GRADBENI VESTNIK m aj 2 0 0 7 DRUS' IJE GR, IN TEHNIKOV SLOVENIJE RSKE ZBORNICE SLOVENI Izdajatelj: Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije (ZDGITS), Leskoškova 9e, 1000 Ljubljana telefon 01 52 40 200; faks 01 52 40 199 v sodelovanju z Matično sekcijo gradbenih inženirjev Inženirske zbornice Slovenije (MSG IZS), ob podpori Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani in Zavoda za gradbeništvo Slovenije Izdajateljski svet: ZDGITS: mag. Andrej Kerin izr. prof. dr. Matjaž Mikoš Jakob Presečnik MSG IZS: Gorazd Humar mag. Črtomir Remec doc. dr. Branko Zadnik FGG Ljubljana: doc. dr. Marijan Žura FG Maribor: Milan Kuhta ZAG: prof. dr. Miha Tomaževič Glavni in odgovorni urednik: prof. dr. Janez Duhovnik Sodelavec pri MSG IZS: Jan Kristjan Juteršek Lektorica: Alenka Raič Blažič Lektorica angleških povzetkov: Darja Okorn Tajnica: Anka Holobar Oblikovalska zasnova: Mateja Goršič Tehnično urejanje, prelom in tisk: Kočevski tisk Naklada: 3 0 0 0 izvodov Podatki o objavah v reviji so navedeni v bibliografskih bazah COBISS in ICONDA (The Int. Construction Database) ter na httD://www.zveza-daits.si. Letno izide 12 številk. Letna naročnina za individualne naročnike znaša 22,95 EUR; za študente in upokojence 9,18 EUR; za družbe, ustanove in samostojne podjetnike 169,79 EUR za en izvod revije; za naročnike iz tujine 80,00 EUR. V ceni je vštet DDV. Poslovni račun ZDGITS pri NLB Ljubljana: SI56 0201 7001 5398 955 Gradbeni vestnik GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE in MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV INŽENIRSKE ZBORNICE SLOVENIJE UDK-UDC 0 5 :6 2 5 ; ISSN 0017-2774 Ljubljana, maj 2 0 0 7 , letnik 5 6 , str. 113-140 Navodila avtorjem za pripravo člankov in drugih prispevkov • Uredništvo sprejema v objavo znanstvene in strokovne članke s področja gradbeništva in druge prispevke, pomembne in zanimive za gradbeno stroko. • Znanstvene in strokovne članke pred objavo pregleda najmanj en anonimen recenzent, ki ga določi glavni in odgovorni urednik. / • Besedilo prispevkov mora biti napisano v slovenščini. • Besedilo mora biti izpisano z znaki velikosti 12 pik z dvojnim presledkom med vrsticami. • Prispevki morajo imeti naslov, imena in priimke avtorjev ter besedilo prispevka. • Besedilo člankov mora obvezno imeti: naslov članka v slovenščini (velike črke); naslov članka v angleščini (velike črke); oznako ali je članek strokoven ali znanstven; nazive, imena in priimke avtorjev ter njihove naslove; naslov POVZETEK in povzetek v slovenščini; naslov SUMMARY, in povzetek v angleščini; naslov UVOD in besedilo uvoda; naslov naslednjega poglavja (velike črke) in besedilo poglavja; naslov razdelka in besedilo razdelka (neobvezno);..., naslov SKLEP in bese­ dilo sklepa; naslov ZAHVALA in besedilo zahvale (neobvezno); naslov LITERATURA in seznam lite­ rature; naslov DODATEK in besedilo dodatka (neobvezno). Če je dodatkov več, so dodatki ozna­ čeni še z A, B, C, itn. • Poglavja in razdelki so lahko oštevilčeni. • Slike, preglednice in fotografije morajo biti omenjene v besedilu prispevka, oštevilčene in oprem­ ljene s podnapisi, ki pojasnjujejo njihovo vsebino. Vse slike in fotografije v elektronski obliki (slike v običajnih vektorskih grafičnih formatih, fotografije v formatih .tif ali .jpg visoke ločljivosti) morajo biti v posebnih datotekah, običajne fotografije pa priložene. • Enačbe morajo biti na desnem robu označene z zaporedno številko v okroglem oklepaju. • Kot decimalno ločilo je treba uporabiti vejico. • Uporabljena in citirana dela morajo biti navedena med besedilom prispevka z oznako v obliki: (priimek prvega avtorja, leto objave). V istem letu objavljena dela istega avtorja morajo biti označe­ na še z oznakami a, b, c, itn. • V poglavju LITERATURA so uporabljena in citirana dela opisana z naslednjimi podatki: priimek, ime prvega avtorja (lahko okrajšano), priimki in imena drugih avtorjev, naslov dela, način objave, leto objave. • Način objaveje opisan s podatki: knjige: založba; revije: ime revije, založba, letnik, številka, strani od do; zborniki: naziv sestanka, organizator, kraj in datum sestanka, strani od do; raziskovalna poročila: vrsta poročila, naročnik, oznaka pogodbe; zadruge vrste virov: kratek opis, npr. v zaseb­ nem pogovoru. • Prispevke je treba poslati glavnemu in odgovornemu uredniku prof. dr. Janezu Duhovniku na naslov: FGG, Jamova 2 ,1000 LJUBLJANA oz. janez.duhovnik@fgg.uni-lj.si. V spremnem dopisu mora avtor članka napisati, kakšna je po njegovem mnenju vsebina članka (pretežno znanstvena, pretežno strokovna) oziroma za katero rubriko je po njegovem mnenju prispevek primeren. Pri­ spevke je treba poslati v enem izvodu na papirju in v elektronski obliki v formatu MS WORD in v 8. točki določenih grafičnih formatih. Uredništvo Vsebina • Contents Jubilej stran 113 Franc Čačovič osem desetletnik Članki • Papers stran 114 mag. Leon Gosar, univ. dipl. inž. grad., Gašper Rak, univ. dipl. inž. VKI, prof. dr. Franci Steinman, univ. dipl. inž. grad., doc. dr. Primož Banovec, univ. dipl. inž. grad. S TEHNOLOGIJO UDAR ZAJETA TOPOGRAFIJA V HIDRAVLIČNIH ANALIZAH VODOTOKOV USING UDAR DATA IN OPEN CHANNEL HYDRAULIC ANALYSIS stran 124 Primož Može, univ. dipl. inž. grad., doc. dr. Jože Lopatic, univ. dipl. inž. grad., prof. dr. Darko Beg, univ. dipl. inž. grad. PROJEKTNA NOSILNOST OSLABLJENIH PREREZOV ELEMENTOV IZ JEKEL VISOKE TRDNOSTI DESIGN NET CROSS-SECTION RESISTANCE OF ELEMENTS MADE OF HIGH STRENGTH STEEL stran 135 Đorđe Obradović, univ. dipl. inž. grad. REKONSTRUKCIJA OSNOVNE ŠOLE IVAN CANKAR V LJUTOMERU RECONSTRUCTION OF IVAN CANKAR ELEMENTARY SCHOOL IN LJUTOMER Novi diplom anti gradbeništva JanK.Juteršek, univ. dipl. inž. grad. Vabilo 8. dan jeklenih konstrukcij Koledar prireditev JanK.Juteršek,univ. dipl. inž. grad. Slika na naslovnici: Preskus jeklenega spoja z enim vijakom v laboratoriju FGG, foto Primož Može JUBILEJ FRANC CACOVIC OSEMDESETLETNIK Franc Čačovič, univerzitni diplomirani inženir gradbeništva, te dni praznuje osemdeseti rojstni dan. Rojen je bil 28. maja 1927 v Mur­ ski Soboti, kjer je leta 1946 tudi končal sred­ njo šolo. Izhajajoč iz zidarske družine, seje že od mladih nog zanimal za gradbeništvo. Da bi se naučil več, se je po končani srednji šoli odpravil v Ljubljano študirat gradbeništvo in se vpisal na tedanjo Tehniško fakulteto. Ker se je moral preživljati sam, je kot obetaven študent že kmalu na začetku študija postal provizorni asistent na oddelku za tehnično mehaniko, po treh letih študija pa se je za polovični čas zaposlil na takrat novo ustanov­ ljenemu Gradbenemu inštitutu, kasnejšemu Zavodu za raziskavo materiala in konstrukcij, kjer se je še pred diplomo leta 1952 tudi redno zaposlil. Študij na konstrukcijskem od­ delku Tehniške fakultete je uspešno zaključil in diplomiral leta 1953. Leta 1963 je, kot eden redkih slovenskih gradbenikov tisti čas, za deset mesecev odšel na specializacijo v ZDA. Strokovni izzivi, ki jih je pred gradbeniško stroko postavil potres v Skopju leta 1963, so ga vodili, da si je nova znanja pridobil predvsem na področjih dina­ mike in modelnih preiskav konstrukcij. Po vrnitvi iz ZDA leta 1964 je postal vodja od­ delka za masivne konstrukcije in modele in skupaj s kolegi, še posebej s takratnim di­ rektorjem ZRMK prof. Turnškom, raziskoval predvsem obnašanje zidanih konstrukcij pri potresni obtežbi in razvijal metode za njihovo protipotresno utrditev. Takratna skupina je na tem področju orala ledino v svetovnem merilu. Članek, objavljen leta 1971, v katerem sta prof. Turnšek in inž. Čačovič objavila, kako računati strižno odpornost zidov, je eno te­ meljnih del, ki ga na tem področju še vedno citirajo vsi raziskovalci. V sedemdestih letih je inž. Čačovič za štiri leta zapustil ZRMK in deloval v Razvojnem centru GIPOSS-a, pozneje pa se je za nekaj let kot glavni direktor spet vrnil na Zavod. Močno razvita, včasih že groba in sebična tozdovska samostojnost na eni ter mehak značaj in po­ štenost glavnega direktorja, povezovalnega elementa, na drugi strani, pa ni rodila omem­ be vrednih uspehov, zato je naš slavljenec leta 1980 odšel na Splošno združenje grad­ beništva in IGM, kjer je vse do upokojitve opravljal funkcije tajnika komisije za grad­ beno operativo, tajnika komisije za razvoj, komisije za vodno gospodarstvo, obenem pa tudi funkcijo namestnika sekretarja združenja. Inž. Čačovič se je ves čas z veliko zagna­ nostjo posvečal tudi stanovski organizaciji, tako Zvezi inženirjev in tehnikov Slovenije kot tudi Zvezi društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije, ki ji je nekaj let tudi pred­ sedoval. Za dolgoletno predano in uspešno delo ga je ZDGIT imenovala za svojega čast­ nega člana. Ne nazadnje pa se ga gradbeniki, vsaj bralci in tisti, ki pišemo prispevke za Gradbeni vestnik, spominjamo tudi kot dolgo­ letnega člana uredniškega odbora in v letih 1988 do 1999 glavnega in odgovornega urednika Gradbenega vestnika. Inž. Čačoviču gre zasluga, da je Gradbeni vestnik uspešno prestal čase hude krize, ki jo je ob razpadu Jugoslavije in začetku tranzicije preživljalo slovensko gradbeništvo. Ko sem jeseni leta 1967 kot začetnik z di­ plomo v žepu prišel na ZRMK, sem pristal v oddelku, ki ga je vodil inž. Čačovič. Imel sem veliko srečo, da sem imel že na začetku ka­ riere učitelja, kije znal vzbuditi zanimanje za raziskovalno delo in pokazati, kako stro­ kovne odločitve niso odvisne le od praktičnih izkušenj, pač pa tudi od znanja, pridoblje­ nega v laboratoriju. In če sem po dobljeni diplomi še menil, da je učenja konec, mi je kmalu postalo jasno, da se resno učenje šele začne. Inž. Čačovič je znal organizirati ve­ černa predavanja, na katerih smo se tako on sam kot tudi vsi ostali trudili pojasniti kak problem (nihče se ni mogel izmuzniti tej dolžnosti) in jih spremeniti v družabni do­ godek. Čeprav nismo bili preveč uspešni, smo se že v tistih letih skoraj vsi v oddelku vpisali na podiplomski študij na gradbeni fakulteti in skupaj hodili poslušat predava­ nja. Inž. Čačovič je vedno našel čas za raz­ pravo ali dober nasvet in ni povzdignil glasu, četudi gaje kdo polomil. Let, koje bil moj šef inž. Čačovič, pravzaprav ni bilo prav veliko. Bilo pa je veliko zgodb, takih in drugačnih, in predvsem lepih spo­ minov. Nekaterih dogodkov, kot na primer dejstva, da sem pri prvih dveh člankih za Gradbeni vestnik iz danes nerazumljivih vzrokov zamolčal Čačovičevo ime, me je pa še danes sram. Preden sem tista članka po­ slal reviji, ju je inž. Čačovič sicer prebral in mi svetoval, kako naj ju izboljšam, vendar niti približno ni omenil, da se spodobi, da je vsaj kot soavtor napisan tudi duševni oče oziroma tisti, ki je raziskave vodil in zanje odgovarjal. Nekateri drugi so bolj zabavne narave, kot ta, da inž. Čačovič kot šef ni trenil z očesom, ko mu je mladi podrejeni povedal, da bo poleti dva meseca zvečer hodil na Bled igrat klavir. No, potrudil sem se in nisem niti enkrat zaspal. Inž. Čačovič, še na mnoga leta! Miha Tomaževič Z UDAR TEHNOLOGIJO ZAJETA TOPOGRAFIJA V HIDRAVLIČNIH ANALIZAH VODOTOKOV USING UDAR DATA IN OPEN CHANNEL HYDRAULIC ANALYSIS mag. Leon Gosar, univ. dipl. inž. grad. Strokovni članek Gašper Rak univ. dipl. inž. VKI. UDK 627.1 :556.536.532 prof. dr. Franci Steinman univ. dipl. inž. grad. doc. dr. Primož Banovec univ. dipl. inž. grad. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Katedra za mehaniko tekočin z laboratorijem, Hajdrihova 28, Ljubljana Povzetek | Za prostor ob vodotokih in še posebej za poplavna obm očja veljajo znatne omejitve rabe prostora za vse nepremičnine, ki bi bile lahko v dosegu poplavnih voda. Zato je za načrtovalce rabe prostora, lastnike nepremičnin pa tudi številne druge pom em bna kar najbolj natančna določitev poplavnih linij v prostoru, po možnosti celo določitev obsega poplav na parcelno mejo natančno. Za natančnejše hidravlične izračune, s katerimi se določajo poplavne linije za visoke vode različne verjetnosti pojava (10, 2 0 ,100-letne poplave) pa so ključni dobri vhodni podatki o topografiji terena, o geometriji zgradb, ki vplivajo na tok vode, in podatki o odtočnem režimu. Odtočni režim se sprem lja z monitoringom vodostajev, izračunom pretokov, ugotavljanjem (sprem em b) smeri tokov ipd.; geometrija objektov, ki prečkajo vodotoke ali pa so znotraj dosega visokih voda, pa se zbira v različnih evidencah in katastrih objektov. Za izboljšano natančnost pri opisu topografije obvodnega prostora je bila v Sloveniji prvič uporabljena tehnologija LIDAR (L igh t Detection and Ranging), ki om ogoča zbiranje višinskih podat­ kov velike gostote. Vse skupaj je omogočilo natančnejšo hidravlično analizo visokovodnih razmer v obvod­ nem prostoru, zasnovano kot celovito orodje, ki povezuje GIS orodja in hidravlične mo­ dele stalnega in nestalnega toka. Izračuni tako slonijo na d igitalnem modelu terena (DMT) velike natančnosti, kot ga om ogoča LIDAR. Obdelavo geometrije vodotoka in obvodnega prostora zelo olajša razširitev HEC-GeoRAS za programsko orodje ArcGIS, hkrati pa je omogočeno tudi, da se iz DMT in digitalnega ortofoto posnetka zajamejo še druge lastnosti poplavnih površin (npr. hrapavost zaradi vegetacije ipd.). Bistveno izbolj­ šane informacije o topografiji om ogočajo natančnejše hidravlične analize, pa tudi večjo ločljivost izrisa izračunanih poplavnih linij. Natančnejši prikazi, kako daleč lahko segajo vode različne verjetnosti na poplavna območja, so zelo uporabni pri načrtovanju rabe oz. coniranju prostora, pri umeščanju infrastrukture (HE, AC itd.) in drugih objektov v obvodni prostor. Predvsem pa se poveča kakovost opozorilnih načrtov o poplavni nevarnosti pro­ stora, da se lahko, glede na poplavno občutljivost objektov oziroma dejavnosti, izdela zanje še ocena poplavne ogroženosti posameznih neprem ičnin oziroma dejavnosti. LIDAR posnetki terena vzdolž vodotokov, ki so bili opravljeni za potrebe raziskovalnega projekta za Ministrstvo za obram bo, prinašajo pom em bne informacije tudi številnim drugim strokam, občinam oziroma subjektom. Iz teh sredstev je financiran razvoj meto­ dologij, ki bodo uporabne za različne uporabnike obvodnega prostora, od upravnih orga­ nov, občin, služb za zaščito in reševanje pa vse do zasebnega sektorja. Summary | For w ater corridors and especially for floodpla ins strict lim itations are imposed leading to the lower risks for land use and structures, which could be endan­ gered by high waters. Therefore, the accurate definition of flood extent, if possible w ith precision to a particu lar parcel, is very im portantforthe planner o f land use, the owners of property estate, and many others. For exact hydraulic analysis, used for flood planes' delineation related to the d ischarges w ith different return periods (1 0 ,2 0 ,100-year flood), accurate data of topography, geom etry data of building w ith in the river corridor and also data on run-off regime are needed. The data of run-off regime are acquired w ith monitor­ ing o f w ater surface, calculations o f discharge, finding changes of river stretches etc., while the geom etry of buildings crossing the rivers or exposed to the dynam ics of high waters are kept in record evidences and cadastral registers. For more accurate topogra­ phy presentation of water corridors, for the firs t tim e in Slovenia LIDAR technology (L ight Detection and Ranging) was used, enabling terrain data acquisition w ith high accuracy. The newest approach enables m ore accurate hydraulic analysis of higher and flooding discharges propagation, based on a complex tool, which integrates GIS tools and a hydraulic model of steady and unsteady flow. The ca lculations were imposed on the digital terrain model (DTM) with high accuracy, generated from LIDAR data. Using HEC- GeoRAS as an ArcGIS extension, a set o f procedures, tools and utilities for preparation geometry data of river channel, floodpla in description and definition of land use (related with roughness because of vegetation) on basis of DTM and orthophotography was avail­ able. These m uch more accurate space characteristics information enabled more effec­ tive hydraulic calculations and furtherm ore floodplain m apping as well. This main goal achieving, the detailed m apping o f floodplain extent of event w ith different discharge re­ turn period is crucial for spatial p lanning or water corridor zoning, setting the boundary conditions for infrastructures (hydropower station, m otorway etc.) and other buildings inside the flood plains. But first of all, the plans of flood hazard became more detailed, so the flood threats to buildings or hum an activities and flood risk to them respectively could be more precisely estimated. The LIDAR topography data, acquitted along several Slove­ nian rivers for the needs o f research project supported by the Ministry of defence, bring im portant information also to other fields of science, for different needs of municipalities and other subjects. This project made the methodology based on LIDAR useful for differ­ ent users and landowners of w ater corridors, from adm inistration bodies, comm unities, protection, and rescue services, to the private sector as well. 1 • UVOD Vodni in obvodni prostor za nekatere pred­ stavljata pomembno naravno danost, za druge pa velik razvojni potencial. Celovito go­ spodarjenje z vodami zato zajema niz ukre­ pov in omejitev, s katerimi je mogoče dolgo­ ročno na področju voda uravnotežiti danosti in razvojne cilje oziroma javne interese. Pri tem se upoštevajo tudi artikulirani gospodar­ ski interesi, sprejeti v razvojnih (državnih, regionalnih, občinskih) programih in načrtih, ki pa že upoštevajo želje po ureditvi človeku prijaznega in varnega okolja, ohranjanja narave ter varovanja in smotrne rabe vodnih potencialov. Vode tako predstavljajo razvojni potencial kot tudi vir nevarnosti (visoke vode, plazovi idr.), dodatno problematiko pa prinaša neprimerno ravnanje z vodami oziroma po­ seganje v obvodni prostor, ki ogroža tako vode kot človeka in njegovo lastnino. Procesi, ki so povezani s poplavljanjem vo­ dotokov, povzročajo največje ujme, katerih magnituda in pogostost naraščata. Da bi se izognili negativnim posledicam, v hidravlič­ nem inženirstvu analiziramo obseg in magni­ tudo poplavnih dogodkov, ki imajo različno verjetnost pojava (10, 20, 100 ali večletne vode). Zanje se s poplavnimi linijami določa, kako daleč v prostor vplivajo posamezne poplavne vode, pa tudi kakšne obremenitve na nepremičnine povzročajo: sile impulza na objekte, erozijske strižne napetosti na zem­ ljišča ipd. Za takšne objekte so na drugi strani potrebne tudi raziskave in ukrepi, kako bi bilo mogoče objekte napraviti odpornejše proti poplavam - ali s preprečevanjem vdora vode v objekt ali z zmanjševanjem občutljivosti (škode), če se dopusti, da vode poplavijo ob­ jekt, O teh ukrepih je v naši gradbeni praksi še premalo razprave, zato bo to obravnavano v drugem prispevku. Tokrat je na sliki 1 podana le shema, ki podaja povezave med nevar­ nostjo, ranljivostjo, ogroženostjo in tveganjem. Za natančne presoje nevarnosti poplav in za izračune hidravličnega inženirstva, ki se ukvarja z analiziranjem in zmanjševanjem problemov ob poplavljanju vodotokov, so ključnega pomena vhodni podatki. Natančne in zanesljive podatke o odtočnem režimu, kot so količina, smer, hitrosti, vodostaji ipd., lahko zagotovi ustrezni monitoring in analiza podatkov iz daljšega časovnega obdobja. Pri pripravi podatkov o topografiji pa je ključ- no orodje postala kombinacija tehnologij daljinskega zaznavanja in geografskih infor­ macijskih sistemov (GIS). Evidentiranje (naj­ večjega) doslej zabeleženega obsega po­ plavljenih območij ne zadošča za izdelavo opozorilnih kart o poplavno nevarnih ob­ močjih, saj je treba upoštevati tudi dogodke, ki imajo statistično verjetnost, da se pojavijo, tudi če se doslej še niso zgodili. S takšnim pristopov se želi preprečiti, da bi se v območ­ ja z večjo verjetnostjo poplavljanja umeščali objekti in dejavnosti, ki bi bili preveč ranljivi (tj. premalo odporni) ob poplavnih dogodkih. Ocena ogroženosti posameznika, objekta ali neke dejavnosti je tesno povezana tudi z globino in hitrostjo vode na poplavljenih območjih. Poleg izračunanih hidravličnih parametrov je zato potreben tudi čim boljši zajem višin zemeljskega površja, da se lahko prikažejo območja z globinami vode, nevar­ nimi za neplavalce, območja povečanih hitrosti toka ali vdori vode na predele pro­ stora, kjer sicer niso pričakovani. Takšne dodatne informacije, povezane z ustrezno interpretacijo izračunov hidravlič­ nega modela, omogoča natančni digitalni model terena (DMT), saj prikazuje tudi detajle konfiguracije terena. Natančnost določanja obsega poplavljanja vodotoka je močno od­ visna od resolucije DMT še posebno na rav­ ninskih območjih. Ker so procesi ob poplavah večdimenzijski, imajo GIS orodja vse po- Nevarnost: - povodenj, - plazovi, ̂ - potres.. Občutljivost/Ranljivost: - človeka, - dejavnosti, ̂ - objektov_________ y Prevzeto tveganje: - varovalna oprema, - varovalni ukrepi, , - preventiva.._____ f \ Preostalo tveganje: - nastop "višje sile" V________ __________ Slika 1 • Iz ugotovljene stopnje nevarnosti ter neodpornosti (občutljivosti) je mogoče določiti stopnjo ogroženosti. Kdor vstopa v ogroženo območje, prevzame nase tveganje - do določene stopnje ga lahko kompenzira z varovalnimi ukrepi, ob nastopu dogodkov iz preostalega tveganja so potrebni interventni ukrepi 2 • HIDRAVLIČNO MODELIRANJE VODOTOKA IN OBVODNEGA PROSTORA S hidravličnim modeliranjem ugotavljamo ob­ našanje vodotoka in velikost različnih obre­ menitev, kijih povzročajo visokovodni in drugi dogodki. Glede na izmerjeno ali izračunano dinamiko procesov se določi potek in obseg poplavnih tokov, razmere v vodnih telesih ob sušah, pa tudi antropogeni vplivi na vodna telesa, kot so izpusti hladilne ali onesnažene vode ipd. Za vsaj tri stanja, tj. za običajne, izredne in izjemne razmere se določajo obtežbe na naravno ali grajeno strugo ter na objekte na in ob vodotoku. Analiza dogodkov ob poplavljanju mora ugotoviti nivoje vodne gladine v rečnem koritu pri različnih pretokih, poplavne linije, do koder sega voda v primeru izlitja iz struge, pa tudi globine ter smeri in hitrosti tokov v poplavljenem prostoru. Analiza teh parametrov je podlaga za kartiranje ob­ močij s stopnjevano poplavno nevarnostjo za človeka, objekte in dejavnosti (npr. prometa), kar se pokaže s pomočjo coniranja poplavnih območij. Za določitev ogroženosti človeka, ob­ jektov ali dejavnosti pa je potrebno poznati ali analizirati še njihovo občutljivost oziroma ran­ ljivost. Kompozitum nevarnosti in občutljivosti omogoča določitev stopnje ogroženosti, ki je podlaga za ukrepanje. Za obstoječe stanje je treba povečati (protipoplavno) odpornost, za bodoče posege pa se ocenjuje primernost posameznih objektov in dejavnosti glede na ugotovljeno stopnjo intenzivnosti pojava ne­ varnosti. Opozorilne karte območij, ki pokažejo različno stopnjo poplavne nevarnosti, predstavljajo podlago za dovoljevanje posegov v območja znotraj poplavnih linij oziroma za ocenjevanje primernosti gradnje objektov oz. izvajanje dejavnosti. Za prostor znotraj poplavnih linij, določenih za dogodek z izbrano verjetnostjo pojava, je treba izdelati oceno prevzetega membnejšo vlogo. Prednost uporabe GIS na področju spremljanja in ukrepanja v primeru naravnih nesreč pa ni le v boljši predstavitvi dogajanja, temveč tudi v preventivnem in naknadnem analiziranju možnih scenarijev dogajanja in ocenitev (potencialne) škode, nastale zaradi poplav. V nadaljevanju bo predstavljena uporaba podatkov topografije kot dela grafično po­ datkovne baze GIS za pripravo geometrij­ skega opisa rečnega korita in poplavnih območij, potrebnega za hidravlično analizo. Le-ta je opravljena z matematičnim modelom, katerega zahtevnost se prilagaja zahtevnosti problematike. Običajni enodimenzijski hidro­ dinamični modeli so učinkoviti le pri topograf­ sko preprostih območjih, za natančne hidrav­ lične simulacije poplavljanja po so potrebni visokoresolucijski modeli. V prispevku je pri­ kazana uporaba topografskih podatkov, za­ jetih s tehnologijo UDAR, za izdelavo digital­ nega modela terena (DMT) vodnega prostora in obvodnih, potencialno poplavnih površin. Za pripravo geometrije za hidravlične modele in za kasnejši prikaz rezultatov v obliki karti­ ranja poplavnih območij, ki omogočajo še nadaljnje prostorske analize za potrebe hidravličnega inženirstva pa tudi za analize drugih uporabnikov prostorskih podatkov, je uporabljeno programsko orodje ESRI ArcGIS z razširitvijo HEC-GeoRAS. tveganja. Tako so lahko npr. sprehajalne poti umeščene v prostor pogostejših poplav, pomembne javne zgradbe pa seveda ne. Na podlagi odločitve o prevzetem tveganju je treba primerno načrtovati in dimenzionirati objekte oziroma urediti potrebne varovalne ukrepe in opremo. Ker prevzemanje preve­ likega tveganja ni zaželeno, se s predpisi ali s pravili stroke določijo sprejemljive meje. Takšne meje npr. postavljajo Vodnogospodar­ ske osnove (ZVSS, 1978). Ko intenziteta po­ java presega stopnjo, na katero so bili objekti oz. zaščitni ukrepi dimenzionirani, govorimo o nastopu t. i. »višje sile«. Tedaj se materializira preostalo poplavno tveganje in se prične iz­ vajanje interventnih ukrepov, predvidenih v Načrtih ukrepanja ob poplavah. Na sliki 2 je prikazano, da se na odseku vodotoka v ob­ močja različnih poplavnih verjetnosti lahko umeščajo različne dejavnosti. Njihova občut­ ljivost za poplave se lahko opiše s škodnimi krivuljami za posamezne objekte ali dejavno­ sti, ki prikažejo, kako narašča višina škode z velikostjo (poplavnega) pretoka. Slika 2 • Na odseku vodotoka so vrisane poplavne linije za pretoke z različno verjetnostjo. Glede na občutljivost za poplave se določa sprejemljiva raba prostora znotraj posameznih poplavnih linij. Za poplavne dogodke se tako že vnaprej lahko prikaže (prevzeta) pričakovana poplavna škoda Pri prikazu uporabljene metodologije smo uporabili hidravlično programsko orodje HEC-RAS, ki je pri nas že v široki uporabi za račun enodimenzionalnega stalnega in ne­ stalnega toka v odprtih vodotokih (US Army Corps of Engineers, 2003). Hidravlični model potrebuje opis geometrije rečnega korita, od izrisa tlorisne situacije vodotoka do definira­ nja točk posameznih prečnih profilov v lokalnih koordinatnih sistemih, opis geome­ trije objektov v in ob vodotoku, določitev koeficientov hrapavosti ostenja ter ostalih parametrov, ki bi lahko vplivali na hidravlične razmere v vodotoku. Ker se uporablja vnos prostorskih koordinat X, Y, Z na lokaciji geo­ detsko ali drugače izmerjenega prečnega profila,je njegova geometrija dovolj natančna, bistveno manj pa je natančna interpolacija geometrije korita med posameznimi izmerje­ nimi prečnimi profili. Da bi izboljšali opis geometrije rečnega korita in poplavnih ob­ močij, se kot osnova za delo uporablja digi­ talni model terena v obliki nepravilne trikotni- ške mreže (TIN). DMT se lahko izdela na podlagi osnovnih topografskih podatkov, zbranih s pomočjo različnih tehnik daljin­ skega zaznavanja, od klasičnih geodetskih meritev do sodobne tehnologije (npr. UDAR), z digitalizacijo kart, sledenjem izohips in podobno. Pri različnih metodologijah je na­ tančnost podatkov različna. Ko pa je DMT izdelan, se s pomočjo razširitve HEC-GeoRAS v programu ArcGIS pripravi datoteka z geo­ metrijskimi podatki, potrebnimi za izračune s hidravličnim modelom HEC-RAS. Tako pri­ pravljeno geometrijo se po potrebi lahko v programu HEC-RAS-u še dopolnjuje s hi­ dravličnimi posebnostmi, kot so dimenzije objektov in ureditev. Za hidravlično modeliranje je treba podati še hidravlične parametre, ki opisujejo lastnosti vodotoka ali ovir v vodnem toku (koeficienti razširitve/zožitve korita ipd.), in opisati ob- težbene primere. Gre za določitev projektnih pretokov in pripadajočih robnih pogojev, ki se lahko razlikujejo glede na to, ali gre za obi­ čajne dogodke, za izredne dogodke (npr. zdrs brežine v vodotok) ali za izjemne dogodke (izjemni poplavni pretoki). Robni pogoji se razlikujejo tudi glede vrste toka, saj se za osnovne izračune uporablja primer stalnega toka, za zahtevnejše faze načrtovanja pa tudi izračuni nestalnega toka. Poleg dokazovanja o odpornosti projektiranih ureditev na hidrav­ lične obremenitve je eden glavnih namenov hidravličnega dimenzioniranja tudi prikazati rezultate na razumljivejši način drugim strokam, ki se ukvarjajo z načrtovanjem rabe prostora. 3 •DIGITALNI MODEL TERENA Digitalni model terena (DMT) je model terena, kateremu so dodane glavne topografske značilnosti terena, kot so to denimo padnice, kote, grape, grebeni itd. (Šumrada, 2005). Za potrebe hidravličnega modeliranja se je kot zelo uporabno pokazalo programsko orodje HEC-GeoRAS (Rak, 2006), ki uporablja mrežo neenakih trikotnikov (TIN). TIN ima nekaj izrazitih prednosti v primerjavi z rastrskim DMT. Obravnavano območje opiše z mrežo sklenjenih in neprikrivajočih se trikotnikov, ki se stikajo in se lahko razlikujejo po obliki in velikosti, zato lahko iz razpoložljivih točkovnih višinskih vrednosti tako mrežo ustvarimo precej hitreje kot z ustrezno mrežno interpo­ lacijo. Takšna oblika je tudi bolj primerna za shranjevanje podatkov o črtah spremembe naklona (npr. brežine, nasipi, ipd.), o višinskih točkah, dobro opiše navpične strukture ipd. V TIN lahko tudi poljubno zgostimo točke, s kate­ rimi se podrobneje opiše relief, kar je ena večjih prednosti modela TIN, kadar je treba ožje območje podrobno analizirati. Večina DMT, izdelanih na podlagi podatkov zajetih z različnimi tehnologijami, je zadovo­ ljivo natančnih za splošen prikaz terena. Vendar pa so izkušnje, dobljene pri zdru­ ževanju hidravličnih in GIS modelov, pokazale potrebo po natančnejših digitalnih modelih terena, ki bi lahko zadovoljivo opisale geo­ metrijo korita ali omogočile izdelavo zahtev­ nejše numerične mreže hidravličnih modelov. Izdelava DMT na podlagi digitaliziranih izo­ hips klasičnih geodetskih kart (npr. GBK25, GBK10 idr.) pokaže, da vsebujejo za natančen prikaz topografije premalo točk terena, saj je osnovna celica mreže prevelika. Kako gostota izmerjenih značilnih točk terena vpliva na natančnost DMT in posredno na hidravlično analizo, je razvidno iz slike 3. Pri DMT, ki je izdelan iz najmanjšega števila točk, se pojav­ ljajo največja posplošenja topografije, z nara­ ščanjem gostote točk na enoto površine je vidnih vse več detajlov terena. Na sliki 3 je tudi videti, da ni prikazana dejan­ ska topografija rečne struge, temveč sega opis brežin vodotoka verjetno le do vodne gla­ dine v času snemanja terena, iz takšnega DMT izhaja previsoko opisan potek rečne struge, kar v izračunih pokaže pojav poplav­ ljanja že pri manjših pretokih. Ker se ne upo­ števa pravilni volumen korita, je izračunana manjša pretočna sposobnost struge in je nivo, pri katerem voda prestopi bregove, hitreje dosežen, kot se to zgodi v dejanskih mreža 12,5xl2,5m mreža 2,5x2,5m H p ..» v c f# ( • ';'1, * • \ * X * - 'v D M T DMT DMT Slika 3 • Prikaz topografij terena z DMT, izdelanih na podlagi višin točk površja, izmerjenih z različno gostimi mrežami, pokaže stopnjo posplošenja informacij o topografiji (Alemseged, 2005). Za hidravlične izračune (smer, jakost, hitrost vodnega toka) so pomembni detajli terena razmerah. Napako v opisu geometrije reč­ nega korita se običajno skuša odpraviti z vnosom točk na terenu izmerjenih prečnih profilov. Ker pa so izmerjeni prečni profili običajno na večjih medsebojnih razdaljah, to privede do napak pri interpolaciji točk ob izdelavi TIN. Težava, ki se pojavlja pri vseh DMT, tudi če uporabljajo nepravilne trikotniške mreže, je v prikazu/upodobitvi velikega šte­ vila naravnih pojavov (npr. skalna stena, soteska,...) oziroma grajenih objektov (npr. zidovi, mostovi...). Ti objektih imajo namreč lahko več vrednosti višin za več nivojskih točk, ki imajo iste koordinate x in y. Običajni DMT tega problema ne more popolnoma rešiti, četudi bi zajem ploskev z večjimi gradienti lahko izboljšali z večjo gostoto točk - takšen DMT je včasih poimenovan kot 2,5-dimenzio- nalen. Z uporabo novejših tehnik gostejšega zajema višinskih točk, med katerimi prevladuje UDAR, lahko v precejšnji meri rešimo probleme na­ tančnosti in težave, ki se pojavljajo pri DMT, izdelanih na podlagi digitaliziranih kart. Če se zajame bistveno večje število značilnih točk terena, je mogoča tako upodobitev detajlov topografije kot tudi natančnejši prikaz (strmih) naklonov. Vse to pa ugodno vpliva tudi na natančnost geometrijskih podatkov, ki jih s pomočjo GIS orodja iz DMT pripravimo za uporabo v hidravličnem modelu in s tem na natančnejši opis širjenja poplavnih tokov v prostoru. 4 «TEHNOLOGIJA UDAR Tako kot večina tehnik (GPS ipd.) je bila tudi tehnologija UDAR - Light Detection and Ranging razvita najprej za vojaške potrebe. Tehnologija temelji na daljinskem zaznava­ nju površine s pomočjo laserskega tipala, ki je lahko pritrjeno na zračna plovila (letala, helikopterji) ali vesoljska plovila. Takšno ti­ palo spada med aktivne senzorje daljin­ skega zaznavanja, saj je sistem sam sebi vir energije in ni odvisen od zunanjih virov, kot so npr. optični sistemi. Uporabnost in razšir­ jenost je botrovala razvoju številnih sistemov, ki so danes na voljo tudi za komercialno uporabo, Zasnova sistema laserskega zaznavanja sestoji iz naprav na plovilu in naprav za obdelavo podatkov. Zaznavanje terena je shematsko prikazano na sliki 4. Lasersko tipalo, tj. laserski oddajnik, sprejemnik, de­ tektor signala, ojačevalec in ostale elek­ tronske komponente, je le del sistema na plovilu. Nepogrešljivi sestavni deli so tudi radarska antena, GPS (Global positioning system), IMU (inercijska merilna enota) ter video kamera ali fotografski aparat za do­ kumentiranje drugih lastnosti površine. Za natančnejše meritve se navadno uporablja UDAR, pritrjen na helikopter, kar omogoča nižje letenje, manjšo hitrost letenja in izmero koordinat z gostoto 10-20 točk na kvadratni meter. Snop laserskega žarka ima ob točki, ko zapusti lasersko napravo, premer okoli 7,5 milimetrov, ob stiku z oviro pa se pri vi­ šini leta med 1000 in 2000 metri le-ta že poveča na velikost okoli 50 centimetrov. Na z gozdovi poraščenih 'in urbaniziranih ob­ močjih tako žarek lahko zadene v več kot en objekt, kar posledično daje več odbitih signalov. Več odbojev pa se lahko tudi ko­ ristno uporablja v različnih vejah znanosti. Tako npr. na področju gozdarstva večkrat odbiti signali omogočajo ugotavljanje višine, gostote ter oblike vegetacije in določanje habitatnih tipov, seveda dodatno k odboju s terena. Pri uporabi tehnologije UDAR za zajem točk terena zemeljskega površja se želi eliminirati vse ostale točke, zato se upošteva le zadnji odboj, ki je navadno dejansko odboj od tal oziroma tlom najbližji. Pri snemanju se zabeležijo velike količine podatkov, zato se razvijajo številni algoritmi za ekstrakcijo točk, ki so pomembne za delo na določenem področju. Takšni postopki so učinkoviti v približno 90 %, za pomoč pri nadaljnji obde­ lavi pa se uporabljajo ortofoto (vidni ali IR spekter) posnetki, ki so posneti istočasno. Tehnika pa je napredovala že do take mere, da se lahko uporablja tudi na področju zaznavanja objektov. Zapleteni algoritmi omogočajo tudi upodobitev modelov zgradb in njihovo rekonstrukcijo, kjer objekti končno podobo dobijo z nalepljenjem s fotografijami resničnih objektov. Na sliki 5 je kot primer zaznavanja obvod­ nega sistema na melioracijskem območju na levi strani prikazana gostota s tehnologijo UDAR zajetih točk, ki so bile s primerno ob­ delavo zgoščene na mestih, ki so pomemb­ nejša pri hidravličnih analizah, kot so prelivni robovi v vodotok, melioracijski jarki ipd. Na desni strani pa je prikazan DMT, izdelan s TIN za isto območje, ki pokaže, da so, zaradi velike natančnosti podatkov o točkah terena, razvidni tudi pomembni detajli terena, kot so npr. neravnine posameznih obdelovalnih površin. Pomembna prednost, ki jih prinaša teh­ nologija UDAR, je natančna digitalna nara­ va podatkov, ki je manj podvržena horizon­ talnim napakam kot podatki točk, dobljenih s pomočjo izohips. S pomočjo podatkov, za- Digitalna kamera LASERSKO TIPALO GPS satelit Slika 4 • Zasnova delovanja sistema UDAR (poslovenjeno, Nayegandhi, 2003) Slika 5 * Prikaz točk posnetih s sistemom UDAR (levo), ki so bile primerno procesirane, da bi pridobili čim več informacij o odtočnem režimu z melioracijskega sistema. Iz njih izdelan TIN (desno) in nato še DMT z veliko natančnostjo opišeta topografijo in s tem smeri odtekanja padavin (Rak, 2006) jetih s tehnologijo UDAR, dobimo točke te­ rena z natančnostjo tudi do 2 cm (Supej, 2006). Pri hidravličnem modeliranju pa se kot prednost pokaže tudi možnost hitre pri­ dobitve podatkov s kontinuiranimi preleti nad poplavnimi območji in s tem spremlja­ nje morebitnih sprememb topografije terena zaradi poplav praktično v realnem času, saj je snemanje stanja možno v vsakem vre­ menu, podnevi in ponoči. Visoka natančnost DMT prinaša prednosti tudi v primeru, ko imajo lahko majhni elementi terena, kot so nasipi, manjše zajezitve, jarki ali druge ovire velik vpliv tako na vodotok kot tudi na začetek in način poplavljanja. Ker je mo­ goča velika gostota izmerjenih točk na karakterističnih mestih, je mogoče na­ tančneje opredeliti lokacije prelivanja vode iz glavnega korita, s tem pa tudi natančneje določati mejni pretok, ko reka prične poplav­ ljati. Tehnologija UDAR prinaša prednosti tudi v primerjavi s satelitskimi posnetki, saj dosega sistem veliko boljšo odzivnost, boljšo natan­ čnost, večje število vzporednih produktov, delno ali popolno penetracijo skozi vegeta­ cijo itd. (Supej, 2006). Seveda pa se pojav­ ljajo tudi slabosti. Prva je velika količina zbranih podatkov, ki za obdelavo potrebuje zmogljivo računalniško opremo. Pri opisu topografije rečne struge pa je težavno snemanje globljih vodotokov in vodotokov z veliko vsebnostjo suspendiranih snovi. Os­ novna različica laserskega tipala ima frekvenčno območje okoli infrardeče svet­ lobe, ki ne prodira globoko v vodno telo, saj se v vodi žarek razprši, zato ni odbitega sig­ nala in ne podatkov o podvodnem območju. Delno je težavo možno rešiti z uporabo dvojnega laserskega tipala, kjer eden odda­ ja infrardečo svetlobo, drugi pa modrozele- no. Slednja lahko prodre do določene globine, če v vodi ni prevelike količine sus­ pendiranih snovi. V primeru, ko je suspendi­ ranih snovi preveč, prihaja do sipanja in odboja žarka že pred samim dnom, zato zaznavanje dna struge lahko vsebujejo pre­ cejšnjo napako. Podobne težave se navadno pojavljajo tudi pri hitrejših vodotokih, poseb­ no pri brzicah. V takšnih primerih je zato smotrneje uporabljati večžarkovne ("m u lti­ beam ") naprave, namenjene posebej za snemanje batimetrije, posnete točke pG nato združevati s točkami terena, zajetimi s teh­ nologijo UDAR. Osnovno vodilo pa je, da se zaradi slabe penetracije žarkov v vodo me­ ritve opravljajo pri kar se da nizkih (sušnih) vodostajih. 5 • PRIPRAVA GEOMETRIJE REČNEGA KORITA IN PRIKAZ POPLAVNIH OBMOČIJ S POMOČJO ARCGIS RAZŠIRITVE HEC-GEORAS Programsko razširitev HEC-GeoRASvedno upo­ rabljamo v kombinaciji z razširitvama ArcGIS E5RI 3D Analyst in ESRI Spatial Analyst. Medtem ko nam 3D Analyst omogoča inter­ polacijo podatkov DMT, lahko s pomočjo razši­ ritve Spatial Analyst pri kažemo velikosti izraču­ nanih vodnih globin in hitrosti vode s pomočjo rastrske mreže ali z oblikovanjem histogramov. Kot je že omenjeno, mora biti DMT izdelan s po­ močjo TIN, da je možna boljša predstavitev površinske razgibanosti tako rečnega prostora kot pripadajočih poplavnih površin. Koje model terena v TIN pripravljen, se začne oblikovanje točkovnih, linijskih in poligonskih slojev za pripravo geometrijskih podatkov za hidravlični model (npr. HEC-RAS). Nekateri podatki so ob­ vezni, nekateri izbirni. Med obvezne sloje, poleg samega DMT, sodijo središčnica vodotoka ter trase in profili prečnih prerezov. Ta dva sloja, ki ju oblikujemo najprej v 2D prostoru, kasneje pretvorimo v 3D obliko. Na podlagi DMT se v programu določi potrebne razdalje in višinske vrednosti posameznih točk. Uporabnik ima na voljo še številne druge sloje, s katerimi lahko iz­ popolni geometrijski model - tako se lahko izrišejo linije rečnih bregov, nasipov in mostov, poti verjetnih poplavnih tokov ipd. Možni pa so tudi poligonski sloji, ki opišejo območja neefek­ tivnega toka ali zgradbe ob rečnem koritu, kijih je zajel vodni tok in tako zmanjšujejo površino prečnega prereza, območja akumuliranja vode ipd., ki jih sicer voda poplavi, vendar v njih zastaja, se vrtinči, ni pa v njih pretoka vode v smeri vodotoka. Navadno se takšna območja pojavljajo ob mostovih, prepustih, meandrih ipd., kot je to prikazano na sliki 6. Poleg trase mostu, ki služi le kot pomoč pri natančnejši do­ ločitvi lokacije le-tega vzdolž vodotoka, njegova geometrija pa se določi v hidravličnem modelu, so izrisane tudi linije obrambnih nasipov (ob­ stoječih ali projektiranih). Program omogoča tudi povezavo s slojem, v katerem se opiše raba tal. Lastnosti tega sloja so v veliko pomoč pri definiranju Manningovih koeficientov hrapavosti ng, predvsem pri upo­ števanju vpliva vegetacije na poplavnih ob­ močjih. Obravnavano območje je mogoče razdeliti, kot je prikazano na sliki 7, na podob- močja z enako ali podobno pokrovnostjo ali rabo tal, nato pa za vsakega od njih določiti koeficient hrapavosti. Program nato določi spreminjanje koeficienta ngvzdolž celotnega prečnega profila, kar zagotavlja natančnejšo upoštevanje dejanskega stanja, kot če se privzame povprečna vrednost za celoten prečni profil. Pri kreiranju teh slojev so v veliko pomoč aerofoto posnetki, če se le dovolj na­ tančno prekrivajo z DMT, daje mogoče dovolj natančno določiti lokacije posameznih objek­ tov, nasadov, gozdov ipd. Z njimi si lahko pomagamo tudi pri določanju natančnejše lokacije objektov, ki vplivajo na vodni tok, nji­ hovo geometrijo pa definiramo že v ArcGIS-u (npr. hiše, gospodarska poslopja, ipd.) ali kasneje v HEC-RAS-u. Neposredno v hidrav­ ličnem modelu vnašamo predvsem objekte, za katere analiziramo njihovo hidravlično vlogo, kot so mostovi, prepusti, načrtovani nasipi ipd. Po oblikovanju vseh slojev ob­ likujemo datoteko s celotnimi geometrijskimi podatki, ki je primerna za hidravlični mate­ matični model HEC-RAS. Slika 6 • Na izdelano podlago - DMT se lahko dodajajo številni sloji, s pomočjo katerih se opišejo dodatne lastnosti objektov, vodnega toka ali vodnega in obvodnega prostora Slika 7 • Za območja s značilnimi skupnimi lastnostmi, kot jih lahko poda podrobnejša geometrija rečnega koridorja, se lahko ovrednotijo tudi druge lastnosti poplavnih območij - prikazana so območja z značilno stopnjo poraščenosti, ki vplivajo na koeficient hidravličnega odpora vodnemu toku 6 • PRIKAZ HIDRAVLIČNIH IZRAČUNOV S PROGRAMSKIM ORODJEM HEC-GEORAS Po končani hidravlični simulaciji se izračunani potek gladin s pomočjo HEC-GeoRAS prenese nazaj v GIS orodje. Presečnice vodne gladine s terenom so t. i. poplavne linije, s katerimi lahko izvedemo kartiranje obsega poplavlja­ nja za obravnavane dogodke z različno verjet­ nostjo. Poleg prostorskega prikaza obsežnosti poplavljenih območij se lahko s postopki v okolju HEC-GeoRAS prikaže tudi porazdelitev globin vode po prostoru. Za prikaz poligonov vodne gladine jih je treba pretvoriti v obliko TIN, kar se izvede z interpolacijo višin vodne gladine med prečnimi profili. Naklon ploskev poligonov med profili predstavlja padec vodne gladine. Če je geometrija izdelana s pomočjo programskega orodja HEC-GeoRAS, so poligoni, ki predstavljajo vodno gladino, že umeščeni v prostor. Pri tem je treba poudariti, da poligonov, ki niso geopozicionirani, ni mogoče prenesti v prostor. Rezultati takšne predstavitve stanja v prostoru so razvidni na sliki 8, kjer je različna globina Slika 8 • S topografijo UDAR in natančnejšimi hidravličnimi računi je mogoč natančnejši prikaz obsega poplavljanja in globin vode (Steinman et al, 2006). Razmere pri npr. petindvajsetletnem pretoku (Q25) na aerofoto posnetku omogočajo še druge informacije o ustrezni rabi prostora. Prikazana trasa protipoplavnih nasipov kaže, do kod sega območje prevzetega tveganja pri pojavu stoletnih voda (Q ,00). Na območju poplavljanja pri izjemno visokih pretokih (npr. tisočletne vode - Q100o) pa je treba upoštevati, da se sicer redko lahko materializira preostalo tveganje vode prikazana z različnimi odtenki modre barve. V rečnem koritu je voda tudi ob poplav­ ljanju najgloblja, seveda ob pogoju, da se struga ob poplavah ne spreminja zaradi erozije ali odlaganja sedimentov. Na sliki 7 je razviden obseg poplavljanja pri pretoku Q25, kot primer običajnega, s projektom predvi­ denega stanja. Viden je tudi potek VV nasipov, ki so bili dimenzionirani na (mejni) projektni pretok s 100-letno povratno dobo (Q100) in izračunana poplavna linija za izjemni do­ godek, npr. za pojav pretoka Qiooo. Seveda pa so možne še številne druge analize, kot je npr. prikaz lokalne hitrosti vode, s katero se lahko opozori na nevarnost odnašanja ljudi, zem­ ljine ipd., pa tudi druge učinkovite predstavitve rezultatov, tudi v trirazsežnostnem prostoru. Predstavljena je analiza vključevanja moder­ nih metod zaznavanja in uporabe GIS orodja v postopke priprave geometrijske podlage za hidravlično modeliranje. Rezultati kažejo, daje natančnost hidravličnih izračunov pomemb­ no odvisna od natančnosti digitalnega mo­ dela terena oz. dodatno od batimetrije vodo­ toka, saj lahko že majhne spremembe topografije vplivajo na odtočni režim vodo­ toka. Takšna metodologija dela prinaša pomembne dodatne informacije o poplavnih razmerah v prostoru, kot so lokacije in jakost izlivanja iz struge, pa tudi smeri, hitrosti in globine vodnih tokov v poplavnih območjih. Za območja, kjer so na voljo le digitalizirane karte večjih meril, te metode dela praktično ni mo­ goče uporabiti. 7 «SKLEP Učinkovito ukrepanje ob pojavu visokih voda in preventivno upoštevanje poplavne nevar­ nosti v prostoru je v veliki meri odvisno tudi od natančnosti določanja stopnje nevarnosti na posameznih lokacijah. Čim bolj natančne karte, ki prikazujejo območja, poplavljena ob pretokih z različnimi povratnimi dobami, so potrebne tako organom za zaščito in reševa­ nje pred nevarnostmi visokih voda kot vsem načrtovalcem rabe vodnega in obvodnega prostora. Ker pa na takšnih območjih veljajo tudi nekatere omejitve rabe, je tudi za vse last­ nike nepremičnin pomembno poznavanje de­ janskih razmer v prostoru. Večja natančnost hidravličnih izračunov je še bolj pomembna pri ravninskih območjih, kjer lahko že manjše zvišanje vodne gladine prikaže poplavljanje na večjih območjih. Za natančnejše izračune je potrebna natančnejša predstavitev terena, ki pa je bila v preteklosti le redko praktično iz­ vedljiva. Lastnosti rečne struge in poplavnih območij, ki vplivajo na hidravlične lastnosti vodotoka, se lahko učinkovito opišejo z upo­ rabo orodij GIS. Pomemben napredek pri hidravličnih analizah pa je omogočilo zazna­ vanje topografije z dovolj veliko gostoto in na­ tančnostjo, ki jo omogoča tehnologija UDAR. Prednost tehnologije je poleg natančnosti tudi zmožnost zajema topografije obsežnejših ob­ močij v zelo kratkem času in hitrih postopkov za izdelavo DMT, kar bo lahko omogočilo tudi upoštevanje topografskih sprememb, ki so posledica delovanja voda ob poplavah (npr. erozija, splazitev terena itd.). Na primeru analiziranja hidravličnih lastnosti vodotokov je prikazana hkratna uporaba orodja GIS, zajem podatkov geometrije reč­ nega korita in poplavnih površin s tehnologijo UDAR in izdelave natančnega DMT. Na pod­ lagi naših izkušenj pri uporabi te metodologije v Italiji, v okviru Interreg projekta, je bil takšen pristop predlagan tudi za Slovenijo. V letošnji zimi seje tudi v Sloveniji že začelo na najbolj poplavno ogroženih območjih snemanje to­ pografije s tehnologijo UDAR za potrebe hidravličnih analiz. Rezultati izračunov dajejo natančnejši potek poplavnih linij, pa tudi druge informacije, kot je npr. globina vode v poljubni točki poplavljenega območja. Rezultati hidravličnega modeliranja omogo­ čajo upoštevanje poplavne nevarnosti v pro­ cesih načrtovanja rabe prostora, ovrednotenje pozitivnih učinkov protipoplavnih ukrepov pa tudi izdelavo ocen obremenitev na objekte v poplavnih področjih. Ko bodo opravljene še analize občutljivosti zgradb različnih kon­ strukcij na hidrodinamične obremenitve, bo mogoče zanje izdelati še oceno ogroženosti. Za posamezen objekt bi tako dobili oceno pričakovane poplavne škode, oceno ogrožanja stabilnosti (spodjedanje, odpor vodnemu toku), oceno odpornosti (vdor vode v objekt, porušitev obodnih zidov) na obtežbo z vodo ali s plavinami. Takšne analize so potrebne tudi v primerih delovanja snežnih plazov (objekti na smučiščih), blatnih tokov in podobnih obre­ menitev objektov. Obremenitve se lahko do­ ločajo s hidravličnim modeliranjem, odpornost in stabilnost objektov v takšnih pogojih pa se določa z analizo konstrukcij. 8 • LITERATURA Alemseged, T. H., Integrating Hydrodynamic Model and High Resolution DEM For Flood Modelling, Enshede, Netherlands, 2005. Nagwa, E. A., Refined Modelling For Flood Extent Predictions Using Laser Scanning, Enshede, Netherlands, 2003. Nayegandhi, A., Lidar Mapping of Vegetation at Assateague Island National Seashore, USGS, 2003. Rak, G., Uporaba prostorskih podatkov v analizi hidravličnih lastnosti vodotokov, Diplomska naloga, Ljubljana, Fakulteta za gradbeništvo in geode­ zijo, 2006. Steinman, F„ Gosar, L., Povezava računa gladin v odprtih vodotokih in CAD sistema, Zbornik 18, zborovanja gradbenih konstruktorjev Slovenije, Bled, str. 179-186,1996. Steinman, F., Hidravlika, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Ljubljana,il999. Steinman, F., Gosar, L., Banovec, P, Poročilo o poteku projekta SIMIS - Sistem integralnega monitoringa na porečju Soče, Interreg HIB, UL, FGG, Ljubljana, 2006. Supej, B„ Kovačič, B., Tehnologija LIDAR pri planiranju, projektiranju, vzdrževanju in upravljanju vodotokov, Zbornik 17. Mišičev vodarski dan 2006, Maribor, str. 183-188,2007. Šumrada, R„ Strukture podatkov in prostorske analize, UL, FGG, Ljubljana, 2005. US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center, Susquehanna River Flood Warning and Response system, Davis, CA, www.nap.usace.armv.mil/GIS/fwrs.htm. 2003. US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center, HEC-RAS, River Analysis System User's Manual, Version 3.1.3, Davis, CA, www.naD.usace.aov. 2002. ZVSS - Zveza vodnih skupnosti Slovenije, Vodnogospodarske osnove Slovenije, dostopno na http://vodomet.faa.uni-li.si/KMTe. 1978. PROJEKTNA NOSILNOST OSLABLJENIH PREREZOV ELEMENTOV IZ JEKEL VISOKE TRDNOSTI DESIGN NET CROSS-SECTION RESISTANCE OF ELEMENTS MADE OF HIGH STRENGTH STEEL Primož Može, univ. dipl. inž. grad. doc. dr. Jože Lopatič, univ. dipl. inž. grad. prof. dr. Darko Beg, univ. dipl. inž. grad. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2,1000 Ljubljana e-naslov vseh: ime.priimek@fgg.uni-lj.si Znanstveni članek UDK 624.014.2 + 624.046 Povzetek | Članek obravnava nosilnost oslabljenih prerezov iz jekla visoke trdnosti. Trakovi z izvrtano luknjo (2 3 testov) in preklopni vijačeni spoji z enim ali dvema vijakoma (20 testov) so bili statično natezno obremenjeni do porušitve z namenom določitve naj­ višje nosilnosti in lokalne duktilnosti. S postopkom, podanim v Aneksu D, SIST EN 1990, so bili s statistično analizo določeni delni faktorji yM za različne modele odpornosti. Velik poudarek je dan zanesljivosti pravil za projektno nosilnost oslabljenih prerezov po evrokodih. Summary | An extensive experimental research on net cross-section failures of plates w ith holes (23 tests) and bolted connections (2 0 tests) made of high strength steel S690 is presented. The aim w as to determ ine local ductility and resistance. The verifi­ cation o f various strength functions and determination of appropriate partial factor y M was done by means of statistical analysis according to Annex D of EN 1990. The emphasis is given on the reliability of Eurocode provisions for design resistance of net cross-sections. 1 • UVOD Porušitev po oslabljenem (neto) prerezu je ena izmed osnovnih porušitev elementov, ki so izpostavljeni nateznim napetostim. Kon­ centracija napetosti se v oslabljenem pre­ rezu pojavi zaradi oslabitve (npr. luknje za vijak), ki spremeni tok napetosti in posle­ dično material začne teči pri obtežbi, ki je manjša od tiste, ki povzroči tečenje polnega prereza. Dolžina elementa, izpostavljenega tečenju, je odvisna od velikosti oslabitve in od sposobnosti jekla, da se utrjuje. Če jeklo nima te sposobnosti, koncentracije napetosti povzročijo razpoke in krhko porušitev v oslabljenem prerezu. Po drugi strani pa sposobnost utrjevanja povzroči tečenje materiala v okolici oslabitve in s tem otopitev napetostnih konic (prerazporeditev napeto­ sti) in duktilno porušitev. Zaradi sodobnih postopkov izdelave in nizke vsebnosti ogljika so jekla visoke trdnosti (v nadaljevanju JVT) dobro variva. Ugodno razmerje med ceno in nosilnostjo povečuje zanimanje za njihovo uporabo. Glede na običajno konstrukcijsko jeklo imajo JVT višjo trdnost in običajno tudi višjo žilavost, vendar manjšo duktilnost. Projektiranje jeklenih konstrukcij je usmerjeno k duktilnemu odzivu celotne konstrukcije. Pri tem je pomemben prenos obtežbe med elementi, saj lahko pri prenosu nastanejo koncentracije napetosti. Prav tako je za glo­ balno duktilnost pomemben izbor materiala. Znano je, da so JVT manj duktilna od obi­ čajnih jekel. Njihova uporaba v konstrukcijskih elementih je bila v preteklosti omejena pretežno na elastično globalno analizo. Standard Evrokod 3 za projektiranje jeklenih konstrukcij SIST EN 1993-1-1 (CEN, 2005a) dovoljuje uporabo jekel do S460, čeprav v konstrukcijski praksi uporabljajo jekla do trdnosti S1300. Za ta namen je kot dodatek k Evrokodu 3 v zadnjem trenutku nastal predlog standarda prEN 1993-1-12 (CEN, 2006), ki obravnava jekla do S700. Prav tako so v tem standardu določeni nižji kriteriji glede duk- tilnosti kot v SIST EN 1993-1-1. Priporočene vrednosti so fu/ fY > 1,05, deformacija pri po­ rušitvi £fr > 10 % in £„ > 15 fy/E ( fy - napetost tečenja E - elastični modul). Tipično jeklo S690 ima deformacijo pri natezni trdnosti eu okloli 5 % (Može idr., 2007), deformacija pri porušitvi pa je večja kot 14 %. 2 • PROJEKTNE NOSILNOSTI EVROKODA 3 Standard SIST EN 1993-1-1 navaja, da se pri prečnih prerezih z luknjami za natezno nosil­ nost vzame manjša izmed naslednjih dveh vrednosti: • projektne nosilnosti oslabljenega prereza v območju lukenj za vezna sredstva, ki pre­ prečuje pretrganje oslabljenega prereza A„e, N u M = - - An- f jL ’ (1) Ym2 • oziroma projektne plastične nosilnosti pol­ nega prereza, ki preprečuje prekomerno po­ daljševanje nateznega elementa zaradi tečenja polnega prereza A N pl,Rd Tmo (2) Za JVT je bila v predlogu standarda prEN 1993-1-12 navedena dodatna zahteva, ki je določila spodnjo mejo nosilnosti oslabljenega prereza. A U = ^ . (3) Tmo Nesimetrično priključen element v nategu se lahko v skladu z SIST EN 1993-1-8 obravnava kot centrično obremenjen v sodelujočem oslabljenem prerezu. Projektna nosilnost takega elementa, priključenega z enim vija­ kom, je podana z enačbo: N.. 2{e2-Q ,5d0)tf . Ym2 (4) kjer je e2 minimalna robna razdalja, d0 premer luknje in (debelina pločevine, kot je prikazano na sliki 1. Zaradi pomanjkanja eksperimen­ talnih rezultatov uporaba enačbe ni dovoljena za JVT (prEN 1993-1-12). Slika 1 • Sodelujoči del oslabljenega prereza, ki je uporabljen v modelu odpornosti 4 V prejšnjih enačbah koeficienti yMi predstav­ ljajo delne faktorje odpornosti, ki se uporab­ ljajo skupaj z različnimi karakterističnimi vrednostmi odpornosti. Določeni so s po­ močjo statistične analize eksperimentalnih rezultatov, saj je metoda mejnih stanj, ki je I 3 • TESTNI PROGRAM Za izdelavo preizkušancev smo uporabili jek­ leno ploščo z nominalno debelino t= 10 mm in kvaliteto jekla S690 QL (z nominalno na­ petostjo tečenja fy„ = 690 MPa in nominalno natezno trdnostjo fu„ = 770 MPa). Dejanske materialne karakteristike smo izmerili v stan­ dardnem nateznem testu, izvedenem po SIST EN 10002-1 (CEN, 2002b). Preizku- šance smo pripravili po navodilih SIST EN ISO 377 (CEN, 1998). Dejanska napetost tečenja je bila fy.de, = 847 MPa in natezna trd­ nost fu.dej ~ 885 MPa (fu/fy= 1,05). Povprečna zožitev prereza po porušitvi Z= 58,4 % naka­ zuje precejšnjo prečno kontrakcijo vzorcev na mestu porušitve in s tem duktilno porušitev. Deformacija pri porušitvi je bila 14,5 %. Delovni diagram enega izmed vzorcev je prikazan na sliki 2. Uporabljene so bile štiri vrste preizkušancev. Preizkušanci El in HH so bili trakovi (pločevine) enakih geometrij z različno velikostjo in pozicijo luknje. Ti trakovi so bili izpostavljeni statični natezni obremenitvi vse do porušitve. Preizku­ šanci HH so bili členkasto vpeti, El pa togo vpeti uporabljena v evrokodih, semiprobabilistična metoda. Da bi se izognili prevelikim številom faktorjev odpornosti, so v SIST EN 1993-1-1 definirani trije razredi y M faktorjev, kot sledi: • yM0 nosilnost prečnih prerezov, • yMi odpornost elementov na nestabilnost, • / m2 odpornost natezno obremenjenih neto prečnih prerezov na pretrg, vezna sredstva. Slovenski nacionalni dodatek k SIST EN 1993- 1-1 za delne faktorje odpornosti privzema pri­ poročene vrednosti, in sicer / M0 = / mi = 1,0 in / m2= 1,25. Za JVT je projektna nosilnost (3) vedno od­ ločilna, saj je vedno večja od projektne nosil­ nosti (1). Ob predpostavki, da za JVT velja f j f y < 1,10, je dokaz trditve enostaven. Sedaj se ob upoštevanju priporočene vrednosti delnega faktorja odpornosti / M0 = 1,0 in raz­ merja med natezno trdnostjo in napetostjo tečenja za JVT porodi vprašanje, ali je pro­ jektna nosilnost (3) v skladu s kriteriji zanes­ ljivosti, kot je to določeno v standardu SIST EN 1990 (CEN, 2002a), ki določa osnove za projektiranje konstrukcij. Zanesljivost pro­ jektne nosilnosti (3) je bilo glavno vodilo za obsežno eksperimentalno študijo o porušitvi nateznih elementov iz JVT po oslabljenem prerezu. Delni faktorji odpornosti za nosilnost oslabljenih prerezov, uporabljeni v SIST EN 1993-1-1, so določeni v Snijder idr, 1988a in 1988b, kjer so med drugim zbrani in stati­ stično analizirani testni rezultati nosilnosti oslabljenega prereza, vendar večinoma le za običajno jeklo. Slika 2 • Delovni diagram jekla S690 (standardni natezni preskus) ------------------------- V 3 razpokaHH -------- 1 o b te ž b a ^ ~- 0 d —obtežba S ' T*__ Slika 4 • Preizkušanec tipa HH v preizkuševalno napravo. Geometrija vzorcev z merilnimi napravami je prikazana na slikah 3, 4. Vsi preizkušanci so se porušili v neto preseku. Tretja in četrta vrsta preizkušancev so bili preklopni spoji z enim (B I) in dvema (B2) vijakoma (sliki 5, 6). Vezna sredstva so bili vijaki M22 in M27 kvalitet 10.9 in 12.9 v stan­ dardnih luknjah. S primerno izbiro dimenzij smo izločili strižno porušitev pločevine in prestrig vijaka. Štirje izmed preizkušancev H so bili narejeni iz običajnega jekla S235 (z nominalno mejo tečenja fyn= 235 MPa). Dejan­ skih materialnih karakteristik za to jeklo nismo izmerili, zato so ti rezultati uporabni zgolj za primerjavo duktilnosti. Testi so bili izvedeni na hidravličnem stroju s kapaciteto obremenitve 1000 kN (slika na naslovnici) s predpisano hitrostjo obremenje­ vanja (1,5 mm/min). Pomike smo merili z dvema induktivnima merilcema pomikov (IDT), ki sta bila nameščena na obe strani preizkušancev. Pri preizkušancih tipa H je bil merjen pomik med 280 mm oddaljenima točkama, kot je prikazano na sliki 3. Pre­ izkušanci tipa Bl in B2 so bili preko vijakov priključeni na posebne vilice, ki so bile iz­ postavljene samo elastičnim deformacijam. Relativni pomik med vilicami in preizku- šancem BI oziroma B2 je bil merjen z IDT-ji. Posebej izdelan ekstenzometerje meril kontrolni pomik med vijakom in vilicami (sliki 5 ,6 ). Vijaki so bili »ročno« priviti, tako da seje obtežba prenašala preko vijakov in ne preko trenja med pločevinami. Zaradi nesimetrič­ nega obremenjevanja IDT-ji niso bili pritrjeni na preizkušance tipa HH. 4 • REZULTATI TESTOV Vsi preizkušanci so se pretrgali v oslabljenem prerezu. Pri preizkušancih H in HH (jeklo S690) se je pojavilo lokalno tanjšanje pločevin (prečna kontrakcija) na robovih luk­ nje oslabljenega prereza, preden je bila dosežena največja odpornost preizkušancev. Prečna kontrakcija celotnega oslabljenega prereza je postala opazna šele po vnosu naj­ večje sile. Plastične deformacije so bile naj­ večje na robovih luknje oslabljenega prereza, kjer je nastala vidna razpoka, ki je počasi napredovala proti zunanjemu robu preizku- šanca. Hitrost napredovanja razpoke je bila neodvisna od velikosti luknje. Opisana obtežna stanja za preizkušanec H10 so prika­ zana na sliki 7. O duktilnosti same porušitve priča dejstvo, da se je debelina pločevine na mestu preloma v povprečju zmanjšala za 27 %. Prav tako se je zmanjšala celotna širina preizkušanca, in sicer povprečno za 40 %. Ne glede na dimen­ zijo luknje se pomik pri največji sili ni bistveno razlikoval (slika 8). Pomik pri porušitvi, to je, koje nastala vidna razpoka, seje malenkost­ no povečal z večjo dimenzije luknje. Z optično primerjavo preizkušancev H04 do H16 smo opazili, da poln (bruto) prerez ni bil izpostav­ ljen plastičnim deformacijam in da se je ve­ čina plastičnih deformacij izvršila v bližini oslabljenega prereza. Preizkušanci H17 do H20 so bili narejeni iz jekla S235. Takšno jek­ lo ima lahko razmerje natezne trdnosti in napetosti tečenja fu/ f y tudi preko 1,5. Zaradi tako visokega razmerja f j f v lahko napetost v oslabljenem prerezu naraste zelo preko nape­ tosti tečenja fy, hkrati pa utrjevanje povzroči tečenje polnega prereza nateznega elementa in s tem tudi velike plastične deformacije, če le luknja ni prevelika. V nasprotju s preizkušanci H04 do H16 (jeklo S690) se krivulje preizku­ šancev H18 do H20 razlikujejo po obliki in po velikosti pomika pri največji obremenitvi (slika 9). Preizkušanca H04 in H18 imata enako geometrijo, z razmerjem prerezov A„et/A = 0,9, in se razlikujeta samo v kvaliteti jekla. Pomik pri porušitvi za H04 je bil 6,6 mm in 19,4 mm pri H18 (slika 9). Za preizkušanec H18, in tudi v splošnem za običajna jekla, je zaradi vi­ sokih razmerij A„et/A in fu/ f y kritična projektna odpornost polnega prereza (2). Zaradi utrdit­ ve materiala v oslabljenem prerezu seje plas- tificiral polni prerez celotnega elementa, kjer Preizku- Ekscen- Nominalne dimenzije (mm, mm2) Dejanske dimenzije (mm, mm2) P max šanec tričnost b t d0 ®2.min*do/2®2,max'do/2 p2-d0 Anet b t d« ®2,min”do/2 '2,max*do/2 p2"d0 Ami (kN) H01 Ne 100 10 0 50 50 1000 101,3 10 0 1013 8 6 8 H02 Ne 100 10 0 50 50 1000 101,5 10 0 50,0 50,0 1015 8 8 6 H03 Ne 100 10 5 47,5 47,5 950 101,9 10 5 47,7 48,8 969 861 H04 Ne 100 10 10 45 45 900 100,9 10 10 45,0 45,4 909 811 H05 Ne 100 10 10 45 45 900 101,3 10 10 45,4 45,8 913 811 H06 Ne 100 10 13 43,5 43,5 870 101,7 10 13 44,3 44,4 887 789 H07 Ne 100 10 18 41 41 820 101,3 10 18 41,7 42,0 833 747 H08 Ne 100 10 22 39 39 780 101,7 10 22 39,6 39,7 797 716 H09 Ne 100 10 22 39 39 780 102,4 10 22 39,6 40,9 804 713 H10 Ne 100 10 26 37 37 740 101,6 10 26 37,0 38,6 756 6 7 9 Hl 1 Ne 100 10 30 35 35 700 101,6 10 30 35,1 36,4 716 6 3 9 Hl 1A Ne 100 10 30 35 35 700 99,9 10 30 34,8 35,1 699 6 2 7 HT2 Ne 100 10 30 35 35 700 101,3 10 30 34,5 36,4 713 641 H13 Da 100 10 30 28 42 700 101,4 10 30 29,4 42,0 714 6 3 6 H14 Da 100 10 30 21 49 700 101,6 10 30 22,4 49,1 716 6 3 5 H15 Ne 100 10 40 30 30 600 101,8 10 40 29,2 32,5 618 542 H16 Ne 100 10 50 25 25 500 101,6 10 50 25,5 26,1 516 4 5 6 HHOl Da 80 10 24 28 28 560 78,4 10 24 26,4 27,3 544 4 9 9 HH02 Da 80 10 24 22 34 560 79,0 10 24 19,9 35,1 550 4 9 0 HH03 Da 80 10 24 16 40 560 78,5 10 24 14,1 40,4 545 4 7 0 HH04 Da 80 10 18 31 31 620 77,9 10 18 22,7 32,1 599 5 5 3 HH05 Da 80 10 18 25 37 620 78,5 10 18 22,1 38,4 605 544 HH06 Da 80 10 18 19 43 620 78,5 10 18 17,2 43,3 605 5 3 6 B101 Ne 60 10 30 15 15 300 61,0 10 30 13,5 17,5 310 262 B104 Ne 60 10 30 15 15 420 71,7 10 30 20,8 20,9 417 3 6 0 B105 Ne 72 10 30 21 21 420 72,0 10 30 19,8 22,2 420 3 5 5 BI 06 Ne 80 10 30 25 25 500 81,0 10 30 24,8 26,2 510 4 4 5 BI 07 Ne 80 10 30 25 25 500 , 80,5 10 30 24,5 26,0 505 3 7 0 BI 08 Da 80 10 30 20 30 500 81,1 10 30 20,1 31,0 511 4 4 0 BT13 Ne 90 10 30 30 30 600 90,3 10 30 28,9 31,4 603 5 1 6 BT14 Ne 90 10 30 30 30 600 90,0 10 30 28,7 31,1 600 5 1 0 BI 15 Da 90 10 30 35 25 600 90,3 10 30 24,0 36,3 603 4 3 5 BI 22 Ne 120 10 30 45 45 900 118,8 10 30 43,6 45,2 888 7 8 8 BI 23 Ne 80 10 24 28 28 560 . 78,8 10 24 26,6 28,1 548 4 8 3 B124 Da 80 10 24 22 34 560 79,1 10,20 24 22,5 32,5 562 4 0 0 B125 Da 80 10 24 16 40 560 79,1 10,15 24 16,4 38,7 559 3 2 2 B201 Ne 96 10 24 12 12 24 480 97,2 10 24 11,1 13,3 24,8 492 4 5 8 B203 Ne 115 10 24 17 17 33 670 115,9 10 24 16,7 18,4 32,8 679 6 4 4 B204 Ne 123 10 24 17 17 33 750 124,1 10 24 16,9 18,5 32,6 761 6 3 9 B205 Ne 129 10 24 17 17 41 810 129,8 10 24 17,0 18,4 40,7 818 6 9 0 B207 Ne 137 10 24 24 24 41 890 137,0 10 24 23,5 24,6 40,9 890 7 9 0 B212 Ne 144 10 24 24 24 48 960 144,4 10 24 23,3 24,9 48,2 964 851 B213 Ne 121 10 24 20 20 33 730 121,0 10 24 19,8 19,9 33,3 730 6 7 8 H I T Ne 100 10 0 50 50 1000 101,3 10 0 1013 49 2 H18‘ Ne 100 10 10 45 45 900 101,1 10 10 45,3 45,8 911 461 H19’ Ne 100 10 2 2 39 39 780 101,2 10 22 39,4 39,8 792 402 H2 0 ’ Ne 100 10 50 25 25 500 100,8 ,0 50 24,9 25,9 508 191 Preglednica 1 • Geometrija in nosilnosti preizkušancev ( * jeklo S235, preizkušanci niso vključeni v statistično analizo) so se pojavile velike plastične deformacije, ki so povzročile velik pomik pri porušitvi. Zaradi omejitve le-teh je projektna nosilnost natez- nega elementa omejena z enačbo (2). Nizko razmerje /j//) pa preizkušancu H04 ni dovolilo tečenja polnega prereza, zato so se plastične deformacije, ki so povzročile večji del pomika, izvršile le v oslabljenem prerezu. Slika 12 pri­ kazuje oba preizkušanca po porušitvi. Preizkušanci H in HH so predstavljali ele­ ment z oslabitvijo v nategu, kjer je napetostni tok ovirala luknja, medtem ko so bili preiz- Slika 7 • Preizkušanec H10 med testom (elastično območje 4,3 kN, največja odpornost 678 kN, trenutek pred prvo razpoko 600 kN, prelom 207 kN) Slika 8 • Diagram sila-pomik za HOI do H16 (jeklo S690) - vidna razpoka nastopi pri strmem padcu krivulje Pomik [mm] Slika 9 • Diagram sila-pomik za preizkušance H - primerjava med S690 in S235 kušanci B l in B2 vijačeni spoji, pri katerih se je obtežba prenesla na sosednji pločevini preko vijaka. Robna razdalja v smeri obtežbe ei je bila zadosti velika, da so se preizku­ šanci B l in B2 porušili v oslabljenem prerezu in ne npr. v strigu. Plastične deformacije so bile omejene na oslabljen prerez in njegovo okolico. Oblika krivulj sila-pomik za B l in B2 je podobna krivuljam H. Razlika je najbolj očitna v začetni togosti. Pri B1 in B2 pride do koncentracije napetosti pri bočnem pritisku vijaka na pločevino. Tečenje jekla na mestu koncentracije napetosti povzroči manjši na­ klon krivulje (sliki 10 in 11) v začetnem delu obtežne poti. Čeprav se JVT zaradi nizkega Pomik [mm] Slika 11 •Diagram sila-pomik za preizkušance B2 razmerja /L//) pripisuje nizko duktinost, se je izkazalo, da ima veliko lokalno duktilnost. Pri preizkušancu B122 (slika 13) se je zaradi nastanka plastičnih deformacij pri bočnem pritisku vijaka na pločevino debelina ploče­ vine povečala z 10 mm na 20 mm. Nastanek velikih pomikov pri B122 je posledica ova- lizacije luknje. O lokalni duktilnosti spojev iz JVT so poročali že drugi avtorji (Može idr, 2007). Preizkušanci z ekscentrično luknjo so se po­ rušili na dva načina. Pri preizkušancih H je razpoka nastala istočasno na obeh robovih luknje v oslabljenem prerezu ne glede na 5 • STATISTIČNO OVREDNOTENJE REZULTATOV Namen statistične analize je bila določitev ustreznosti različnih modelov odpornosti in delnega faktorja yM, kije definiran kot količnik med karakteristično in projektno vrednostjo. V Aneksu D standarda SIST EN 1990 je posto­ pek za izračun karakteristične oziroma pro­ jektne vrednosti podrobno opisan. Pri tem so upoštevane naslednje predpostavke (Gulva- nessian idr, 2002): • model odpornosti je funkcija neodvisnih spremenljivk 2C • na voljo je zadostno število testov, • izmerjene so vse pomembne geometrijske in materialne lastnosti, • spremenljivke modela odpornosti so med seboj (statistično) neodvisne, • vse statistične spremenljivke zavzemajo normalno ali log-normalno porazdelitev. Karakteristična vrednost je vrednost s pred­ pisano verjetnostjo (5 % kvantila), da ne bo dosežena v hipotetično neomejeni vrsti pre­ skusov. Za projektno vrednost pa velja, da je verjetnost pojava nižje vrednosti malo manjša kot 0,01 %. V prvem koraku analize je potrebno definirati teoretični model odpornosti, ki ustreza ekspe­ rimentalnim rezultatom re. Funkcija teoretičnih odpornosli rt je ovrednotena z izmerjenimi vrednostmi geometrijskih in materialnih last­ nosti. V analizi smo obravnavali tri modele odpor­ nosti: Prvi model je osnovan na predpostavki, da se celoten oslabljen prerez polno plasti- ficira do natezne trdnost fu. Ker je model definiran s porušitvijo, je projektna vrednost povezana z delnim faktorjem yM2 = 1,25. Slika 12 • Prelom preizkušancev enake geometrije z različnim materialom položaj luknje, pri HH in BI pa je razpoka na­ stala na strani z manjšo robno razdaljo. Eks­ centričnost luknje je na nosilnost bistveno vplivala samo pri preizkušancih BI, medtem ko pri H in HH nosilnost ni bila bistveno zmanj­ šana. Odpornost in geometrija vseh preizku­ šancev je podana v preglednici 1. Model odpornosti 1: ra = Anetf u (5 ) Model odpornosti 1, pomnožen s koeficien­ tom 0,9, je uporabljen v SIST EN 1993-1-1. Predlagan je bil za mehka jekla (Snijder idr, 1988a) in je bil izbran tako, da projektna funkcija zadovoljuje varnostne kriterije z iz­ branim delnim faktorjem yM2 = 1,25. Drugi model odpornosti predvideva, da je oslabljen prerez obremenjen samo do nape­ tosti tečenja fY. Za duktilne materiale (kot je npr. mehko jeklo), ki imajo sposobnost utrjevanja, je to konservativna predpostavka. Tak pristop je bil uporabljen v osnutku prEN 1993-1-12. Model odpornosti 2: rl 2 = Anelf y (6) Nesimetrična natezna obremenitev ali eks­ centričnost luknje povzroči nižjo nosilnost. Tretji model odpornosti predvideva, da se takšni elementi obravnavajo kot centrično obremenjeni elementi na sodelujočem pre­ slika 13 • Porušitev v oslabljenem prerezu preizkušancaB122 rezu (slika 1). Projektna nosilnost nesime­ trično obremenjenega elementa, priključe­ nega z enim vijakom v standardu SIST EN 1993-1 -8, izhaja iz naslednje funkcije. Model odpornosti 3: rl3 = (2e2mi„ -d 0)t-fu (7) Modela odpornosti 1 in 2 sta med seboj li­ nearno odvisna, saj so bili vsi preizkušanci izdelani iz ene jeklene plošče. Diagram na sliki 14 prikazuje eksperimentalne odpornosti rel v odvisnosti od teoretičnih odpornosti rn za model odpornosti 1. Raztros točk je maj­ hen. Izjemo predstavljajo rezultati ekscen­ tričnih preizkušancev BI s prenosom obtežbe preko vijaka. Da bi izločili vpliv ekscentrične obremenitve, smo rezultate razdelili v več skupin: skupina 0: vsi rezultati skupina 1: samo rezultati s centrično postav­ ljeno luknjo skupina 2: vsi rezultati, razen BI z ekscen­ trično postavljeno luknjo (vključno s preizkušanci tipa H in HH z eks­ centrično postavljeno luknjo) skupina 3: vsi rezultati z ekscentrično postav­ ljeno luknjo skupina 4: samo BI rezultati z ekscentrično postavljeno luknjo Srednja vrednost korekcijskega faktorja b se določi po metodi najmanjših kvadratov. ( 9) k lon. V ana liz i s m o u po ra b ili naslednje koefi­ c iente: Sledi izračun srednje vrednosti teoretične odpornosti rm, ki se jo izračuna s srednjimi vrednostmi osnovnih spremenljivk Xm: rm=brl {Xm) 8 = bgn {Xm) S . (10) Za izračun prereza so za srednje vrednosti geometrijskih spremenljivk privzete kar nomi­ nalne vrednosti. Srednje vrednosti materialnih lastnosti so pridobljene iz standardnega nateznega testa. Na osnovi napake za eksperimentalno vred­ nost d, se najprej določi njen logaritem, nato se oceni srednjo vrednost A, sledi ocena sA cenilke standardne deviacije za n vzorcev in končno še ocena koeficienta variacije Vs za raztros: V. = 0 ,0 0 5 koe fic ie n t variac ije za p rem er luknje (15) V,y — Vj = 0 ,0 7 koe fic ie n t variac ije za n a p e to s t tečenja (16) Vfu =Vf =0,07 koe fic ie n t variac ije za na tezno trd no s t (17) Vt = 0 ,0 5 koe fic ien t variac ije za d eb e lin o pločevine (18) Vb= 0 ,005 koe fic ie n t variac ije za š irin o e lem enta (19) Za majhne vrednosti V j in V2, se lahko uporabi poenostavljen postopek za določitev koefi­ cienta variacije Vr: Vr2=Vs+V>, (20) A, = ln(<5;) - (H ) 1 " Ä - - I V n i=l (12) ^ l = - 1 T Ž ( A i - A ) 2 , n - I m (13) Vä = y ]e x p ( s l ) - \ . (14) kjer je j V i = Y y l (j - število različnih i=1 koeficientov variacij). (21) Pri izračunu karakteristične in projektne vred­ nosti potrebujemo še naslednje koeficiente: 0 -,= < V )= A/lnK 2 + 1) ’ (22) ^ v r.er ti b = ‘ (8) Vpliv negotovosti materialnih karakteristik in ,------- ------- z -,r (26) Karakteristično vrednost za omejeno število preskusov izračunamo po naslednji enačbi: rk = bgr, (XM)exp(-*_a„ß„- k nccsQs - -0 ,5 Q2) = bgn ( X m)-Rk. (27) Podobno za omejeno število preskusov iz­ računamo še projektno vrednost: rd = bgr, (X m) exp { -k d xa nQn - kd na sQs - -0 ,5 Q 2) = bgn { X m) R d . (28) V enačbah (27) in (28) faktorje kvantile k„, fc. in kä„ odčitamo iz ustreznih preglednic vSIST EN 1990. Faktorji, ki smo jih uporabili pri statistični analizi, so navedeni v pregled­ nici 2. Delni faktor odpornosti yM, ki poleg materialne negotovosti upošteva tudi negotovost geo­ metrije in modela odpornosti, se izračuna v dveh korakih direktno iz karakteristične, pro­ jektne in nominalne odpornosti. Začetna ocena za faktor odpornost yM je definirana kot razmerje med karakteristično in projektno vrednostjo: _ rt exp(-^«„Sn- k nasQd -0 ,5 g 2) Rt Ym rd e \p (-kd_a„Qn - k JnagQs -0,5Q 2) Ri (29) Funkcija projektne odpornosti vsebuje osnov­ ne spremenljivke, definirane kot nominalne vrednosti Xn. Za nominalne vrednosti material­ nih lastnosti lahko privzamemo karakteri­ stične vrednosti, ki jih določimo iz dejanskih oziroma izmerjenih materialnih lastnosti. Ta korak je mogoč le z uporabo predhodnega znanja in z upoštevanjem zgornje meje (kon­ servativna predpostavka) koeficienta variacij Vi, ki ga poznamo iz velikega števila pred­ hodnih testov. Razlika med nominalnimi in dejanskimi materialnimi lastnostmi izbranega jekla je lahko zelo velika in posledično bi bila lahko izbira delnega faktorja nepra­ vilna. Jeklo, uporabljeno v testih, je bilo dekla­ rirano kot S690 z nominalnimi mehanskimi lastnostmi fyn = 690 MPa, fun = 770 MPa, ki se uporabijo pri kontroli nosilnosti, izmerjene vrednosti pa so bile precej višje od nomi­ nalnih: fy:mj = 847 MPa, fuMej = 885 MPa. Potemtakem lahko karakteristično vrednost za materialno lastnost določimo po naslednji enačbi: rt = exp ( -2 ,0 V ,-0 ,5 V j) r em, (30) kjer je V največji koeficient variacije določen na podlagi predhodnih testov in rem srednja vrednost vsaj treh testov. Postopek je omejen z enačbo, v kateri je ree največja izmerjena vrednost: Ir - r I < 0, lr , (3 1 )\ ee em\ 9 em 9 ' 7 Koeficienta variacije za V, (16) in (17) sta vzeta iz literature. V Snijder idr. 1988a poda­ jajo koeficient za fu neodvisno od kvalitete jekla. Čeprav so naredili nekaj testov tudi iz JVT, sklepamo, da je bil koeficient določen za mehka jekla. V naši študiji smo uporabili enako vrednost koeficienta. Sedaj izračuna­ mo karakteristične vrednosti napetost tečenja in natezne trdnosti uporabljenega jekla po enačbi (30): f yk ~ exp ( - 2 • 0 ,0 7 - 0 ,5 • 0 ,0 7 2) f y aa = = 0 ,8 6 7 -8 4 7 = 735 N /m m 2 , (3 2 ) f uk = 0 ,8 6 7 • 885 = 767 N /m m 2 . (3 3 ) Nominalno odpornost torej dobimo, če v mod­ elu odpornosti upoštevamo nominalne spre­ menljivke. rn = 8 n (X n) . (34) Faktor kc definiramo kot kvocient nominalne in karakteristične vrednosti. kc = ^ . (3 5 ) rk Sedaj zapišemo končno vrednost delnega faktorja odpornosti: r : = K r M = - - = - ■ (36) rk rd rd 6 • KOMENTAR REZULTATOV Rezultati statistične analize so za vse modele in skupine podatkov predstavljeni v pregled­ nici 2. Diagrami na slikah 14, 16 in 17 pri­ kazujejo eksperimentalne odpornosti v od­ visnosti od teoretičnih. Če bi bil model odpornosti točen in popoln, bi vse točke ( t& rei) ležale na simetrali prvega kvadranta. V splošnem so te točke raztresene zaradi ne­ pravilnega modela odpornosti, raztrosa ma­ terialnih lastnosti in merskih napak. Poeno­ stavljeno rečeno velja, da če je korekcijski koeficient b > 1 in 14 majhen (npr. 14 < 0,05), potem so teoretični rezultati v povprečju za faktor (b - 1) večji od eksperimentalnih vred­ nosti. Ob povečanem 14 in enakem b se po­ veča tudi vrednost delnega faktorja yM. Torej je t določitev delnega faktorja yM občutljiva za raz­ tros točk oziroma na velik 14, ki pa je lahko le posledica napak pri merjenju geometrijskih ali materialnih lastnosti vzorcev. Model odpornosti 1 s korekcijskim koeficien­ tom b = 1,00 in relativno majhnim raztrosom točk najbolje opisuje mejno nosilnost oslab­ ljenega prereza. Ker je model definiran s porušitvijo, se projektni nosilnosti predpiše delni faktor ym. Torej, projektna nosilnost N,m = ^ l (37) 7 m2 za skupino podatkov 1 izpolnjuje zahteve zanesljivosti po standardu SIST EN 1990, saj je zahtevani delni faktor odpornosti yM' = 1,154 manjši od ym = 1,25. Model odpornosti 1, pomnožen s koeficien­ tom 0,9 (v nadaljevanju model odpornosti 1'), in delni faktor yM2 tvorita projektno nosil­ nost oslabljenega prereza (1), kije definirana v SIST EN 1993-1-1. Ta nosilnost je bila dolo­ čena na podlagi testov v Snijder 1988a, kjer je bilo izvedeno 77 testov za jeklo S235 in 6 testov za ostala jekla (3 testi iz A43 in 3 testi iz St460). Korekcijski koeficient b = 1,242 in predvsem ocena koeficienta variacije za raztros 14 = 0,139 sta bila za jeklo S235 velika v primerjavi z našimi rezultati v preglednici 2. Razlog za velik raztros rezultatov je verjetno veliko število virov z zelo različno natančnost­ jo meritev. Za jeklo kvalitet A43 in St460 so bili izračunani delni faktorji yM' celo 1,570 in 1,554, čeprav je bila ocena koeficien­ ta variacije 14 zelo majhna (14 = 0,030 in Model odpornosti Skupina podatkov Št. testov K K b V, V, 7« r« I 0 43 1,73 3,44 0,987 0,087 0,123 1,210 1,317 1 32 1,73 3,44 1,000 0,030 0,091 1,140 1,154 2 38 1,73 3,44 1,001 0,028 0,091 1,138 1,151 1 * 0 43 1,73 3,44 1,097 0,087 0,123 1,210 1,185 1 32 1,73 3,44 1,111 0,030 0,091 1,140 1,039 2 38 1,73 3,44 1,112 0,028 0,091 1,138 1,036 O 0 43 1,73 3,44 1,031 0,087 0,123 1,210 1,261O 1 32 1,73 3,44 1,045 0,030 0,091 1,140 1,104enačba(6) 2 38 1,73 3,44 1,045 0,028 0,091 1,138 1,101 A 3 11 1,73 3,44 1,250 0,239 0,254 1,523 1,680 4 5 2,33 7,85 1,027 0,037 0,094 1,213 1,213 4» 5 1,7 3 3,44 1,027 0,037 0,094 1,146 1,136 0 faktorji kvantile so določeni ob predpostavki, kot da je bilo narejeno veliko število testov Preglednica 2 • Rezultati statistične analize I/ s = 0,060). Majhno število testov pogojuje večja faktorja kvantile kn in k„ in posledično večji delni faktor yM'. Na sliki 18 so prikazane eksperimentalne vrednosti v odvisnosti od projektnih za model odpornosti 1' in skupino rezultatov 2. Iz preglednice 2 je očitno, da je vrednost zahtevanega delnega faktorja yM‘ = 1,039 krepko pod yM2 = 1,25. Iz navede­ nega sledi, da je projektna nosilnost (1 ) za JVT zelo konservativna. Definicija modela odpornosti 2 je po svoji fi­ lozofiji konservativna. Projektna odpornost, osnovana na neprimernem delnem faktorju, je lahko premalo zanesljiva. Zahtevani delni faktor za model odpornosti 2 je yM' = 1,104. Potemtakem sledi, da projektna nosilnost oslabljenega prereza (3) z delnim faktorjem yM0 = 1,00, kot je bila definirana v osnutku predloga standarda prEN 1993-1-12, ni v skladu s kriterijem zanesljivosti po SIST EN 1990. Na podlagi teh rezultatov je bil člen, ki določa spodnjo mejo projektne nosilnosti oslabljenega prereza JVT, v zadnjem osnutku predloga standarda prEN 1993-1-12 umakn­ jen. Nov člen predvideva, daje projektna nosil­ nost oslabljenega prereza za JVT enaka kot za običajna jekla (model odpornosti 1 ‘). Ekscentričnost luknje se je izkazala za po­ membno pri preizkušancih BI, medtem ko pri preizkušancih El in HH ni imela vpliva na nosil­ nost. V prid trditvi govorijo rezultati na sliki 14, kjer samo preizkušanci BI z ekscentrično luknjo odstopajo od ostalih rezultatov. Po­ dobno lahko sklepamo iz občutljivostnega diagrama na sliki 15. Na sliki 16 je predstav­ ljen diagram eksperimentalnih vrednosti v od­ visnosti od modela odpornosti 3 za skupino podatkov 4. Kljub samo štirim testom je pro­ jektna odpornost (4 ) sprejemljiva, saj je za­ htevani delni faktor yM’ = 1,213 manjši od yM2. Majhen raztros točk za to skupino = 0,037 in nizek korekcijski faktor b = 1,027 še dodat­ no potrjujeta primernost modela odpornosti. Zanimiv primer se pokaže na sliki 17, kjer so prikazani vsi rezultati z ekcentrično luknjo (skupina podatkov 3). Zaradi velikega raz­ trosa točk je zahtevani delni faktor zelo velik 7m ' = 1,680. Dokazali smo, da ekscentričnost luknje ne vpliva na nosilnost preizkušancev H in HH, zato je potrebno te preizkušance izločiti iz skupine podatkov pri obravnavanju modela 3, ki je za te rezultate nepravilen in netočen, pa čeprav je vedno konservativen. Projektno nosilnost oslabljenega prereza elementa v nategu z ekcentrično oslabitvijo se seveda lahko za preizkušance H in HH preveri tudi po enačbi (4). V tem primeru bo rezultat kon­ zervativen. Projektno nosilnost (3 ) lahko obravnavamo tudi na nekoliko drugačen, bolj inženirski način. Standard SIST EN 10025-6 (CEN, 2005c) pravi, da jeklo ovrednotimo kot S690, če med drugim izpolnjuje pogoja, da sta napetost tečenja in natezna trd­ nost večji od nominalnih (fyn = 690 MPa, fun = 770 MPa). Za S690 in jekla višjih trdnosti je vrednost razmerja fu/ fy pogosto enako 1,05. To je bilo dokazano v neodvi­ snih študijah po celotnem svetu (Može idr, 2007). Ob upoštevanju te predpostavke je napetost tečenja jekla, ki je ovrednoten kot S690, vsaj: , fJ.' __ J un J y n ~ 1 ,05 7 7 0 M P a 1 ,05 = 7 3 3 M P a . (38) Ker je minimalna zagotovljena napetost tečenja f'yn = 733 MPa večja od minimalne Slika 16 • Diagram re-r,za model odpornosti 3, skupina podatkov 4 Slika 17 • Diagram re-r,za model odpornosti 3, skupina podatkov 3 definirane napetosti tečenja f, = 690 MPa, je v projektni nosilnosti (3) skrita »dodatna var­ nost«, ki je enaka: Ydod f__ J yn 733/ 690J yn = 1,06. (39) Kljub temu je »dodatna varnost« ydod = 1,06 manjša od delnega faktorja izračunanega v statistični analizi yM' = 1,104. Projektna vrednost r d [kN] Slika 18 • Diagram r„-rdza model odpornosti 1‘, skupina podatkov 2 7 »SKLEP Jekla visoke trdnosti zaradi nizkega razmerja napetosti tečenja in natezne trdnosti veljajo kot manj duktilna. Zato naj bi bila primerna samo za elastično analizo. Problem je v tem, da se neelastično obnašanje skriva v kar nekaj nominalno elastičnih kontrolah, ki zahtevajo zadostno lokalno duktilnost mate­ riala. V tem članku obravnavamo projektno nosilnost oslabljenega prereza, kot je defini­ rana v EN 1993-1-12. Narejena je bila eksperi­ mentalna preiskava nateznih trakov z luknjo in vijačenih spojev z namenom ugotovitve lokalne duktilnosti in nosilnosti oslabljenih prerezov. Uporabili smo jeklo S690 z razmer­ jem fu/ fy = 1,05. Ugotovili smo, da nizko razmerje V iš a m o po sebi ne vpliva znatno na zmanjšanje lokalne duktilnosti. Vse po­ rušitve oslabljenih prerezov so bile duktilne in primerljive z običajnim jeklom. Vseeno pa nizko razmerje fu/ fy ne sproži tečenja polnega (bruto) prereza, zato kontrola oslabljenega (neto) prereza pridobi tehtnost. Veljavnost projektnih formula za elemente v nategu smo preverili s statistično analizo eksperimentalnih rezultatov po dodatku D standarda SIST EN 1990. Dobili smo nasled­ nje rezultate: • Projektna nosilnost oslabljenega prereza za jekla visoke trdnosti N Ä i y t,Rd Ym2 je z yM2 = 1,25 varna. Še več, ugotovili smo, daje za prereze iz jekel visoke trdnosti zelo konservativna. Zahtevani delni faktor znaša le 1,04 (glej preglednico 2, skupina po­ datkov 1). Projektna nosilnost je varna tudi brez faktorja 0,9. • Dodatno pravilo za spodnjo mejo projektne nosilnosti oslabljenega prereza za jekla vi­ soke trdnosti, ki je bilo definirano v osnutku predloga standarda prEN 1993-1-12, z y Mo = 1,00 ni bilo zadosti varno in je bilo na osnovi naših rezultatov umaknjeno. Pro­ jektna nosilnost oslabljenega prereza iz jekla visoke trdnosti je v končni različici enaka kot za običajna jekla. • Ugotovili smo tudi, da je natezna projektna nosilnost nesimetričnega oslabljenega prereza z enim vijakom varna tudi za jekla visoke trdnosti: Ar _ 2 (e 2-0 ,5 d0) t fu / M2 Zato je omejitev v prEN 1993-1-12, ki ne dovoljuje uporabe te kontrole, nepotrebna. V naši statistični analizi sta dve točki, ki bi se jima dalo oporekati. Prva točka se nanaša na koeficiente variacije za trdnosti materiala, druga pa na dejstvo, da so bili preizkušanci izdelani samo iz ene jeklene plošče. Zaradi pomanjkanja natančnejših podatkov smo za koeficiente variacij uporabili enake vrednosti, kot so bile uporabljene za določitev projektnih vrednosti za bočni pritisk in nosilnost oslab­ ljenega prereza v ENV 1993-1-1 (Snijder idr, 1988a), kjer so bili v analizo vključeni tudi rezultati za jeklo S460 in S690. Če bi bili pre­ izkušanci izdelani iz različnih jeklenih plošč, bi izmerili različne materialne karakteristike. Če bi bila duktilnost teh plošč podobna, bi to vplivalo na nosilnost, ne pa tudi na natanč­ nost modela odpornosti. Predhodne raziskave z jeklom visoke trdnosti pa so pokazale (Može idr, 2007), da sta glavna parametra duktilno­ sti, razmerje fu/ f y in deformacija pri porušitvi za različne proizvajalce jeklenih valjanih plošč kvalitete S690, zelo podobna. 8 * ZAHVALA Iskreno se zahvaljujemo podjetju Trimo d.d. iz Trebnjega za donacijo materiala in izdelavo preizkušancev, Primoža Možeta je v okviru programa mladih raziskovalcev financiralo Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in teh­ nologijo. 9 * LITERATURA CEN, Jeklo in jekleni izdelki - Mesto jemanja in priprava vzorcev ter preskušanci za mehansko preskušanje, SIST EN ISO 377, Slovenski inštitut za standardizacijo, 1998. CEN, Evrokod - Osnove projektiranja, SIST EN 1990, Slovenski inštitut za standardizacijo, 2002a. CEN, Kovinski materiali - Natezni preskus - 1. del: Metoda preskušanja pri temperaturi okolice, SIST EN 10002-1, Slovenski inštitut za standardi­ zacijo, 2002b. CEN, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij - 1-1. del: Splošna pravila in pravila za stavbe, SIST EN 1993-1-1, Slovenski inštitut za standar­ dizacijo, 2005a. CEN, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij - 1-8. del: Projektiranje spojev, SIST EN 1993-1-8, Slovenski inštitut za standardizacijo, 2005b. CEN, Vroče valjani izdelki iz konstrukcijskih jekel - 6. del: Tehnični dobavni pogoji za ploščate izdelke iz konstrukcijskih jekel z veliko plastično trdnostjo v kaljenem in popuščenem stanju, SIST EN 10025-6, Slovenski inštitut za standardizacijo, 2005c. CEN, Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1.12 Additional rules for extension of EN 1993 up to steel grades S 700, prEN 1993-1-12, European Committee for Standardization, 2006. Gulvanessian, H., Calgaro, J.A., Holicky, M. Desiners' Guide to EN 1990 Eurocode: Basis of structural design, Thomas Telford, London, 2002. Johansson, B., Maquoi, R„ Sedlacek, G„ New design rules for plated structures in Eurocode 3, Journal of Constructional Steel Research, 57(3), 279-311,2001. Može, P, Beg, D„ Lopatič, J., Net cross-section design resistance and local ductility of elements made of high strength steel, Journal of Con­ structional Steel Research (2007), doi: 10.1016/j.jcsr.2007.01.009,2007. Snijder, H.H., Ungermann, D., Stark, J.W.B., Sedlacek, G., Bijlaard, F.S.K., Hemmert-Halswick, A., Evaluation of test results on bolted connections in order to obtain strength functions and suitable model factors - Part A: Results, Background Documentation to Eurocode 3, Document 6.01, TNO-report, 1988a. Snijder, H.H., Ungermann, D., Stark, J.W.B., Sedlacek, G„ Bijlaard, F.S.K., Hemmert-Halswick, A., Evaluation of test results on bolted connections in order to obtain strength functions and suitable model factors - Part B: Evaluations, Background Documentation to Eurocode 3, Document 6.02, TNO-report, 1988b. REKONSTRUKCIJA OSNOVNE ŠOLE IVAN CANKAR V LJUTOMERU* RECONSTRUCTION OF IVAN CANKAR ELEMENTARY SCHOOL IN LJUTOMER Đorđe Obradović, univ. dipl. inž. grad. Strokovni članek Trg Dušana Kvedra 13 UDK 69.059.25 2000 Maribor Povzetek I V šoli iz leta 1893 sm o porušili vse dotrajane vmesne stene, stropne konstrukcije in streho ter jih zam enjali s sodobno in potresno varno gradbeno kon­ strukcijo. Ohranili smo le zunanje fasadne stene in osrednje stopnišče. Dobili smo novo, ustrezno razporeditev šolskih prostorov ter dodatne prostore na podstrešju in kleti. Z obnovljenim i fasadami, novo streho enake oblike in pokrito z enako kritino - zareznikom, sm o šoli vrnili prvotni videz iz 19. stoletja. Summary | In the Elementary School, built in the year 1893, we pulled down all dam aged internal walls, ceilings and roof, and replaced them by modern earthquake resistant elements. Only the external walls and fagades and the main sta irw ay were preserved. Apart from the new spaces of modern conception, classroom s and cabinets, w e also gained new spaces in the cellar and the attic. Thanks to the new roof, w ith the orig inal shape and equal tiles, and the original design of the painted fagade, the school regained its original 19th century look. 1 • UVOD Zaradi dotrajanosti medetažnih (stropnih) konstrukcij ter konstrukcije ostrešja je bila nujna rekonstrukcija in adaptacija osnovne šole Ivan Cankar v Ljutomeru. Šolske oblasti so zaradi nevarnosti za otroke zaprle šolo, zgrajeno leta 1893. Ideja projektanta in zahteva Zavoda za zaščito naravne in kul­ turne dediščine je bila obdržati prvotni zunanji videz ter ustvariti popolnoma novo notranjost po modernem konceptu, ki bo ustrezala sedanjemu šolskemu sistemu. Rekonstrukcija je bila načrtovana v skladu s Poročilom o pregledu stanja konstruktivnih elementov in statični analizi objekta »Osnovna šola Ivan Cankar« v Ljutomeru z dne 11.5. 2001, ki gaje izdelal Inštitut za raziskavo ma­ terialov in aplikacijo IRMA d.o.o. Ljubljana, enota Maribor. Tesno smo sodelovali tudi z Zavodom za zaščito naravne in kulturne dediščine Repub­ like Slovenije. Njihova želja je bila ohraniti čim- več originalnih elementov in materiala. Končno smo se dogovorili, da popolnoma ohranimo zunanji videz, notranjost pa obde­ lamo na sodoben način. Na fasadi smo za­ menjali le vrata in okna, ki so bila dotrajana. Hkrati je bila to ugodna možnost, da pri­ dobimo dodatne prostore za ureditev šolske knjižnice. Namesto odstranjenih dotraja­ nih sanitarnih prostorov smo na južni strani zgradbe dodali novi del v velikosti 10,0 X 5,0 m, višine 7,0 m z ravno streho. Nosilec projekta je bil KOMUNAPROJEKT, d.d. Maribor. Vodja projekta in arhitektonskega načrta je bila Sonja Kolakovič, univ. dipl. inž. arh., projektant gradbenih konstrukcij pa avtor tega članka, HIŠKO, d.o.o. Maribor. Gradbena dela je izvedlo podjetje GRADIS, d.o.o. s Ptuja. Projektiranje je potekalo od marca 2002 do marca 2003, gradnja pa od avgusta 2002 do septembra 2003. * Članek je bil objavljen v Zborniku 2006 (Jarkolekto 2006) Svetovne zveze gradbenikov esperantistov (TAKE) 2 • STANJE OBJEKTA PRED REKONSTRUKCIJO Objekt je bil zgrajen v času Avstro-Ogrske med 1892-1893. Trietažna stavba sestoji iz delne kleti, pritličja, prvega nadstropja ter neizko­ riščenega podstrešja (slika 1 in 2). Tloris šole ima obliko črke L. Daljši, zahodni del, je velik 46,0 x 11,5 m, drugi pa 25,0 x 11,5 m. Objekt je bil klasična stavba zidana iz opeke. Nosilne stene so bile debele 64 ,48 ter 32 cm (od kleti k podstrešju). V obeh delih je bila vzdolžna opečna stena, ki je delila učilnice od hodnika. Prečne opečne stene so delile posamezne učilnice in kabinete. Temelji so bili iz zloženega kamna, široki od 80 do 95 cm. Medetažna, stropna konstruk­ cija nad kletjo je opečni obok, nad pritličjem in nadstropjem pa je bil lesen strop. Po prejšnji obnovi šole, v tidesetih letih prejšnjega sto­ letja, je bil del pritličja na severni strani izko­ riščen za telovadnico. Ta je bila visoka pol­ drugo etažo in je obsegala polovico višine kletne etaže ter pritličje. Strešna konstrukcija je trapezno vešalo s kop­ nimi in vmesnimi legami, ki je izvedeno pod vsakim petim špirovcem. Nagib osnovne strehe je 36°. Pokrita je bila z zelo staro opečno kritino, zareznikom. Kritina je bila dokaj dotrajana, kar je imelo za posledico zamakanje podstrešja. S starostjo 110 let so leseni tramovi krepko presegli svojo življenj­ sko dobo, ki navadno znaša 50 let. Strop nad prvim nadstropjem je bil iz lese­ nih stropnikov 2 3 -2 6 /3 3 cm, na razmaku 85-95 cm. Na stropnikih so bile deske; plast peska in opečni tlak. Na spodnjem lesenem opažu je bila trstika in omet debeline 2 cm. Prostor med spodnjim in zgornjim opažem je bil prazen. Ker so bili stropniki na podporah strohneli, niso bili več varni. Zunanje kletne stene debele 64 cm so bile iz polne opeke avstrijskega formata. Razen nekoliko vlažnih mest, na katerih je bilo nujno popravilo, so bile v dokaj dobrem stanju. Notranje stene so bile iz polne opeke debeline 48 ter 32 cm. Bile so v zelo slabem stanju, posebej v kleti. Zaradi vlage so bile notranje stene že delno razpadle. OSNOVNA ŠOLA I. CANKAR V LJUTOMERU PRITLIČJE PRED REKONSTRUKCIJO L E G E N D A ( rT ) © odstranjene stene ohranjene stene rekonstruiran del porušen del Slika 1 • Pritličje pred rekonstrukcijo 3 • NOVOZGRAJENI DEL - KNJIŽNICA Na južni strani, na prostoru starih sanitarij, je bil zgrajen novi trietažni prizidek za knjižnico in garderobe v velikosti 10,0 x 5,0 m, visine 7,00 m (slike 3 ,4 , in 5). Obstoječa dva praz­ na medprostora v velikosti 4,0 x 6,0 m na obeh straneh osrednjega stopnišča smo za­ prli z novimi opečnimi stenami. Tako smo z izravnavo fasade pridobili nove prostore in dve terasi na ravnem delu strehe. W W A r * OSNOVNA SOLA I. CANKAR V LJUTOMERU PRITLIČJE PO REKONSTRUKCIJI M 1:500 LEGENDA: _ _ stare stene = nove stene s? v vertikalne vezi rekonstruiran dd novi del Slika 3 • Pritličje po rekonstrukciji 4 • REKONSTRUKCIJA STAREGA OBJEKTA Spremembe v notranjosti šolske stavbe so razvidne iz slik 3 -5 (tlorisi, prečni prerez). Zunanji videz šole je prikazan na slikah 6 -8 (fasade). 4.1 Temelji Na južni strani stavbe so bili temelji le še 20 cm pod koto terena. Med gradnjo sosed­ nje telovadnice (10 let pred rekonstrukcijo) so na dvorišču šole znižali nivo tal za okoli 60 cm, ne ozirajoč se na temelje šole. Zaradi tega pa tudi zato, ker so temelji iz zloženega, nepovezanega kamna, smo iz­ delali dodatne armirane temelje pod ob­ stoječimi, zunanjimi. Ti so enake širine kot obstoječi temelji, visoki so pa 60 cm ali več, po potrebi. Izdelani so iz betona MB 30 (C25/30) z armaturo iz RA 400/500-2. Izvedeni so v kampadah po 1,0 m. V te do­ datne betonske temelje smo sidrali vertikalne vezi in tako povezali in ojačili zunanje stene. 4.2 Klet Podkleten je bil le zahodni, daljši del. Porušili smo skoraj vse prečne in srednje stene, ki so bile zaradi vlage v razpadajočem stanju. Zamenjali smo srednjo steno. Najprej smo ob njej izdelali novi temelj za novo srednjo steno, nekoliko premaknjeno k hodniku. Temelj je iz MB 30 (C 25/30) z armaturo iz RA 400/500-2. Nova srednja stena debeline 20 cm je pozidana do obokov, ki smo jih na hodnikih ohranili. Odpravljene so bile po­ škodbe na zunanjih stenah debeline 64 cm. Izdelani so bili novi temelji prečnih sten in na njih zidane prečne stene. Pred tem smo v višini nove betonske plošče izdolbli kanale 20 x 20 cm za horizontalne vezi. V vogalih in stičiščih smo izdolbli verti­ kalne kanale 20 x 20(29) cm, Vezi smo za­ betonirali z betonom MB30 (C25/30), armi­ ranim z rebrastim jeklom RA 400/500-2. Horizontalne vezi smo armirali s 4 0 12, stremena 0 8/20, vertikalne pa s 4 0 16, stremena 0 8/15(7,5). Vertikalne vezi so sidrane v armiranobetonske temelje. Nad de­ lom kleti smo zabetonirali armiranobetonsko ploščo debeline 20 cm iz MB30 (2 5 /3 0 ) z mrežno armaturo iz MAG 500/560. Tako smo dobili povezano celoto iz sten ter kontinuirne betonske stropne plošče, ojačeno z vertikal­ nimi in horizontalnimi vezmi. S projektantko arhitekture sva predlagala, da srednjo steno v kleti porušimo in jo premak­ njeno pozidamo na novem temelju. Medtem je predstavnica Zavoda za zaščito naravne in kulturne dediščine RS vztrajala pri ohranitvi te srednje stene, kljub njenemu zelo slabemu stanju. Zato sem od Ministrstva za šolstvo Republike Slovenije prosil soglasje za naš načrt. V pismu s priloženimi skicami sem branil naš predlog z naslednjimi argumenti: a) bolj učinkovito delo v širšem notranjem prostoru, b) boljši izkoristek hodnika, c) bolj učinkovita kontinuirana stropna plo­ šča, ki prispeva k odpornosti proti potresu, d) lažje izvedljivi temelj zunaj obstoječe stene, e) bolj ekonomična nova stena, debela 20 cm, namesto stare, ki bi jo morali pod- betonirati, sanirati zaradi vlage in čakati na izsušitev. Od Ministrstva za šolstvo smo dobili odgovor s popolno podporo našemu predlogu. 4.3 Pritličje in nadstropje Strope nad pritličjem in nadstropjem smo porušili. Ostale so le zunanje fasadne stene debeline 48 cm v pritličju in 32 cm v nad­ stropju. V ravnini nove armiranobetonske plošče smo izdolbli kanale za horizontalne vezi. Vertikalne vezi smo iz kletne etaže podaljšali v pritličje in nadstropje. Pozidali smo nove opečne stene v skladu z razpore­ dom novih učilnic. Nova betonska plošča debeline 20 cm je vse to povezala v kom­ paktno celoto. Dobili smo novo zidano stav­ bo, ojačeno z vertikalnimi in horizontalnimi vezmi. Ker je bila pred kratkim v neposredni bližini šole zgrajena nova samostojna telovadnica, ni bilo več potrebe po šolski telovadnici. Zato smo na mestu dosedanje šolske telovadnice poglobili kletne prostore ter pridobili klet in pritličje normalne višine. S tem smo pridobili dodatne prostore za glasbene dejavnosti. Stena med hodnikom in učilnicami je bila porušena in je bila sezidana nova, nekoliko premaknjena. Zaradi nove razporeditve prečnih sten, ki se ne ujemajo s stenami v pritličju, so v nadstropju izdelani trije betonski stenski nosilci, ki prenašajo obtežbo strehe in prvega nadstropja na betonske stebre v zunanji in srednji steni. Detajlni opis rušenja srednje in prečnih stenje bil podan v Projektu rušenja, kije bil sestavni del tega projekta. 4.4 Podstrešje Stene iz nadstropja so bile skupaj z vertikal­ nimi vezmi podaljšane v podstrešje. Nad njimi, v srednjem delu podstrešja, je bila zgra­ jena armiranobetonska plošča debeline 20 cm. Tako smo dobili dodatne uporabne prostore za telovadbo najmlajših učencev v prvi triadi. Prav tako je v podstrešju umeščena plinska kotlovnica. Nova inštalacija za ogre­ vanje je bila razpeljana po celotni šoli. 4.5 Streha Zaradi dotrajanosti je bila popolnoma od­ stranjena starta konstrukcija ostrešja in izdelana nova. Nova streha, enakega naklo­ na, sestoji iz horizontalnih leg (leseni lepljeni nosilci), slonečih na sohah ter špirovcev. Pokrita je z enako opečno kritino kot doslej, z zareznikom. Celotna konstrukcija sloni na fasadnih, sred­ njih ter prečnih stenah. Z lepljenimi nosilci z relativno velikimi razponi (6,0-10,0 m) je bila možna racionalna postavitev predelnih sten Slika 7 «Vzhodna fasada Slika 8 «Južna fasadaSlika 6 • Severna fasada ter boljša uporaba podstrešja. S kapnimi legami, ki so sidrane v horizontalne vezi s sidrnimi vijaki 0 1 2 /2 ,0 m, je streha pritrjena na armiranobetonsko stropno ploščo de­ beline 20 cm. 4.6 Stopnišče Posebno pozornost smo posvetili osrednjemu stopnišču, arhitekturno najbolj zanimivemu delu stavbe (slika 9). Z njim je povezana ravnateljeva pisarna ter del hodnika, ki ju po­ vezuje. Ta del hodnika je imel tudi v pritličju opečne oboke ter je s stopniščem predstavljal arhitek­ tonsko celoto. Zato je bilo odločeno, da ga ohranimo v prvotni podobi (slika 10). Oboke smo podprli z odri ter jih zaščitili med izdelavo betonske plošče nad njimi. Prvotno stopnišče ni vodilo v klet, začenjalo se je v pritličju. Zaradi razširjene kleti smo stop­ nišču dodali še kletno etažo. Stopnišče smo morali podaljšati tudi v podstrešje. Dodali smo dve rami v nadstropju. Nad zgornjim nadstropjem smo izdelali betonski obok enake oblike, kot so spodnji opečni oboki. Dodatni venci so izdelani po šabloni. 5 • HORIZONTALNE SILE 5.1 Veter Objekt je v I. vetrni coni po jugoslovanskih predpisih. Stene so visoke 6,0 m, s streho okoli 12,0 m nad terenom. Upoštevajoč vi­ šino in stopnjo izpostavljenosti vetru so izbrane obtežbe: w = 0,45 kN/m 2, do višine 10 m. Ker je objekt relativno nizek, obtežba vetra ni odločilna. 5.2. Potres Stavba šole je bila računana po Pravilniku o tehničnih normativih za graditev objektov visoke gradnje na seizmičnih območjih. Šola je v VII. potresni coni. Rekonstruirana šola je sestavljena iz novega dela (knjižnica) in obnovljenega dela (učilnice in kabineti). Novi del je projektiran kot betonski okvir. Dilatiran je od starega dela in računan kot posebni objekt. Sestoji iz armiranobetonskih okvirjev, betonske plošče debeline 20 cm, ter opečnih sten, ki za­ pirajo ali dele ta prostor. Okvirji so bili računani na vertikalno in potresno obtežbo Ko=l,5 (objekt I kategorije), in Ks = 0,025 (Vil. stopnja MCS). Stari del je bil rekonstruiran in je zidani objekt z vertikalnimi vezmi. Odstotek sten v razmerju z bruto površino objekta v obeh smereh je px = 6,55 % in py = 12,50 %. Vertikalne in ho­ rizontalne vezi skupaj z armiranobetonsko ploščo debeline 20 cm učinkovito povezujejo stare zunanje in nove notranje opečne stene v celoto, varno pred potresom. Opečne stene so računane na vertikalne obtežbe. Najbolj obremenjene stene so kon­ trolirane na horizontalne sile, niso pa računane na upogibne momente, ker gre za nizek objekt. Odnos višine in širine objekta znaša 12,0/11,50 = 1,09 < 1,50 ter ni nujna kontrola sten na upogib. 6 -SKLEP Projektiran ter izveden postopek rekonstrukcije je omogočil učinkovito in hitro rekonstrukcijo šolske stavbe. Nove prečne in srednja stena s kontinuirno armiranobetonsko stropno ploščo skupaj z zunanjimi tvorijo nov sistem - zidan objekt iz opečnih sten, ojačen z vertikalnimi in horizontalnimi vezmi. Taka konstrukcija zago­ tavlja varnost med potresom in povečuje tra­ jnost objekta. Ohranjena fasada in nova streha z opečno kritino zareznik dajeta stavbi prvotni videz iz devetnajstega stoletja. Celotna rekonstrukcija je bila glede na zahtevnost iz­ vedena v sorazmerno kratkem času. NOVI DIPLOMANTI UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO IN GEODEZIJO VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Matevž Furlan, R etro re fleks ivnost h o rizo n ta ln e s ig n a liz a c ije in ta ln ih o zn a č b , m e n to r doc. dr. A lo jz ij Juvane , s o m e n to r asis t, m a g . R obert R ijavec Žiga Koželj, M etode zb iran ja p od a tkov za potrebe n ap oved ova n ­ ja p ro m e tn e obrem enitve, m e n to r doc. dr. M arijan Žura Elvir Muhič, Pro jekt san ac ije u sa d a te r p lazu O s iln ica z va r ia n tn i­ m i a n a liza m i, m e n to r doc. dr. Jan ko Logar, so m e n to r doc. dr. Voj­ ko Jov ič ič Matija Žiberna, O p tim izac ija k rožnega križ išča na P rim skovem , m e n to r d oc. dr. Tom až M aher Primož Bračič, Voda na voz išču in p rom etna va rnost, m e n to r doc . dr. A lo jz ij Juvane Klemen Juvan, M erjenje g eo m e trije tira z m e ha nsko in lase rsko m e riln o d rez ino , m e n to r prof. dr. B ogdan Zgonc, s o m e n to r m ag. B la g o m ir Černe UNIVERZITETNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Miha Jukič, A lgo rite m za o p tim a ln o p ro jek tiran je a rm a tu re v s te n ah , p lo šča h in lup inah , m e n to r izr. prof. dr. B oštjan B rank Anžej Kne, O d ločan je v vzd rže va n ju ces tn ih ob jektov: p rim e r sk ­ up in e n ad vo zov nad avtocesto , m e n to r doc. dr. Jan a Selih, so ­ m e n to r K sen ija M arc, univ. d ip l. inž. grad. Nina Komidar, B ilanca rabe površ in kot sestav ina u rba n is tične ga n a č rta (n a p rim e rih v O bčin i A jd o v šč in a ), m e n to r prof. dr. A ndre j P og a čn ik Jasna Kovšca, D opo ln itev m o de la PCFLOW3D za s im u la c ijo to k ­ ov in š ir je n ja po lu tan tov, m e n to r izr. prof. dr. M a tja ž Četina, s o ­ m e n to r d oc. dr. D ušan Žagar Matjaž Horvat, Ide jna š tud ija s a n a c ije č is tilne nap rave za p itno v o d o M rzlek, m e n to r izr. prof. dr. B oris K om pare, s o m e n to r B og o ­ s lo v B rez igar, univ. d ip l. inž, g rad. Gašper Rankel, S odobna izvenn ivo jska k rižan ja m e stn ih cest, m e n to r doc. dr. Tom až M aher UNIVERZA V MARIBORU, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Srebrenko Grbič, Ide jna zasnova vo d o o skrb e severnega delo Šaleške do line in m esta Velenje iz vodnega v ira Mazej, mentor izr. prof. dr. Eugen Peteršin, so m e n to r M a tjaž N ekrep Perc, univ. dipl. inž. grad. Peter Klement, Varjen je, zvari in zva rn i spo ji v je k le n ih konstrukci­ ja h , m e n to r red. prof. dr. S to jan K ravan ja , so m e n to r dr. Simon Šilih Alenka Prnaver, M o n ito ring in g eo m e h a n ska ocena vplivov pre­ ce jan ja vode na s ta b iln o s t dovodnega kan a la HE Zlatoličje, men­ to r izr. prof. dr. S tan is lav Škrabi Grega Uratnik, Ide jni p ro jekt m o n tažn eg a ob jekta z jed rom , men­ to r izr. prof. dr. M iros lav Premrov, s o m e n to r d oc . dr. Peter Dobrila £ UNIVERZITETNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Iztok Goleš, P ogo ji in k rite riji pri rekon strukc iji n ivo jskih križišč, m en to r izr. prof. dr. Tom až Tollazzi, s o m e n to r m ag. Marko Renčelj Dejan Grbič, A na liza lesene s ta n ovan jske h iše z m asivn im skla- dovn im ko n s tru kc ijsk im s is te m om , m e n to r izr. prof. dr. Miroslav Premrov, s o m e n to r doc. dr. Peter D obrila Matjaž Tajnik, P rim e rja lna a n a liza sovp režnega nosilca iz beto­ na in lesa z in brez karbonskega traku , m e n to r d o c dr. Peter Dob­ rila, s o m e n to r izr. prof. dr. M iros lav P rem rov £ UNIVERZITETNI ŠTUDIJ GOSPODARSKEGA INŽENIRSTVA Bojana Ahmetaj, E konom ika jek le n ih kon s trukc ij, mentorja red. prof. dr. S to jan K ravan ja in red. prof. dr. B oris Snoj Dejan Sarjaš, P rim e rjava trž n o za sn o va n e g a ocenjevan ja vred­ nosti in m n o ž ič n e g a v rednoten ja n e p re m ičn in , m entorja doc. dr. Igor P šunder in red. prof. dr. Franc K ole tn ik R ubriko ure ja »Jan Kristjan Juteršek, univ. d ip l. inž. grad. 8. DAN JEKLENIH KONSTRUKCIJ 12. junij 2007 GZS, Dvorana A, Dimičeva 13, Ljubljana Program: 9.30 Registracija udeležencev 10.00 Uvodni pozdrav mag. Samo Hribar Milič, GZS 10.15 Uvodni nagovor / Miloš Ebner, MBA, OJK 10.30 Predavanje: Trženje jeklenih konstrukcij - izzivi sedanjosti in prihodnosti Bertrand Lemoine, ECCS 11.15 Predavanje: Evrokodi - izzivi in priložnosti prof. dr. Darko Beg, FGG 12.00 Odmor 12.15 Predstavitev slovenskega predloga za evropsko nagrado za jekleno konstrukcijo 12.45 Okrogla miza: Konkurenčnost jeklenih konstrukcij 14.00 Družabno srečanje 1 Informacije in prijave: ZKI jeklene konstrukcije, ga. Milena Vidm ar (milena.vidmar@gzs.si), T: o i 589 83 08. KOLEDAR PRIREDITEV junij 2007 6.-10.10.2007 f j fg Sodobni kanalizacijski sistemi ’ IZS, Ljubljana, Slovenija www.izs.si 75th IBTTA Annual Meeting and Exposition Dunaj, Avstrija www.ibtta.org junij 2007 5.-6.11.2007 »Cvetka digitalnih katastrskih načrtov« ™ IZS, Ljubljana, Slovenija www.izs.si RIMC07 3. Mednarodni znanstveni in strokovni kongres upravljavci, železniške infrastrukture Rogaška Slatina, Slovenija 11.-13.6.2007 www.fg.uni-mb.si/RIMC2007/vabilo.html International Conference: Sustainable 10.-13.12.2007 Construction Materials and Technologies Coventry, Anglija www.uwm.edu/dept/cbu/coventry.html 7th International Symposium on Cable Dynamics ™ Dunaj, Avstrija www.aimontefiore.org/cable/ • 21.-25.4.2008 18.-20.6.2007 ■ ■ TD A OAAfl 6th ITS in Europe Congress and Exhibition Aalborg, Danska www.ertico.com IKA lU U o 2nd Transport Research Arena (TRA) Ljubljana, Slovenija www.traconference.com 26.-29.6.2007 4.-6.6.2008 ■ ■ 24th W78 Conference & 5th ITCEDU Workshop & 14th EG-ICE Workshop Maribor, Slovenija www.w78.uni-mb.si l p IABSE Conference ICT for Bridges, Buildings and Construction Practice Helsinki, Finska www.iabse.org 30.6.-4,7,2008 18.-21.9.2007 10th International Symposium on The Eleventh International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing ™ Landslides and Engineered Slopes Xi'an, Kitajska St Julians, Malta www.landslide.iwhr.com www.civil-comp.com/conforcontact „M ' 8.-10.7.2008 19.-21.9.2007 IABSE Symposium International Association for Bridge and Structural Engineering Weimar, Nemčija www.iabse2007.de 24.-27.9.2007 14th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering: Geotechnical Engineering in Urban Environments Madrid, Španija www.ecsmge2007.org 26.-28.9.2007 12th International Congress: Polymer in Concrete (ICOIC'07) Chuncheon, Južna Koreja http://icpic.kongwon.ac.kr 7th International Congress Concrete: Construction's Sustainable Option Dundee, Škotska wwwictucongress.co.uk 24.-26.11.2008 2nd International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting (ICCRRR 2008) Cape Town, Južna Afrika www.civil.uct.ac.za/iccrrr 5.-9.10.2009 17th International Conference for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Alexandria, Egipt www.2009icsmge-egypt.org Rubriko ureja • Jan Kristjan Juteršek, ki sprejema predloge za objavo na e-naslov: msg@izs.si