Naslov
Ponašanje neduktilnih armirano-betonskih okvira sa zidanom ispunom na djelovanje potresa
(Seismic Behaviour of Non-ductile Reinforced-Concrete Frames Infilled with Masonry)

Autori
Gazić, Goran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinski fakultet Osijek

Mjesto
Osijek

Datum
26.06

Godina
2014

Stranica
375

Mentor
Sigmund, Vladimir

Ključne riječi
neduktilni a-b okviri s ispunom; seizmičko ponašanje; ispitivanje; proračun; procjena
(non-ductile RC frames infilled with masonry; seismic behaviour; testing; design; evaluation)

Sažetak
1. poglavlje: Uvod U uvodnom poglavlju obrazložena je tema doktorskog rada, predmet, ciljevi, hipoteza i metode istraživanja. Na kraju je prikazana struktura doktorskog rada. 2. poglavlje: Stanje istraživanog područja U drugom poglavlju je dat pregled dosadašnjih značajnih ekesperimentalnih i numeričkih istraživanja ponašanja neduktilnih armirano- betonskih okvira sa zidanim ispunom. Prikazane su dosadašnje spoznaje, svojstva neduktilnih okvira, ponašanje okvira s ispunom, načini sloma sustava, ispuna i okvira te su utvrđeni karakteristični parametri ponašanja sustava uokvirenog ziđa. 3. poglavlje: Program ispitivanja U trećem poglavlju detaljno je objašnjen izbor ključnih parametara za istraživanje te izrada uzoraka za eksperimentalna istraživanja. U sklopu provedenih eksperimentalnih istraživanja izvedeni su i ispitani uzorci jednorasponskih, jednoetažnih modela nedukltilnih armirano betonskih okvira sa i bez zidane ispune. Cjelokupni program ispitivanja podijeljen je u dvije faze. Prva faza ispitivanja odnosi se na određivanje mehaničkih karakteristika upotrijebljenih materijala i zidane ispune. Uzorkovanje materijala i ispitivanje je provedeno prema preporukama danim u normama niza EC (Eurokod) i ASTM (American Standards for Testing of Materials). U drugoj fazi provedeno je ispitivanje modela neduktilnih armirano betonskih okvira sa i bez zidane ispune izvedenih u mjerilu 1:2. Modeli su ispitani pod konstantnim vertikalnim i promjenjivim cikličkim horizontalnim opterećenjem u ravnini do sloma. Broj uzoraka određen je kombinacijom odabranih parametara promatranog sustava s ciljem kvantifikacije doprinosa. Parametri su podijeljeni u dvije skupine, a ispitivanja su provedena na ukupno 14 uzoraka. Sva ispitivanja su provedena u laboratorijima Građevinskog fakulteta u Osijeku. 4. poglavlje: Ispitivanje konstitutivnih materijala Četvrto poglavlje daje osnovne podatke o geometriji i ispitanim mehaničkim svojstvima materijala od kojih su izvedeni uzorci okvira s ispunom, i to: podatke o betonu, armaturnom čeliku, mortu, zidnim elementima. 5. poglavlje: Ispitivanje ziđa zidane ispune Peto poglavlje daje podatke o utvrđenim svojstvima ziđa zidane ispune. Ispitivana su i istražena sva bitna mehanička svojstva ziđa i to: mehanička svojstva ziđa zidane ispune ( tlačna čvrstoća, početna posmična čvrstoća, dijagonalni tlačni pokus, deformacijska svojstva, modul elastičnosti, modul posmika) te su ona međusobno uspoređena I dobiveni rezultati su uspoređeni s preporukama danim u Eurokodu 6. 6. poglavlje: Ispitivanje uzoraka neduktilnih armirano-betonskih okvira sa zidanom ispunom U sklopu provedenog istraživanja ispitano je ukupno četrnaest uzoraka neduktilnih armirano betonskih okvira s nearmiranom zidanom ispunom. Ispitivanje uzoraka provedeno je u reaktivnom čeličnom okviru učvršćenom za krutu temeljnu ploču. Uzorci su ispitani pod stalnim vertikalnim i promjenjivim, cikličkim horizontalnim opterećenjem u ravnini modela. Ispitivanje je izvedeno s kontrolom sila u prvoj fazi, u području malih deformacija, te s kontrolom deformacija u drugoj fazi opterećenja. Svi uzorci su ispitani do sloma. Za svaki ispitivani uzorak su dati rezultati u vidu: vremenskog toka horizontalnog i vertikalnog opterećenja uzorka, histerezne krivulje ponašanja uzorka s primarnom krivuljom odgovora ispitnog uzorka, prikazom krutosti i nosivosti u karakterističnim točkama odziva, disipacijom energije po jedinici pomaka, odnosom apsorbirane i disipirane energije uzorka, zamjenjujućim prigušenjem uzorka, prikaz razvoja pukotina i mehanizma loma uzorka. Rezultati ispitivanja su uspoređeni između uzoraka I ocijenjen je doprinos elemenata sustava konstrukcijskim karakteristikama uzoraka. 