kupole. Rezultati upućuju da se pojavljuju trajne deformacije koje su uzrokovane smicanjem između pojedinih blokova. Također je provedena simulacija metodom postupnog guranja na diskretnom modelu kupole, postupka je proveden nanošenjem prisilnog horizontalnog pomaka u tjemenu kupole. Vizualnim pregledom rezultata uočeno je da se pojavljuje problem istiskivanja središnjeg kamena i razilaženja kupola uslijed time-history analize. Metodom postupnog guranja nije moguće predvidjeti odziv koji proizlazi iz time-history analize, ali maksimalan posmične sile u bazi kupole se podudaraju u oba postupka. Model izrađen pomoću MKE upućuje na značajne razlike u odnosu na diskretni model. Rezultati ukazuju na činjenicu da je teško uspostaviti korelaciju između diskretnog pristupa i MKE. Na temelju prikazanih rezultata odabir diskretnog modela uz primjenu time- history analize proizlazi kao logičan izbor pri modeliranju građevina izvedenih od kamenih blokova.

metoda konačnih elemenata, diskretni model, Drucker-Pragerov kut trenja

nije evidentirano