G R U D B E N I GLASILO ZVEZE pRUŠTEV G R A D B E N I H V E S TN IK I N Ž t N I H J t V IN TEHNIKOV SLOVENIJE 8- 9-1 1 9 9 S Glavni in odgovorni urednik: Franc ČAČOVIČ Lektor: Alenka RAIČ - BLAŽIČ Tehnični urednik: Danijel TUDJINA Uredniški odbor: Sergej BUBNOV mag. Gojmir ČERNE prof. dr. Miha TOMAŽEVIČ dr. IvanJECELJ Andrej KOMEL Stane PAVLIN dr. Franci STEINMAN Tisk: Tiskarna TONE TOMŠIČ d.d. v Ljubljani Revijo izdaja Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije, Ljubljana, Karlovška c. 3, telefon/faks: 061/ 221-587, ob finančni pomoči Ministrstva za znanost in tehnologijo, Gradbenega inštituta ZRMK, Zavoda za gradbeništvo Slovenije, Fakultete ta gradbeništvo in geodezijo, Univerze v Ljubljani ter Fakultete za gradbeništvo, Univerze v Mariboru. Tiska Tiskarna Tone Tomšič d.d., Ljubljana. Letno izide 12 številk. Individualni naročniki plačajo letno naročnino v višini 2.600 SIT, študentje in upokojenci 1.300 SIT. Gospodarske organizacije in podjetja plačajo letno naročnino za 1 izvod revije 32.000 SIT. Naročnina za naročnike v tujini znaša 100 USD. Po mnenju Ministrstva RS za kulturo je v ceno vključen 5 % prometni davek. Žiro račun se nahaja pri Agenciji RS za plačilni promet, Enota Ljubljana, številka: 50101-678-47602. GRfiDBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE UDK- UDC 05:625; ISSN 0017- 2774 LJUBLJANA, AVG., SEPT., OKT., 1998 L E T N I K XXXXVI I STR. : 185 - 236 V S E B I N A - C O N T E N T S Stran 186 Matjaž MIKOŠ, Iztok KAVČIČ Stran 203 Drago SAJE, Franci KAVČIČ Stran 220 Svetko LAPAJNE MAJHNI VODOTOKI V MESTNEM OKOLJU - NJIHOVA REVITALIZACIJA SMALL W A T ERCO UR SES IN URBAN E N V IR O N M E N T - THEIR REVITALISATION Stran 196 Franc SAJE, Drago SAJE NADZIDAVA ZVONIKA ŽUPNIJSKE CERKVE V MIRNI PEČI O VERBU ILDING THE C H URC H TOWER IN M IR N A PEČ VPLIV SESTAVNIH MATERIALOV NA MEHANSKE LASTNOSTI BETONOV VISOKIH TRDNOSTI INFLUENCE OF C O N S TITU E N T M ATERIALS ON M E C H A N IC A L PROPERTIES OF HIGH- STRENGTH CONCRETE UPOGIBNI MOMENTI V NESKONČNO ŠIROKI PLOŠČI ZARADI POSAMEZNE KONCENTRIRANE OBTEŽBE B E N D IN G M O M E N T S IN AN E ND LESS W IDE PLATE DUE TO THE IN D IV ID U A L C O N C E N T R A T IO N LOAD Stran 210 Dušan ROŽIČ, Viktor MARKELJ, Marjan PIPENBAHER RAČUNALNIŠKA SIMULA­ CIJA KOT POMOČ PRI PROJEKTIRANJU INŽENIR­ SKIH KONSTRUKCIJ INFLUENCE OF C O N S T ITU E N T M ATERIALS ON M E C H A N IC A L PROPERTIES OF H IGH- STRENGTH CONCRETE Stran 223 Faku lte ta za g radbe n iš tvo in geo dez ijo ORGANIZACIJA UPRAVLJANJA IN KADROVSKA STRUKTURA Stran 228 S erge j BUBNOV MARJAN BRILLY, dipl. inž. Stran 231 Jože PANJAN prof.dr. JANKO SKETELJ Stran 214 M iros lav PREMR0V DINAMIČNA INTERAKCIJA OBJEKT-TLA: PROBLEM MEHKEGA SLOJA NA TRDEM POLPROSTORU DYN AM IC S O IL -S TR U C TU R E INTERAC TIO N: THE PRO BLEM OF A SOFT LAYER ON A R IG ID HALFSPACE Stran 234 Jože PANJAN pro f.dr. SRDAN TURK M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okolju MAJHNI VODOTOKI V MESTNEM OKOLJU - NJIHOVA REVITALIZACIJA SMALL WATERCOURSES IN URBAN ENVIRON­ MENT - THEIR REVITALISATION UDK 627.1 : 711.16 : 711.76 MATJAŽ MIKOŠ, IZTOK KAVČIČ P O V Z E T E K V d ru g e m p r isp e vku na te m o m a jhn ih v o d o to k o v v m e s tn e m o k o l ju je d a n p o u d a re k n a č r to v a n ju in I z v e d b i n j ih o v e r e v i t a l i z a c i je . N a jp re j je p r ik a z a n p o m e n s o n a r a v n e g a ure jan ja po tokov v m es tnem okolju. Nadalje poskuša pr ispevek o d g o vo r i t i na vprašan je , zakaj rev ita l iz ira t i po toke v m e s tn e m okolju. Tako poda ja p r im eren po tek In sm ern ice pri načrtovan ju r e v i t a l i z a c i je m e s tn ih p o to k o v in o p iš e p o te k o b l ik o v a n ja p o to k o v . S le d i o p is p r i s to p a k r e v i ta l i z a c i j i na p o d la g i in te r d is c ip l in a r n e g a s o d e lo v a n ja ra z l ič n ih s t ro k o v n ja k o v , u s t re z n e o rg a n iz a c i je p ro je k t i r a n ja in o p is s a m e g a p o te k a p r o je k t i r a n ja in iz v e d b e . P r is p e v e k se k o n č a s š v ic a rs k im i iz k u š n ja m i p r i iz v e d b i re v i ta l iz a c i j p o to k o v v m e s tu Z ü r ic h in n e g e p o to k o v v k a n to n u Z ü r ic h . S U M M A R Y T h is s e c o n d p a p e r a b o u t s m a l l w a te r c o u r s e s in u rb a n e n v i r o n m e n t d e a ls w i th p la n n in g a n d r e a l iz a t io n o f th e i r r e v i t a l i z a t io n . F irs t ly , im p o r t a n c e o f n a tu r a l r e g u la t io n a n d t r a in in g o f s m a l l w a te r c o u r s e s in u rb a n e n v i r o n ­ m e n t is p r e s e n te d . F u r th e r m o r e , p a p e r t r ie s to a n s w e r a q u e s t io n w h y th e re is a n e e d fo r r e v i t a l i z a t io n o f s m a l l w a te r c o u r s e s in u rban e n v i ro n m e n t . P a p e r g iv e s a d e q u a te c o u r s e a n d b a s ic g u id e l in e s fo r p la n n in g o f r e v i t a l i z a ­ t io n o f u rb a n b ro o k s , a n d d e s c r ib e s th e c o u r s e o f c r e ­ a t in g b r o o k r e v i ta l i z a t io n s . It fo l lo w s a d e s c r ip t i o n h o w to a p p r o a c h to a r e v i t a l i z a t io n on th e b a s is o f an in t e r ­ d i s c ip l i n a r y c o o p e r a t io n o f d i f f e r e n t p r o fe s s io n a ls , and a d e q u a te o r g a n iz a t io n o f th e p la n n in g , a n d a d e s c r i p ­ t io n o f th e c o u rs e o f p la n n in g a n d p r a c t i c a l r e a l iz a t io n s . P a p e r e n d s w i th S w is s e x p e r ie n c e s f r o m r e v i t a l i z a t io n o f u rb a n b ro o k s c a r r ie d o u t in th e C i ty o f Z u r ic h , and e x p e r ie n c e s w i th m a in te n a n c e o f b ro o k s in Z u r ic h C a n ­ to n . Avtorju: doc.ih- Molju/ Mikoš, univ.dipl.inž.gradb. docent za urejanje vodnega težima. Univerza v Ljubljani. I nkultela za gradbeništvo in geodezijo. Katedra za splošno hidrotehniko. Hajdrihova 28. Ljubljana: in znanstveni sodelavec, Vodnogospodarski inštitut. Hajdrihova 28, I /ubijana Iztok Kavčič, univ.dipl.inž,kraj.arh strokovni sodelavec. Vodnogospodarski inštitut, Hajdrihova 28. Ljubljana M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okoljuoveniji 1. P O M E N S O N A R A V N E G A U R E JA N JA P O T O K O V V M E S T N E M O K O L JU Na področju urejanja površinskih voda se v zadnjem času vse bolj uveljavlja tako imenovano sonarav­ no urejanje. Na vprašanje, kaj je sonaravno urejanje, se da odgovo­ riti pravzaprav enostavno: sonarav­ no urejanje naj bi bilo tako urejanje, da bi imele površinske vode čimbolj naravni videz. Sestavni del urejanja vodotokov tako postane tako ime­ novana vzorčna podoba (orig. nem. Leitbild). Tako podobo je možno ustvariti ali si jo predstavljati s preučevanjem starih zapisov in fotografij o prejšnjem naravnem stanju vodotokov, ki jih želimo urejati, lahko pa kot vzorčno podobo uporabimo videz in značil­ nosti tistih še ohranjenih in neobzidanih vodotokov, ki jih še najdemo v podobnem okolju. Takoj na začetku je potrebno opozoriti, da je hudo zmotno precej razširjeno mnenje, da zadostuje-za sonaravno oblikovanje vodotokov že samo opuščanje uporabe be­ tona in uporaba naravnih gradiv, kot sta kamen in les (mrtva gradiva) ter rastlinje (živa gradiva). Omejimo svoja razmišljanja o revitalizaciji vodotokov na urbano krajino. Potok v urbanem (mest­ nem) prostoru, ki je že izginil, torej na primer potok, ki je zazidan ali zacevljen, naj bi “oživili” , tako da bi bil seveda nato sonaravno urejen. Pri tem naj bi uporabljali samo tako imenovana lokalna gradiva. Velike kamne naj bi na primer uporabljali tam, kjer je to nujno iz vodo- gradbenih vidikov, da bi dosegli in ohranili stabilnost dna potoka. Pri malo vodnatih potokih, ki imajo torej malo vode, je treba zelo omejevati uporabo velikih kamnov. Številni in veliki kamni so v majhnih vodotokih pogosto nepotrebni, saj s prodom posuto dno potoka daje dovolj velike možnosti za življenje v vodi. V posameznih primerih, če načrtujemo na primer oživitev potokov v cestnem prostoru ali v gosto pozidanem predelu mesta, lahko dobi pomen oblikovanja potoka v smislu njegove vključitve v širšo splošno oblikovalsko zasnovo krajine drugačno težo. Arhitektonski vidik urejanja bo v takem primeru nujno važnejši, kot bi bil sicer. Seveda pa je tudi v takšnih primerih treba ohraniti neki minimum sonaravnosti, pri čemer je vsaj dno potoka naravno oblikovano in obsa- jeno z zelenjem (glej sliko 1). Odpiranje zacevljenih in kanali­ ziranih potokov v urbanem prostoru, njihovo novo oblikovanje in njihova oživitev odpira številna vprašanja, med drugim npr. vpra­ šanje izbire njihovega pretočnega prereza. Oblika prečnega prereza se v glavnem določi na podlagi razpoložljivega prostora in zahtev glede hidravlične (pretočne) zmogljivosti potoka. Zemljišče, po katerem teče potok, določa njegov vzdolžni padec, pri čemer so krajevno možne spremembe vzdolžnih padcev struge potoka, na primer na ali v bližini fiksnih točk dna. Ena poglavitnih zahtev sona­ ravnega urejanja potokov je želja, da bi ustvaril čimvečjo različnost v njegovem poteku: spreminjajoče se širine dna, menjavo počasnega in hitrega toka vode in podobno. Toda če dno potoka do zadnjih podrobnosti v naprej oblikujemo sami obstaja nevarnost, da potok tako rekoč prisilimo v zamišljeni olepševalni steznik. Pri preveč svobodnem oblikovanju struge potoka pa je spet nevarnost, da pride pri visokih vodah do nekontroliranega izpiranja plavin v njegovem dnu in brežinah ter intenzivnega premeščanja le-teh. Taka dinamika je lahko na določenih mestih, posebno pri naravnih potokih, dopustna ali celo zaželjena. Pri umetno oblikovanem dnu struge pa lahko pride do neljubih posledic, če se plavine iz dna potoka odplavljajo v nižje ležeče predele potoka, dotekajočih plavin iz višje ležečih predelov pa ni. Umetnost sonaravnega obliko­ vanja vodotokov je torej v sintezi med oblikovanjem (umetnim) in svobodo oblikovanja dna struge (naravnim). 2. ZAKAJ REVITA LIZ IR A N JE P O T O K O V V M E S T N E M O K O L J U Nekdaj so bili potoki s spremljajočo obrežno vegetacijo pomemben del naravne krajine. S poglabljanjem in prekrivanjem potokov so izginili mnogi elementi, ki sicer ustvarjajo naravno podobo krajine. Kjer so prej potoki vijugali v gozdnem prostoru ali prek travnikov in polj, je nastalo nepretrgano sklenjeno naselitveno območje. Sonaravno strukturiranje poseljenih predelov naj bi bilo kolikor je mogoče ponovno vzpostavljeno s ponovnim odkrivanjem zacevljenih potokov od njihovih izvirov v gozdu pa vse do mesta. Spoznanja o ekološki vrednosti vodotokov ter o vrednosti vodo­ tokov kot krajinskem elementu, ki na primer v mestnem okolju soustvarja mestno podobo, so tako vse bolj jasno vodilo pri modernem urejanju površinskih voda. Želja po revitalizaciji potokov sloni na spoznanjih o pomenu potokov za mestno okolje, in sicer kot element mestne strukture, prostor za rekreacijo ljudi ter življenjski prostor za rastline in živali, kakor tudi na spoznanju o njihovem pomenu za zaščito voda, obnovo podtalnice in za mestno ozračje. Zaradi tega je smiselno spodbujati odpiranje obzidanih in zacevljenih potokov v mestnem okolju ter njihovo oživljanje. 2.1 POTEK NAČRTOVANJA Z izdelavo skupnih (enotnih) podlog za načrtovanje in projektiranje revitalizacij potokov v mestnem M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okolju okolju je treba doseči, da bodo načrti ureditve potokov izdelani na podlagi enotnih izhodišč. To pa seveda nikakor ne pomeni, da bi morali biti vsi potoki enako urejeni. Tudi če temeljno načelo za urejanje pravi, da je treba po vseh pravilih potok sonaravno urediti, je treba upoštevati tudi krajevne danosti in izražene potrebe mestnega prebivalstva. Tako se v upravi mesta Zürich z načrtovanjem ureditve potokov srečujejo različne službe. Stalni interes mestne kanalizacije je v prvi vrsti ločitev tuje vode in tudi zaščita površinskih voda. Služba za parkovne ureditve v mestu Zürich je pristojna za oblikovanje prostora za rekreacijo, problemi urbanističnega razvoja mesta pa so v pristojnosti mestnega urbanističnega urada. Usklajevanje navedenih služb je v primeru mesta Zürich prevzela mestna kanalizacija. Nasvete dobiva od posebne delovne skupine, ki jo sestavljajo sodelavci različnih mestnih uradov. Napori v mestu in kantonu Zürich potekajo vzporedno. Mestna kanalizacija se je v začetku programa revitalizacije površinskih voda prvenstveno posvetila pro­ blemu odvajanja tuje vode. Urad za urejanje parkov pa je dal poudarek izboljšanju krajevnega videza in s tem povečanju vrednosti stano­ vanjskih sosesk s širjenjem zelenih con. Ko je sprejeta odločitev o odpiranju kakega potoka v mestnem okolju, potem je treba poiskati potek njegove trase skladno s starimi, deloma celo zgodovinskimi osnovami. S pomočjo topograf­ skega načrta se določi, ali današnje višinske razmere še ustrezajo starim podlogam oziroma ali bo za posamezne odseke treba poiskati nov potek trase. Pri tem je odločilno to, da naj bi potok v vsem svojem toku potekal povezano v odprti strugi. Pripraviti je potrebno pregledni načrt o lastniških razmerah, ki bo nudil podatke, katera pribrežna zemljišča vzdolž struge so zasebna ali javna last. Infrardeči posnetki okolice pa lahko nudijo podatke o strukturi vegetacije na obravna­ vanem območju. Nadalje je potrebno pregledati načrte in druge podloge mestnega vodovoda in kanalizacije, iz katerih je razvidno, kje v bližini poteka trase potoka bi lahko prišle v poštev nove kanalizacijske napel­ jave za odvajanje čiste vode iz na primer neizrabljenih zajetij, iz prelivov rezervoarjev, iz javnih ali zasebnih vodnjakov, iz hladilnih naprav ali iz ponikovalnic (drenaž). Tako pridobljene količine vode se nato prištejejo padavinskim vodam iz prispevnega območja potoka, kar omogoča prvo grobo dimenzio­ niranje prečnega prereza bodoče struge potoka. V okviru ureditvenega načrta revi­ talizacije potoka je treba preučiti tudi obstoječo ali načrtovano mrežo pešpoti, kolesarskih stez in jahalnih poti ter določiti njihovo povezavo s traso potoka. Zasnovo revitalizacije je potrebno preveriti tudi skupaj s sosednjimi odprtimi nezazidanimi površinami v mestnem okolju, ki bodo lahko z načrtovanim odpi­ ranjem potokov zanimive in vrednejše. Temeljne smernice pri načrtovanju revitalizacije potokov naj bodo: - pokrite potoke je treba odpreti na čimdaljšem odseku in v eni sami etapi - trdno obzidane potoke ali odseke potokov je potrebno urediti bolj sonaravno - kjer je mogoče, je treba upoštevati zgodovinski potek struge potoka - upoštevati je potrebno kasnejše spremembe terena in možne nove obstoječe nizke lege terena - upoštevati je treba lastninske razmere na pribrežnih zemljiščih in meje gradbenih površin - opirati se je treba na obstoječo vegetacijsko strukturo - po možnosti je treba zajeti čim več stalno tekoče čiste vode v potok - prečne dimenzije naj bodo tako majhne, kot je to mogoče upoštevati obstoječe in načrtovane povezave, predvsem pešpoti in kolesarske steze - sosednje proste nezazidane površine, kjer je le mogoče, povezati z obstoječimi prostimi površinami ob potoku 2.2 POTEK OBLIKOVANJA REVITALIZACIJ Samo projektiranje revitalizacije naj se začne s predložitvijo grobega tlorisnega poteka trase in sprem­ ljajočimi pojasnili. Dokončni potek trase potoka naj bo določen na podlagi variant, izdelanih na podlagi posnetih višin in posnetkov vegetacije, kakor tudi poizvedb o kanalizacijskih napel­ javah in prometnih povezavah. Že v temelju je treba znotraj projektantskega teama (gradbeni inženir hidrotehnične smeri, kra­ jinski arhitekt in biolog) razjasniti, za kakšen tip potoka gre v danih razmerah. Po potrebi je nujno na različnih odsekih ponuditi različne tipe urejanja potoka. Osnovna načela načrtovanja revitalizacij lahko povzamemo v posebni preglednici 1. Pri ureditvah potokov je potrebno upoštevati naslednje štiri dele prečnega prereza potoka (slika 1): a) dno potoka b) območje roba potoka c) območje brežine potoka d) pribrežno območje ob potoku. M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okoljuoveniji m .. P rib re žn o R o b p o to k a y-: D n o p o to k a Slika 1: Območje potoka je sestavljeno iz štirih delov, kar moramo upoštevati pri načrtovanju njihovih ureditev Dno potoka Iz prejšnih pojasnil izhaja, da naj bo dno potoka, če je le mogoče, sonaravno urejeno z različno zrnavostjo zrn plavin v njegovem dnu. Nikakor se ne sme zmanjševanje hitrosti vodnega toka reševati s stopničastim i stopnjami po vsej širini potoka. V strmem predelu potoka se hitrost vodnega toka ne sme zmanjševati v smeri toka, temveč diagonalno na njegovo smer v strugi, kar lahko izvedemo z bolj grobimi samicami, posameznimi ali zloženimi po velikosti, ki je primerna glede na pretok voda. V območju cest postavlja tesnjenje dna struge potoka poseben problem, saj potok ne sme zamakati cestnega telesa. Tesnjenje dna in brežin struge potoka lahko dosežemo z dvemi ali tremi sloji ilovice. Kjer pa je v bližini komunalnih napeljav zahtevana popolna zatesnitev potoka, je treba uporabiti druge tesnilne materiale. Območje roba potoka To območje določa nizka voda in je tisto območje, ki za življenje v potoku predstavlja posebno prilagojeno življenjsko okolje. Vsakokrat bo območje roba potoka, posebno na mestih, izpostavljenih vodnemu toku, tisto, ki bo najprej izprano in odnešeno. Če so v območju roba potoka nujni varovalni protierozijski ukrepi, morajo biti prilagojeni vsako­ kratnemu tipu potoka in usklajeni z inženirsko-biološkimi ukrepi. V gozdnem prostoru je treba vsak ukrep revitalizacije gozdnega potoka po možnosti izpeljati šele po osvetlitvi gozda, in to v sodelovanju z gozdarjem, kajti povsod tam, kamor ne pride nobena svetloba, ne more nič rasti. Če gozdni potok že sam po sebi nima težnje po obraščanju, je krčenje drevesne in grmovne vegetacije ter koreninjenje sadik nujno za razrast obrežne vegetacije. Proti bočnemu izpiranju brežin gozdnega potoka je treba v vsakem primeru v dnu brežine položiti poševno nagnjeno plast iz dračja. Na njo pa’ potem glede na razmere položimo potopljene obrežne fašine - bale iz geotekstila s sadikami in od zadaj napolnjenimi pletivi. Območje brežine vodotoka To območje zajema naravno raščeno brežino ali umetno obrežno utrditev, ki leži nad nizko vodo. Višinska razlika do gornjega roba brežine ali obrežne utrditve mora biti dovolj velika, da ne bi bili pri visoki vodi potopljeni deli ob potoku, ki niso bili predvideni za poplavljanje. Prav glede preplavljanja pribrežnih zemljišč in zemljišč naravnih poplavnih območij se danes razmišlja mnogo bolj podrobno, kot je to bilo v preteklosti. Danes se za različne odseke vodotoka najprej ocenijo razmere tveganja, to pomeni, da se najprej ocenijo morebitne škode zaradi poplave (škodni potencial) in primerjajo s ceno protiukrepov (gradbenih in drugih). Če je lahko neposredno ogroženo človeško življenje, potem se odsek ureja glede na nujno varnost. Izkušnje iz nemških mest pa kažejo, da je zlahka mogoče speljati pešpoti in kolesarske steze na kratkih odsekih tudi v območje srednje visokih voda in dopustiti, da jih poplavijo visoke vode. V mestu Zürichu bodo novi potoki v glavnem odvajali samo nizke vode, tako da ne bo treba dodajati veliko dodatnega prostega roba (pros­ tora) za pretok visokih voda. Samo pri potokih, ki odvajajo tudi visoke vode, pride v poštev razmišljanje o varovanju obrežnega območja potoka. Tudi v tem primeru velja, da naj se nujni varovalni ukrepi izvedejo z inženirsko-biološkimi metodami. Te metode so pred­ vsem: obrežno grmovje, potak­ njenci ali sajenje dreves. Za strmo obrežje potokov so primerni še tudi razni popleti. Ureditev obrežnega območja naj upošteva tudi razmišljanje o dostopnosti do tekočih voda. O možnosti opazovanja vodnega sveta ali možnosti za igro ob vodi (slika 2). Pri tem je treba misliti tudi na to, da bolj položna obrežja ne bi omogočala širjenja območja nizkih voda, kar bi imelo za posledico nastanek predelov zastajajoče mirne vode. Širša okolica potoka (pribrežno zemljišče) V širši okolici potoka se širi vpliv potoka na širše okolje. Ureditev s M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okolju preveriti potek trase potoka na podlagi natančnih višinskih posnetkov in posnetkov vegetacije ter na podlagi podatkov o višini komunalnih napeljav preučiti tipiziranje potokov kot osnove za oblikovanje revitalizacij • izvesti obliko potokov v največji možni meri sonaravno (slika 3) ne uporabljati nobenih materialov in rastlin, ki niso krajevno običajne upoštevati vse štiri dele pretočnega prereza potoka: dno potoka, rob potoka, območje obrežja in širšo okolico potoka (pribrežna zemljišča) dno potoka: če je potrebno tesnenje tal, uporabimo samo naravni material večstransko strukturo tal za življenje v potoku doseči z nišami, zavarovanimi pred vodnim tokom, nobenega stopničastega urejanja, ki sega prek vse širine potoka zmanjšanje hitrosti vodnega toka doseči diagonalno na smer toka rob potoka: ustvariti večstranski potek roba potoka z nišami za živelj previdnost pred razširitvami z območji mrtve zastajajoče vode kjer je obzidava nujna, predvideti le lahko obzidavo • obrežje potoka: premisliti o dostopu do potoka osončenje in osenčenje doseči z zasajanjem vegetacije uporabiti samo lahko gradnjo širša okolica potoka: širšo okolico potoka je smotrno pritegniti vizualno in glede na rabo proste površine povezati s potokom pešpoti urediti tam, kjer je to smotrno premisliti o opremi obvodnega prostora: osvetlitev, možnosti za oddih, odpadki preučiti možnosti dostopa do potoka zaradi vzdrževalnih del Preglednica 1: Osnovna načela načrtovanja revitalizacij potokov v mestnem okolju Slika 2: Dostopnost do potoka je eden pomembnejših kriterijev pri oblikovanju njegovih brežin pešpotmi, povezava z bližnjimi rekreacijskimi prostori, pogoji za podoživljanje in za vizualni prostor - vse to je treba postoriti v širši okolici potoka. Čeprav je ureditev s pešpotmi zelo zaželena za mestno prebivalstvo, pa je z močno ‘‘obljudenim i’’ sprehajalnimi potmi močno pove- Slika 3: Potoke naj se ureja čimbolj sonaravno zano motenje miru v življenjskem prostoru ob potoku. Zato je primernejše, da se pešpot položi vzdolžno le po eni strani potoka ali pa stran občasno menja s premostitvijo potoka. Povezava z bližnjimi rekreacijskimi prostori je, kjer je to izvedljivo, tudi zaželena. V večini primerov bo pri tem šlo tudi za razširitev že obstoječe vegetacijske strukture. K možnosti doživetja spada tudi ureditev prostora, ki je sestavni del širše okolice potoka. Kjer je to mogoče in kjer se ne zadržijo slabi antropogeni vplivi, je razširitev obenem tudi obogatitev (vrednost se poveča). 3. PRISTOP K REVITALIZACIJI POTOKOV 3.1 I n t e r d i s c p l i n a r n o s t pristopa Osnovno vodilo pri revitalizaciji potokov v mestnem prostoru bi morala biti zahteva, da se v okviru revitalizacije zadovoljijo različne potrebe, predvsem pa potrebe mestnega prebivalstva. Osnovno vodilo ali načelo revitalizacije pa je seveda sonaravno urejanje vodo­ tokov. Logično je tudi, da je treba posameznim, a običajno zelo različnim potrebam, ustreči v sozvočju z mestnim okoljem. Zato je razumljivo, da naj bi pri revitalizaciji potokov v mestnem M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okoljuoveniji okolju sodelovali različni strokov­ njaki, kot so: - gradbeni inženirji - hidrotehniki - inženirji krajinske arhitekture - biologi - geologi - pravniki - vzdrževalci raznih komunalnih in drugih napeljav in vodov, itd. Gradbeni inženirji - hidrotehniki so pristojni za hidrološke in hidravlične izračune kakor tudi za hidravlično preveritev po končani ureditvi revitalizacije. Hidrotehnik določi hidravlični pretočni prerez in odlo­ čilno sodeluje pri določanju tlorisnega poteka struge potoka. Vodogradbene probleme, kot so razna obrežna zavarovanja, je treba reševati v tesnem sodelovanju z njimi. Hidrotehnik upošteva kra­ jevne danosti, obstoječe in načrtovane komunalne napeljave, načrte kanalizacijskega omrežja, kjer je obdelano saniranje celotne kanalizacijske mreže, upošteva pa tudi pravne (lastniške) robne pogoje na vodotoku. Krajinski arhitekt je pristojen za oblikovanje okolice ob upoštevanju potreb prebivalstva. Pri tem morajo biti upoštevane hidravlične pred­ postavke hidrotehnika. Krajinski arhitekt je odgovoren za to, da se upoštevajo predlogi biologa pri projektiranju in da upošteva nezazidani prostor, vegetacijo in razne vplive. Biolog je pristojen za ekološko učinkovitost potoka. Glede tega določa okvirne pogoje in upošteva obstoječa in nova možna življenjska okolja, kakor tudi naselitvene zmogljivosti gornjega toka potoka in odvodnika, v katerega se potok izliva. Geolog po potrebi pregleda območje revitalizacije. Pravnik je pristojen za pridobitev pravic za prehod prek parcele v zasebni lasti, kar lahko igra na mestnem območju pomembno vlo­ go za uspešen potek mnogih projektov revitalizacije. Vzdrževalci: Pri načrtovanju sonaravnega urejanja potokov so pogosto pomembnega pomena možnosti in stroški vzdrževanja. Zato je že v času načrtovanja to treba preveriti z vzdrževalci komu­ nalnih in drugih napeljav in vodov. Zaradi različnih interesov je treba vzpostaviti primerno projektno skupino in zagotoviti korektno odločanje, posebno v primerih, ko se spopadejo nasprotni interesi. 3.2 Organizacija projektiranja revitalizacije \ V mestnih občinah je področje kanalizacije, nizkih gradenj in urejanja parkov lahko v različnih mestnih upravah. Vodenje projekta revitalizacije lahko zaupamo inže­ nirju iz ene od teh mestnih uprav. Posamezne strokovne naloge lahko zaupamo zasebnim podjetjem, ki pa so pri izvajanju del podrejena vodji projekta. Vodja projekta zastopa investitorja (mestno občino) in je odgovoren pristojnim oblastem za finančni potek projekta. Lahko tudi skrbi za oddajo del inženirjem in specia­ listom, spremlja projektiranje, odloča in skrbi za časovni potek projekta in stroške. Pri tem je posebno pomembno, da: - se zagotovi sodelovanje vseh potrebnih strokovnjakov - se razjasnijo možnosti finan­ ciranja, vključno s subvencio­ niranjem lokalne skupnosti - se razjasnijo pravni vidiki, kot so lastniško stanje prizadetih zemljiš­ kih parcel, pridobitev pravic in da se preuči status potoka (javna lastnina ali ne) - se zagotovi obveščanje vseh prizadetih in javnosti - se pridobijo dovoljenja pri pristojnih oblasteh. Ko gre za projekte urejanja potokov v mestih, je poleg določitve prečnega prereza in hidravličnega izračuna treba izdelati načrte za križanje s cestami in raznimi komunalnimi in drugimi napeljavami in vodi. 3.3 Potek projektiranja Posebno pomembno je, da so vsi zainteresirani organi pravočasno seznanjeni z načrti urejanja, ker je samo tako mogoče zagotoviti, da vse gradbene dejavnosti potekajo sočasno in usklajeno. Zato morajo dobiti na vpogled projektne naloge vsi zainteresirani organi in strokovne službe v mestu. Vse nujne spremembe in dopolnitve je treba vnesti v projekt, ki je podlaga za izdelavo predračuna stroškov. Tako izdelan in opremljen projekt je podlaga za odobritev sredstev, na primer v mestnem svetu. Kot ustrezno se je v švicarski praksi pokazalo, da je zelo primerno, če teče izdelava projektov urejanja potokov po poenoteni shemi. Posebna projektna skupina, ki jo je imenovala mestna občina, je pripravila planska in projektna načela, ki vsebujejo hidravlično - tehnična izhodišča, poleg teh pa posebej še oblikovalska, ki sicer izhajajo iz ekoloških zahtev. 3.4 Naloge projektne skupine V primeru mesta Zürich je mestna kanalizacija pristojni urad za vse projekte odvodnjavanja v mestu in odgovorno koordinira delo na tem področju. Projektna skupina za urejanje potokov, ki jo je imenoval mestni svet Züricha in je izdelala projekt urejanja potokov v mestu Zürich, deluje kot delovno telo mestne kanalizacije. Naloga te projektne skupine je, da nadzoruje zaporedje del pri izvajanju projekta in da ne odstopa od kriterijev, na katerih sloni projekt (krajevni, časovni, finančni, ekološki, vodovarstveni in drugi). Za ta M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okolju namen morajo biti projektni skupini predloženi v pregled projekti v zgodnjem stadiju projektiranja in nato še enkrat po končanem projektiranju. 3.5 Izvedba projekta Za dobro izvedbo projekta je zelo pomembno, da naročnik izbere izvajalca, ki ima že izkušnje s podobnimi deli, ker ekološke in sonaravne ureditve potoka v mestu ni mogoče načrtovati samo na risalni deski. Nujno je, da vodstvo projekta revitalizacije potoka sodeluje tudi s krajinskim arhi­ tektom in biologom ne samo v fazi načrtovanja, temveč tudi v času izvajanja del. Le tako je mogoče zagotoviti uspešno izvedbo projektov za odpiranje in revi­ talizacijo potokov v mestu. 4. ŠVICARSKE IZKUŠNJE PRI IZVEDBI REVITALIZACIJ POTOKOV V okviru več kot dvajsetih uresničenih projektov urejanja potokov v mestu Zürich so bile zbrane številne izkušnje. Izkazalo se je, da zahtevna naloga na­ črtovanja in urejanja ni enostavna, predvsem zaradi interdisciplinarne zasnove ter zaradi tega velikega števila sodelujočih, kar zahteva najmanj njihovo dobro voljo. Jasno je, da je bil na začetku pojem '‘sonaravno’’ večkrat napačno razumljen, prav tako kakor vpra­ šanje, kakšno je naravno dno pbtoka in ali je sonaravno urejene potoke treba vzdrževati drugače kot obzidane in utesnjene. To so vprašanja, na katera lahko švicarski strokovnjaki po uspešno izvedeni prvi fazi revitalizacije mestnih potokov lažje odgovorijo kot pred nekaj leti. Kažejo se že tudi uspehi pri ločevanju tujih voda iz mestne kanalizacije kakor tudi dober potek biološke poselitve na novo ustvarjenih vodotokov. 4.1 Izkušnje pri načrtovanju in gradnji (izvedbi revitalizacije) Ena najpomembnejših izkušenj je ta, da je treba vsak potok obrav­ navati ločeno. Robni pogoji so vsakokrat drugačni. Prav to dejstvo postavlja zelo visoke zahteve načrtovalcem. Pri tem pa so dosedanje izkušnje, pridobljene na že izvedenih projektih, v veliko pomoč. Dosežene so že tudi izkušnje, ki se nanašajo na izvedbo gradnje in na kaj je pri oblikovanju treba biti posebno pozoren. Prve izkušnje glede zahtev in vplivov v vodogradbenem in vodovarst­ venem pogledu so tako že na voljo. Danes se tudi več ve o uresničljivosti načrtovanih ureditev in o pravnih vidikih. 4.1.1 Potek pro jektiran ja Odpiranja potokov so občutljivi in neobičajni gradbeni podvigi. Ko je gradnja končana, se tako izvedeni potoki ocenijo po kriterijih, ki veljajo za oceno sonaravnosti in obliko­ vanje krajine. Ker se sonaravno oblikovanje zdi marsikomu eno­ stavno, se oglašajo številni zainteresirani s svojimi zamislimi in predlogi ali izkušnjami. Potoki postanejo tudi pomemben sestavni del stanovanjske soseske. Prebi­ valce je zato treba pri važnejših posegih pritegniti tako pri načrto­ vanju, kot tudi izvedbi revitalizacije. Tudi če so na voljo različne študije, je treba stanovalce v soseski obvestiti s pomočjo različnih informacijskih sredstev (lokalno časopisje ali radio). Zelo zgodaj je treba obvestiti lastnike zemljišč. Šele nato se lahko začne projektirati. Istočasno se pojavi problem sestavljanja pro­ jektne skupine. Poleg gradbenega inženirja - hidrotehnika morajo pri večjih posegih sodelovati inženirji krajinske arhitekture in biologi. Specialiste je možno pritegniti kot skupino ali kot posameznike. Vedno pa je pomembna volja vseh sodelujočih sodelovati z drugimi in priznati, da morajo določena strokovna vprašanja obdelovati drugi strokovnjaki. V preglednici 2 je podana možna delitev dela, ki pa nikogar ne odvezuje od sodelovanja z drugimi. 4.1.2 Varnost Varnost je pri na novo odprtih potokih večstranski problem. Treba je upoštevati, da ne smejo nastopiti nobene zamašitve in da zaradi tega ne sme biti poškodovana posteljica dna potoka in da v potok ne prodira vodenje skupine projektiranje vodenje gradnje svetovanje Vsebinsko vodenje •določitev območja, na katerem je mogoče odpreti potok • podrobno vsebinsko vodstvo za izbrano območje G G K G K B Dimenzioniranje - posebne naloge vsa dimenzioniranja na temelju minimalnih in maksimalnih voda G G Oblikovanje - izbira gradiv •oblikovanje prereza potoka - vzdolžni in prečni profil •izbira gradiv glede na prepustnost - obnova tehničnih naprav, kot so razsvetljava, poti, steze, ceste, itd. G K G K G G + B B + K Vzdrževanje • vzdrževalni koncept in oblikovalna ideja G K B G =gradbeni inženir (hidrotehnik) K=inženir krajinske krajine B=bio log Preglednica 2: Vzorčni prikaz delitve dela pri projektiranju revitalizacije mestnega potoka M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okoljuoveniji nikakršna onesnažena voda. Pred­ vsem je potrebno upoštevati protipoplavno varnost okolice. Glavna nevarnost za poplavljanje predstavlja premajhna prepustnost in obstoj prevelikih zožitev v strugi potoka. Dva ukrepa lahko močno zmanjšata obseg morebitnih po­ plavnih škod in sicer: • dovolj varnosti mora biti upošte­ vane pri določitvi pretočnega prereza potoka. Posebno pomemb­ ni so ukrepi pri prepustih potoka. Do zamašitev rado prihaja jeseni, če pade preveč listja v potok. Če že pride namestitev grabelj sploh v poštev, je treba prečne grablje namestiti v razdalji najmanj 10 cm od dna potoka (razdalja do spodnega roba grabelj). Na izhodni strani so mreže praviloma potrebne samo pri pohodnih prerezih, sicer pa ne. • po vsej dolžini revitaliziranega potoka je treba izločiti objekte, ki so izpostavljeni poplavam. S primer­ nimi protipoplavnimi gradbenimi ukrepi na objektih - kot na primer z višjo lego svetlobnih jaškov - se lahko preprečijo škode zaradi poplav - zmanjša škodni potencial. Pogosto se pri revitaliziranju potokov v mestnem okolju postavlja vprašanje, ali so le-ti nevarni za otroke, glavna nevarnost preži na eni strani v prepustih, na drugi strani pa v globokih tolmunih. Prepuste lahko po potrebi zavarujemo z mrežami, kot je bilo opisano že prej. Pri prepustih, ki so krajši od 6 m in nimajo kolen ali stopenj, praksa kaže, da tak ukrep ni nujen. Na ribnikih in bajerjih, ki so globlji od 20 cm, jih po možnosti opustimo. Izjeme so sonaravno urejeni vtoki in zbiralniki plavin. 4.1.3 Tehnični elementi V naseljenih predelih je pod zemljo zelo pogosto mreža številnih napeljav in vodov. Zato so pred dokončno določitvijo tlorisnega poteka struge in nivelete (višine dna) potoka nujna sondiranja terena. Nujne preložitve elektro in telefonskih napeljav lahko zelo povišajo gradbene stroške revita­ lizacije mestnega potoka. Zelo pogost element pri poteku potokov v naseljih so podhodi cest in poti. Ker so potoki pomembni linearni ekološki povezovalni ele­ menti, morajo biti oblikovani tako, da ne vsebujejo nobenih nepre­ mostljivih ovir za potovanje malih živih bitij. 4.1.4 Očitki in resničnost Potoki so elementi, za katere se mestno prebivalstvo v zadnjem času vse bolj in bolj zanima. Potoki ne spreminjajo samo krajine ter stanovanjsko okolje mnogih mestnih prebivalcev, pač pa prebujajo tudi spomine na pretekle čase. Odprti potoki so prej povzročali številne probleme, ki pa so bili z njihovo zacevitvijo rešeni. Zaradi tega imajo starejši ljudje za odpiranje potokov manj razumevanja. Skoraj vse pomisleke lahko strnemo v naslednje izjave: • potoki bodo pritegnili k sebi komarje in podgane • potoki bodo smrdeli • potok bo prostor za odlaganje odpadkov • otroci bi se lahko v njem utopili • potok bo povzročal poplave • potok privlači sprehajalce s psi • potoki spadajo na podeželje in ne v mestno okolje • denar davkoplačevalcev bo zapravljen. Kdor prevzame vlogo stikov z javnostjo v okviru projekta revitalizacije mestnega potoka in je pristojen za pripravo in izvedbo javnih predstavitev, razgrnitve načrta revitalizacije, razgovorov z lastniki pribrežnih zemljišč in sploh splošne stike z mestnim pre­ bivalstvom, mora predhodno sam pri sebi odgovoriti na prej navedena vprašanja. V mestu Zürich zaradi odpiranja potokov ni prišlo do pojava komarjev ali podgan. Celo 2000 m2 veliko jezero v bližini Züricha ne povzroča nobenih problemov. Iz mešanega sistema kanalizacije so prek varnostnih prelivov prišle posamezne podgane v potoke, vendar tam niso našle hrane. Ker je kakovost vode v odprtih potokih dobra, praktično lahko izključimo možnost smrada. Nekaj dni poleti, ko so vodne količne zelo majhne in se celo pojavljajo alge, lahko v danem primeru nastanejo manjše imisije smradu. Teh imisij smradu seveda ni mogoče primerjati s smradom, ki so ga nekoč povzročale umazane tekoče vode v mestnem okolju brez kanalizacijskega sistema. Problemi z odvrženo nesnago nastajajo samo kot posamezni primeri v zelo omejenem obsegu, več pa v bližini avtobusnih postajališč in vzdolž močno obiskanih sprehajalnih poti. Ampak to se dogaja tudi drugod, kjer ni potokov s koši za smeti in odpadke ter z javnim usmerjanjem lahko rešujemo tudi ta problem. Pri majhnih mestnih potokih z majhno pretočno globino vode lahko nevarnost utopitve praktično izključimo in je v primerjavi z nevarnostmi zaradi prometa praktično nepomembna. Kljub temu je v posameznih primerih treba temu vprašanju posvetiti potrebno pozornost. Mnogi prebivalci cenijo sprehode vzdolž potoka, ki ni daleč od njihovega stanovanja. Iz tega izhajajo problemi s pasjimi iztrebki. V Zürichu to uspešno rešujejo s posebnimi vrečkami in koši za pasje iztrebke. V Ljubljani in drugod bo potrebno takšne navade šele privzgojiti. Vedno mora biti posebej obravnavano tudi vprašanje stroš­ kov. Potoki, ki bodo urejeni na­ mesto kanalizacijskih kanalov za tujo vodo, so velikokrat cenejši od kanalov, vendar pa se tudi že pri enostavnih odpiranjih potokov ali njihovi revitalizaciji lahko doseže ne ravno zanemarljiva vrednost zaradi izboljšanja bivalnega okolja in ekologije, ki jo pa težko izrazimo v M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okolju denarju. 4.1.5 Pravna vprašanja V kantonu Zürich so v osnovi reke in potoki po vsej dolžini brez prekinitve pri zacevljenju tako imenovani javni vodotoki. Glavna značilnost javnega vodotoka je, da gre za naravni odvodnik meteornih voda nekega topografskega pris­ pevnega območja in ne za umetno napravo (kanaliziranje, drenaža in podobno). Javne vode so po zakonu o vodah v veliki meri zavarovane. Za potoke v pozi­ danem območju obstaja predpis, da morajo objekti stati odmaknjeni od javnega vodotoka najmanj 5m, ker je to v javnem interesu. Obstajajo prizadevanja, da bi bilo čimveč odprtih vodotokov javnih. Velikokrat je tako že tudi samo po sebi, ker pri zacevljenju vodotoka javni status ni bil izbrisan in tako obstaja še naprej. V ostalih primerih pa prihaja v poštev uradna izjava. To je praviloma mogoče v zelenih območjih in rekreacijskih območjih. V stanovanjskih soseskah, še posebno, če gre za zasebno zemljiško posest, pa z omejitvami prizadeti lastniki ne bodo take odločitve kar samoumevno sprejeli. V takih primerih je možno, da se novi potok za odvajanje čiste vode obravnava kot sestavni del mestne kanalizacijske mreže. Potem so pri prečenju parcel v zasebni lasti nujne samo običajne pravice do prečenja parcele brez pomembnih omejitev lastnine. Tako je pogosto možno premostiti težave in odpiranje potokov pogosto na tak način sprejmejo tudi zasebni lastniki zemljišč. 4.2 Izkušnje z ukrepi za nego potokov 4.2.1 C ilj zasnove nege Spomladi leta 1988 je bila sprejeta posebna zasnova za nego potokov, in sicer za vzdrževanje in nego potokov v mestu Zürich. Nova zasnova za vzdrževanje in nego opisuje sodobno in predvsem za naravo smiselno vzdrževanje potokov. Cilj te nove zasnove nege potokov je, da se najde za živali in rastlinje v območju vodotokov čim naravnejši življenski prostor, da bi se lahko ponovno razširile in razmnoževale. 4.2.2 Splošne izkušnje Ko so poleti leta 1988 prvič na potokih stekla dela po novi zasnovi o negi potokov, je pri izvajalcih, ki so morali zasnovo izvesti v praksi, zavladal velik dvom. Pri tem so bile urejene brežine, ki jih sploh ni bilo treba kositi, ali pa jih je bilo treba kositi le do polovice, in sicer prvo polovico v juniju in drugo polovico v septembru. Potoki so bili razdeljeni na številne odseke, ki so bili ločeni z mostovi, gozdnimi robovi ali drugimi naravnimi mejami. Vsi ti robni pogoji pa pri strokovnih sodelavcih niso vzbujali samo veselja. Vzdrževalne ekipe Urada za nizke gradnje niso iz časovnih razlogov mogle opraviti košnje v celoti. Negovalna dela so oddali nekemu vrtnarskemu podjetju, ki je delo ponudilo in obračunalo po m2. 4.2.3 Košnja v praksi Praksa je pokazala, da so obrobja vzdolžnih poti ob potoku zelo pogosto pohojena zaradi številnih sprehajalcev. Visoka trava pa sega tudi v območje sprehajalnih poti. Obrežne bankine kosijo zunaj negovalnega programa vodotokov dvakrat do trikrat na leto na meter široko, da bi še vedno ohranili svetli profil sprehajalnih in deloma prevoznih poti. Košnja sama je postala zahtevnejša glede na čas in težja, ker raste na robu potokov več trave in tudi grmovja. Na odsekih, kjer kosijo samo enkrat letno, se deloma zelo rad naseli biček (rogoznica). Po rezanju in odstran­ jevanju se vejevje in ostala biomasa spravi z grabljami na kup, naloži in odpelje v osrednje odlagališče. Tam se po dveh tednih biomasa prenese v napravo za kompos­ tiranje in nadalje predela. 4.2.4 Stroji in orodja za vzdrževanje potokov Zelo dobro so se za košnjo uveljavili enoosni traktorji s komunalno kosilno ročico in seveda košnja s koso. Pri kosilnicah z vrečo in rotirajočo najlonsko vrvico, je treba paziti na to, da pod grmičevjem ne pokosimo vse trave in da ti važni življenski prostori ostanejo ohranjeni tudi po košnji. 4.2.5 Spremembe pri poteku potokov Pri različnih mestnih potokih so se pokazale vidne spremembe žival­ skega in rastlinskega sveta. Tako so se na primer na nekaterih delih naselili slepci (kače), na več krajih so se naselile koprive, ki so življenjski prostor za gosenice. V predelih, ki so bili enkrat pokošeni, se lahko razvije grmičevje, kjer lahko živijo razne vrste kačjih pastirjev. Betonske plošče, ki so namenjene vzdolžni obzidavi pete brežine potoka in so delne obrasle, uporabljajo žabe za izhod iz vode. V zimskih mesecih se na posameznih odsekih potoka lahko zelenje obogati s potaknjenci. SKLEP Možnosti za oživljanje manjših vodotokov v mestnem okolju obstajajo in švicarske izkušnje pri tem so pozitivne. Potrebe po dejanski revitalizaciji vsaj nekaterih mestnih potokov v slovenskem prostoru so dane in naraščajo s krepitvijo ekološke zavesti in potreb mestnega prebivalstva po naravnem okolju. Kakšne potoke lahko opazimo v mestnem okolju danes, pa prikazujejo slike 4 do 8. M. MIKOŠ, I. KAVČIČ: Majhni vodotoki v mestnem okoljuoveniji Slika 6: Popolnoma utesnjen potok v betonski strugi v Kosezah v Ljubljani Slika 4: Primer obcestnega potoka, ki je speljan v kanaleti do vtoka v kanalizacijo pri Večni poti v Ljubljani Slika 5: Vtok potoka v kanalizacijo v Tivoliju v Ljubljani Zahvala Razvojno-raziskovalna naloga Ureditev izgubljenih površinskih odvodnikov v Ljubljani je bila financirana s strani Uprave RS za varstvo narave pri Ministrstvu za okolje in prostor ter Oddelka za urbanizem in okolje - Zavod za varstvo okolja in Oddelka za kulturo in raziskovalno dejavnost pri Mestni občini Ljubljana. Slika 7: P rim e r tra vn iške g a p o to ka v Slika 8: P rim e r go zdn eg a po toka v L jub ljan i L jub ljan i W ttK tk L I T E R A T U R A -A m t der Steiermärkischen Landesregierung (1996). Hochwasserschutz Drauchenbach Radkersburg - Naturnaher Ausbau im Siedlungsgebiet, 8 str. - Bayrisches Staatsm inisterium für Landesentwicklung und Umweltfragen (1993). Flüsse, Bäche, Auen, pflegen und ge­ stalten. W asserw irtschaft in Bayern, 39 str. - Doležal, M. (1991), Pregled zelenih površin in m ožnost njihove povezave v sistem na ožjem območju mesta Ljubljane. Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, diplomska naloga, Ljubljana, - DVWK (1996), Fluss und Landschaft - Ökologische Entwicklungskonzepte, M erkblätter zur W asserw irtschaft, št,240. - Goldschmid, U . , Grötzer, C, (1993). Innovation grün, Lebensräume von Menschenhand. Ein wasserbauliches Arbeitsbuch, Stadt Wien - W asserbau, 121 str. - Hütte, M., Bundi, U., Peter, A. (1994). Konzept für die Bewertung und Entwicklung von Bächen und Bachsystemen im Kanton Zürich. EAWAG & Kanton Zürich, 132 str. in številne priloge. - Mikoš, M., Kavčič, I. (1997). Ureditev izgubljenih površinskih vodotokov v Ljubljani. M išičev vodarski dan 1997, Zbornik referatov, str. 13-20, - Mikoš, M., Kavčič, I. (1998). Majhni vodotoki v mestnem okolju - njihov pomen, Gradbeni vestnik, Letnik 47, št. 5-6-7, str. 159-169, - Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsm inisterium des Innern (1989). Flüsse und Bäche - erhalten - entwickeln - gestalten, W asserw irtschaft in Bayern, št. 21, 164 str. - VGI (1997). Ureditev izgubljenih površinskih vodotokov v L jubljani, l.faza. Končno poročilo o razvojno-raziskovalnem projektu, Poročilo Vodnogospodarskega inštituta C-454, Ljubljana, 99 str. F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči NADZIDAVA ZVONIKA ŽUPNIJSKE CERKVE V MIRNI PEČI OVERBUILDING THE CHURCH TOWER IN MIRNA PEČ UDK 624.9 : 69.059.25 : 726.54 FRANC SAJE, DRAGO SAJE P O V Z E T E K P re d m e t p r isp e vka je n a d z id a va k a m n in te g a zvo n ika ce rkve v M irn i Peč i. V n je m je na k ra tk o p o d a n a iz b ra n a te h n ič n a re š i te v in n a č in iz v e d b e s a n a c i js k ih in g r a d b e n ih d e l . Z a ra d i z a g o ta v l ja n ja p o t r e s n e v a r n o s t i z v o n ik a je b i lo p o t r e b n o o b s to je č i k a m n i t i de l z v o n ik a d o d a tn o u t r d i t i z i n je c i r a n je m in o ja č i t i z v e r t ik a ln im i in h o r iz o n ta ln im i v e z m i o z i r o m a p lo š č a m i . P o leg t e g a je b i lo p o t r e b n o iz v e s t i tu d i n o v o t e m e l je n je z v o n ik a , ki je i z v e d b e n o p r e d s ta v l ja lo te h n ič n o n a jz a h te v n e jš i g r a d b e n i p o s e g n a d z id a v e . Z a ra d i z a g o ta v l ja n ja s t a b i ln o s t i o b s to je č e g a d e la k a m n i te g a z v o n ik a , ki ni im e l n ik a k rš n ih v e z i , je v času g ra d n je iz v e d b a nove te m e l jn e k o n s t ru k c i je z a h te v a la p o s e b n o t e h n ič n o o b d e la v o in u p o š te v a n je n a ta n č n e g a z a p o r e d ja d e l . S U M M A R Y The s u b je c t o f th e p a p e r is o v e r b u i ld in g th e s to n e c h u rc h to w e r in M irna Peč. It sho r t ly p re se n ts the s e le c te d te ch n ica l so lu t io n and the w a y of e x e c u t in g the re n e w a l and b u i ld in g s w o rk s . In o r d e r to e n s u re s e is m ic s a fe ty o f th e to w e r , th e e x is t in g s to n e p a r t o f th e to w e r h a d to be a d d i t i o n ­ a l ly s t r e n g th e n e d by a d d i t io n a l in je c t in g a n d b y v e r t i ­ ca l a n d h o r iz o n ta l b in d s o r p la te s . F u r th e r on , a n e w f u n d a t io n o f th e to w e r h a d to be c a r r ie d o u t . T h is p r e ­ s e n te d f ro m th e te c h n ic a l s ta n d p o in t th e m o s t d e m a n d in g b u i ld in g in te r v e n t io n o f o v e r b u i ld in g . In o r d e r to e n s u re s t a b i l i t y o f th e e x is t in g s to n e to w e r w h ic h h a d no b in d s , th e e x e c u t io n o f th e n e w fo u n d a t io n s t r u c tu r e d e m a n d e d a s p e c ia l te c h n ic a l t r e a tm e n t and p re c is e o r d e r o f w o rk s . Avtorja: doc. dr. Franc SAJE, dipl. inž. gradb. mladi raziskovalec, mag.Drago SAJE dipl. inž. gradb. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbništvo in geodezijo, Katedra za masivne in lesene konstrukcije, Ljubljana, Jamova 2 1 .U V O D Leta 1914 so v Mirni Peči pričeli z gradnjo nove župnijske cerkve na podlagi projekta, ki ga je izdelal arhitekt Josip Vancaš iz Sarajeva. Novo enoladijsko mogočno zgrad­ bo je usmeril proti jugovzhodu, to je pravokotno na smer stare cerkvene ladje. To mu je omogočilo, da je na levi strani ohranil prezbiterij prvotne cerkve, ki predstavlja posebno zgodovinsko vrednost, in ga kot stransko kapelo posrečeno vkomponiral v arhitekturo nove cerkve. Na desni strani nove ladje pa je ohranil stari zvonik, za katerega je skladno s projektirano cerkvijo predvidel nadzidavo do višine 50 m in ga arhitektonsko bogato oblikoval. Gradnjo cerkve so razen zvonika leta 1915 tudi uspešno končali. F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči Zaradi težkih vojnih razmer so se namreč odločili, da bodo predvi­ deno nadzidavo zvonika v skladu s celovito arhitektonsko rešitvijo cerkve začasno odložili na povojni čas, dejansko pa se je odrinila za celih 80 let. V tem času je prišlo do pomembnih sprememb miselnosti ljudi in teh­ ničnih možnosti izvedbe nadzidave. Leta 1991 je med domačini zopet močneje zaživela želja po nadzidavi zvonika, ki je bila dolga desetletja nekako potisnjena v podzavest. Z nadzidavo so želeli odpraviti zlasti arhitektonsko neskladje med cerk­ vijo in izrazito čokatim in prenizkim zvonikom ter istočasno izboljšati slišnost zvonjenja. Po objektivnih kriterijih bi bilo rušenje celotnega zvonika in gradnja novega cenejša in veliko enostavnejša kot sanacija in nadzidava obstoječega. Zaradi navezanosti na stari zvonik pa se župljani za to niso mogli odločiti. Zaradi nepopolnosti prvotne teh­ nične dokumentacije in bistveno spremenjenih tehničnih pogojev in predpisov ter povsem drugačnih upravnih postopkov je župnijski urad Mirna Peč leta 1994 za nadzidavo zvonika naročil povsem novo tehnično dokumentacijo. Projekt za pridobitev gradbenega dovoljenja in za izvedbo je bil izdelan na Fakulteti za gradbeništvo in geodezijo v Ljubljani. Gradbeno podjetje Grosuplje je z nadzidavo pričelo julija leta 1995 in jo spomladi leta 1996 uspešno dovršilo. S tem je bila gradnja cerkve v Mirni Peči, s katero so pričeli leta 1914, končana. 2. KONSTRUKCIJA STAREGA Z V O N IK A Obstoječi stari zvonik je v povezavi z mogočno novo cerkveno stavbo predstavljal izrazito arhitektonsko neskladje. Iz slike 2 je razvidno, da je bil zvonik za skladno arhitek­ tonsko delovanje s cerkvijo preveč čokat in veliko prenizek. Zaradi 34 .80 F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči premajhne višine zvonov, ki so bili pozicionirani nižje od slemena cerkvene strehe, pa tudi funkcio­ nalno ni v celoti zadoščal svoji namembnosti. Streha cerkve, katere sleme je bilo višje od lege zvonov, je predstavljala tako močno zvočno oviro, da je bila slišnost zvonjenja severovzhodno od cerkve zelo zmanjšana. Tloris zvonika je bil do višine + 16.325 m pravokotne oblike dimenzij 7.20 m x 7.10 m. Od kote + 16.325 m do kapa strehe na koti +22.79 m pa je bil izveden v obliki osmerokotnika. Zidovi zvonika so bili v celoti kamniti. Debelina zidu na vrhu zvonika, to je na koti +22.79 m, je znašala 95 cm. Od vrha navzdol se je debelina zidov stopničasto povečevala tako, da je znašala na koti +16.00 m že 120 cm, na koti +11.00 m 160 cm, na koti ±0.00 m pa 190 cm. Strešna konstrukcija šiljaste strehe je bila lesena in dotrajana. Dostopne stopnice so bile lesene in jih je bilo nujno potrebno zamenjati. Z izkopom na zunanji strani zidov zvonika do globine temelja, ki leži 2.50 m pod koto terena smo ugotovili, da zvonik na zunanji strani ni imel posebne razširitve temeljev. Temelj so predstavljali kamniti zidovi, katerih debelina je na mestu temeljne rege znašala približno 197 cm. Temeljna tla v globini temelja tvori kompaktna glina. Kamnito zidovje zvonika iz notranje strani ni bilo ometano, tako da je bila struktura zidu dobro vidna. Zidovje je sorazmerno kompaktno in kvalitetno. Zaradi ocene nosil­ nosti so bili iz obstoječega kamni­ tega zidovja z vrtanjem preko cele debeline zidu odvzeti štirje vzorci. Trije izmed njih so bili odvzeti v območju vogalov zvonika, eden pa v sredini zidu. Iz rezultatov preiskav, ki jih je izdelal Zavod za raziskavo materiala in konstrukcij v Ljubljani, je bilo razvidno, da nosilnost obstoječega zidovja zadošča za prevzem povečane obtežbe zaradi predvidene nadzi­ dave zvonika v skladu s projektom in statičnim računom. 3. ZA SN O VA NADZIDAVE IN P R E D V ID E N IH O J A Č IT E V Z V O N IK A Nadzidava zvonika predstavlja do­ končanje gradnje cerkve po projektu iz leta 1914. Po tedanjih načrtih cerkve višina zvonika znaša približno 50.00 m. Načrtovana nad­ zidava je bila predvidena v kamniti izvedbi z bogato oblikovano fa­ sado, Po novem projektu pa višina nadzidanega zvonika znaša 47.26 m nad terenom in je izvedena v armiranem betonu. Predvideno je bilo, da bo nadzidava potekala od kote +20.00 m naprej. Ob rušenju pa je bilo ugotovljeno, da zidovje od kote +16.325 m do +22.00 m ni bilo dovolj kakovostno. Potrebno je bilo porušiti še pri­ bližno štiri višinske metre kam­ nitega zidu tako, da novi del zvonika poteka od kote +16.325 m dalje. Obodne armiranobetonske stene so debele 25 cm. Največji tehnični problem pri nadzidavi je bilo temeljenje. Stari zvonik je imel debele zidove in zaradi tega veliko lastno težo, ni pa imel nobene razširitve temeljev. Temelje so namreč predstavljali samo podaljški zidov, ki so segali 2.50 m pod koto terena. Potresna varnost zvonika ni bila zagotovljena. Temeljna tla tvori kompaktna glina. Največja račun­ ska robna napetost v tleh pod starim zvonikom je znašala 0.53 MPa. Glede na veliko težo kamnitega dela zvonika je bilo ob nadzidavi nujno potrebno izvesti novo temeljenje. Razmišljali smo o različnih načinih izvedbe vključno s piloti in jet groutingom, vendar se je kot optimalno izkazalo temeljenje s temeljno brano in temeljno ploščo. Zaradi zagotavljanja stabilnosti in varnosti obstoječega dela zvonika v času gradnje, je bilo pri izvajanju temeljenja potrebno upoštevati natančno določeno zaporedje del. Zaradi relativno visokih največjih robnih napetosti je bila statično potrebna 70 cm debela temeljna plošča. Izvedena je bila tako, da smo postopoma po pasovih odstranjevali spodnje dele zidov in jih na koti prejšnjega temeljenja podbetonirali. Na ta način smo se izognili podkopavanju zidov s čimer je bila zagotovljena bistveno večja varnost proti lokalni porušitvi temeljnih tal v času gradnje (glej sliko 5). Za zagotavljanje potresne varnosti so bili na mestih šestih vogalov osmerokotnega tlorisa izvedeni ojačilni armiranobetonski stebri dimenzij 40 cm / 40 cm. Stebre smo betonirali v žlebove, ki smo jih na zunanjih straneh izdolbli v kamnito zidovje. Stebri potekajo od temeljne plošče do kote +16.325 m, kjer so ustrezno sidrani v armiranobetonske stene nadzida­ nega dela zvonika. V zidu zvonika ob cerkveni ladji nismo predvideli izvedbe vertikalnih stebrov. Na koti +4.25 m je zaradi povečanja togosti prek oboka znotraj zvonika izvedena 15 cm debela armirano­ betonska plošča. Na zunanji strani je izvedena armiranobetonska vez, ki je na mestih stebrov skozi zid sidrana v ploščo znotraj zvonika (slika 6). Na koti + 11.25 m pa so na notranji in zunanji strani zidov horizontalne armiranobetonske zidne vezi, ki so na mestih stebrov medsebojno povezane s sidri, ki potekajo skozi kamniti zid. Prečni prerez notranje zidne vezi znaša b/h = 60 cm / 25 cm, zunanje pa b/h = 25 cm / 25 cm. Zunanje zidne vezi na kotah +4.25 m in + 11.25 m so izvedene le na treh straneh zvonika, ker izvedba vezi ob cerkveni ladji ni mogoča. Vse navedene zidne vezi so vgrajene v predhodno izsekane žlebove. Na koti +16.325 m pa je zaključna armiranobetonska plošča oziroma podest debeline 15 cm, v katerega so sidrani vertikalni ojačilni stebri in zgornje armiranobetonske stene. Nadzidava zvonika od kote + 16.325 m do +30.47 m je F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči izvedena s 25 cm debelimi armiranobetonskimi stenami, prek katerih sta na kotah +16.325 m in +22.795 m izvedena armirano­ betonska podesta, na kotah +26.47 m in +30.47 m pa armirano­ betonski plošči. Podesta in plošči delujejo kot membrane. V prostoru med zgornjima ploščama so zvonovi. Zaradi boljših akustičnih učinkov le-ti počivajo na lesenih nosilcih, ki so z gumijastimi dušili obešeni na betonsko konstrukcijo. Od kote ±0.00 m do kote +26.47 m so izvedene notranje armirano­ betonske stopnice. Napetosti kamnitega zidovja: Težiščne napetosti kamnitega zi­ dovja, ki jih na koti ±0 .00 m povzroča lastna teža nadzidanega zvonika, znašajo 0.59 MPa. Robne tlačne napetosti zidov pri upoš­ tevanju dodatne horizontalne obtež­ be z vetrom so 0.52 MPa oziroma 0.66 MPa, pri upoštevanju potresne obtežbe pa 1.06 Mpa oziroma 0.126 MPa. Tlačne napetosti so bile izračunane z upoštevanjem specifične teže kamnitega zidovja %= 23 kN/m3. Pri upoštevanju dejanske specifične teže zidov, ki znaša od 19 do 22 kN/m3, bi dobili nekoliko manjše tlačne napetosti v zidovju, vendar bi bile te še vedno precej večje od dopustne vrednosti, ki po podatkih Zavoda za raziskavo materialov in konstrukcij znaša približno o. = 0.4 MPa.dop Da stabilnost zvonika zaradi velikih napetosti v zidovju po nadzidavi ne bi bila ogrožena, je bilo kamnito zidovje do kote +4.26 m injektirano s cementno suspenzijo. Kot doka­ zujejo rezultati preiskav, se z injektiranjem obstoječa tlačna trdnost kamnitega zidovja lahko poveča tudi za več kot 50%, kar v danem primeru zadostuje za doseganje ustrezne stopnje var­ nosti zidovja. Temeljenje zvonika in napetosti v tleh: Temeljenje nadzidanega zvonika je na isti koti kot je bilo pred nadzidavo. Izvedeno je z armirano­ betonsko brano in temeljno ploščo. Branasto konstrukcijo tvorijo tri zunanje armiranobetonske grede z dimenzijami b/h = 60 cm / 150 cm in štiri notranje grede z dimenzijami b /h= 100 cm / 200 cm (slika 5). Opisana branasta konstrukcija se naslanja na armiranobetonsko PREREZ 1-1 F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči temeljno ploščo, katere debelina znaša 70 cm. Temeljna plošča seže pod zid cerkvene ladje in prek zunanjega oboda zvonika. Zaradi zagotavljanja stabilnosti in varnosti zvonika med gradnjo sta bili temeljna brana in temeljna plošča izvedeni s podbetoniranjem po odsekih po natančno določenem vrstnem redu. Zaradi nevarnosti porušitve temeljnih tal pod zidovi prvotnega zvonika smo morali tudi gradbeno jamo okrog zvonika odpirati postopno po odsekih. Poleg izkopa notranjosti zvonika do globine temeljne rege smo lahko na zunanji strani zvonik odkopali do kote temeljnih tal, to je -2.50 m, le na eni strani oboda, na ostalih dveh straneh pa je moral ostati zvonik zasut. Odkopavanje zidov in pod- betoniranje temeljne konstrukcije je bilo izvedeno postopno po posa­ meznih odsekih v predpisanem vrstnem redu. Največje robne napetosti tal pred nadzidavo so znašale ala=0.53 MPa. Po nadzidavi, pri kateri je temeljenje izvedeno s temeljno brano in ploščo, pa največja robna napetost tal pri redni obtežbi znaša au = 0.45 MPa, kar je za približno 16 % manj kot pred nadzidavo. Pri potresni obtežbi največja napetost tal pod nadzidanim zvonikom znaša atal= 0.59 MPa, kar je za približno 10% več od napetosti tal pod starim zvonikom pri redni obtežbi in bistveno manj od 1.5-kratne napetosti pod starim zvonikom pri redni obtežbi, ki bi znašala o = 1.5x0.532 MPa=0.80 MPa. +22.795 m, ki delujejo kot horizon­ talne membrane, ter z injektiranjem ojačeno kamnito zidovje in armira­ nobetonske stene vrhnjega dela zvonika. potresne ogroženosti. Strešna konstrukcija: Nosilna strešna konstrukcija nadzi­ danega zvonika je jasna in prepros- arm irano betonske stene kam niti z idovi Slika 6: Računski model konstrukcije za dinamično analizo Zagotavljanje potresne varnosti zvonika: Potresna varnost zvonika je zagotovljena s šestimi vertikalnimi zidnimi vezmi na vogalih osmero- kotnega tlorisa gornjega dela zvonika, horizontalno zunanjo in notranjo zidno vezjo na koti +11.25 m, armiranobetonskimi ploščami na kotah +4.25 1, +26.47 m in +30.47 m ter armiranobetonskima podes­ toma na kotah +16.325 m in Za račun nihajnih oblik in notranjih statičnih količin zvonika smo upoštevali računski model s šestimi prostostnimi stopnjami. Zvonik smo aproksimirali z diskretnimi masami, ki smo jih koncentrirali na višinah horizontalnih plošč oziroma memb­ ran in zidnih vezi. Dinamično analizo odziva zvonika na potresno obtežbo smo izvedli z uporabo računalniškega programa EAVEK. Pri tem smo upoštevali VII. stopnjo ta. Tvorijo jo špirovci, ki potekajo iz vogala osmerokotnega tlorisa do konice zvonika z enim vmesnim stikom. Na višinah h1 = 4.00 m, h2=8.50 m in h3=13.00 m, računa­ no od kapa navzgor, so glavni špirovci med seboj povezani s horizontalnimi prečkami, ki nosijo vmesne polnilne špirovce. Na špi- rovce je pritrjen 3 cm debel lesen opaž, ki nosi 0.55 mm debelo bak­ reno kritino. Glavni nosilni špirovci F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči skupaj s horizontalnimi vezmi na kotah +33.66 1, +38.16 m in + 42.66 m tvorijo relativno enostaven prostorski nosilni sistem. Nosilna konstrukcija strehe je bila sestavljena na tleh in nato dvig­ njena na vrh zvonika. Prvotno smo mislili, da bomo lahko dvignili celotno streho vključno z opažem in kritino v enem kosu, vendar zaradi premajhne zmogljivosti žerjava to ni bilo mogoče. Zaradi tega sta bila opaž in kritina montirana naknadno. 4. SKLEP Stika 8: Dviganje nosilne konstrukcije strehe Z opisano rekonstrukcijo in nadzi­ davo zvonika je bilo doseženih več ciljev. Zaradi večje višine zvonov se je izboljšala slišnost zvonjenja, ki je bilo prej zastrto s streho cerkvene ladje, saj je bilo sleme le-te nad pozicijo zvonov. Poleg tega je bilo z nadzidavo v veliki meri odpravljeno arhitektonsko neskladje med raz­ meroma mogočno novo cerkveno ladjo in izrazito čokatim in pre­ nizkim starim zvonikom. Zelo pomembna pa je tudi vzpostavljena potresna varnost zvonika, ki prvotno ni bila zagotovljena. Obseg g radben ih del, ki so bila opravljena v okviru rekonstrukc ije in nadzidave zvon ika , je re la tivno m ajhen. V e liko pom em bnejša od ko lič ine pa je bila zah tevnost opravljenih del. To se nanaša tako na snovan je in tehn ično prip ravo dela, kakor tud i na izvedbo. Zaradi slabe medsebojne pove­ zave in velike teže kamnitih zidov so bile zlasti pri izvedbi temeljenja zvonika potrebne posebne teh­ nične rešitve in natančno upoš­ tevanje predpisanega redosleda del. Zaradi potencialne nevarnosti lokalne porušitve temeljnih tal pod zidovi starega zvonika v času gradnje ni bilo mogoče niti odpiranje gradbene jame po celem obodu zvonika naenkrat, niti lokalno podkopavanje zidov. Potresno varnost objekta pa je bilo potrebno zagotoviti z izvedbo posebnih vertikalnih in horizontalnih zidnih vezi, membran ter z injektiranjem obstoječega kam­ nitega zidovja. F. SAJE, D. SAJE: Nadzidava zvonika v Mirni Peči L I T E R A T U R A [1 [ Projekt nadzidave zvonika cerkve v Mirni Peči, Ljubljana, april 1995 [2] Ocena nosilnosti kamnitega zidovja zvonika župnijske cerkve v Mirni Peči, Zavod za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana, november 1994 [3] Izvirni projekt cerkve in prvotno predvidene nadzidave zvonika D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov VPLIV SESTAVNIH MATERIALOV NA MEHANSKE LASTNOSTI BETONOV VISOKIH TRDNOSTI INFLUENCE OF CONSTITUENT MATERIALS ON MECHANICAL PROPERTIES OF HIGH- STRENGTH CONCRETE UDK 691.34: 620.17 , DRAGO SAJE, FRANCI KAVČIČ P /'“ v w 7 r T r i / V z a d n je m č a s u s ta se v s v e tu ra z v o j in u p o r a b a b e to n o v r V Z_ L_ I L_ i \ visokih t rdnos t i m o čn o poveča la . Le-t i se vg ra ju je jo v be tonske k o n s t ru k c i je m os tov , v isok ih s ta vb , v r ta ln ih p lo š č a d i v m o r ju , v p r e fa b r ic i r a n e b e to n s k e e le m e n te , b e to n s k e v o z iš č n e p o v rš in e in d r u g o d . U g o d n e la s tn o s t i b e to n o v v is o k ih t r d n o s t i bi la h k o v š i r š e m o b s e g u iz k o r is t i l i tu d i p r i nas , sa j v S lo v e n i j i na t e m p o d r o č ju še ni b i lo v e l ik o n a r e je n e g a . S te m n a m e n o m s m o iz v e d l i e k s p e r im e n ta ln i p ro g ra m , v okv iru k a te re g a s m o ra z is k o v a l i m e h a n s k e la s tn o s t i b e to n o v v is o k ih t r d n o s t i iz m a te r ia lo v , ki so d o s to p n i na n a š e m t r ž iš č u . Pri t e m s m o p r e u č e v a l i v p l iv ra z l ič n ih k o m b in a c i j o s n o v n ih s e s ta v n ih m a te r ia lo v , k o t so s k u p n a z r n a v o s tn a s e s ta v a a g r e g a ta , v r s ta c e m e n ta , k o l ič in a m in e r a ln e g a d o d a tk a g le d e na m a s o c e ­ m e n ta , c e lo tn a k o l ič in a v e z iv a in v o d o v e z iv n o r a z m e r je , na k a r a k te r is t ik e b e to n o v v is o k ih t r d n o s t i , k o t so t la č n a t r d n o s t , s ta t i č n i e la s t ič n i m o d u l in u p o g ib n a n a te z n a t r d n o s t . 2 8 - d n e v n e t la č n e t r d n o s t i p r e iz k u š e v a n ih b e to n o v so se g ib a le m e d 73 in 92 M Pa. O I I |\y i IV/I A D V R e c e n t ly th e d e v e lo p m e n t a n d a p p l ic a t io n o f h ig h - s t r e n g th O LJ I VI I VI r \ D * c o n c re te s has in c re a s e d s u b s ta n t ia l ly th ro u g h o u t th e w o r ld . T h is c o n c r e te s a re u s e d in c o n c r e te s t r u c tu r e s o f b r id g e s , h ig h - r is e s t r u c tu r e s , o f f s h o r e s t r u c tu r e s , p r e fa b r ic a t io n c o n c r e te e le m e n ts , c o n c r e te p a v e m e n ts , a n d o th e r s . F a v o u ra b le p r o p e r t ie s o f h ig h - s t r e n g th c o n c r e te c o u ld be u se d to a d v a n ta g e in a w id e s p e c t r u m o f a p p l i c a t io n s a ls o in S lo v e p ia , s in c e th e re has n o t b e e n d o n e m u c h in th is f ie ld y e t . W i th th is p u r p o s e an e x p e r im e n ta l p r o ­ g ra m w a s c a r r ie d o u t , in th e f r a m e w o r k o f w h ic h w e in v e s t ig a te d th e m e c h a n ic a l p r o p e r t ie s o f h ig h - s t r e n g th c o n c r e te s m a d e f r o m m a te r ia ls a v a i la b le a t o u r m a rk e t . In th is r e s p e c t th e in f lu e n c e o f d i f f e r e n t c o m b in a t io n s o f b a s ic c o n s t i t u e n t m a te r ia ls w e re s tu d ie d , s u c h as g r a n u lo m e t r i c a l c o m p o s i t i o n o f th e a g g r e g a te , th e c e m e n t typ e , th e a m o u n t o f th e m in e ra l a d m ix tu r e w i th re g a r d to th e m a s s o f b in d e r , th e to ta l a m o u n t o f b in d e r a n d th e w a te r - b in d e r ra t io to th e c h a r a c te r i s t i c o f h ig h - s t r e n g th c o n c r e te s , s u c h as c o m p r e s s iv e s t r e n g th , s ta t ic a l , m o d u lu s o f e la s t i c i t y a n d f le x u r a l te n s i le s t r e n g th . T h e v a lu e s o f 2 8 - d a y c o m p r e s s iv e s t r e n g th s o f in v e s t ig a te d c o n ­ c r e te s w e re b e tw e e n 73 a n d 92 M Pa. Avtorja: mladi raziskovalec, mag.Drago SAJE dipl. inž. gradb. asistent, Franci KAVČIČ, dipl. inž. gradb. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbništvo in geodezijo, Katedra za masivne in lesene konstrukcije, Ljubljana, Jamova 2 D. SAJE, F, KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov UVOD Specialne vrste betonov, ki služijo določenemu namenu, vse bolj izpodrivajo običajne betone. Med specialne vrste betonov štejemo tudi betone visokih trdnosti, pri katerih izboljšanje mikrostrukture stičnega območja med agregatom in cementnim kamnom kot tudi v samem cementnem kamnu poleg višje tlačne trdnosti ugodno vpliva tudi na ostale lastnosti betona. Osnovne sestavine visokotrdnih betonov, kot so agregat, cement, voda in različne vrste dodatkov, so enake kot pri betonih običajnih trdnosti. Tudi pri visokotrdnih betonih zavzema večji del prostor­ nine agregat, le da so zahteve glede skupne zrnavostne sestave in največjega premera zrn agregata drugačne. Za doseganje višjih trdnosti del cementa nadomeš­ čamo z mineralnimi dodatki, ki jih pri betonih običajnih trdnosti navadno ne uporabljamo. Primerno vgrad-ljivost pri nizkih vodovezivnih razmerjih pa zagotavljamo s superplastifikatorji. Izbira sestavnih materialov meša­ nice je prva stopnja pri izdelavi betona. Preprost postopek, ki se uporablja za sestavo mešanic betonov običajnih trdnosti, pri betonih višjih trdnosti ne ustreza več. Za visokotrdne betone zaradi nasprotujočih si zahtev še ni bila razvita metoda za sestavo mešanic. V literaturi pa je moči najti pri­ poročila, ki niso povsem zado­ voljiva. V prvem koraku sestavljanja mešanice si lahko pomagamo s podatki iz literature. Običajno uporabljamo agregat iz drugega nahajališča, poleg tega pa se lahko kemijski sestavi našega cementa in cementa omenjenega v literaturi, razlikujeta, kar velja tudi za dodatke. Ker se pri visokotrdnih betonih vpliv posamezne sestavine na lastnosti betona še poveča, moramo mešanico, v kateri smo uporabili materiale, ki so nam na razpolago, v laboratoriju še posebej preiskati. V Sloveniji se na tem področju še ni veliko delalo, zato za naše ma­ teriale ustreznih priporočil za sestavo mešanic visokotrdnih be­ tonov še nimamo. Zaradi tega smo se najprej lotili izdelave ustreznih receptur sestave betonov visokih trdnosti. E K S P E R I M E N T A L N I PROGRAM UPORABLJENI MATERIALI Agregat Preiskovani betoni so bili izdelani iz pranega drobljenega agregata z nazivnim maksimalnim zrnom 16 mm, proizvedenim na separaciji Kresnice in mivke Termit iz Moravč. Pretežni del kamenine, iz katere je drobljeni agregat, predstavlja svetlo siv apnenec. Kamenina je trdna in gosta. Razpoke v obliki stilolitnih šivov so zapolnjene z rjavim netopnim ostankom, to so glineni materiali. Del razpok pa je zapol­ njen s prekristaliziranim kalcitom. Izbrani drobljeni agregat je eden kakovostnejših domačih agregatov, ki jih je možno dobiti na našem tržišču. Prani agregat smo upo­ rabili, ker vsebuje manjše količine prašnih delcev (< 5 %), kar je pri izdelavi visokotrdnih betonov veli­ kega pomena. Za drobljenec pa smo se odločili, ker površina zrn nudi večjo možnost dobrega stika s cementnim kamnom v primerjavi s prodnatim agregatom, kar je tudi splošna ugotovitev za tovrstne betone. Specifična teža agregata je 2,70 kg/dm3. Uporabljena mivka je značilne rjavkasto sive barve s posameznimi temnejšimi zrnci. Mineraloško pregledan vzorec pod mikroskopom je pokazal na kreme­ novo sestavo (> 99%). Oblika zrn je bila zaobljena do zaobljeno ostro- roba. Mivka ni vsebovala delcev pod 0.09 mm, ugodno sestavo pa je imela tudi v zgornjem delu pre- sejne krivulje - vsebovala je nizek delež zrn velikosti nad 0.4 mm. Specifična teža je bila 2,71 kg/dm3. Za izdelavo betonskih mešanic smo uporabili tri različne zrnavostne sestave agregata, ki so prikazane na sliki 1. • Skupno zrnavostno sestavo "A”, ki poteka med krivuljama A16 in B16, označujemo kot “grobo” skupno D IA G R A M ZRNA V O S U SK U P N E SE ST A V E A G R E G A T A ZA B E T O N 0/16 mm D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov zrnavostno sestavo. • Pri skupni zrnavostni sestavi “B” smo se skušali čim bolj približati kontinuirni zrnavostni krivulji B16 in jo označujemo kot “srednjo” skupno zrnavostno sestavo. • Skupno zrnavostno sestavo “C” , ki poteka med krivuljama B)6 in Cl6, označujemo kot “fino" skupno zrnavostno sestavo. Cement Za izdelavo devetih betonskih mešanic smo uporabili cement PC15z45B, za eno pa CEM I 52,5R. Obe vrsti cementa proizvaja cementarna v Anhovem. Kemijska sestava, fizikalno-kemijske in mehanske lastnosti obeh cementov so podane v preglednici 1 . lastnosti cem entov enote j P C 15z45B C E M 1 5 2 ,5 R H ID R A V U Č N O V EZ IV O SiO j % j 21.51 20 .22 A1A % I 5.59 5 .10 FeA % i 2.50 3.17 C aO % j 60.83 63 .92 skupaj % i 90.43 92.41 S P E C IF IČ N A P O V R Š IN A (Blaine) cm 2/g j 3640 44 0 0 P R O S T O R N IN S K A M A S A kg/dm 1 ! 3 .10 3 .10 V E Z A N JE pričetek m in i 130 155 konec min i 190 220 U P O G IB N A T R D N O S T 28 dni M P a j 7 .6 7 .5 T L A Č N A T R D N O S T 28 dni M P a I 47.0 53.2 Preglednica 1: P rim e rjava cem entov dodatek gostota (20° C ) suha snov (1 0 5 °C ) pH [g /c m j fg/cm 3] Zeta - koncentrat 1.17-1.18 35.5-36.5 10 .0-11 .0 Zeta T ekstra 1.08-1.09 18.0-18.5 7 .0 -7 .5 Preglednica 2: O snovne la s tn o s ti uporab ljen ih su p e rp la s tifika to rje v sta po kemijski sestavi sulfonirani preiskovanih betonov so podana v naftalin-formaldehid kondenzata. preglednici 3. Cement OEM I 52,5R se proizvaja v skladu z evropskimi in avstrijskimi standardi. Glede karakteristik bi lahko ustrezal marki 55 po jugoslovanskem standardu, ki je pri nas še v veljavi. Po evropskem standardu ENV 197-1 ima ta cement najvišjo marko, saj ima visoke začetne in končne trdnosti. Mineralni dodatek Za doseganje višjih trdnosti smo del cementa v mešanicah nado­ meščali z mineralnim dodatkom mikrosiliko. Mikrosilika je vsebovala 95.7% S i02. Premer 80% delcev se je gibal med 0.1 in 0.3 mm. Prostorninska masa mikrosilike je bila 2.20 kg/dm3, specifična povr­ šina pa 22 m2/g. Kemijski dodatek V betone, ki smo jih preiskovali, smo za doseganje boljše vgrad- Ijivosti dodajali superplastifikatorja Cementol Zeta in Cementol Zeta T - ekstra iz Tovarne kemičnih izdelkov in proizvodnja krede Srpenica, ki RAZMERJA SESTAVIN V BETONU Pri preizkušanih betonih smo uporabljali različne zrnavostne sestave agragata s tem, da smo spreminjali delež grobih in finih frakcij. Grobi agregat vključuje frakciji 4/8 in 8/16 mm, fini pa mivko in frakcijo 0/4 mm. Vodovezivna razmerja betonskih mešanic so se gibala med 0.25 in 0.35. Poleg vrste cementa smo spremljali tudi količino veziva (vezivo=cement 4-mikrosilika) med 500 in 760 kg na m3 betona, pri čemer smo cement nadomeščali z 0 do 10 % mikrosilike glede na maso veziva. Razmerja sestavnih materialov MEŠANJE, VGRADNJA IN NEGA BETONA Izhodiščna točka vseh betonskih mešanic je bila enaka vgradljivost izražena s posedom sveže beton­ ske mešanice. Izbrana konsistenca ima po evropskih normah prENV 206 [2] oznako S4, kar predstavlja posed v mejah med 160 in 210 mm z odstopanjem ±30 mm. Da bi bila konsistenca še natančneje določe­ na, smo pri mešanicah poleg poseda izmerili tudi razlez, ki se je gibal med 470 in 570 mm, kar predstavlja konsistenco F4. I Po zamešanju betona smo le-tega vgradili v jeklene kalupe. Po 24-ih m ešan ica grobi agregat kg/m 3 fin i agregat kg/m 3 cem ent vezivo kg/m 3 m ikro­ silik a % vez iva V /V razm erje HSC100 768 867 P C 1 5 z4 5 B 600 10 0 .30 HSC200 693 1040 PC 15Z45B 500 5 0.35 HSC300 695 1043 P C 1 5 z4 5 B 500 10 0 .35 HSC400 651 977 P C 15z45B 600 0 0 .30 HSC600 655 984 P C 15z45B 600 5 0 .30 HSC700 644 967 P C 1 5 z4 5 B 600 10 0 .3 0 HSC1100 483 1128 C E M I 5 2 ,5 R 600 10 0 .30 HSC1200 586 878 P C 1 5 z4 5 B 760 5 0 .25 HSC1300 575 862 P C 1 5 z4 5 B 7 6 0 10 0 .25 HSC1400 487 1136 P C 1 5 z4 5 B 600 10 0.30 Preglednica 3: R azm erja se s ta v in v m ešan icah D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov oznaka vzorcev kem ijsk i dodatek delež por prostom inska m asa posed razlez 1% V r%i ikg/nTl fcm l [cm l HSC100 3.3 1.7 2404 .....21............ 57 HSC200 2.5 1.8 2416 20 54 HSC300 3 .0 1.8 2406 22 56 HSC400 2.5 2.5 2400 23 56 HSC600 2.5 2.0 2406 20 50 HSC700 3.2 1.8 2426 22 57 H SC1100 6 .0 2.9 2380 14 47 H SC1200 3.2 ..........2 .5 ........... 2400 21 54 H SC1300 3.2 2.5 2388 16 49 H SC1400 3.5 3.4 2352 18 51 S k u p o * k o l i č i n * k e m ijs k e g a d o d a tk a j e iz ra ž e n a v o d s to tk ih g le d e n a m a s o c e m e n ta . Preglednica 4: Karakteristike svežega betona urah smo vzorce razkalupili in jih do preizkušanja negovali v vodi pri sobni temperaturi. PREIZKUŠANCI IN MERILNA OPREMA Tlačne trdnosti smo merili na kockah z robom 15 cm, statične elastične module in upogibne natezne trdnosti pa na prizmah z dimenzijami 10 cm x 10 cm x 40 cm. Uporabljali smo različno merilno opremo, ki je bila pogojena s tipom preiskave in je naslednja: - Tlačno trdnost betona smo merili po posameznih terminih na elektro- mehaničnem preizkuševalnem stro­ ju za statične tlačne preiskave s kapaciteto 5000 kN. - Upogibno natezno trdnost s kon­ centrirano silo na sredini gredice smo merili pri osemindvajsetih dneh prav tako na elektro-me- haničnem preizkuševalnem stroju. Zaradi večje zahtevane natančnosti glede vnosa sile smo uporabili dodatno merilno celico za merjenje sile kapacitete 100 kN. Podatki so se prek 6-kanalnega merilnega mostičnega ojačevalnika in meril­ nega sistema DASCO INTER­ NATIONAL MS 1 zapisovali na računalnik. - Statični elastični modul smo merili na univerzalnem elektronsko krmil­ jenem hidravličnem preizkuševal­ nem stroju INSTRON serije 1345 kapacitete ±1000 kN. Deformacije na prizmah smo merili s pomočjo induktivnih deformetrov. Vsi potrebni podatki - sile in pripadajoče deformacije so se preko 6-kanalnega merilnega mostičnega ojačevalnika tipa HORVAT HPSC 3102-HP-02 z nosilno frekvenco 5 kHz in merilnega sistema DASCO INTERNATIONAL MS 1 s 16-imi vhodnimi kanali z območjem ±10 V zapisovali na računalnik, kjer smo jih nato dokončno obdelali. Hitrost obremenjevanja preizkušancev oziroma hoda bata je bila 1 cm v 2000 s. RAZPRAVA O EKSPERIMENTALNIH REZULTATIH Pri visokotrdnih betonih imajo sestavni materiali in razmerja med njimi veliko večji vpliv na njihove mehanske karakteristike kot pri betonih običajnih trdnosti. V preglednici 5 so podane povprečne vrednosti tlačnih trdnosti izmerjenih pri starostih betona 1 dan, 3, 7 in 28 dni ter statičnih elastičnih modulov in upogibnih nateznih trdnosti izmerjenih pri starosti betona 28 dni. a) Vpliv skupne zrnavostne sestave na mehanske karakteristike betona Tako vrsta uporabljenega agregata kot tudi njegova zrnavostna sestava imata na mehanske karakteristike betona nedvomno zaznaven vpliv. Obravnavali smo le različne skupne zrnavostne sestave, ne pa tudi agregata iz različnih vrst kam nin. V D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov starost betona 1 dan 3 dni 7 dni 28 dni 28 dni 28 dni oznaka f cm, kocka E C1 fV f i vzorcev [M Pal j [M Pal [M Pal [M Pal [GPal [M Pal HSC100 36.1 j 60.8 70.8 84.9 41.50 6.43 HSC200 32.3 I 54.0 HSC300 31.6 j 52.8 65.6 78.5 - 8.92 HSC400 39.3 1 56.8 63.0 72.9 35.17 5.26 HSC600 38.9 j 60.3 67.6 79.5 39.51 9.38 HSC700 39.7 1 62.2 72.2 83.1 41.44 9.48 HSC1100 51.7 j 70.0 78.2 86.1 41.74 10.59 HSC1200 49.9 i 67.4 78.9 91.3 42.86 11.42 HSC1300 51.8 1 67.1 78.5 91.8 - 11.48 HSC1400 37.3 j 55.3 68.9 80.4 35.74 10.25 Preglednica 5: Mehanske karakteristike preiskovanih betonov skupna zmavostna sestava agregata A B C mešanica HSC100 kg/m3____________ HSC700 kg/m3_____________ HSC1400 kg/m3 fini agregat 867 53% 967 60% 1136 70% grobi agregat 768 47% 644 40% 487 30 % skumi____________ 1635 100% 1611 100% 1623 100 % Preglednica 6: Delež finega in grobega agregata E . [GPa] f . [MPa] preg ledn ic i 6 je podana ko lič ina finega in g robega ag rega ta na kub ičn i m eter be tona in njun delež g lede na ce lo tn o maso agregata. Čeprav se pri visokotrdnih betonih trdnost cementnega kamna močno poveča, pa je v splošnem tlačna trdnost agregata še vedno večja. Grobe frakcije lahko tvorijo v betonu močnejši nosilni skelet kot fine, zaradi česar je po našem mnenju tlačna trdnost betona z oznako HSC1400, ki je v skupni zrnavostni sestavi vseboval 10 % manj grobih frakcij kot beton z oznako HSC700, v primerjavi s tlačno trdnostjo tega betona nižja za 3.2 %, medtem ko sta tlačni trdnosti betonov z zrnavostnima sestavama “A ” in “B” primerljivi. Izbo ljšan je s tičnega ob m o č ja in cem entnega kam na povzroč i, da se pokaže jo tud i e las tične las t­ nosti agregata. M očnejš i ske le t iz g rob ih zrn je tud i m anj de for- m ab ilen , g lede na to je e lastičn i m odu l be tona z oznako H S C 1 4 0 0 nižji od osta lih dveh. Povečanje natezne trdnosti stič­ nega območja ni tako veliko, da bi lahko sama natezna trdnost agre­ gata pomembno vplivala na natezno trdnost betona. Predvi­ devamo, da ima na natezno trdnost betona največji vpliv cementni kamen. Cementni kamen pa skupaj s finimi frakcijami tvori kompakt­ nejšo strukturo, zaradi česar je upogibna natezna trdnost betona HSC1400, ki vsebuje v skupni zrnavostni sestavi več finih frakcij kot ostala dva betona, največja. V splošnem je razvidno, da vpliv različnih skupnih zrnavostnih sestav na mehanskd karakteristike ni v vseh pogledih dovolj izrazit. b) V p liv v rs te ce m e n ta na m ehanske k a ra k te r is tik e b e to n a Rezultati na sliki 4 jasno kažejo, da kakovostnejši cement izboljša tako tlačno trdnost, kot tudi statični elastični modul in upogibno natezno trdnost. To je posledica izboljšanja cementnega kamna in stičnega območja, saj je specifična površina kakovostnejšega cementa za 20.9 % večja. Pri uporabi cementa CEM I 52,5R je beton pri starosti 28 dni dosegel za D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov Ed [GPa] f . [MPa] [MPa] *dji [MPa] LEGENDA D HSC200 0 HSC300 5 % mikrosilike 10 % mikrosilike Slika 5: Primerjava mehanskih lastnosti preiskovanih betonov, če spreminjamo le količino mikrosilike. Vodovezivno razmerje je 0.35. približno 7 % večjo tlačno trdnost, elastični modul je bil višji za okoli 17 %, natezna trdnost pa za nekaj več kot 3 %. Pri sestavljanju mešanic se je izkazalo, da so za doseganje ustrezne konsistence betona s kakovostnejšim cementom potreb­ ne večje količine superplasti- fikatorja kot pri betonih s cementom PC15Z45B (preglednica 4). Vzrok za to je večja specifična površina kakovostnejšega cementa. Uporab­ ljeni superplastifikatorji so razviti za cemente, ki so dostopni na našem tržišču. Cement Anhovo CEM I 52,5 R trenutno ni dovolj preizkušan v praksi, zato tudi dodatki, ki so na našem tržišču na voljo, zanj pri tej vrsti konsistence niso najustrez­ nejši. Po obsežnem pregledu literature in na podlagi lastnih raziskav smo ugotovili, da se optimalna količina veziva za izdelavo kakovostnih visokotrdnih betonov giblje med 500 in 600 kg/m3. c) Vpliv ko lič ine m ikrosilike na mehanske karakteristike betona Slike 5, 6 in 7 prikazujejo spreminjanje mehanskih karakte­ ristik v odvisnosti od vsebnosti mikrosilike glede na maso celot­ nega veziva. Z dodatkom mikrosilike v beton se izboljša predvsem stično območje, struktura je bolj homogena, poroz­ nost je manjša. S povečevanjem količine mikrosilike glede na maso cementa se mehan­ ske karakteristike v večji ali manjši meri povečujejo, kar je odvisno od skupne količine veziva v betonu. Pri betonih z oznakama HSC1200 in HSC1300 (slika 7), ki vsebujeta 760 kg veziva na kubični meter betona, vpliv mikrosilike ni več tako izrazit - povečanje mehanskih karakteristik je zaradi velike količine veziva zanemarljivo. Pri vodovezivnem razmerju 0.30 (slika 6), kjer je beton vseboval 600 Eu [GPa] f „ [MPa] r . [MPa] 0 % m ik r o s i l i k e 5 % m ik r o s i l i k e 1 0 % m ik r o s i l i k e elastični modul v G P a D upogibna natezna trdnost v M P a 1111111 t [dnevi] Slika 6: Primerjava mehanskih lastnosti preiskovanih betonov, če spreminjamo le količino mikrosilike. Vodovezivno razmerje je 0.30. tm [MPa] Lut [MPa] L b U fc J N U A a HSC1200 o HSC1300 5 % mikrosilike 10 % mikrosilike □ u p o g i b n a n a t e z n a t r d n o s t v M P a t [dnevi] Slika 7: Primerjava mehanskih lastnosti preiskovanih betonov, če spreminjamo le količino mikrosilike. Vodovezivno razmerje je 0.25 D. SAJE, F. KAVČIČ: Vpliv sestavnih materialov na mehanske lastnosti betonov LEGENDA □ HSC200 O HSC600 A HSC1200 v/v=0.35 v/v=0.30 v/v=0.25 ^ upogibna natezna trdnost v MPa H 111 1111 i"H"H t [dnevi] 28 Slika 8: Primerjava mehanskih lastnosti preiskovanih betonov, če spreminjamo le vodovezivno razmerje. 5 % mase veziva predstavlja mikrosilika. v/v=0.35 v/v=0.30 v/v=0.25 g upogibna natezna trdnost v MPa t [dnevi] Slika 9: Primerjava mehanskih lastnosti preiskovanih betonov, če spreminjamo le vodovezivno razmerje. 10 % mase veziva predstavlja mikrosilika. kg veziva na kubični meter betona, je bil vpliv mikrosilike precejšen. Beton z oznako HSC400, ki ni vseboval mikrosilike, je imel upogibno natezno trdnost nižjo celo za 44.5 % v primerjavi z betonom HSC700, ki je vseboval 10 % mikrosilike. Tudi pri vodovezivnem razmerju 0.35 (slika 5) je bil vpliv mikrosilike opazen. d) Vpliv vodovezivnega razmerja na mehanske karakteristike betona Z zniževanjem vodovezivnega razmerja je struktura cementnega kamna manj porozna, zaradi česar se trdnost le-tega poveča. SKLEPI Iz navedenega lahko povzamemo naslednje: • Na mehanske karakteristike imajo določen vpliv tako fine kot tudi grobe frakcije agregata, za kar bi bilo potrebno najti ustrezno optimalno skupno zrnavostno sestavo. V naših raziskavah se je dokaj dobro "izkazala” skupna zrnavostna sestava “B” . • Za doseganje višjih trdnosti bo vsekakor potrebno uporabljati kakovostnejše cemente, za katere pa bi potrebovali tudi ustrezne kemijske dodatke - superplasti- fikatorje. • Potrebno je definirati območje optimalne količine veziva. • Nadomeščanje cementa z ustreznimi količinami mikrosilike izboljša strukturo cementnega kam­ na in stičnega območja, s tem pa tudi ostale mehanske lastnosti. Optimalne količine je potrebno še določiti. • Zaradi nižjega vodovezivnega razmerja imajo zadostno skompak- tirani betoni manj porozno struk­ turo, kar ugodno vpliva na trajnost in obstojnost tovrstnih betonov. L I T E R A T U R A (1) Saje D.: POSEBNOSTI BETONOV VISOKIH TRDNOSTI, Magistrska naloga, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana, december 1997 (2) European Committee for Standardization: CONCRETE - Performance, production and conformity, European Standard, prEN206:1997, april 1997. (3) Comite Euro-International du Beton: HIGH-STRENGTH CONCRETE, State of the Art Report, FIP/CEB, SR 90/1, Bulletin d’ Informlation N° 197, avgust 1990. (4) Gutierrez, P. A., Cänovas, M. F.: HIGH-PERFORMANCE CONCRETE: Requirements for Costituent Materials and Mix Proportioning, ACI Materials Journal, Vol. 93, No. 3, maj-junij 1996, str. 233-241. (5) Saje, D., Kavčič, F.: BETONI VISOKIH TRDNOSTI V SVETU IN PRI NAS, Gradbeni vestnik, 11-12 / 1997, november- december 1997, str. 354-360. (6) POROČILO O PRAKTIČNI UPORABNOSTI MIVKE CALCIT STAHOVICA S PODANO KOREKCIJO ZRNAVOSTI, IGMAT, Ljubljana, 20. 10. 1997. (7) POROČILO O PREISKAVI KAMNINE IZ KAMNOLOMA UŠENIŠČE, IGMAT, Ljubljana, 17. 04.1997. (8) POROČILO O PREISKAVAH CEMENTA PC15z45B, Salonit Anbovo, Anhovo, 15.09. 1997. (9) POROČILO O KAKOVOSTNIH KARAKTERISTIKAH CEMENTA CEM I 52,5 R, Salonit Anhovo, Anhovo, 03.11.1997. (10) TEHNIČNE KARAKTERISTIKE MIKROKREMENICA/MIKROSILIKA TKK, TKK Srpenica, Srpenica, oktober 1997. (11) OSNOVNE KARAKTERISTIKE CEMENTOLOV - DODATKOV ZA BETON IN MALTE, TKK Srpenica, Srpenica, avgust 1997. D. ROŽIČ, V . MARKELJ, M. PIPENBAHER: Računalniška simulacija kot pomoč pri projektiranju RAČUNALNIŠKA SIMULACIJA KOT POMOČ PRI PROJEKTIRANJU INŽENIRSKIH KONSTRUKCIJ CAD AND RENDERING FOR BRIDGE DESIGN U D K 6 2 4 .0 4 1 : 6 8 1 .3 .0 6 : 7 6 6 D U Š A N R O Ž IČ , V IK T O R M A R K E L J , M A R J A N P IP E N B A H E R P O V Z E T E K V p r is p e v k u je p r e d s ta v l je n a ra č u n a ln iš k a s im u la c i j a ko t o r o d je , ki se v e d n o b o l j u p o r a b l ja k o t p o m o č p r i z a s n o v i in ž e n irs k ih ko n s t ru k c i j z v id ik a p r im e rn o s t i o b je k ta v oko l ju . P r ik a z a n o je n a k a j p r im e r o v ra č u n a ln iš k ih s im u la c i j te r p r im e r ja v a le - te h z že iz v e d e n im i o b je k t i . S U M M A R Y T h e a r t i c le p re s e n ts C A D a n d re n d e r in g a s a v e ry u s e ­fu l to o l f o r b r id g e d e s ig n in th e c o n te x t o f s u i t a b i l i t y on th e e n v i r o n m e n t . S o m e r e n d e r e x a m p le s a n d c o m p a r ­ ing w i t h a l r e a d y f in is h b r id g e s a re s h o w n . Avtorji: Dušan ROŽIČ, dipl.inž.gr., Inženirski biro PONTING d.o.o.. Maribor, Strossmayerjeva 28 Vikotor MARKELJ, dipl.inž.gr., Inženirski biro PONTING d.o.o.. Maribor. Strossmayerjeva 28 Marjan PIPENBAHER, dipl.inž.gr.. Inženirski biro PONTING d.o.o.. Maribor. Strossmayerjeva 28 UVOD Vsi gradbeni objekti, še posebej pa premostitveni objekti, zaradi svojih velikih dimenzij trajno spreminjajo okolje, v katerem se nahajajo. Prav zaradi tega mora projektant pri zasnovi in projektiranju takšnih konstrukcij poleg tehničnih (upo­ rabnost in varnost konstrukcije) ter ekonomskih (ekonomičnost in traj­ nost) komponent upoštevati tudi estetski kriterij bodočega objekta. Pri prikazu bodočega objekta v okolju se lahko uporabljajo različne tehnike, npr. razne skice, načrti, makete ipd. Ena od tehnik, ki se je uveljavila zaradi hitrega razvoja računalništva v zadnjem času, pa je računalniška simulacija. RAČUNALNIŠKA SIMULACIJA Vse klasične tehnike, ki so se uporabljale in se še danes uporabljajo za prikaz in predstavitev bodočih objektov, imajo poleg svojih prednosti tudi svoje slabosti. Za podroben prikaz objekta s pomočjo arhitektonskih skic in načrtov je potrebno veliko dela, saj lahko prikaže posamezna skica oz. načrt pogled samo z ene strani. Izdelava maket je to pomanjkljivost odpravila, vendar so zaradi majh­ nega merila makete primerne samo za globalni prikaz objekta v okolju, detajliranje pa je zahtevno in zahteva veliko časa, umetniške žili­ ce ter spretnosti izdelavalca make­ te. Zaradi relativno velikih stroškov izdelave kakovostne makete se v fazi zasnove ta tehnika le redko uporablja za prikaz različnih variant objekta. Z razvojem računalništva pa se v vedno večjem obsegu uveljavlja računalniška simulacija za nazoren in realističen prikaz objekta v okolju. Izdelava računalniške simulacije objekta običajno poteka v dveh fazah: • izdelava mrežnega modela okolja (terena) • izdelava mrežnega modela konstrukcije ter • določitev pogledov • senčenje. Na podlagi podatkov o terenu, kot D. ROŽIČ, V. MARKELJ, M. PIPENBAHER: Računalniška simulacija kot pomoč pri projektiranju ristike, kot so struktura, tekstura, transparentnost, refleksija ipd. Ko definiramo materiale za vse objekte v modelu, postavimo sceno, ki je sestavljena iz različnih tipov luči, ozadja ter izberemo poglede, ki jih želimo senčiti. Pri tem ni praktično nobene omejitve, saj je možno izbrati vsak pogled, od globalnega pogleda na objekt do prikaza detajlov. S preprosto zamenjavo elementov konstrukcije, kot so različni stebri, različni razponi, tipi nosilne konstrukcije ipd., pa se lahko naredi primerjava različnih variant konstrukcije. Če imamo na razpolago fotografijo okolja, v katerem se bo objekt nahajal, jo lahko uporabimo za ozadje senčenega modela in nato z retuširanjem izdelamo fotomontažo, ki na najbolj nazoren način prikaže bodoči objekt v okolju. so plastnice, geodetske točke ipd., se začne izdelava mrežnega modela terena z vsemi zaseki, vkopi, zasipi in nasipi. Nato se izdela 3D model bodočega objekta v različnih variantah, ki se vkom- ponira v 3D model terena. Ko je mrežni model pripravljen, lahko pričnemo s senčenjem. Najpomembnejša faza za dose­ ganje dobrih rezultatov pri senčenju je definicija materialov, ki jih priredimo posemeznim objektom modela. Materiali so lahko definirani samo z barvo, lahko pa jim predpišemo tudi ostale karakte- SKLEP Računalniško modeliranje ne more nadomestiti prvih prostoročnih skic ob porajanju in obdelavi ideje, prav tako ne more nadomestiti dotika in otipa materiala na maketi ter njenega tridimenzionalnega zazna­ vanja. V marsičem pa računalniško modeliranje naštete metode prekaša, to pa je predvsem hitrost in cena prikaza, pa tudi popolna realnost in nepristranskost prikaza, ki ni odvisna od umetniške fantazije pri skicah in modelarske spretnosti pri maketah. Ena od prednosti računalniške simulacije, ki ni zanemarljiva, je tudi enostaven prenos in prikaz digitalne slike z disketami na druge računalnike ter prikaz na svetovni internet mreži. Zato čaka ta način računalniške grafike najhitrejši razvoj (navidezna realnost) in množično uporabo v prihodnosti. D. ROŽIČ, V. MARKELJ, M. PIPENBAHER: Računalniška simulacija kot pomoč pri projektiranju Primerjava računalniške simulacija in nekaterih izvedenih objektov, ki so bili projektirani v Inženirskem biroju PONTING d.o.o. Maribor. Slika 5: Viadukt Bandera na AC Razdrto - Čebulovica D. ROŽIČ, V. MARKELJ, M. PIPENBAHER: Računalniška simulacija kot pomoč pri projektiranju Slika 8: Most za pešce preko Drave v Ptuju M. PREMROV: Dinamična interakcija objekt-tla DINAMIČNA INTERAKCIJA OBJEKT - TLA: PROBLEM MEHKEGA SLOJA NA TRDEM POLPROSTORU DYNAMIC SOIL-STRUCTURE INTERACTION: THE PROBLEM OF A SOFT LAYER ON A RIGID HALFSPACE U D K 6 2 4 .1 3 1 .5 M IR O S L A V P R E M R O V P O V Z E T E K Pri o b r a v n a v i p r o b le m o v d in a m ič n e in te r a k c i je o b je k t - t la n a le t im o na š te v i ln e ra č u n s k e in p r a k t i č n e te ž a v e . E den iz m e d n j ih je p r o b le m m e h k e g a s lo ja na t r d e m p o lp r o s to r u . V te m p r im e r u se n a m r e č v e č in a e n e rg i je z a d r ž i v z g o r n je m s lo ju , sa j je z a ra d i t o g o s t i s p o d n je g a s lo ja o n e m o g o č e n o n jeno š ir jen je v g lob ino . V te m p r ispevku je p o s e b n a p o z o rn o s t p o s v e č e n a m e d s e b o jn e m u ra z m e r ju v t o g o s t i z g o r n je g a s lo ja in s p o d n je g a p o lp r o s to r a , k a k o r tu d i v p l iv u d e b e l in e z g o r n je g a s lo ja na š i r je n je e n e rg i je . Podrobno je obde lan p r im er ko je š irjenje energ ije v horizontaln i s m e r i v e č je od t i s t e g a v v e r t ik a ln i . P o im e n o v a l i s m o ga “ k r i t i č n o p o d r o č je ” in je la h k o pr i p o t re s ih , z la s t i t i s t ih z d a l jš im v z b u ja n je m , z e lo n e v a rn o . V p r is p e v k u so p o d a n i tu d i n e k a te r i p r a k t ič n i n a s v e t i p r i iz ra č u n ih o m e n je n e g a p r o b le m a , k a k o r tu d i n e k a te r i n a s v e t i g le d e t e m e l je n ja . S U M M A R Y In t r e a t m e n t o f d y n a m ic s t r u c tu r e - s o i l in te r a c t io n p r o b ­le m s m a n y n u m e r ic a l a n d p r a c t i c a l d i f f i c u l t i e s c a n be fo u n d . O n e o f t h e i r is th e p r o b le m o f a s o f t la y e r on a r ig id h a l f s p a c e . In th is c a s e a g r e a te r p a r t o f e n e rg y is r e ta in e d in th e u p p e r laye r . H e r p r o p a g a t io n in a d e e p ­ n e s s is p r e v e n te d b e c a u s e o f th e s t i f f n e s s o f th e lo w e r h a l f s p a c e . In th is p a p e r a s p e c ia l a t t e n t io n is d e v o te d to a r e c ip r o c a l r e la t io n in th e s t i f f e s s b e tw e e n th e u p ­ p e r la y e r a n d th e lo w e r h a l fs p a c e . A p ro b le m o f a th ic k n e s o f the u p p e r layer to the ene rgy p ropaga tion a lso is d iscussed. In d e ta i l is t r e a te d a c a s e w h e n th e e n e r g y p r o p a g a t io n in a h o r iz o n ta l is g r e a te r as in a v e r t ic a l d i r e c t io n . Th is “ c r i t i c a l d o m a in ” c a n be b y e a r th q u a k e s v e r y d a n g e r ­ ous , s p e c ia l by th e s e w i th lo n g e r e x c i t a t io n . In th is p a ­ p e r a ls o s o m e p r a c t i c a l s u g g e s t io n s fo r c a lc u la t in g and fo u n d a t io n a re p re s e n te d . Avtor: asist. dr. Miroslav PREMROV. dipl.inž.gr., Fakulteta za gradbeništvo Maribor. Smetanova 7 7, 2000 Maribor M. PREMROV: Dinamična interakcija objekt-tla 1.0. UVOD V večini dinamičnih izvajanj v gradbeništvu se predpostavlja, da je konstrukcija togo vpeta v temelj­ na tla in se obravnava neodvisno od tal. Ta predpostavka ustreza pri­ meru, ko je konstrukcija temeljena na togih tleh. Dejanske razmere so pogosto drugačne, saj nad skalo leže plasti mehkejših zemljin. V takem primeru predstavljata zemlji­ na in konstrukcija celovit sistem, saj dinamično obnašanje zemljine vpli­ va na obnašanje konstrukcije in obratno. Opisan problem je pri­ poročljivo upoštevati pri dinamični (potresni) analizi zahtevnejših ob­ jektov. Sistem je najugodneje reše­ vati z metodo podkonstrukcij, pri čemer zemljina predstavlja prvo podkonstrukcijo, objekt pa drugo. Pri potresni analizi tako obnašanje objekta z matematičnim modelom zapišemo kot: 'M M I j M l (M j m M [ M + M I k r l M M 1 ' kjer pomeni indeks s prostostne stopnje, ki niso v stiku z zemljino. Vektor ubf predstavlja predpisane pomike proste površine tal, matrika Xbb pa dinamično matriko proste površine temeljnih tal. Le-ta pred­ stavlja računsko v enačbi ( 1 ) tudi največji problem, saj je zemljina običajno homogen ali slojevit pol- prostor in jo zato z dovolj gosto mrežo končnih elementov težko dovolj dobro opišemo, ne da bi pri tem kršili t.i. pogoj polprostora oz. radiacijskega dušenja. Ta zahte­ va, da obstajajo v dovolj veliki oddaljenosti od temelja še samo valovi, ki se od temelja oddaljujejo, torej ne eksistirajo nobeni povratni valovi. Zagotovitev pogoja polpros­ tora tako predstavlja dominantno karakteristiko vsakega dobrega modela temeljnih tal. V tem prispevku bomo obdelali problem slojevitega polprostora. Celotno valovanje v prostoru je generirano kot skupek primarnih (P) ter sekundarnih (SV in SH) valov. Razmerje refleksijskih (odbitih) in transmisijskih (prenesenih) valov na stiku med dvema slojema je odvisno od razmerja togosti obeh slojev. Če je to razmerje veliko, potem se bo skoraj ves vpadni val odbil. To pa pomeni, da se bo v primeru mehkega sloja na relativno 2.0. VPLIV ZGORNJEGA SLOJA NA STATIČNO TOGOST ZEMLJINE V tem poglavju želimo prikazati, kako na statično togost toge temelja na slojevitem polprostoru trdi podlagi skoraj vso valovanje “ujelo’’ v zgornjem mehkem sloju (slika 1). Najbolj tragičen primer zgornjega problema sta potresa v Mexico Cityu v letih 1964 in 1986. Iz akcelograma potresa z dne 6.julija leta 1964 je razvidno, da je potresni sunek trajal kar približno 120 sekund. Vzrok je predvsem v dejstvu, da mesto leži na relativno mehkem sloju, ki pa je povrh še relativno tanek. V tem prispevku bomo obravnavali predvsem dva problema slojevitega polprostora: • Vpliv togosti in debeline zgornjega sloja na statično togost zemljine. • Vpliv togosti in debeline zgornjega sloja na dinamično togost zemljine. (sloj na polprostoru) vplivata razmerje med togostma sloja in spodnjega polprostora ter kot drugi faktor tudi debelina zgornjega sloja. Pri tem zlasti želimo prikazati, kako z večanjem debeline zgornje­ ga sloja ip liv spodnjega pol­ prostora relativno hitro upada. Prikazali bomo vse prostostne stopnje (dve translaciji in dve rotaciji) na primeru kvadratnega temelja dimenzij 2a/2a in podali določene zaključke. Opisani problem so obravnavali že številni avtorji. Prve numerične rešitve sta podala Hadjian in Luco leta 1977 na primeru okroglega temelja, Gazetas in Roesset pa leta 1976 in 1979 na primeru pasovnih temeljev. Gazetas je rešitve Hadjiana in Luca še neko­ liko razdelal in dodelal in podal v (1) leta 1983 precej enostavne, vendar splošno priznane in veljav­ ne izraze na primeru okroglega temelja z radijem R. Izrazi so z ustrezno transformacijo uporabni tudi za poljubne oblike temeljev. M. PREMROV: Dinamična interakcija objekt-tla Vertikalna statična togost Kv = 1 + 128 H , 1 < ± L < 5 Ro G , ’ R„1+1.28 (2a) H G, Horizontalna statična togost K„ = SGfip 1 + 2 Ro 2 H~ 2 H G, Rn (2b) • Statična togost za rotacijo okoli horizontalne osi (upogib) 1 1R- K ... 8Q.R-3 S H ' 3 d - v,) 1 1 R, G, 6 H G, 0 .7 5 < i i< 2 ( 3 ) Kot je razvidno iz zgornjih izrazov, predstavlja togost zgornjega sloja vodilni člen, togost slojevitega polprostora pa dobimo, če vodilnemu členu dodamo še vpliv spodnjega polprostora. Iz vseh treh zgornjih izrazov je razvidno, da je vpliv polprostora odvisen od debeline zgornjega sloja (H) in od razmerja obeh strižnih modulov (G,/G2). Vsi zgornji izrazi imajo tudi dve limiti (ekstremna primera). Prvi je razmerje G,/G2=1 (homogen prostor), drugi pa G /G ^ o (sloj na trdi podlagi) Zgornje izraze bomo primerjali z izračunom s programom CLASSI, ki izračunava statično in dinamično togost zemljine s t.i. indirektno metodo robnih elementov in pogoj radiacijskega dušenja upošteva povsem analitično. Za zemljino bomo privzeli n=0.4. Izbrali smo primer, ko je togost zgornjega sloja (K,) 4-krat manjša od togosti spodnjega polprostora (K2). Kot vidimo (slika 2a,b,c,d), se re­ zultati z izrazi, ki jih je podal Gazetas, zelo dobro ujemajo. Vpliv spodnjega sloja je zlasti velik pri majhnih debelinah zgornjega sloja, kasneje pa relativno hitro upada. Pri torziji je za razmerje H/a > 0.75 vpliv spodnjega sloja praktično nepomemben. Ta je nekoliko bolj opazen pri rotaciji okoli horizontalne osi, medtem ko sta obe translaciji tudi pri večjih razmerjih H/a bolj odvisni od spodnjega sloja. Če ju H/a H/a a.) Vertikalna smer K / K b.) Horizontalna smer Kh / Kh1 H/a c.) Rotacija okoli horizontalne osi d.) Torzija Kt / Kt1 K / K,r r1 H/a Slika 2 a,b,c,d: C L A S S I (8x8 e l.) JS aze tas medsebojno primerjamo, je ta vpliv bolj opazen za vertikalno kakor pa za horizontalno smer. Vsekakor pa je vpliv spodnjega sloja tem večji, čim večje je razmerje v togosti med slojema. Za ta namen podajamo primerjave tega vpliva za tri različna razmerja togosti. Podajamo samo obe translaciji, saj smo že prej ugotovili, da je vpliv spodnjega sloja na obe rotaciji mnogo manjši. Iz obeh grafov (slika 3a,b) je lepo razvidno, da je vpliv spodnjega slo­ ja zlasti velik pri majhnih debelinah zgornjega sloja, nato pa kar hitro upada. Seveda je vpliv tem večji, čim večje je razmerje med togost­ ma obeh slojev. Vpliv je večji za vertikalno kakor za horizontalno smer. Vidimo tudi, da ne glede na razmerje obeh togosti funkcije G,/G2=1/8 ---------------G,/G2=1/4 ---------------G /G 2=1/2 Slika 3 a,b: V p liv m e d seb o jn eg a razm e rja v to g o s ti na s ta tič n o tog os t tem e ljn ih ta l M. PREMROV: Dinamična interakcija objekt-tla (statične togosti) relativno hitro konvergirajo k vrednosti za polprostor (K,). Tako za vertikalno smer lahko trdimo, da se vpliv spodnjega sloja povsem izgubi za razmerje približno H/a>6, za horizontalno smer pa za razmerje približno H/a>4. V obeh primerih lahko potem o statični togosti slojevitega polprostora govorimo kot o statični togosti homogenega polprostora s ka­ rakteristikami zgornjega sloja. 3.0. VPLIV ZGORNJEGA SLOJA NA DINAMIČNO TOGOST ZEMLJINE S prikazom vpliva debeline zgor­ njega sloja in medsebojnega razmerja togosti, slojev na statično togost v prejšnjem poglavju še seveda nismo zadovoljili naših hotenj po prikazu omenjenih vplivov na dinamično togost slojevitega polprostora. Dinamično togost zemljine lahko v frekvenčni domeni zapišemo kot: S(a0)= K ^ (a 0)+ i a0 c (a0) ] (4) Kot vidimo, predstavlja statična togost (K) le vodilni koeficient izraza za dinamično togost in torej s prikazom vpliva na statično togost še nismo povsem zadovoljivo prikazali tudi vpliva na dinamično togost. Prikazati bi morali še vpliv na dinamični koeficient (k) in koeficient dušenja (c), ki sta oba frekvenčno odvisna. Kot smo že omenili, predstavlja v primeru polprostora problem predvsem radiacijsko dušenje, ki fizikalno predstavlja odvajanje energije iz sistema. Če sedaj zgornje trditve apliciramo na problem slojevitega polprostora, ki ga obravnavamo v tem poglavju, bomo želeli prikazati, kaj se dogaja z radiacijskim dušenjem v obeh smereh (vertikalni in horizontalni) glede na med­ sebojno razmerje v togosti slojev , pri tem pa bomo podobno kot za statično togost prikazali tudi vpliv debeline zgornjega sloja. Iz vsega naštetega torej izhaja naš interes po prikazu koeficienta dušenja (c), po potrebi pa bi lahko naredili podoben prikaz tudi za koeficient k. Podobno kot statično togost obravnavamo togi kvadratni temelj dimenzij 2a/2a na slojevitem polprostoru z debelino zgornjega sloja H in Poissonovim koe­ ficientom 0.4. Ker je koeficient c frekvenčno odvisen, bomo naredili prikaz za tri različne brezdimen- zijske frekvence (a0= 1 .0, a0=3.O in a0=6.0) in za tri različna razmerja v togosti zgornjega sloja in pol­ prostora. Pri tem bomo spreminjali togost spodnjega sloja, zgornjega pa ne. Za brezdimenzijski koeficient namreč velja, da je vezan na karakteristike zgornjega sloja. Diagrami na sliki 4 so pripravni za inženirski princip dela, ko nas povsem praktično zanima vpliv debeline zgornjega sloja in med­ sebojnega razmerja v togosti slojev glede na (večinoma poznano) dimenzijo temeljne plošče (a). Za teoretično študijo obravnavanega problema pa lahko z upoštevanjem G,/G2=1/8 •• G,/G2=1/4 G,/G2=1/2 1.) a =1.0 2.) a0=3.0 a.) Vertikalno c. b.) Horizontalno c b.) Horizontalno c. H/a H/a H/a 3.) a0=6.0 a.) Vertikalno c b.) Horizontalno c H /a H/a Slika 4: V p liv m e d se b o jn e g a ra z m e rja v to g o s ti na d ina m ično to g o s t ta l M. PREMROV: Dinamična interakcija objekt-tla izraza tLH-Ss.. a =Cr/f) dobimo za vertikalno in hori­ zontalno smer splošne diagrame, pri katerih bodo razmerja koefi­ cientov dušenja c/c, odvisna od razmerja H /l. Tako odpade odvisnost glede na dimenzijo temelja. Nekatere ugotovitve: • Iz slike 4 je razvidno, da nekje v splošnem ob upoštevanju vseh treh brezdimenzijskih frekvenc za razmerje H/a>8-10 lahko govorimo v inženirski praksi o slojevitem polprostoru kot o homogenem polprostoru s karakteristikami (togostjo) zgornjega sloja. Za ta razmerja torej vpliv spodnjega sloja skoraj povsem izgine. Za zelo nizke brezdimenzijske frekvence (a0<0.5) namreč koeficient dušenja (c) sploh ni več praktično pomemben, saj je iz enačbe (4) razvidno, da je imaginarni del dinamične togosti, ki predstavlja radiacijsko dušenje, tako ali tako zelo majhen, saj je a0 majhen. • Podobno kot za statično togost je jasno razvidno, da je vpliv spodnjega sloja tem večji, čim večje jê razmerje v togosti obeh slojev. Če je to razmerje večje, je radiacijsko dušenje manjše (vpliv je večji na vertikalno kakor na horizontalno smeri in sistem dobiva vsaj v vertikalni smeri vse bolj karakteritike končnega sistema. Razlaga je povsem logična, saj večje, kot je razmerje v togosti obeh slojev, večji je delež re- flekcijskih in manjši delež trans­ misijskih valov . V limitnem primeru (G1/G2»0) se seveda skoraj vsi valovi odbijejo (ni transmije v spodnji polprostor), zato tudi radiacijsko dušenje v vertikalni smeri konvergira proti nič. • Kot smo že omenili, je vpliv spodnjega polprostora bolj opazen za vertikalno kakor za horizontalno smer. Za vertikalno smer velja pri­ bližno, da je koeficient radiacij­ skega dušenja najmanši nekje pri razmerju H » l/4 . Slednje velja neodvisno od razmerja med togostm i slojev, ki vpliva le na vrednost radiacijskega dušenja. Z večanjem debeline zgornjega sloja pa se radiacijsko dušenje v vertikalni smeri povečuje in nekje pri razmerju H/l>>2 vpliv spodnjega sloja praktično izgine. Za horizon­ talno smer podobno velja, da je koeficient radiacijskega dušenja najmanjši nekje pri H » l/10 in je prav tako neodvisen od razmerja med togostmi slojev. Iz vsega naštetega je seveda razvidno, da v praksi nastopijo torej predvsem težave v horizontalni smeri (ker sloji ponavadi niso zelo tanki), saj lahko postane radiacijsko dušenje v horizontalni smeri večje kakor pa v vertikalni. Za ta namen si poglejmo primerjavo za razmerje G1/G2=1/8. Iz diagramov na sliki 6 je lepo razvidno področje, v katerem je radiacijsko dušenje v horizontalni smeri večje kakor v vertikalni smeri. Ob upoštevanju zveze 2 n a a ° _ X velja to nekje približno za področje 1/76, v hori­ zontalni smeri pa nekje pri H/a>4. V področju H/a<6 (vertikalna smer) oz. H /a<4 (horizontalna smer) velja, da je vpliv spodnjega sloja (polprostora) tem večji, čim večje je razmerje v togosti med slojema. Mnogo manjši je vpliv slojevitosti na obe rotaciji. Tako za torzijo vpliv slojevitosti skoraj povsem izgine že pri razmerju H/a>0.75. • Vpliv slojevitosti pa je še pomembnejši na dinamično togost, in sicer še prav posebno na t.i. radiacijsko dušenje. Koeficient radiacijskega dušenja v vertikalni smeri doseže tako minimalno vrednost neodvisno od razmerja med togostma slojev nekje pri razmerju H /l»1 /4 , v horizontalni smeri pa pri H/l»1 /10. Od razmerja med togostma obeh slojev je odvisna le vrednost koeficienta radiacijskega dušenja, ki je v slučaju mehkega sloja na zelo trdem polprostoru skoraj nič. Iz vrednosti koeficienta radiacijskega dušenja pri H /l»0.25 lahko torej sklepamo o medsebojnem razmerju med togostima slojev. • Če je razmerje med slojema dovolj veliko, postane radiacijsko dušenje v horizontalni smeri večje kakor v vertikalni smeri. Za to obstaja povsem logična fizikalna razlaga, saj se večina valov od spodnjega sloja odbije, skoraj vsa energija pa se “nakopiči” v zgornjem sloju. Razmerje H /l, pri katerem se to zgodi, smo imenovali kritično področje. Razlika v medsebojnem razmerju obeh dušenj je tem večja, čim večje je razmerje v togosti med obema slojema. Prikazali smo, da je to t.i. kritično področje približno za razmerje 1 /7 2 . L I T E R A T U R A (1) Gazetas G.: Analysis of machine foundation vibrations: state of the art: Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 2, No. 1, (1983). (2) Siemens Power Generation Group KWU. CLASSI (Determination o f Foundation Impendance Functions for Rigid arbitrary Shaped Foundations);Offenbach, (1991). (3) W olf J.P.: Dynamic Soil-Structure Interaction; Prentice-Flail, Inc., Englewood Cliffs, New Yersey, (1985). (4) Premrov M.: Izbrani problemi dinamične interakcije objekt-tla; Magistrsko delo; Fakulteta za gradbeništvo, Maribor, (1996). S. LAPAJNE: Upogibni momenti v neskončno široki plošči UPOGIBNI MOMENTI V NESKONČNO ŠIROKI PLOŠČI ZARADI POSAMEZNE KONCENTRI­ RANE OBTEŽBE BENDING MOMENTS IN AN ENDLESS WIDE PLATE DUE TO THE INDIVIDUAL CONCENTRA- SVETKO LAPAJNE A v to r p o d a ja re z u l ta te s v o je g a š tu d i ja u p o g ib n lh m o m e n to v obeh p ravokotn ih sm eri v o jačenobe tonsk ih p loščah ob težen ih s k o n c e n t r i r a n im i o b te ž b a m i . Š tu d i j t e m e l j i na p r in c ip u n o s i lc a na e la s t ič n i p o d la g i , ki jo t v o r i jo p a s o v i p lo š č e . U g o d n i v p l iv to r z i js k ih m o m e n to v , ki n iso k r i t i s p o s e b n im a r m i r a n je m , je o p u š č e n . L ... razpon plošče 2 ... karakteristična dolžina J ... vztrajnostni moment nosilca vzdolžne smeri (J = nadomestna širina plošče krat enotni J plošče) d ... povesek pasu plošče pod vplivom enotne sile X ... razmerje x/Sfpri čemer se meri x od prijemališča sile T he a u th o r p r e s e n ts th e re s u l ts o f h is s tu d y o f b e n d in g m o m e n ts in b o th p e r p e n d ic u la r d i r e c t io n s o f r e in fo r c e d c o n c r e te p la te s c h a rg e d by c o n c e n t ra te d lo a d s . The s tu d y is b a s e d on th e p r in c ip le og a g i r d e r on e la s t i c a l b a s e , f o r m e d b y p la te - s t r ip s . T h e fa v o r a b le in f lu e n c e o f t o r ­ s io n a l m o m e n ts , w h ic h a re c o v e r e d by a n y s p e c ia l r e ­ in fo r c in g is n e g le c te d . TION LOAD UDK 624.042 P O V Z E T E K S U M M A R Y Avtor: inž. Svetko LAPAJNE, univ. prof, v pokoju. Bogišičeva ul. 1, 1000 Ljubljana Klasični način zahteva razstavitev obtežbe v zaporedje Fourrierovih členov in daje rezultat z vsoto upogibnih momentov teh členskih obremenitev. Za prakso lahko enostavne in priročne formule dobimo po švicarskem predpisu iz I. 1935. Avtor članka pa se je lotil problema v smislu svojega članka v Gradbenem Vestniku I. 1984 z naslovom: ‘‘Nosilec na elastični podlagi” . Te teorije nam na fakul­ tetnem študiju v letih 1930 in 1935 nista predavala niti prof. dr. inž. Alojz Krši pri predmetu Tehniška mehanika niti znameniti mojster ojačanega betona dr. inž. Miroslav Kasal. Pač pa nam je to teorijo podal naš izredni profesor inž. Ciril Žnidaršič pri predmetu Vodne zgradbe, in to v sklopu predavanj o fundiranju zgradb (temeljenje zgradb). Ploščo sem obravnaval kot za­ poredje vzporednih ozkih pasov v smeri razpona v dveh variantah: prosto položenih pasov in v varianti obojestransko polnovpetih pasov. Navedeni pasovi tvorijo elastično podlago za ‘‘nosilec na elastični podlagi” v smeri neskončne širine. Računsko širino nosilca na elastični podlagi, označeno z B, sem določil iz pogoja, da tvori površina te širine, pomnožena z S. LAPAJNE: Upogibni momenti v neskončno široki plošči višino enako ploskev, kot jo zajema deformacijska linija glavnega pasu plošče. Za raznos koncentrirane obtežbe je odločilna dvojna karakteristična dolžina "2 '. To karakteristično dolžino pa izračunamo po teoriji nosilca na elastični podlagi s formulo Z = V 4 -E -J -8 . Rezultat je ta, da je upogibni moment na enoto širine plošče, izražen v kg ali kN, premo- sorazmeren obtežbi P, a neodvisen od razpona. Koeficient pa je odvisen od vrste obtežbe (posa­ mezna sila, dve sili v določenem razmiku, enakomerna obtežba) in od ležiščnih pogojev (prosto položena plošča, vpeta plošča). Za ploščo podprto na dveh zidovih ali nosilcih, izvršen račun za 5 različnih obtežb in dve vpetostni varianti: tečajna ležišča in obojestransko polno vpetost. Za konzolno ploščo konstantne debeline so izračunane tri vpetostne variante konstantne debeline in vse tudi za konzolno ploščo s tanšanjem debeline proti zunanjemu robu na dvotretjinsko debelino. Razume se, da je za vse vmesne primere možno v preglednici predložene rezultate interpolirati. Če imamo opravka še z dodatnimi obtežbami po vzdolžni smeri, to pomeni smeri razdelilnega nosilca, moramo obtežbe kombinirati v najneugodnejši vpliv. Prenos glavnih momentov razponske smeri se ravna po zakonu: vpliv razdelilnih momentov pa po zakonu za dušeno nihanje: V2 e~’ c o s^ + Pri tem predstavlja x razmerje oddaljenosti nastopajoče sile do opazovanega prereza, proti karak­ teristični dolžini " 2 " . Zato vsebu­ jejo tabele tudi iznos “2 " . Če računamo plošče po strogi teoriji, dobimo bistveno manjše upogibne momente . zaradi ugod­ nega vpliva zvojnih momentov mx? ( skoraj pol manjše). Pri ploščah iz Vrsta obtežbe in ležiščni pogo ji Širina razdelilnega nosilca B K arak te- ristična dolžina : & U pogibni momenti v sm eri razpona razdelilni +mmax+ m max -mmax 1 sila P v sredini prostopo ložen o 0 ,6 2 5 L 0 ,4 7 8 L 0 ,2 6 2 P 0 0 ,1 9 1 P polno vpeto 0 ,5 0 0 L 0 ,3 2 0 L 0 ,1 9 6 P 0 ,1 9 6 P 0 ,1 6 0 P 2 sili P v razstoju 0 .2 L v sredini prostopoloženo 0 ,6 3 1 L 0 ,561 L 0 ,3 5 6 P 0 0 ,4 4 5 P polno vpeto 0 ,5 1 4 L 0 ,3 7 2 L 0 ,2 1 5 P 0 ,3 2 2 P 0 ,3 6 1 P 2 sili P v razstoju 0 ,3 L v sredini prostopo ložen o 0 ,6 3 6 L 0 ,5 5 2 L 0 ,3 1 7 P 0 0 ,4 3 4 P polno vpeto 0 ,5 2 8 L 0 ,3 6 3 L 0 ,1 6 9 P 0 ,3 1 4 P 0 ,3 4 3 P 2 sili P v razstoju 0 .4 L v sredini prostopoloženo 0 ,6 4 2 L 0 ,5 4 0 L 0 ,2 7 8 P 0 0 ,4 2 0 P polno vpeto 0 ,5 4 4 L 0 ,3 4 8 L 0 ,1 2 9 P 0 ,3 0 2 P 0 ,3 2 0 P E nakom erna ob težba q L prostopoloženo 0 ,6 4 0 L 0 ,4 2 7 L 0 ,1 4 6 q L 0 0 ,1 6 7 q L polno vpeto 0 ,5 3 3 L 0 ,2 7 3 L 0 ,0 7 6 q L 0 ,1 5 3 q L 0 ,1 2 8 q L Preglednica 1: Plošča, položena na dva vzdolžna zidova na razpon L S. LAPAJNE: Upogibni momenti v neskončno široki plošči ojačanega betona pa bi smeli ta ugodni vpliv upoštevati le v primeru, da bi izračunali in vložili tudi posebno armaturo za kritje zvoja. Taka armatura dveh smeri v odklonu 45°, glede na smeri x in y pa praktično ni izvedljiva zaradi premajhne debeline betona in zaradi izvršitvenih komplikacij. Preglednica lahko pride prav tako pri originalnem računanju ojačeno- betonskih zelo širokih mostnih plošč kot pri preverjanju rezultatov, dobljenih na druge načine. Obtežba: 1 sila v robu konzole Širina razdelilnega nosilca B Karakteristična dolžina 2 Upogibni momenti V p etost določena s sosednim poljem razpona n x L s polnovpetim kr. Konzola, enako debela ali po ševno posneta na 2/3 debeline v smeri razpona -mimr. razdelilni v robu +m max Polna vpetost enaka debelina 0,375 L 0 ,774 L -0 ,646 P 0 ,516 P reducirana 2/3 0,375 L 0,571 L -0 ,875 P 0,381 P V petost v sosednjem polju razpona 2 L , vpeto aH 1,5 L tečaj enaka debelina 0 ,450 L 1,023 L -0 ,489 P 0,568 P reducirana 2/3 0 ,450 L 0,755 L -0,663 P 0,419 P V petost v sosednjem po|ju razpona 8 L , vpeto ali 6 L tečaj enaka debelina 0 ,482 L 1,352 L -0 ,370 P 0,701 P reducirana 2/3 0,482 L 0 ,998 L -0,501 P 0,517 P Preglednica 2: Konzolna plošča razpona L, položena na zid in vpeta L I T E R A T U R A - Lapajne: NOSILEC NA ELASTIČNI PODLAGI, Gradbeni Vestnik 1984, št.1 -2, stran 13-18. Iz poročila o delu FGG v letu 1997 Iz poročila o delu FGG v letu 1997: ORGANIZACIJA UPRAVLJANJA IN KADROVSKA STRUKTURA 1. ORGANIZACIJA UPRAVLJANJA M 1.1 SPLOŠNO Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo (v nadaljevanju FGG) v okviru Univerze v Ljubljani opravlja izobraževalno, raziskovalno in strokovno delo na področju gradbeništva in geodezije. Osnovni dejavnosti sta izobraževanje in raziskovanje. Izobraževalno in raziskovalno dejavnost v glavnem financira Republika Slovenija. Izobraževalno, raziskovalno in strokovno delo je razdeljeno na osem področij : • geodezija, • komunalno gospodarstvo in prostorsko planiranje, • materiali in konstrukcije, • operativno gradbeništvo, • promet in prometne gradnje, • hidrotehnika, • gradbena informatika in • osnovi predmeti, uresničuje pa se v osemnajstih pedagoško raziskovalnih enotah (PRE). Oddelek za gradbeništvo ima naslednje PRE: • Katedra za splošno hidrotehniko, • Katedra za mehaniko tekočin z laboratorijem, • Inštitut za zdravstveno hidrotehniko, • Katedra za mehaniko, • Inštitut za konstrukcije, potresno inženirstvo in računalništvo, • Katedra za masivne in lesene konstrukcije, • Katedra za stavbe in konstrukcijske elemente, • Katedra za metalne konstrukcije, • Katedra za mehaniko tal z laboratorijem, • Prometno-tehniški inštitut, • Inštitut za komunalno gospodarstvo, • Katedra za operativno gradbeništvo, • Katedra za osnovne predmete, • Katedra za preskušanje materialov in konstrukcij. Oddelek za geodezijo ima naslednje PRE: • Katedra za nižjo geodezijo, • Katedra za matematično geodezijo in geoinformatiko, • Katedra za fotogrametrijo, kartografijo in fotointerpretacijo in • Katedra za prostorsko planiranje Znotraj oddelka za gradbeništvo deluje še Konstrukcijsko-prometni laboratorij. Iz poročila o delu FGG v letu 1997 1.2 DEKAN IN PRODEKANI FGG prof. dr. Miran Saje, dekan (do 30.9.1997) prof. dr. Jurij Banovec, dekan (od 1 . 10 . 1997) prof. dr. Bojan Majes, prodekan za študijske zadeve doc. dr. Anton Prosen, prodekan za raziskovalno dejavnost (do 30.9.1998) prof. dr. Andrej Pogačnik, prodekan za raziskovalno dejavnost (od 1.10.1997) doc. dr. Janez Reflak, prodekan za gospodarske zadeve prof. dr. Hinko Šolinc, prodekan za študentske zadeve (do 30.9.1997) doc. dr. Božo Koler, prodekan za študentske zadeve (od 1.10.1997) 1.3 SENAT FAKULTETE Senat je najvišji strokovni organ FGG. Sestavljajo ga redni profesorji FGG, ki so v delovnem razmerju s polnim delovnim časom, in izvoljeni predstavniki tistih pedagoško- raziskovalnih enot, ki nimajo rednih profesorjev. Seje senata sklicuje in vodi dekan fakultete 1.4 UPRAVNI ODBOR FAKULTETE FGG ima upravni odbor, ki odloča o zadevah materialne narave in skrbi za nemoteno poslovanje fakultete v primeru, ko le-ta nastopa v pravnem prometu v svojem imenu in za svoj račun. V skladu s pooblastili odloča upravni odbor tudi v zadevah iz nacionalnega programa visokega šolstva. Upravni odbor vodi dekan fakultete, člani pa so prodekan za študijske zadeve v funkciji predstojnika za gradbeništvo, prodekan za raziskovalno dejavnost, prodekan za gospodarske zadeve, prodekan za študentske zadeve, predstojnik oddelka za geodezijo in tajnik FGG. 2. KADROVSKA STRUKTURA 2.1 SEZNAM ZAPOSLENIH PO PEDAGOŠKO RAZISKOVALNIH ENOTAH 2.1.1 ODDELEK ZA GRADBENIŠTVO 2.1.1.1 Katedra za splošno hidrotehniko-(KSH) prof. dr. Mitja Brilly, dipl. inž. gradb., predstojnik doc. dr. Matjaž Mikoš, dipl. inž. gradb., namestnik predstojnika mag. Mario Krzyk, dipl. inž. gradb., strokovno-raziskovalni sodelavec Mojca Šraj, dipl. inž. gradb., strokovna sodelavka Gregor Petkovšek, dipl. inž. gradb., strokovno-raziskovalni sodelavec (od 1.12.1997) Mojca Spazzapan, dipl. inž. elektr., raziskovalna sodelavka (od 1.7.1997) 2.1.1.2 Katedra za mehaniko tekočin z laboratorijem (KMTek) prof. dr. Rudi Rajar, dipl. inž. gradb., predstojnik doc. dr. Franci Steinman, dipl. inž. gradb., namestnik predstojnika in predstojnik interdisciplinarnega podiplomskega študija hidrotehnike in zaščite voda (do 1.10.1997, od 1.11.1997dalje 1/3 delovni čas) doc. dr. Matjaž Četina, dipl. inž. gradb., namestnik predstojnika in predstojnik interdisciplinarnega podiplomskega študija hidrotehnike in zaščite voda (od 1.10.1997) dr. Andrej Širca, dipl. inž. gradb., strokovni sodelavec (1/3 delovni čas) Iz poročila o delu FGG v letu 1997 izr. prof. dr. Aleš Krainer, dipl. inž. arh., namestnik predstojnika asist. dr. Živa Kristl, dipl. inž. arh. mag. Miha Tomšič, dipl. inž. gradb., asistent raziskovalec Boštjan Furlan, dipl. inž. gradb. mladi raziskovalec Mateja Trobec Lah, dipl. inž. gradb. mlada raziskovalka Rudi Perdan, laborant 2.1.1.8 Katedra za metalne konstrukc ije (KMK) izr. prof. dr. Darko Beg, dipl. inž. gradb., predstojnik prof. dr. Jure Banovec, dipl. inž. gradb., namestnik predstojnika dr. Jože Korelc, dipl. inž. gradb. mag. Aleš Krajnc, dipl. inž. gradb., stažist raziskovalec 2.1.1.9 Katedra za mehaniko tal z laboratorijem (KMTal) prof. dr. Silvan Vidmar, dipl. inž. gradb., predstojnik (do 30.9.1997) izr. prof dr. Bojan Majes, dipl. inž. gradb., predstojnik (od 1.10.1997) viš. pred. mag. Ana Marija Gaberc, dipl. inž. gradb., namestnica predstojnika (od 1.10.1997) asist. mag. Janko Logar, dipl. inž. gradb. asist. mag. Boštjan Pulko, dipl. inž. gradb., stažist asistent Mojca Bavdaž, inž. gradb., strokovna sodelavka Aliki Kalagasidu, dipl. inž. gradb., strokovna sodelavka Miran Merc, laborant 2.1.1.10 Prom etno-tehniški inš titu t (PTI) prof, dr. Tomaž Kastelic, dipl. inž. gradb., predstojnik doc. dr. Alojz Juvane, dipl. inž. gradb. doc. dr. Marijan Žura, dipl. inž. gradb. doc. dr. Niko Čertanc, dipl. inž. gradb. doc. dr.TomaŽ Maher, dipl. inž. gradb. Asist. mag. Peter Lipar, dipl. inž. gradb. mag. Dušan Fajfar, dipl. inž. mat., strokovni sodelavec mag. Bojan Strah, dipl inž. gradb., strokovni sodelavec Robert Rijavec, dipl. Inž. gradb., stažist raziskovalec prof. dr. Bogdan Zgonc, dipl. inž. gradb. (1/3 delovni čas) prof. dr. Janez Žmavc, dipl. inž. gradb. (1/3 delovni čas) Jurij Velkavrh, sodelavec (od 1.11.1997) 2.1.1.11 Inštitu t za komunalno gospodarstvo (IKG) prof. dr. Albin Rakar, dipl. geod. kom. inž., predstojnik viš. pred. dr Maruška Šubic Kovač, dipl. inž. gradb. Zoran Marinkovič, dipl. inž. gradb., stažist (od 1.11.1997) 2.1.1.12 Katedra za operativno gradben ištvo (KOG) doc. dr, Dušan Zupančič, dipl. inž. gradb., predstojnik mag. Slobodan Bošnjak, dipl. inž. gradb., višji predavatelj Iz poročila o delu FGG v letu 1997 Petra Nagode, dipl. inž. gradb., asistent Aleksander Srdić, dipl. inž. gradb., stažist raziskovalec 2.1.1.13 Katedra za osnovne predmete (KOP) doc. dr. Žiga Turk, dipl. inž. gradb., predstojnik izr. prof. dr. Hinko Soline, dipl. inž. fiz. izr. prof dr. Jože Peternelj, dipl. inž. fiz. doc. dr. Vito Lampret, prof. mat. in fiz. doc. dr. Aleš Založnik, dipl. inž. mat. asist. dr. Zvonko Jagličić, dipl. inž. fiz. pred. Božidar Bučar, prof. telesno kulturne stroke viš. pred. mag. Mitja Lakner, dipl. Inž. mat. asist. mag. Marjeta Škapin - Rugelj, dipl. inž. mat. Zdene Breška, prof fiz. in mat., strokovni sodelavec Marjeta Kramar, dipl. inž. mat., stažistka raziskovalka 2.1.1.14 Katedra za preskušanje m ateria lov in konstrukcij doc. dr. Roko Žarnic, dipl. inž. gradb, predstojnik asist. dr. Violeta Bokan Bosiljkov, dipl. inž. gradb., namestnica predstojnika asist. mag. Samo Gostič, dipl. Inž. gradb., stažist raziskovalec asist. mag. Vlatko Bosiljkov, dipl. inž. gradb., stažist raziskovalec Bruno Dujič, dipl. inž. gradb., stažist asistent Franci Čepon, laborant 2.1.2 ODDELEK ZA GEODEZIJO 2.1.2.1 Katedra za geodezijo (KG) dr. Florjan Vodopivec, dipl. inž. geod., predstojnik prof. dr. Dušan Kogoj, dipl. inž geod. doc. dr. Božo Koler, dipl. inž. geod. doc. dr. Aleš Breznikar, dipl. inž. geod. viš. pred. mag. Vesna Ježovnik, dipl. geod. kom. inž. asist. mag. Simona Savšek-Sefič. dipl. inž. geod., stažistka raziskovalka asist. mag. Marjan Čeh, dipl. inž geod., stažist raziskovalec asist. Darko Trlep, dipl. inž geod. (1/3 delovni čas) asist. Jakob Bitenc, dipl. inž. geod. (1/3 delovni čas) dr. Milivoj Vulič, dipl. inž geod., strokovni sodelavec (od 10.3.97) Dušan Petrovič, dipl. inž. elektrotehnike in inž. geod., stažist raziskovalec Janez Goršič, inž. geod., laborant Milan Pajer, laborant Bojan Stegenšek, laborant 2.1.2.2 Katedra za fo togram etrijo in kartogra fijo (KFK) izr. prof. dr. Branko Rojc, mag. Kartografije, predstojnik viš. pred. mag. Dalibor Radovan, dipl inž. geod. (1/3 delovni čas) Dejan Grigillo, inž. geod., laborant 2.1.2.3 Katedra za matematično geodezijo in geo-in form atiko (KMGG) doc. dr Radoš Šumrada, dipl. inž. geod., predstojnik Iz poročila o delu FGG v letu 1997 asist. dr. Miran Ferlan, dipl. inž. geod., namestnik predstojnika doc. dr. Bojan Stopar, dipl. inž. geod. višji pred. mag. Samo Drobne, dipl. Inž. geod. asist. dr. Miran Kuhar, dipl. inž. geod. 2.1.2.4 Katedra za prostorsko p lan iran je (KPP) prof. dr. Andrej Pogačnik, dipl. inž. arh., predstojnik doc. dr. Anton Prosen, dipl. geod. kom. inž. asist. mag. Alma Zavodnik, dipl. inž. arh. (od 1.10.1997) asist. mag. lika Čerpes, dipl. inž. arh. (do 31.4.1997) stažist - asist. Mojca Foški, dipl. inž. geod. (od 15.12.1996) Konstanca Soss, inž. tekst, obl., laborantka " 2.1.3 KONSTRUKCIJSKO PROMETNI LABORATORIJ doc. dr. Roko Žarnic, dipl. inž. gradb., predstojnik doc. dr. Franc Saje, dipl. inž. gradb.. predsednik kolegija laboratorija 2.1.4 TAJNIŠTVO FAKULTETE Nada Jamnik, dipl. Pravn., tajnica fakultete Marija Zemljič, referentka za kadrovske zadeve Lidija Košak, tajnica vodstva 2.1.5 KNJIŽNICA Dragica Matajdl, dipl. pedagoginja, vodja knjižnice Aleksander Ditrich, višji knjižničar Barbara Šivec, višja knjižničarka Jelka Rovanšek, inž. strojn. 2.1.6 ŠTUDENTSKI REFERAT Frida Vlaj Kernjak, vodja študentskega referata Janja Ribič, referentka za študijske in študentske zadeve (odd. za gradbeništvo) Tanja Jesih, referentka za študijske in študentske zadeve (odd. za geodezijo) 2.1.7 STROKOVNI IN TEHNIČNI SOVELAVCI Ivan Dermastja, laborant Romana Hudin, dipl. anglistka in nemcistka, strokovna sodelavka na konstrukcijski smeri Jože Jeraj, tehnični sodelavec, laborant na hidrotehnični smeri Jožica Škerjanc, administrativno tehnična sodelavka na hidrotehnični smeri Nada Zuccato, pisarniška referentka na prometni smeri Marija Zega Deželak, administrativno tehnična sodelavka na HS in knjižničarka 2.1.8 RAČUNOVODSTVO Jožica Trampuš, vodja računovodstva Rozi Hribar Sonja Karakaš Urška Dolžan Marjan Kuret, ekonomat m ar j an TßTRILLV dipl. inž. grcidb. fledavno je i s naših vrst odšel gradbenik, ki je svoje življenje in vse svoje moči dal gradbeništvu. M arjan B r i l l y je bil rojen I . I I . I Q I 3 v Kranju. M aturira l je leta I Q 3 2 na državni realni gimnaziji v K ra nju , leta I Q 3 8 pa je diplomiral iz področja vodnih gradenj na gradbenem odseku ‘Tehnične fakultete v Ljubljani . P o končanem šolanju je odslužil vojaški rok v šoli za rezervne inženirske oficirje v Sabcu. f la fakulteti se je udejstvoval v naprednih akademskih društvih in bil zaradi tega tudi aretiran. M ed nemško okupacijo je od samega začetka sodeloval z osvobodilno fronto. Marca I Q /4 3 je postal član mestnega odbora O f v Kranju, flvgusta istega leta je bila organizacija izdana, Marjan Bri l ly pa aretiran in zaprt v Begunjah. Decembra so ga odpeljali v taborišče Peichenau pri Innsbrucku in od tam na prisilno delo v neko gradbeno podjetje v Innsbrucku. Med zračnim napadom na mesto, marca I Q 4 - 5 , mu je uspelo pobegniti in se je priključil partizanom. februarja I Q 4 Ö je dobil nalogo, da organizira gradbeno enoto ljubljanskega okrožja v Kranju (kasnejši sgv P P O j C K T K ra n j) . V Kranju se je vključil v politično in družbeno življenje. Postal je član mestnega odbora O f in bil v začetku leta I Q4-7 izvoljen za predsednika mestnega in m cm ok nun ljudskega odbora. Jeseni I Q^47 je bil po službeni dolžnosti premeščen v Ljubljano. Tudi 'tam je deloval v polit ičnih, družbenih in strokovnih organizacijah. Ißil je član komisije M L O za gospodarski plan in finance, predsednik sveta za urbanizem O L O Ljubljana, član univerzitetnega sveta in predsednik njegove komisije za gospodarstvo. O d ustanovitve Društva gradbenih inženirjev in tehnikov Sloveni je ( I Q 5 I ) pa do odhoda v Ißeograd, je bil njegov predsednik in pozneje častni član društva. V začetku / ( p 5 7 je bil premeščen v Ißeograd, v Z v e z n i Izvršni svet, junija I 958 pa je bil izvoljen za generalnega sekretarja Z v ez n e gradbene zbornice. P o spojitvi vseh zbornic v osrednjo Zvezno gospodarsko zbornico, ga je Z v e z n i izvršni svet z odločbo imenoval za predsednika sekcije za gradbeništvo; v začetku leta I QÖ3 pa je bil izvoljen za sekretarja Sveta za gradbeništvo pri Z v e z n i gospodarski zbornici in opravljal to funkcijo do leta I 0 6 8 , ko je zapustil Ißeograd. Tudi v obdobju službovanja v “Beogradu je imel vidne funkcije v političnih in družbenih organizacijah. “B i l je član Upravnega odbora Jugoslovanske investicijske banke, predsednik sveta Jugoslovanskega centra za tehnično in znanstveno dokumentacijo, član in predsednik redakcijskega odbora raznih strokovnih časopisov. Z v ez n a skupščina ga je I Q5Q imenovala za občasnega sodnika Vrhovnega gospodarskega sodišča. J u l i j a I QÖ7 ga je Zvezna skupščina izvolila za člana Zveznega sveta za izobraževanje in kulturo. B i l je tudi član mešane jugoslovansko-romunske komisije za graditev hidroenergetskega plovnega sistema Djerdap. V e s čas je bil aktiven tudi pri Z v e z i gradbenih inženirjev in tehnikov ter v Z v e z i inženirjev in tehnikov Jugoslavije, kjer je bil izvoljen za častnega člana. Vo povratku v Ljubljano je bil zlasti aktiven pri delu v gospodarski zbornici S loveni je ; bil je predsednik S veta za gradbeništvo, član Upravnega odbora zbornice, član skupščine Zvezne gospodarske zbornice in predsednik odbora za napredek v tej zbornici. V letih I Q Ö 8 - 7 0 je bil direktor sektorja za inozemstvo v J J V Z C H V l I K f l . O d I 0 7 0 - 7 5 je deloval kot šef predstavništva gospodarske zbornice Jugoslavije v L ib i j i , nato pa v gospodarski zbornici Slovenije kot svetovalec predsedstva zbornice. Ves čas svojega službovanja se je stalno strokovno izobraževal. Jeseni I Q5Q je bil na dvomesečnem študijskem potovanju v Z D J l ( stanovanjska graditev). lPostal je redni član L I S G C (American Society of Qivil engineers) . Z odhodom Warjana Tßrillyja smo izgubili odličnega strokovnjaka za upravne in organizacijske probleme v gradbeništvu. Izgubili smo tudi dobrega kolega, tovariša in prijatelja. Ißil je vedno dostopen in prijazen, ne glede na visoke položaje, ki j ih je v svoji bogati karieri zavzemal. Vedno je našel dobro in ljubeznivo besedo za vsakogar , ki je imel z njim opravka, bodisi delavca ah inženirja. V svojih sodbah in odločitvah je bil vedno objektiven in pravičen. S k ra tk a , pošten človek, kakršnih v današnjem času ne srečujemo pogosto. Voznali smo ga tudi kot vzornega soproga in očeta. Deloval je nesebično, z ljubeznijo do stroke in z velikim čutom odgovornosti do družbe, v kateri je ž ivel . Z a to nam bo ostal v lepem spominu in kot vzornik generacijam , ki prihajajo. m tm : ;■ : Letos poleti, dne 7 - avgusta I Q Q 8 , je umrl v starosti BQ let prof. Janko Skete l j , redni univerzitetni profesor in predstojnik Instituta za zdravstveno hidrotehniko na Hidrotehnični smeri Fakultete za gradbeništvo in geodezijo v Ljubljani. ■ ofesov Skete l j se je rodil 5 . Septembra I QOQ v 'Trstu. Leta I Q 2 7 je končal gimnazijo v L jubljani in se nato vpisal na gradbeno smer tehniške fakultete v Ljubljani , kjer je diplomiral leta I Q j 6 . Jeseni leta I Q U I je nastopil mesto asistenta v Institutu za vodne zgradbe Ljubljanske univerze. Med vojno je aktivno sodeloval v vrstah Osvobodilne fronte. Takoj po osvoboditvi je prevzel mesto vodje odseka na tedanjem ministrstvu za industrijo. Leta I Q ^ t Ö je bil imenovan za docenta na gradbenem oddelku tehniške fakultete, marca I Q 5 3 za izrednega in decembra I Q O I ćTCI rednega profesorja za predmete Vodovod, Kanalizacijo in Giščenje pitne in odpadne vode. Via tem mestu in kot predstojnik Inštituta za zdravstveno hidrotehniko - I Z r f , ki ga je ustanovil že leta I Q 4 Ö , je deloval vse do upokojitve leta IQ7Q- Vrofešbr Sketelj je uspel ž e o b ustanovitvi I T I f uveljaviti interdisciplinarni pristop pri reševanju nalog zdravstvene hidrotehnike, tako da je s tem hitro prerasla v mnogo širši okvir inženirstva za zaščito voda. T visokim strokovnim znanjem, disciplino in samoodrekanjem se mu je posrečilo novoustanovljeni inštitut opremiti s takrat najsodobnejšimi m m c r no m n m . \ . ■ , .. aparaturami. Z a razvoj instituta je značilno tudi, da so bile pod vodstvom prof. Sket l ja konstruirane in izvedene številne specialne aparature, kot npr. Wanburngova aparatura, ombrografi za registriranje nalivov s kratkim trajanjem, aparatura za ugotavljanje nivojnic pri precejanju vode na temelju elektrohidrodinamične podobnosti, idr. Spemljal je tuje raziskovalno delo in razvijal ter prenašal takrat z a . naše razmere novo in nam prirejeno metodologijo v raziskovalnem delu in v inženirsko prakso. Hkrati pa je ustvarjal tudi izvirno slovensko terminologijo na tem področju. V večdesetletnem delu na inštitutu za zdravstveno hidrotehniko so nastala v avtorstvu prof. S ket l ja številna znanstvena in strokovna dela, ki obravnavajo vrednotenje padavinskih podatkov, metode za dimenzioniranje vodovodnih in kanalizacijskih omrežij, preiskave odtočnih koef icientov. kakovost odpadne vode in drugo. Zelo pomembo je pionirsko delo pod vodstvom prof. Sketlja pri preiskavah stanja kakovosti slovenskih voda. S prof.dr. 'Rejcem in prof.dr. Modicem ter drugimi sodelavci je vodil in opravil prve kakovostne in količinske preiskave vseh pomembnejših rek (Mure, ( D r a v e , Krke, Save, Soče idr.) v naši državi, in tudi Blejskega jezera. Te raziskave, ki jih je izvedel že leta IQ57- so bile kakovostna podlaga za kasnejšo uspešno sanacijo Blejskega jezera z natego. B i l je tudi član slovenske oz. jugoslovansko - avstrijske komisije za 'M uro ter več domačih in mednarodnih strokovnih organizacij. Z a svoje znanstveno delo je prejel (Prešernovo nagrado in skupinsko nagrado Borisa Kidriča. Svoja spoznanja s tega področja je prenašal širšemu strokovnemu avditoriju na domačih in mednarodnih, kongresih. in mcm o k n ■ Vlazadnje. vendar ne najmanj pomembno pa je njegovo pedagoško delo, saj je bil dolgoletni učitelj pri predmetih Vodovod, Kanalizacija, Giščenje v pitne vode in Giščenje odpadne vode. Idil je tudi mentor senilnim diplomantom na zdravstveno — hidrotenični smeri Fakultete za arhitekturo, gradbeništvo in geodezijo. Prof. S k e t l ja se bomo spominjali kot učitelja in raziskovalca, ki je položil temelje slovenski zdravstveni hidrotehniki in nam s tem omogočil reševanje današnjih najbolj zapletenih problemov s tega področja. V imenu sodelavcev I Z H Jož e Panjan prof. dr. SKmnTUKK Ko se mu je po lažji obliki kapi zdravje že v veliki meri povrnilo, je dne 3 0 . julija • I QQ8 dr. inž. Srd a n Turk, redni profesor za področji masivnih in lesenih konstrukcij na fakulteti za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani nepričakovano umrl. Profesor Srd a n 'Turk je bil rojen 2 Ö. apri la , I Q2 0 v Ljubljani . P o končani gimnaziji se je leta I Q3 8 vpisal na gradbeni oddelek Tehniške fakultete Univerze v Ljubljani . Idled vojno je bil začasno interniran v §onars , vendar je kljub temu leta I 9 ^ 4 diplomiral. O d diplome do leta I Q3-Ö, ko je postal asistent na Inštitutu za gradbeno mehaniko na Oddelku za gradbeništvo in geodezijo 'Tehniške fakultete, je bil zaposlen pri Mestnem vodovodu v Ljubljani. Leta I Q4Q je bil imenovan za docenta za predmete: Lesene inženirske konstrukcije z mostovi, Masivne inženirske konstrukcije ter Masivni in jekleni mostovi. Leta / 9 5 4 je na Tehniški visoki šoli v Ljubljani doktoriral, leta I Q 5 8 je bil izvoljen za izrednega, leta I QÔ t- pa za. rednega profesorja s področja masivnih in lesenih konstrukcij. B az en nekaj let pred upokojitvijo je bil ves Čas predstojnik Katedre za masivne in lesene konstrukcije na [gradbenem oddelku. Poleg tega je opravljal tudi različne druge vodstvene funkcije na fakulteti in zunaj nje. T e lo tvorno je sodeloval pri pripravi tehničnih predpisov s področja lesenih in betonskih konstrukcij. ‘B i l je član mnogih strokovnih komisij in ž ir i j . Kot strokovni svetnik je sodeloval pri snovanju in izvajanju prvih prednapetih betonskih mostov v S lo v e n i j i . Kudi po letu I Q 8 7 ; ko se je upokojil, je aktivno sodeloval pri raziskavah katedre s področja steklenih kompozitnih vlaken in teologije betona. Ves čas upokojitve je vsaj enkrat mesečno prihajal na fakulteto in z vsakim posebej prijazno poklepetal. Ge je le mogel, je rad prišel tudi na družabna srečanja katedre. Profesor 'Turk je bil učitelj številnih generacij gradbenih inženirjev. Bjegovi študentje smo ga poznali kot zelo urejenega in umirjenega učitelja, ki se je kot velik mislec in mojster teorije reševanja problemov vedno loteval sistematično. Izjemno nazorna in sistematična predavanja so bila odsev njegove bistrine duha in urejenosti misli. ‘B i l je mentor več kot 2 5 0 diplomantom, več magistrom in doktorjem znanosti. Sodeloval je v številnih komisijah za oceno in zagovor magistrskih nalog in doktorskih disertacij na ljubljanski in zagrebški univerzi, f lapisal je vrsto učbenikov, s katerimi je študentom bistveno olajšal študij, uporabljali pa so jih tudi v praksi. Kot izvrsten teoretik je profesor Turk raziskovalno deloval na različnih področjih. V okviru priprave jugoslovanskih tehničnih predpisov za lesene konstrukcije je obdelal račun sestavljenih lesenih nosilcev. “R a z v i l je izvirni postopek dimenzioniranja neannivanih in armiranih betonskih stebrov, izboljšal račun prečne armature betonskih nosilcev in teoretično obdelal bočno stabilnost lokov. Precejšen del svojih raziskav je namenil prognoziranju in projektiranju marke betona. C no izmed njemu najljubših področij raziskav pa je bila reologija betona. T e zelo zgodaj je predlagal cepitev viskoznih deformacij zaradi lezenja betona na njihov aktivni in pasivni del. Predmet njegovih zadnjih raziskav, pa so bili kompozitni materiali iz steklenih vlaken in umetnih smol, ki so zelo uporabni za prednapenjanje betonskih konstrukcij v agresivnih okoljih. in m cm oki um T referati je aktivno sodeloval na številnih jugoslovanskih, slovenskih in mednarodnih strokovnih kongresih in posvetovanjih. V strokovnih revijah je objavil več izvirnih prispevkov. Tri svoje zamisli oziroma ideje je tudi patentiral. 18 il je aktiven član številnih slovenskih in jugoslovanskih strokovnih društev ter Mednarodnega združenja za mostove in konstrukcije. Vrsto let je sodeloval v tehniški sekciji Terminološke komisije Slovenske akademije znanosti in umetnosti. T a svoje delo je prof. Turk prejel več priznanj in odlikovanj. 13i l je častni član T v e z e inženirjev in arhitektov Jugoslavije ( I Q 8 4 ) in zaslužni član T)ruštva jugoslovanskih laboratorijev za raziskavo materiala in konstrukcij ( I Q~J3 ) ■ Hjegovi študentje in sodelavci ga bomo ohranili v spominu kot zavzetega iskalca novih spoznanj in redoljubnega ter dobrohotnega človeka. lože 'IPanjan 1000 LJUBLJANA, GREGORČIČEVA 25A • 061/126 32 19 • FAX 061/218 646 Cenjeni poslovni partnerji! Nudimo vam kvalitetne in hitre usluge stavljenja, preloma, ofsetnega tiska, knjigotiska in različne vezave. Obiščite nas in se prepričajte! Nudimo kvalitetne izdelke po konkurenčnih cenah. Izdelujem o vse vrste fotokopij in vezav.