7. Poglavlje: Analitička procjena ponašanja sustava uokvirenog ziđa U sedmom poglavlju prikazana su postojeće i izvedena je izvorna analitička procjena ponašanja prema graničnim stanjima sustava uokvirenog ziđa. Granična stanja za sustav uokvirenog ziđa su usklađena sa skalom EMS-98 i s rezultatima ispitivanja. Postojeće analitičke procjene ponašanja sustava se temelje na matematičkim izrazima, fizikalne ili empirijske prirode, određenih na temelju opaženih mehanizama sloma sustava. Iako su pojedini izrazi definirani za određene slučajeva otkazivanja nosivosti elemenata ili sustava u cjelini, pregledom literature i na osnovi provedenih eksperimentalnih istraživanja, definiran je slijed pojave pojedinih mehanizama sloma elemenata sustava te su predloženi eksperimentalno potvrđeni izvorni izrazi. Njihovom primjenom moguće je na brz i jednostavan način odrediti osnovne karakteristike odziva sustava potrebne za nelinearnu statičku analizu primjenom metode postupnog guranja (pushover analysis). 8. Poglavlje: Procjena očekivanih nelinearnih pomaka sustava uokvirenog ziđa pri djelovanju potresa U osmom poglavlju primijenjena je metoda procjene očekivanih nelinearnih pomaka pri djelovanju potresa koju su razvili Shimazaki & Sozen (1985). Ona je iskorištena za procjenu očekivanih nelinearnih pomaka za tri seizmičke zone, a očekivani intenziteti oštećenja su klasificirani prema EMS-98 skali oštetljivosti. Usporedbom eksperimentalnih rezultata i procijenjenih očekivanih nelinearnih pomaka određena su očekivana ponašanja sustava za odabrane potrese. Na temelju rezultata je zaključeno da se dodavanjem ispune u armirano betonske okvire smanjuje razina oštećenja konstrukcije. Procijenjeni nelinearni pomaci praznih okvira su znatno veći od graničnih pomaka pri slomu (u nekim slučajevima i nekoliko puta), dok su procijenjeni nelinearni pomaci uzoraka s ispunom u većini slučajeva u području ponašanja koje odgovara rezidualnoj nosivosti. Iako u navedenom području dolazi do sloma jednog od elemenata sustava, čime je izgubljena cjelovitost i kompaktnost, preostali element (bilo okvir, bilo ispun) je i dalje sposoban preuzimati horizontalno opterećenje, što upućuje da ispun znatno doprinosi osiguranju globalne stabilnosti konstrukcije prilikom djelovanja snažnih potresa. 9. Poglavlje: Zaključak i prijedlozi za daljnja istraživanja U devetom poglavlju rezimirani su izvorni doprinosi i dani bitni zaključci ovog istraživanja. Na kraju su dane smjernice za buduća istraživanja u području. Rezultati omogućavaju kvantificiranje doprinosa ispuna u procjeni seizmičkog odgovora sustava uokvirenog ziđa te upućuju na mogućnost primjene zidane ispune kao sredstva ojačanja neduktilnih armirano betonskih okvira. Osim doprinosa globalnoj stabilnosti, smanjenje pomaka konstrukcije osigurava i smanjenje oštećenja nematerijalnih dobara. Lista referentne literature U poglavlju "Literatura" dan je popis literature korištene tijekom izrade ovog rada, koji se sastoji od više od 90 navoda knjiga, radova u časopisima i na konferencijama. Prilozi: Prilog A: A1. Izvod izvornog analitičkog izraza procjene horizontalne nosivosti sustava uokvireno ziđe pri pojavi prvih značajnih pukotina u ispuni A2. Izvoda izvornog analitičkog izraza procjene horizontalne nosivosti sustava uokvireno ziđe pri pojavi dominantnog mehanizma sloma ispune Prilog B: B1. Prikaz akcelerograma, spektara energije i idealiziranih spektara ubrzanja i pomaka odabranih zapisa potresa B2. Prikaz računalnog algoritma za određivanje karakterističnog perioda potresa 4. Znanstveni doprinos rada Povjerenstvo je suglasno da doktorski rad Gorana Gazića, dipl. ing. građ., odgovara prihvaćenom i odobrenom naslovu teme i ocjenjuje ga pozitivno. Pristupnik je ostvario očekivani izvorni znanstveni doprinos i potvrdio je hipotezu istraživanja. Znanstveni doprinos rada ogleda se u: - analizi utjecajnih parametara sustava uokvirenog ziđa, odabiru modela okvira i ispuna ; - izradi uzoraka te provedbi ispitivanja materijala i uzoraka neduktilnih armirano- betonskih okvira sa zidanim ispunima ; - određivanju graničnih stanja I područja ponašanja sustava ; - usklađivanju I provjeri postojećih analitičkih modela ; - definiranju izvornog analitičkog modela za određivanje graničnih stanja uokvirenog ziđa ; - procjeni očekivanog ponašanja zgrada izvedenih u sustavu uokvirenog ziđa za različita područja seizmičkog rizika ; - prijedlozima poboljšanja pojednostavljenog proračuna I procjene ponašanja uokvirenog ziđa ; - otvaranju mogućnosti primjene sustava za ojačanje postojećih zgrada ; - prijedlozima koji omogućavaju praktičnu inženjersku primjenu uokvirenog ziđa kao novog konstruktivnog sustava za pojačanje postojećih građevina I procjenu njihova ponašanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA