Naslov
Ponašanje čeličnih okvirnih građevina sa zidanim ispunom pri djelovanju potresa
(Behaviour of Steel Frames with Masonry Infill Under Earthquakes)

Autori
Radić, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinski fakultet Osijek

Mjesto
Osijek

Datum
20.12

Godina
2012

Stranica
392

Mentor
Markulak, Damir

Ključne riječi
čelični okviri; zidani ispun; eksperimentalno ispitivanje; ponašanje; potres
(steel frame; masonry infill; experimental testing; behaviour; earthquake)

Sažetak
Rad obrađuje problematiku konstruiranja i dimenzioniranja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Ovakve su konstrukcije relativno česte, a značajnija istraživanja njihovog ponašanja provode se od druge polovice prošlog stoljeća. Unatoč brojnim istraživanjima još uvijek postoji problematika procjene ponašanja konstrukcija ove vrste, osobito pri značajnijim horizontalnim djelovanjima, jer se zbog složenosti konstrukcijskog sustava ne može postići dovoljna razina pouzdanosti, kao što je slučaj kod drugih uobičajenijih i jednostavnijih konstrukcija. U radu su prezentirani rezultati vlastitih provedenih istraživanja ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Disertacijom su obuhvaćena eksperimentalna istraživanja mehaničkih karakteristika zidnih elemenata, zidanog ispuna i čeličnog materijala, a dobiveni podatci korišteni su pri numeričkim simulacijama ponašanja jednokatnih čeličnih okvira sa zidanim ispunom izloženih horizontalnim djelovanjima. Pri istraživanju čeličnih okvira sa zidanim ispunom provedeno je tri serije ispitivanja s po tri uzorka, uz dodatno ispitivanje i čeličnog okvira bez ispuna s ciljem utvrđivanja doprinosa pojedine vrste zidanog ispuna na nosivost i krutost sustava. U prvoj seriji ispitano je ponašanje čeličnih okvira sa zidanim ispunom od šupljih glinenih blokova, u drugoj seriji ispun je bio od porobetonskih blokova, a potom originalno rješenje u kojem je ispun kombiniran od glinenih i porobetonskih blokova. Osnovna ideja ovog pristupa je da „mekši“ elementi konstrukcije (porobetonski blokovi) koji povezuju okvir i zidani glineni ispun u sredini otkazuju ranije, te na taj način seizmički izoliraju zidani ispun od okvira radi što dužeg očuvanja duktilnog ponašanja samog čeličnog okvira. Taj je način ponašanja povoljniji pri preuzimanju velikih opterećenja pri potresu, budući da prvobitni pozitivni doprinos zidanog ispuna većoj krutosti i otpornosti konstrukcije, poslije njegova otkazivanja uzrokuje značajnije smanjenje preostale duktilnosti čeličnog okvira. Prezentirani sustav kombiniranih zidnih elemenata različitih čvrstoća ne uzrokuje značajnije promjene u tehnologiji izvedbe, ne zahtjeva posebne alate i sredstva za ugradnju, a može značajno unaprijediti ponašanje ove vrste konstrukcija pri potresnom opterećenju. Smatra se da takvo rješenje može biti racionalno s što obzirom na relativno čestu primjenu zidanog ispuna u okvirnim konstrukcijama. Na osnovu eksperimentalnih rezultata istražena je primjenjivost različitih numeričkih modela pri opisivanju ponašanja ovakvih tipova konstrukcija. Izvršena je kalibracija numeričkih modela prema dobivenim eksperimentalnim rezultatima. Također je provedena i opsežna parametarska analiza s ciljem istraživanja važnosti i utjecaja pojedinih parametara u konstruiranju ovakvih konstrukcija. Urađen je i numerički primjer u kojem je analizirana prostorna okvirna čelična konstrukcija, sa i bez zidanog ispuna, kako bi se odredio utjecaj različitih vrsta zidanih ispuna pri ponašanju ovakvih konstrukcija izloženih potresnim opterećenjima. Znanstveni doprinos ovoga rada je daljnje razjašnjenje fenomena ponašanja ovakvih konstrukcija, te prijedlog konstrukcijski jednostavnije metode za preveniranje nepovoljne interakcije zidanog ispuna s čeličnim okvirom pri velikim horizontalnim opterećenjima, a kroz kontrolu oštećenja pojednih elemenata konstrukcije. Takva bi metodologija onda mogla biti primjenjiva u inženjerskoj praksi pri postupku proračuna i analize seizmičkog odgovora za optimalno projektiranje i procjenu ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunima u seizmičkim i neseizmičkim područjima. Znanstveni doprinos rada očituje se i u formiranju baze eksperimentalnih rezultata kao važnog izvora informacija na temelju kojeg se dalje mogu istraživati pojedini fenomeni ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Važan dio rada predstavlja kritička ocjena primjenjivosti različitih vrsta modela za numeričku analizu sustava okvira sa zidanim ispunom, kao i sistematizacija utjecajnih parametara na ponašanje ovakvih konstrukcija kroz provedenu parametarsku analizu. Na temelju rezultata ovog rada predložena je odgovarajuća metoda za praktično projektiranje čeličnih okvirnih konstrukcija s kombiniranim sustavom zidanog ispuna.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA