GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE gDRUŠTEV G R A D B E N I H INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE 9-10 19 9 7 Raziskave obnašanja zidanih stavb na potresni mizi Zavoda za gradbeništvo Slovenije so bile K ga za razvoj skih metod l i Franc ČAČOViČ Lektor: Alenka RAIČ - BLAŽIČ T ehničn i urednik: Danijel TUDJINA Uredniški odbor: Sergej BUBNOV mag. Gojm ir ČERNE prof. dr. Miha TOMAŽEVIČ dr. Ivan JEC ELJ Andrej KOMEL Stane PAVLIN dr. Franci STEINMAN T isk : Tiskarna TONE TOMŠIČ d.d. v Ljubljani Revijo izdaja Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov S lovenije, L jubljana, Karlovška c. 3, te le fon /faks: 061/ 221-587, ob finančn i pomoči M in istrstva za znanost in tehno log ijo , Gradbenega inštitu ta ZRMK, Zavoda za gradbeništvo Slovenije, Fakultete ta gradbeništvo in geodezijo, Univerze v Ljubljani ter Fakultete za gradbeništvo, Univerze v Mariboru. Tiska Tiskarna Tone Tomšič d.d., Ljubljana. Letno izide 12 številk. Individualni naročniki plačajo letno naročnino v v iš in i 2.600 SIT, študentje in upokojenci 1.300 SIT. Gospodarske organizacije in podjetja plačajo letno naročnino za 1 izvod revije 32.000 SIT. Naročnina za naročnike v tu jin i znaša 100 US$. Po mnenju M inistrstva RS za kulturo je v ceno vključen 5 % prom etni davek. Žiro račun se nahaja pri Agenciji RS za p lač iln i promet, Enota Ljubljana, številka: 50101-678-47602. GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE UDK-UDC 05:625;ISSN 0017-2774 LJUBLJANA, SEPTEMBER, OKTOBER 1997 LETNIK XXXXVI STR.: 2 5 3 - 311 VSEBINA - CONTENTS Članki, študije, razprave - Articles, studies, p ro ce e d in g s__________________________ Miha TOMAŽEVIČ: PREVERJANJE POTRESNE ODPORNOSTI ZIDANIH KONSTRUKCIJ: PRILAGAJANJE NOVIM ZAHTEVAM...................254 Seismic Resistance Verification of Masonry Structures: Following the New Trends Bogdan ZGONC: SLOVENSKE ŽELEZNICE V LUČI RAZVOJA EVROPSKEGA PROMETNEGA SISTEMA.....................................................267 Slovenian Railways in the Aspect of Evropien Traffic System Željko VUKELIČ, Ivan O SREČKI: SANACIJA NASIPA NA AC ŠENTILJ - PESNICA Z DRENAŽAMI IZVEDENIMI S TEHNOLOGIJO VODENEGA HORIZONTALNEGA VRTAN JA...................................................................................................................................................278 Improvement of Dam on the Highway Šentilj - Pesnica with Drainage Executed by Means of Led-Horizontal Bore Technology Poročila, Informacije - Reports, Informations Sergej BUBNOV: NAŠE GRADBENIŠTVO IN EU.................................................................................................................................................282 Sergej BUBNOV: POTRES V ITALIJI....................................................................................................................................................................286 JUBILEJ Janko BLEIW EIS: OB DEVETDESETLETNICI PROFESORJA EMILA KOVAČIČA..............................................................................................289 IN MEMORIAM Ciril STANIČ: g. dipl. inž. gradb. MAKS MEGUŠAR..........................................................................................................................................290 Informacije Gradbeni inštitut ZRMK, Dimičeva 12, Ljubljana_________________________ Vilibald PREM ZL: MARIBORSKA ČISTILNA NAPRAVA..........................................................................................................................................291 Maribor Wastewater Treatment plant Novosti Fakultete za gradbeništvo - Univerza v Mariboru Civil Engineering News of the University in M aribor Boris LUTAR: PROGRAMSKA ORODJA ZA NAČRTOVANJE IN RAČUNANJE KONSTRUKCIJ FIRM SRAC, INTERGRAPH IN BSI TER TRENDI RAZVOJA............................................................................................................................................................. 299 The Program Tools for Structural Design and Computation of the Companies SRAC, Intergraph and BSI and Development Trends Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti PREVERJANJE POTRESNE ODPORNOSTI ZIDANIH KONSTRUKCIJ: PRILAGAJANJE NOVIM ZAHTEVAM tion of Masonry Structures: Following the New Trends ■ : • i UDK 624.92.012: 699.841 MIHA TOMAŽEVIČ P O V Z E T E K S is te m a t ič n e e k s p e r im e n ta ln e in a n a l i t ič n e ra z is k a v e o b n a š a n ja z id a n ih k o n s t r u k c i j pri p o t r e s n i o b t e ž b i so b i le p o d la g a za razvo j s o d o b n ih ra č u n s k ih m e to d za ana lizo in p r e v e r ja n je p o t r e s n e o d p o r n o s t i in p r o je k t i r a n ja , pa tu d i z a ra z v o j p o t r e s n o odporn ih konstrukc ijsk ih s is tem ov. Po stoletjih g r a d n je , z a s n o v a n e na p o d la g i iz k u š e n j in d o b re ob r t i , te r d e s e t le t j ih u p o ra b e m e to d d o p u s tn ih n a p e to s t i , so bili v m o d e rn e p re d ­ p is e tu d i z a z id a n e k o n s t r u k c i je v p e l ja n i ja s n i p r in c ip i p re v e r ja n ja s ta b i ln o s t i po m e ­ to d a h m e jn ih s tan j. V č la n ku je o b ra v n a v a n a m e t o d a , p o k a te r i na p o d la g i i z r a č u n a n e ovo jn ice o d po rno s t i kr it ične e taže p rever jam o ta k o n os ilno s t ko t g lo b a ln o d u k t i ln o s t z idane k o n s t r u k c i je . • S U M M A R Y As a r e s u l t o f e x p e r im e n t a l a n d a n a ly t i ­ ca l r e s e a r c h in s e is m ic b e h a v io u r o f m a ­ s o n ry s t r u c t u r e s in th e la s t d e c a d e s , n e w m e t h o d s fo r s e is m ic r e s is t a n c e a n a ly s is a n d d e s ig n , as w e l l as new , s e is m ic r e ­ s is tant techno log ies and construc t ion sys tem s h a v e b e e n d e v e lo p e d . A f t e r m a n y c e n t u ­ r ie s o f t r a d i t io n a l u s e , a n d d e c a d e s o f allow ab le s tresses verif ication, c lear co n ce p ts fo r l im i t s ta te s v e r i f i c a t io n o f s e is m ic r e ­ s is ta n c e o f m a s o n r y s t r u c t u r e s h a v e b e e n in t ro d u c e d in th e s e is m ic c o d e s . The p a p e r d is c u s s e s a p u s h - o v e r m e t h o d fo r th e c a lc u la t io n o f s to r e y r e s is ta n c e e n v e lo p e , on th e b a s is o f w h ic h th e r e s is ta n c e c a ­ p a c i t y a n d g lo b a l d u c t i l i t y r e q u i r e m e n t s o f a m a s o n r y s t r u c t u r e c a n be v e r i f ie d . 1 UVOD Zidovje je tip ičen kompozitni material, ki sicer dobro prenaša visoke tlačne obrem enitve, ni pa primeren za prevzem nateznih in strižnih sil, ki med potresom nastanejo v konstrukciji. Poškodbe, ki so posledica obrem enitev, na katere gradite lji med gradnjo niso m islili, so lahko zelo hude, med močnimi potresi pa niti porušitve zidanih stavb niso redke. Prav zaradi tega so zidane konstrukcije dolgo veljale kot neustrezne za gradnjo na potresnih obm očjih. V zadnjih desetletjih se je odnos do zidanih konstrukcij po svetu močno spremenil. V državah, izpostavljenih Avtor: dr.Miha Tomaževič, dipl.inž.gradb., redni profesor, Zavod za gradbeništvo Slovenije, Dimičeva 12, 1000 Ljubljana Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti potresnemu tveganju, so analizirali poškodbe, ki so jih na zidanih stavbah povzročili potresi. Izvedli so tudi številne eksperim entalne raziskave obnašanja zidov in zidanih konstrukcij med potresom, s katerimi so ovrednotili parametre, ki vplivajo na potresno odpornost. Pionirsko vlogo na tem področju je odigrala “ ljubljanska šola” , doma na bivšem Zavodu za raziskavo materiala in konstrukcij, zdaj Zavodu za gradbeništvo Slovenije, katere raziskovalno delo, sicer bolj v svetu kot doma, še vedno vpliva na razvoj stroke. Rezultati raziskav so omogočili tehnološki napredek pri gradnji zidanih konstrukcij. Z uveljavitvijo malt visokih trdnosti in kakovostnih zidakov se danes lahko dosežejo razmeroma visoke tlačne trdnosti zidovja, kar omogoča povečanje razponov stropnih konstrukcij celo pri večnadstropnih stavbah. Razviti so bili konstrukcijski sistemi, ki zagotavljajo potresno odpornost. Predvsem so to sistemi, ki omogočajo armiranje zidovja z jekleno armaturo, s čimer se povečata strižna in upogibna odpornost zidov, ter izboljšata duktilnost in sposobnost sipanja energije. Glede na različne sisteme gradnje delim o zidane konstrukcije na: • konstrukcije z navadnim, nearmiranim zidovjem, • konstrukcije s povezanim zidovjem, tj. zidane konstrukcije z navpičnim i vezmi, ki se zabetonirajo po končanem zidanju, in • konstrukcije z armiranim zidovjem. Rezultati raziskav so om ogočili tudi razvoj modelov in računskih orodij za preverjanje potresne odpornosti in projektiranje zidanih konstrukcij. Po stoletjih gradnje, zasnovane na pod lagi izkušenj in dobre obrti, ter desetletjih uporabe metod dopustnih napetosti so bili tudi za zidane konstrukcije v moderne predpise vpeljani jasni principi preverjanja stabilnosti po metodah mejnih stanj. Tako je n.pr. v Evrokodu 6 [1]: Projektiranje zidanih konstrukcij in Evrokodu 8 [2]: Projektiranje potresno odpornih konstrukcij, ki obravnavata projektiranje in grajenje zidanih konstrukcij, projektiranje zasnovano na upoštevanju: • zahteve, da se konstrukcija med potresom ne poruši, in • zahteve, da se omejijo poškodbe, nastale med potresom , na spre jem ljiv obseg. Glede na ti zahtevi je treba preveriti tako mejno stanje porušitve, ki se nanaša na zahtevo, da mora konstrukcija prestati pričakovani potres, kakor tudi mejno stanje uporabnosti, ki se nanaša na dopustni obseg poškodb. Ker spadajo zidane stavbe med toge konstrukcije, so njihove deform acije med potresom razmeroma majhne. Zato so zahteve, povezane z uporabnostjo konstrukcije po potresu, največkrat avtomatično izpolnjene, če konstrukcija izpolnjuje kriterije, ki jih preverimo pri mejnem stanju porušitve. 2 R A Č U N S K A P O TR E S N A O B TE ŽB A Potresna varnost konstrukcije je verjetnostna funkcija, odvisna od pričakovane potresne obtežbe in odpornosti konstrukcije. Pri vseh nosilnih elementih konstrukcije mora biti izpolnjen pogoj, da je računska odpornost elementa Rd, ki se izračuna z upoštevanjem karakterističnih vrednosti trdnosti materialov in delnih faktorjev varnosti yM za materiale, večja od računskega učinka kombinacije vplivov Erf, vključno s potresno obtežbo. Potresno obtežbo lahko predstavimo na različne načine: s časovnim potekom pospeškov ali h itrosti tal (z dejanskim ali umetnim), z močnostnim spektrom (ang. power spectrum ), ali pa s spektrom odziva. O blika potresnp obtežbe, s katero preverjam o potresno odpornost, je odvisna od pomembnosti in kompleksnosti obravnavane konstrukcije. V nekaterih primerih moramo upoštevati celo prostorski značaj potresnega gibanja tal. Ker pa so zidane konstrukcije zaradi številnih konstrukcijskih zahtev in omejitev navadno pravilne oblike, bo pri zidanih konstrukcijah v večini primerov dovolj, če potresno obtežbo predstavimo s spektrom odziva, pri katerem je računska potresna obtežba AEd izražena kot prečna sila v p ritlič ju (angl. base shea r): AEd= S d(T)W (1) in je ordinata spektra odzivaSd (T) določena z izrazom: Sd(T) = a S r i^ (2) Pri tem je a računski pospešek tal, normaliziran s pospeškom prostega padag = 9.81 m /s2, katerega velikost je odvisna od pričakovane potresne stopnje (na prim er: a = 0.3, 0.2 in 0.1 za obm očja visoke, srednje in nizke stopnje seizmičnosti), S je parameter tal, Tj faktor korekcije zaradi dušenja, ßo = 2.5 je m aksim alna norm alizirana spektralna vrednost, ki je konstantna na obm očju pričakovanih vrednosti lastne nihajne dobe T zidane konstrukcije (0.1 s < T < 0.4 s), g je faktor obnašanja konstrukcije (faktor redukcije elastičnih sil), W pa teža stavbe nad nivojem terena. Vrednost računskega pospeška tal a, ki je merilo za intenziteto potresa, ustreza referenčnemu potresu s periodo ponavljanja 475 let. Verjetnost nastanka tako močnega potresa v pričakovani življenjski dobi povprečne stavbe (100 let), ki ji pripišemo faktor pom em bnosti y, = 1-0, je še vedno 19 %. Poenostavljena definicija faktorja obnašanja konstrukcije je razložena na sliki 1, kjer je ovojnica odziva dejanske konstrukcije na potres, idealizirana z linearno elasto- p lastično ovojn ico, prim erjana z odzivom idealne Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti [1 7 ] elastične konstrukcije z enako začetno togostjo. Zaradi duktilnosti in sposobnosti sipanja energije, ki jo ima dejanska konstrukcija in ki se poenostavljeno izraža z globalnim faktorjem duktilnosti pi = d J de, navadno ni potrebno, da konstrukcijo d im enzioniram o na pričakovano elastično potresno obtežbo He. Konstrukcijo računamo na mejno računsko obtežbo Hdu, količnik med obema pa imenujemo faktor obnašanja konstrukcije g = H J Hdu. Rezerva nosilnosti (angl. overstrength) Yo = HmJ Hdu, kjer je Hmax dejanska odpornost konstrukcije, poveča velikost faktorja obnašanja konstrukcije na d’ = 10 q- EC 8 zahteva uporabo naslednjih vrednosti faktorja obnašanja konstrukcij: g = 1.5 za konstrukcije z nearm iranim zidovjem , g = 2.0 za konstrukcije s povezanim zidovjem in g = 2.5 za konstrukcije z armiranim zidovjem . Da bi zidane konstrukcije izpolnjevale predpostavljeno duktilnost in sposobnost sipanja energije, predpisi zahtevajo, da se pri projektiranju upoštevajo posebne zahteve glede zasnove konstrukcije in detajlov, kakovosti materialov, razporeditve konstrukcijskih in povezovalnih elementov ter armature. Za preverjanje predlaganih vrednosti faktorjev obnašanja g ni veliko eksperimentalnih podatkov. Po defin ic iji, ki je razložena na sliki 1, smo na podlagi raziskav obnašanja modelov zidanih stavb, grajenih v različnih sistemih, dob ili naslednje vrednosti razm erja H J Hmax za navadno, povezano in armirano zidano stavbo: 2.84, 2.69 in 3.74 [3, 4], Eksperimentalno dobljene vrednosti sicer potrjujejo splošno veljavnost vrednosti, predpisanih v EC 8, hkrati pa nakazujejo tudi možnosti za rezervo. Prečno silo v pritlič ju , ki jo izračunamo z enačbo (1), moramo porazdeliti po višini konstrukcije. Pravilnost zidanih konstrukcij nam omogoči, da predpostavimo, da se med potresom nastale vodoravne sile porazdelijo po višini stavbe sorazmerno z obliko prvega lastnega tona nihanja. Račun lahko še bolj poenostavimo, če predpostavim o, da se sile porazdelijo v obliki narobe obrnjenega trikotnika. 3 RAČUNSKI MODEL 3.1 KONSTRUKCIJA Zidane stavbe so tip ične stenaste konstrukcije, kjer navpično težnostno in vodoravno potresno obtežbo prevzemajo zidane stene, med seboj povezane s stropnim i konstrukcijam i. G lede na značaj zidanih konstrukcij lahko osnovne principe in hipoteze računa privzamemo od armiranobetonskih stenastih konstrukcij, seveda pa moramo računske m odele prilagoditi specifičnim mehanskim lastnostim zidovja in obnašanju različnih sistemov zidane gradnje. Pri zidani stavbi je osnovni element konstrukcije, ki prevzema potresno obtežbo, ti. strižna stena, bodisi m onolitna bodisi oslabljena z okenskimi in vratnimi odprtinami. Glede na zasnovo konstrukcije in vrsto konstrukcijskega sistema, ki vpliva na obnašanje med potresom in porušni mehanizem, lahko zidane strižne stene razdelimo na tri glavne kategorije (slika 2): N • na konzolne stene, pri katerih so zidovi povezani s stropnim i ploščam i, ki s icer razdelijo vodoravno obtežbo po posameznih zidovih v sorazmerju z njihovo togostjo, vendar ne prenašajo upogibnih momentov, nastalih zaradi upogiba konzol. Da bi zagotovili duktilno obnašanje konstrukcije, je treba spodnje prereze zidov močno arm irati, pri tem pa tudi poskrbeti za ustrezne detajle; • na stene z odprtinami, pri katerih so slopi šibkejši od prekladnega dela. Strižna porušitev slopov, ki jih lahko upoštevamo kot vpete zgoraj in spodaj v prekladni del stene, je najpogostejši porušni mehanizem nearmiranih zidanih konstrukcij. Neduktilno obnašanje šibkih slopov lahko močno izboljšam o z ustrezno razporejeno armaturo v vodoravnih spojnicah slopa; • na stene z odprtinam i, pri katerih je prekladni del šibkejši od slopov. Prekladni del se obnaša kot povezovalna prečka, ki povezuje slope in prenaša upogibne momente. Če so elementi ustrezno armirani, se bodo obnašali pretežno upogibno, kar bo bistveno izboljšalo odpornost in sposobnost konstrukcije za sipanje energije. Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti Konzola ä ':c " D D □ ________ > Q s Il\p s 1 N O \p .\D -\/ Stena z odprtinami: šibki slopi ^r- -ki- ~ i n '.-L ryr; ^ _ _ _ i s .'r u c Ir I — Stena z odprtinami: šibke prečke Slika 2: Mehanizmi obnašanja zidanih strižnih sten [17] V praktičnem računu se strižne stene največkrat modelirajo kot okviri [5], V slopih in prečkah idealizirane konstrukcije med potresom nastanejo dodatne strižne sile in upogibni momenti. Kot posled ica prevrnitvenega momenta v slopih nastanejo tudi dodatne osne sile, ki v odvisnosti od smeri delovanja potresne obtežbe bodisi povečujejo bodisi zmanjšujejo napetosti v slopih, ki jih povzroča navpična obtežba. Ker se zidane konstrukcije obnašajo kot m onolitna škatla, je nivo obrem enitev zaradi prevrnitvenega momenta razmeroma majhen. Le redkokdaj je potrebno pri doseganju mejne nosilnosti zgornje konstrukcije preveriti tudi nosilnost temeljev. Rezultanto potresnih sil (etažno prečno silo) v vsakem nadstropju in v vsakem trenutku porazdelim o med posamezne slope in prekladne prečke v sorazmerju z njihovimi trenutnimi togostmi K.. Če poznamo prečno silo Q,, ki deluje na posamezni slop, lahko izračunamo upogibni moment na njegovem spodnjem Mjsp= a hj Qf in zgornjem robu M, = (1-a) h Qr kjer je a koeficient, ki določa položaj momentne infleksijske točke (a = 0.5 pri polno vpetem in a = 1.0 pri konzolno vpetem slopu), hi pa višina i-tega slopa. Upogibne momente na konceh prečk izračunamo iz pogoja ravnotežja momentov v vozlišču med slopom in prečko ; prav tako pa z upoštevanjem osnovnih pogojev ravnotežja izračunamo dodatne osne sile v slopih. Analogijo z okvirno konstrukcijo lahko še poenostavimo pri nearmirani zidani konstrukciji z razmeroma močnim prekladnim delom, katere slopi se porušijo strižno. V tem primeru lahko slope obravnavamo kot zgoraj in spodaj sim etrično vpete, v računu pa ne upoštevam o obrem enitev prečk, ki za obnašanje konstrukcije niso pomembne. Poleg tega, da zidovi nihajo v ravnini kot sestavni del glavnega konstrukcijskega sistema, vzbudi prostorski značaj potresnega gibanja tal tudi nihanja pravokotno na ravnino. Ker je intenziteta nihanja pravokotno na ravnino posledica etažnega odziva konstrukcije, je tovrstno nihanje intenzivnejše v zgornjih kot v spodnjih nadstropjih konstrukcije, seveda glede na dinamične lastnosti glavne konstrukcije. V etažnem odzivu so lahko zajeti tudi višji toni nihanja, ki o jačijo nihanja zidov pravokotno na ravnino zaradi resonančnih učinkov. Zaradi konstrukcijskih zahtev, ki jih morajo izpolnjevati strižne stene pri tipični zasnovi stavbe (omejena vitkost, velikost in položaj odprtin), pa so nihanja pravokotno na ravnino le redkokdaj kritična, zato jih z računom preverjam o samo v primerih, ko razponi med zidovi presegajo priporočene meje. 3.2 ZIDOVI 3.2.1 OBNAŠANJE MED POTRESOM IN EKSPERIMENTALNA SIMULACIJA Kot kažejo opazovanja in rezultati eksperim entalnih raziskav, določajo obnašanje zidov (slopov) pri potresni obtežbi trije tipi porušnega mehanizma, ki so odvisni od geom etrije zidu, razmerja med višino in dolžino, kakovosti m aterialov, pa tudi od vpetostn ih razmer in obtežbe, ki deluje na zid pri mejnem stanju porušitve (slika 3): • prestrig, ki nastane v primeru majhnih navpičnih obrem enitev in malte slabe kakovosti. Potresne sile povzročijo prestrig zidu in zdrs zgornjega dela zidu po spodnjem na prestriženi vodoravni spojnici med zidaki; • strižna porušitev nastane, ko v zidu nastale glavne natezne napetosti presežejo natezno trdnost zidovja. Tik preden zid doseže svojo nosilnost, v njem nastanejo tipične diagonalno usmerjene poševne razpoke; • upogibna porušitev nastane pri razmeroma Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti J L Ü J J L m s 4 4 J i - i U p o g ib P r c s t r ig r r t t V i ^ 3------ 1 Slika 3: Tipični načini porušitve zidov Med preiskavo se za sim ulacijo potresne obtežbe uporabljajo različne vrste časovnih potekov vsiljenih pomikov, ki se nanašajo statično ali dinamično (slika 4). V najbolj enostavnem primeru se zid preizkuša s statično obtežbo v obliki m onotono naraščajočih pomikov, v bolj kompliciranem pa je oblika časovnega poteka pomikov podobna odzivu dejanske konstrukcije na potres, ki se nanaša dinamično. Podlago, na kateri se analizirajo rezultati preiskave, predstavljajo histerezne odvisnosti med vsiljenimi pomiki in odpornostjo zidu. Med nedavno izvedeno raziskavo, ko smo preučevali vpliv različnih potekov vsiljenih pomikov na rezultate preiskave [9], smo ugotovili, da ni vseeno, kako izvedemo Slika 4: Časovni potek pomikov, ki se uporabljajo za preiskavo potresne odpornosti zidov [9] Monotona (lIln Ciklična sinusna /(s) visoki strižni odpornosti zidu in veliki vrednosti razmerja moment/prečna sila. Določa jo tečenje natezne armature in drobljenje z idovja na tlačeni strani prereza zidu. Poznani so računski modeli, s katerimi se obnašanje zidu pri obtežbenih pogojih, na podlagi katerih so bili modeli razviti, več kot dobro ponazori [6, 7 in 8]. Žal pa so ti modeli preveč kom plic iran i, da bi bili lahko uporabni za praktično vrednotenje potresne odpornosti. Za uporabo v vsakdanji praksi morajo biti na razpolago enostavni postopki in enačbe, osnovani na poznanih zakonih teorije e lastičnosti, vendar z upoštevanjem vseh specifičnosti obnašanja zidovja. Takšne enačbe lahko razvijemo samo na podlagi eksperim entalne sim ulacije, pri kateri je zidovje v laboratoriju izpostavljeno podobnim obrem enitvam kot med potresom v stavbi. Tipičen preizkušanec je 1.0 m dolg in 1.5 m visok zidni slop, ki je preiskan pod podobnim i vpetostnim i pogoji kot slop v stavbi. Za preiskave so v različnih laboratorijih razvili različne preizkuševalne naprave. preiskavo (slika 5). Raziskave torej kažejo, da je za zanesljivo preverjanje potresne odpornosti zidanih konstrukcij izredno pomembno, da so preiskave, s Slika 5: Histerezne ovojnice, dobljene s preiskavo zidov z različnimi časovnimi poteki pomikov [9] Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti katerimi se določajo materialne lastnosti, usklajene s preiskavami, ki so rabile kot podlaga za razvoj računskih modelov in idealizacijo obnašanja konstrukcije pri potresni obtežbi. Da bi poenostavili analizo in dimenzioniranje, vrednosti notranjih sil, napetosti in deformacij, navadno določamo na podlagi bruto dimenzij prerezov zidov, pri čemer predpostavljam o, da lastnosti materiala ve lja jo za zidovje kot elastičen, homogen in izotropen material. Te predpostavke dopuščajo, da uporabljamo enostavne enačbe teorije elastičnosti, ki jih zidovju prilagodimo z upoštevanjem nekaterih, s preiskavami ugotovljenih posebnosti. V enačbah za račun nosilnosti in deform abilnost zidov nastopajo tile parametri: zidu zaradi osne sile N, b = faktor porazdelitve strižnih napetosti, ki je odvisen od geom etrije zidu in razmerja N/Hmax. Pri zidovih z razmerjem h/l = 1.5, b = 1.5. Preiskave so potrdile idejo, da se pri armiranem zidovju z vodoravno armaturo v spojnicah strižna odpornosti oceni kot vsota odpornosti osnovnega nearmiranega zidu in prispevka vodoravne armature [11], Če je zid armiran tudi z navpično armaturo, lahko pri strižni porušitvi zidu upoštevamo njen moznični učinek: ^s.a = Hs + C^Hah + Hmav, kjer je: • tlačna trdnost zidovja, f, • strižna, fv, oziroma natezna trdnost z idovja,ft, • modul e lastičnosti (sekantni modul), £, • strižni modul, G, in • faktor duktilnosti, /i. 3.2.2 ODPORNOST IN TOGOST Če idealiziram o zidni slop kot elastičen, homogen in izotropen element konstrukcije, lahko z upoštevanjem predpostavk elementarne teorije elastičnosti izpeljemo osnovno enačbo za izvrednotenje strižne odpornosti neamiranega zidu Hs, na katerega delujeta navpična sila N in vodoravna sila H [10]: Hah = natezna nosilnost strižne (vodoravne) armature, Hmav = strižna odpornost navpične armature zaradi m ozničnega učinka, Crh = faktor redukcije nosilnosti vodoravne armature. Z upoštevanjem spoznanja, da je obnašanje zidovja pri tlaku podobno obnašanju betona, lahko pri računu upogibne odpornosti zidanega prereza uporabim o podobno obliko ekvivalentnega napetostnega bloka kot pri betonskem prerezu (slika 6). Tako lahko mejni upogibni moment MRu = Neu, ki do loča upogibno nosilnost nearmiranega prereza, izračunamo z enačbo: kjer je: (3) Az= površina vodoravnega prereza zidu, oo = N/Az = povprečna tlačna napetost v prerezu kjer je / dolžina, t pa debelina zidu. V primeru navpično armiranega zidu dodamo učinek arm ature: Slika 6: Poenostavljena oblika bloka tlačnih napetosti [1] Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti kjer je: Aav = površina navpične armature, simetrično položene ob obeh robovih zidu, f = napetost na meji tečenja jekla, /' = razdalja med težiščem armature in robom zidu. Na podlagi poznane upogibne nosilnosti prereza in vpetostnih pogojev lahko izračunamo upogibno odpornost nearm iranega Hf in arm iranega zidu Hfa: H( = — oziroma Hfa = ^ Rua . (7) f ah 'a ah Da bi potresno obtežbo lahko porazdelili po zidovih, moramo poleg odpornosti poznati tudi togost zidov. Togost zidov moramo poznati tudi, kadar želimo izračunati dinam ične lastnosti zidane konstrukcije. Po definiciji je togost konstrukcijskega elementa definirana z učinkom vpliva, strižne sile in/ali upogibnega momenta, ki povzroči enoto pomika in/ali zasuka obravnavanega elementa. Togost elementa je torej odvisna od mehanskih lastnosti materialov, njegove geometrije in vpetostnih pogojev. Začetno, včasih imenovano tudi efektivno togost zidu, lahko izračunamo s sp lošno veljavno enačbo: G-A7 1.2h „ , G f h 1 + a — - E I f]' ( 8 ) kjer je a ’ koeficient, ki je odvisen od položaja momentne infleksijske točke, a ’ = 0.83 v primeru polno vpetega in a ’ = 3.33 v primeru konzolno vpetega zidu. V nelinearnem področju togost določim o s sekantno togostjo , katere vrednost se sprem inja (upada) z velikostjo pomikov. Kot kažejo analize eksperimentalnih rezultatov, je oblika funkcije upadanja togosti v odvisnosti od pomikov zelo podobna za vse vrste zidovja (slika 7). Zato lahko dejansko togostK izračunamo z empirično enačbo bodisi kot funkcijo efektivne togosti Ke in norm alizirnega vodoravnega pomika d /d max: f K = a -K e V dmax; O) bodisi kot funkcijo efektivne togosti Ke in nastalih poškodb zidovja, ki jih izrazimo z indeksom poškodovanosti /d [13]: K = Ke-V a - ld - b . (10) V prvem primeru sta a in ß parametra upadanja togosti, ki sta odvisna od poteka obtežbe in n ivoja tlačnih obremenitev v zidu in katerih vrednosti moramo praviloma do loč iti s preiskavo. Če te m ožnosti nimamo, lahko v primeru, da tlačne napetosti v zidu ne presegajo 20 % tlačne trdnosti zidovja, upoštevam o vrednosti a = 0.3 in ß = -0.85. V drugem primeru moramo poznati zvezo med indeksom poškodovanosti ld in obsegom poškodb. Pri najbolj pogosti - strižni porušitvi zidu smo ugotovili naslednjo zvezo: • ld = 0.25: nastanek prve pomembne razpoke. Meja razpok; • ld = 0.50: nastanek mreže diagonalno usmerjenih razpok. Navadno je dosežena maksimalna odpornost; • ld = 0.75: povečana širina in število razpok. Drobljenje zidakov na sredini zidu, cepljenje zidakov in zalivne mase armature na tlačenem robu; • !d = 1.00: težke, nepopravljive poškodbe ali porušitev zidu. Sekantna togost pade na samo 5- 10 % začetne efektivne togosti zidu Ke. d/cfy/ma* Slika 7: Upadanje togosti armiranih zidov v odvisnosti od normaliziranih pomikov (12) Kot param etra a in ß sta tudi param etra upadanja togosti a in b odvisna od poteka obtežbe in velikosti tlačnih napetosti v prerezu zidu in ju je treba praviloma določiti s preiskavo. 3.2.3 IDEALIZACIJA OVOJNICE ODPORNOSTI Da bi poenostavili račun, dejansko histerezno obnašanje zidu pri potresni obtežbi predstavim o z idealizirano bi- alitrilinearno ovojnico (sliki 8 in 9). Pri tem definiramo tri mejna stanja: • mejo razpok, ki jo določata pomikdcf in odpornost Hcr pri nastanku prvih pomembnih razpok, ki spremenijo naklon ovojnice, • maksimalno odpornost, ki jo določata največja vrednost sileHmax, dobljena med preiskavo, in pripadajoči P °mik d h max’ maX • mejno stanje porušitve, ki ga določata največji doseženi pom ikdmax in pripadajoča preostala odpornost U ; dmax ’ Začetni naklon idealizirane ovojnice določa sekantna togost zidu pri nastanku razpok, ki jo imenujemo efektivna togost zidu Ke. Izračunamo jo kot razmerje Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti med odpornostjo in pomikom pri doseženi meji razpok: K e - ^ 2- d ') u cr Kadar ovojnico odpornosti idealiziramo z bilinearno odvisnostjo, ovrednotimo idealizirano mejno odpornost Hu na podlagi predpostavke, da dejanski in idealizirani diagram predstavljata enako sposobnost sipanja energije zidu. Mejna odpornost Hu zato predstavlja idealizirano maksimalno vrednost Hmax, ki jo sicer izračunamo z enačbami (3), (4) in (7). Preiskave več kot 60 zidov so dale povprečno vrednost razm erjaH /H = 0.9 [ 11]. Mejni pom ikaj, tj. pomik na meji porušitve, definiramo kot pomik, pri katerem nosilnost zidu pade za 20%. Slika 8: Idealizacija eksperimentalne ovojnice odpornosti z bilinearno odvisnostjo [11] Da bi om ejili prevelike poškodbe, pri preverjanju potresne odpornosti omejimo tudi vrednost mejnega faktorja duktilnosti = d j d e. Čeprav eksperimenti kažejo večje vrednosti, priporočamo, da se za posamezne zidove vrednosti fa k to r ja ^ glede na sistem zidanja Slika 9: Idealizacija eksperimentalne ovojnice odpornosti s trilinearno odvisnostjo [13] omejijo na največ (opomba: to niso faktorji obnašanja konstrukcije !): • \iu = 2.0-3.0 za navadno zidovje, • |u.u = 3.0-4.0 za povezano zidovje, • pu = 4.0-5.0 za armirano zidovje. Pri trilinearn i idealizaciji ovojnice odpornosti (slika 9) je naklon začetne veje ovojnice določen z enako vrednostjo efektivne togosti Ke kot pri bilinearni ovojnici. Pri trilinearni ovojnici vrednost maksimalne odpornosti Hmax upoštevamo brez redukcije. Teoretično odpornost na meji e lastičnosti (na meji razpok) izračunamo bodisi z ustreznim računskim modelom bodisi maksimalno odpornost pom nožimo s faktorjem redukcije Ccr, ki predstavlja razmerje Hcr/Hmax, za katerega smo s preiskavami ugotovili, da se g ib lje med 0.6 in 0.8 (privzamemo srednjo vrednost Ccr = 0.7). Žal še ni na razpolago enostavnega računskega modela za oceno upadanja nosilnosti z večanjem pom ikov v nelinearnem področju, s katerim bi lahko izračunali teoretično vrednost preostale odpornosti pri mejni vrednosti pornikaHdmax. Za oceno odpornosti pri mejnem pomiku zato uporabim o faktor upadanja nosilnosti Csd. Kot kažejo preiskave, je upadanje nosilnosti v nelinearnem področju pred porušitv ijo razmeroma veliko (vrednost faktorja upadanja nosilnosti se gibljejo med 0.4 in 0.8). Ker nosilnost močno upade šele tik pred porušitv ijo , priporočam o, da se v računu ne to lerira več kot 20 % padca nosilnosti pri mejnem stanju porušitve (Csd = 0.8). S predstavitv ijo obnašanja zidov z bi- ali trilinearno ovojnico lahko v nelinearnem področju prerazporeditev potresne obtežbe z enega na drug element izvedemo tako, da predpostavim o, da se zidovi kot celota, in ne samo njihovi kritični prerezi, obnašajo kot duktilni elementi. Zato pri zidovju “d uk tilno s t” defin iram o kot sposobnost zidov, da prenašajo navpično obtežbo pri velikih vodoravnih deform acijah in razmeroma močnih poškodbah, nastalih med potresom . 4 PREVERJANJE POTRESNE ODPORNOSTI 4.1 ETAŽNA OVOJNICA ODPORNOSTI Zaradi pravilnosti in enostavnosti zasnove se potresna odpornost zidanih konstrukcij določa z ekvivalentno statično analizo. Pri nas je že 20 let uveljavljena ideja, sicer že pred tem uporabljena za armiranobetonske okvirne konstrukcije, pri kateri se postopoma povečuje velikost obtežbe, ki deluje na konstrukcijo, in se opazujejo spremembe v konstrukciji (angl. push-over method). Za razliko od uveljavljenega postopka povečevanja sil smo pri zidanih konstrukcijah že od vsega začetka vsiljevali pom ike, tako kot delamo v laboratoriju , ko Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti raziskujemo obnašanje elementa ali konstrukcijskega sklopa vse do porušitve. Originalna metoda, poznana kot "metoda POR” , je predpostavljala etažni mehanizem obnašanja zidane konstrukcije, pri katerem se zidani slopi, sim etrično vpeti zgoraj in spodaj v prekladno konstrukcijo, porušijo strižno [14, 15]. Pod starim imenom je m etoda še danes poznana v Italiji, kjer je bila po potresu v Furlaniji leta 1976 celo predpisana za preverjanje potresne odpornosti saniranih zidanih stavb. Danes lahko izračunamo etažno ovojnico odpornosti za katerokoli vrsto moderne armirane zidane konstrukcije. V računu upoštevam o naslednje predpostavke: • Stropi so togi v svoji ravnini. Zidovi so med seboj povezani s stropi in z vezmi, tako da se med potresom enako deformirajo, učinki potresnih vplivov pa se prenesejo na posamezne zidove v sorazmerju z njihovimi togostmi. Razlike v pomikih in obremenitve, nastale zaradi torzijskih vplivov, se prav tako porazdelijo po zidovih. • Med potresom prevladuje vpliv prvega tona nihanja. To pomeni, da lahko kot obliko vsiljenih pomikov, s katerimi deformiramo konstrukcijo, uporabimo obliko nihanja prvega lastnega tona, oziroma, da bi poenostavili račun, narobe obrnjeni trikotn ik. • Prispevek posameznih zidov k etažni odpornosti je odvisen od deform acije zidu in se sprem inja v skladu z ovojnico odpornosti zidu. O dpornost zidu se izkoristi vse do pripisane duktilnosti. Čeprav po deform aciji, ki je večja od mejne, zid ne prenaša več vodoravne obtežbe, se predpostavlja, da še vedno prevzema navpično obtežbo. • Odvisno od sistema zidanja se lahko zidovi sestavljenih prerezov, kot so L, T, in + prerezi, upoštevajo kot ločeni na navpičnih stikih med sestavnim i deli. Pri računanju etažne ovojnice odpornosti konstrukcijo najprej deform iram o za majhno vrednost, pri čemer upoštevamo izbrano obliko deform acij po višini konstrukcije. Strižne stene se deformirajo v odvisnosti od predpostavljenega modela obnašanja konstrukcije, temu ustrezno pa se izračunajo tudi notranje sile v elementih, slopih in prečkah. V primeru torzije, ki nastane zaradi ekscentričnosti med masnim središčem in težiščem togosti, se pomiki posameznih zidov ustrezno popravijo. Račun korakoma ponavljam o, s tem da v vsakem koraku povečamo velikost vsiljenih pom ikov (slika 11). Ko posamezni zidovi dosežejo nelinearno področje, se konstrukcijski sistem stavbe in s tem matrika togosti v vsakem koraku računa spremeni. Kot rezultat računa dobim o etažno ovojnico odpornosti, tj. odvisnost med odpornostjo kritične etaže in relativnim etažnim pomikom. Pri danih vodoravnih pom ikih i-tega zidu d. izračunamo odpornost etaže (prečno silo) Hlot kot vsoto odpornosti posameznih zidov H (glej sliko 10): Htot-Sh' (12) Kadar ovojnico odpornosti zidov idealiziramo z bilinearno odvisnostjo, izračunamo togost in prispevek posamez­ nih zidov z upoštevanjem naslednjih pogojev: Hi = d i'K ei;Ki = K ei,če d, < d ei, (13a) Hi = Hui;K| = ^ p .č e dei < d, < dui, (13b) di Hf = 0 ;K i= 0 ,čed i> dui (13c) kjer je: d. = pomik i-tega zidu, dei = pom ik i-tega zidu na meji elastičnosti dui = mejni pomik i-tega zidu pri porušitvi, Huj = odpornost i-tega zidu, K. = togost i-tega zidu, Kel = efektivna togost i-tega zidu, n = število zidov v etaži. Mejni pom ik posameznega zidu izračunamo z upoštevanjem mejnega faktorja duktilnosti \xui, ki ga pripišem o posameznim zidovom v odvisnosti od konstrukcijskega sistema: dUi = M-ui'dei- (14) Ko i-ti zid preseže mejni pom ik duj[ ne prenaša več vodoravne obtežbe. Kot že rečeno, pa predpostavimo, da še vedno nosi navpično obtežbo. Na etažni ovojnici Slika 10: Konstrukcija etažne ovojnice odpornosti s superpozicijo bilinearnih ovojnic zidov [18] Miba TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti de Meja elastičnosti Maksimalna odpornost dnmax Meja porušitve du Slika 11: Tipični koraki analize odpornosti zidane konstrukcije [17] odpornosti kritične etaže definiramo tri mejna stanja (slika 12): • mejo elastičnosti, pri kateri pomik prvega zidu v etaži preseže mejo elastičnosti, • maksimalno odpornost in • mejno stanje porušitve, pri katerem odpornost pade pod sprejemljivo mejo. V večini praktičnih primerov lahko kot “ spre jem ljivo ” mejo definiramo pomik, pri katerem odpornost kritične etaže še ne pade pod 80 % maksimalne. Večji padec nosilnosti definiramo kot porušitev. S tem ko ovrednotim o etažno ovojnico odpornosti, lahko ugotovim o tudi stanje vsakega zidu posebej. To pa nam om ogoči, da po potrebi ponovno dimenzioniramo kritične zidove: seveda po spremembi račun ponovimo in ponovno preverimo potresno odpornost. Dobro ujemanje med eksperim entalno dobljenimi in izračunanimi etažnimi ovojnicami odpornosti potrjuje, da je metoda splošno uporabna. Kot zgleda na sliki 12 navajamo rezultate preiskave modela trinadstropne zidane stavbe s povezanim zidovjem. Podobna stopnja ujemanja je bila ugotovljena tudi v tujini [16]. 4.2 PREVERJANJE POTRESNE ODPORNOSTI Tako nosilnost kot duktilnost, pripisana konstrukciji, sta povezani s sposobnostjo konstrukcije, da sipa dovedeno energijo in prenese nelinearne deformacije, ne da bi izgubila stabilnost. Ravnotežje med zahtevano nosilnostjo in duktilnostjo je določeno z vrednostjo faktorja obnašanja konstrukcije g, katerega vrednost je odvisna od sistema zidanja. Kadar konstrukcija ni sposobna sipati energije, je njena stabilnosti odvisna samo od nosilnosti. Pri taki konstrukciji seveda ne moremo upoštevati nikakršnega histereznega dušenja in duktilnosti, kar pomeni, da je fakto r obnašanja konstrukcije enak g = 1.0. Slika 12: Primerjava eksperimentalne in izračunane ovojnice odpornosti modela zidane stavbe z navpičnimi vezmi [4] Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti Če upoštevamo bistveni zahtevi glede nosilnosti in duktilnosti, ki morata biti izpolnjeni pri potresno odporni konstrukciji, ima preverjanje potresne odpornosti po opisani metodi naslednji pomembni prednosti: • če poznamo ovojnico odpornosti, lahko računsko odpornost obravnavane konstrukcije enostavno primerjamo s projektno potresno obtežbo, ter • če poznamo ovojnico, lahko ocenimo tudi dejansko duktilnost konstrukcije, le-to pa primerjamo z zahtevano za obravnavani tip konstrukcije. Postopek je obrazložen na sliki 13, kjer je izračunana ovojnica dejanske konstrukcije predstavljena z brezdimenzijskimi veličinami, kot sta koeficient potresne odpornosti SRC, ki ga predstavlja razmerje med računsko odpornostjo in težo stavbe, in kot etažnega zasuka <ž>, ki je razmerje med relativnim etažnim pomikom in etažno višino. Da bi preverjanje olajšali, izračunano ovojnico zg ladim o in jo idealiziramo z bilinearno odvisnostjo, pri čemer upoštevamo pogoj enakosti površin pod izračunano in idealizirano ovojnico. Pri tem upoštevamo, da imata izračunana in idealizirana ovojnica enak začetni naklon (togost). Ko smo ovojnico idealizirali, g loba ln i faktor duktilnosti konstrukcije ovrednostimo kot razmerje med mejnim kotom etažnega zasuka u in kotom zasuka pri doseženi meji elastičnosti Pri preverjanju potresne odpornosti dejanske konstrukcije najprej prim erjam o izračunani koeficient potresne odpornosti SRCd s predpisano projektno vrednostjo koeficienta prečne sile v pritlič ju 6SCd. V primeru, da je nosilnostni pogoj: SRCd > BSCd, (16) izpolnjen, preverimo tudi zahtevo v zvezi z globalno duktilnostjo. Na podlagi enostavne definicije faktorja obnašanja konstrukcije, prikazane na sliki 1, lahko izpeljemo odvisnost med faktorjem obnašanja g in globalnim faktorjem duktilnosti (iu : Če upoštevamo faktorje obnašanjag, ki jih za posamezne sisteme zidanja predpisuje EC 8, ugotovimo, da mora izračunana ovojnica odpornosti ustrezati naslednjim globalnim duktilnostnim zahtevam: • za konstrukcijo z nearm iranim zidovjem: q = 1.5, u = 1.6, • za konstrukcijo s povezanim zidovjem: q = 2.0, = 2.5, in • za konstrukcijo z arm iranim zidovjem: q = 2.5, = 3.6. Kadar vrednost g lobalnega faktorja duktilnosti |xu, izračunana z enačbo (17) presega zgoraj navedene vrednosti, in je pri tem izpolnjen tudi pogoj za nosilnost, podan z enačbo (16), potresna odpornost konstrukcije ustreza pogojem EC 8. Kadar konstrukcija ustreza pogojem enačbe (16), ne ustreza pa zahtevam za globalno duktilnost na nivoju računske nosilnosti, duktilnost preverimo na nižjem nivoju odpornosti. Če na nivoju, na katerem je zadoščeno zahtevam po g lobalni duktilnosti, nosilnost še vedno ustreza pogojem enačbe (16), je potresna odpornost konstrukcije ustrezna. Če ne, je treba konstrukcijo preprojektirati. 5 S K L E P I Obširne in v mednarodnem merilu koordinirane eksperim entalne in analitične raziskave obnašanja zidanih konstrukcij pri potresni obtežbi so omogočile razvoj novih tehnoloških rešitev in sodobnih metod za preverjanje potresne odpornosti. Zaradi številnih posebnosti, ki jih ima zidovje kot gradbeni material, in zaradi različnih sistemov gradnje ni lahko izdelati enotnih pravil in računskih m odelov, ki bi veljali za vse sisteme gradnje. Še posebej pom anjkljivi so eksperimentalni podatki v primeru klasičnega zidovja, arm iranega z armaturo v spojnicah, pri katerem je treba poiskati pravila za ravnotežje med nosilnostjo zidakov in malte na eni, ter jeklene armature na drugi strani. Dodatne eksperimentalne raziskave in parametrične študije so potrebne tudi za končno potrditev vrednosti faktorjev obnašanja konstrukcije za različne sisteme zidanja. In ne nazadnje, različne že uveljavljene eksperimentalne metode, ki se uporabljajo za določitev mehanskih lastnosti zidovja, je potrebno harmonizirati tudi v mednarodnem merilu. Slika 13: Preverjanje potresne odpornosti dejanske zidane konstrukcije z ovojnico odpornosti [17] Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti POJASNILO Članek je sinteza treh preglednih prispevkov, ki jih je avtor pripravil za različne priložnosti: state-of- the-art poročila Recent advances in earthquake-resistant design of masonry buildings: European prospective za 11. svetovno konferenco o potresnem inženirstvu v Acapulcu leta 1996, katere zbornik je izšel pri založbi Elsevier, naročenega članka Seismic design of masonry structures, ki bo izšel predvidom a septem bra 1997 v reviji Progress in Structures and Materials in prispevka Seismic verification of masonry buildings: follow ing the new trends, napisanega za delavnico Seismic design methodologies for the next generation of codes, ki je bila jun ija 1997 na Bledu in katere zbornik bo izšel pri založbi Balkema. V članku so predstavljeni tudi rezultati najnovejših raziskav, ki smo jih na področju potresne odpornosti zidanih konstrukcij izvedli na Zavodu za gradbeništvo Slovenije. L I T E R A T U R A 1. C E N , B russe ls 1 9 9 5 . E uroco d e 6: D es ign o f m aso n ry structures, Part 1-1: G e n e ra l rules for buildings. Rules for re in forced a n d unre in fo rced masonry. E N V 1 9 9 6 -1 -1 : 1995 . 2. C E N , Brussels 1 995 . E urocode 8: D es ign provisions for earthquake res is tance o f structures, Part 1-2: G e n e ra l ru les - G en era l rules for build ings. E N V 1 9 9 8 -1 -2 : 1995 . 3. T om a že v ič , M ., P. W eiss 1 9 9 4 . S e is m ic behav io r of p la in - and re in fo rc e d -m a s o n ry b u i ld ­ ings. J. Struct. Engrg. 120: 3 2 3 -3 3 8 . 4. Tomaževič, M., I.K lemenc 1997. Verification of seismic resistance of confined masonry buildings. Earthq. Engrg. & Struct.Dyn. 26: 1 0 7 3 - 1088 . 5. Paulay T , M .J.N. Priestley 1 992. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. New York: John W iley & Sons. 6. W a k a b a y a s h i M ., T. N a k a m u ra 1 9 8 4 . Reinforc ing pr inc ip le and se ism ic re s is tan ce of brick m asonry w alls . P roc., 8th World Conf. on E arthquake Engrg ., Vol. 5: 6 6 1 -6 6 7 . E n g le w o o d Cliffs, New Jersey: P ren tice Hall. 7. Ewing, R .D ., A .M . E l -M u s ta p h a , J .C . Kariotis 1 9 8 8 . A finite e le m e n t c o m p u te r p ro g ra m for the nonlinear s tatic ana lys is of re inforced m asonry walls . Proc., 8th Int. Brick /B lock M asonry Conf., Vol. 2 : 1 1 1 9-11 30. London and N ew York: E lsevier A pp lied S c ien ce . 8. Lotfi, H .R . & P .B . S h i n g l 9 9 4 . In te r face m ode l a p p l ie d to fracture of m aso n ry structures. J. Struct. Engrg. 120: 6 3 -8 0 . 9. Tom aževič , M ., M .Lu tm an, L .Petkovič 1996 . S e ism ic behav io r of m asonry walls: e x p e r im e n ­ tal s im ulation . J. Struct. Engrg. 122: 1 0 4 0 -1 0 4 7 . 10. Turnšek, V , F. Č a č o v ič 1971 . S o m e e x p e r im e n ta l resu lts on the s trength of b r ick m a s o n ry walls. Proc., 2 n d Int. Brick-M asonry C o n f . : 1 4 9 -1 5 6 . S toke-on-Trent: British C e ra m ic Society. 11. T o m a že v ič , M ., R. Ža rn ić 19 8 4 . Vpliv h o r iz o n ta ln e g a a rm ira n ja na nos ilnost in dukt i lnost zidov - I. del. P oročilo Z R M K / IK P I -8 4 /0 3 . L jubljana: Z a v o d z a raz iskavo m ate r ia la in konstrukcij. 12. T o m ažev ič , M . , M .Lu tm an 19 9 6 . S e ism ic b ehav io r of m aso n ry walls: m o d e ling of hysteret ie rules. J. Struct. Engrg. 122: 1 0 4 8 -1 0 5 4 . 13. Tom aževič, M . , I. K lem enc 1997 . Seism ic behaviour of confined masonry walls. Earthq. Engrg. & Struct.Dyn. 26: 1 0 5 9 - 1071 . 14. Tomaževič, M. 1978. Izpopolnitev računaln iškega p ro g ra m a POR. Poročilo ZRMK-IK. Ljubljana: Z avod z a raz iskavo m a te r ia la in konstrukcij. 15. Tom aževič , M ., V. Turnšek 1982 . Verification of the se ism ic resistance of m aso n ry buildings. P roceed ings of the British C eram ic S oc ie ty N o .30: 3 6 0 -3 6 9 . S toke-on-Trent: S he lton H ou se . Miha TOMAŽEVIČ: Preverjanje potresne odpornosti 16. Costley, A .C ., D .R A b ram s 1 9 9 6 . D ynam ic response of unre in forced m aso n ry buildings with f lexib le d ia p h ra g m s . Technical R e p o rt N C E E R -9 6 - 0 0 0 1 . Buffalo: N ationa l C en te r for Earth­ q u a k e Eng ineering R esearch . 17. T om ažev ič , M. 1997 . S e ism ic des ig n of m asonry structures. Progress in Struct. Engrg. & Mat.. H ertfordshire: C onstruction R e search C om m u n ic a t io n s ., Ltd. 1 : 88 - 95 . 18. T om ažev ič , M. 1997 . S e ism ic res is tance verification of m asonry build ings: following the new trends. R F a jfa r in H .K rawinkler, u r . : Seism ic des ign m eth o d o lo g ie s for the next generation of se ism ic c o d e s . R otte rdam : B a lk e m a . V tisku. Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema SLOVENSKE ŽELEZNICE V LUČI RAZVOJA EVROPSKEGA PROMETNEGA SISTEMA Slovene Railways in the As­ pect of European-Traffio- System Development UDK 625.1(497.12): 656 BOGDAN ZGONC P O V Z E T E K U g o d n a p r o m e t n a le g a S lo v e n i je , ki na eni s tra n i m e j i n a d rž a v e EU in h k ra t i o m o g o č a na jbo l jšo p o v e z a v o m e d s e ve rn o ja d ra n sk im i p r is ta n iš č i (K ope r, R eka, Trst) te r d rž a v a m i S re d n je in v z h o d n e E v ro p e , p r e d s ta v l ja e n o od n je n ih p r o m e t n ih k o m p a r a t iv n ih p r e d n o s t i . V t e m p o g le d u s ta z a S lo v e n i jo iz je m n e g a p o m e n a K o r id o r ja V (T rs t /K o p e r- L ju b l ja n a - B u d im p e š ta - U z g o r o d - L v o v ) in X- ( S a lz b u rg -L ju b l ja n a -Z a g re b /M a r ib o r -Z id a n i m o s t-Z a g re b /B e o g ra d ) , ki p re d s ta v l ja ta d v a i z m e d d e s e t ih p r io r i t e tn ih k o r id o r je v m e d EU in o s t a l im i e v r o p s k im i d r ž a v a m i . V č la n k u so o p is a n i in v e s t ic i j s k i p o s e g i in p ro m e tn i tokov i v k o r id o r ju , g r a d n ja nove ž e le z n iš k e p o v e z a v e S loven ije z M a d ž a rs k o in predstav ljen pom en luke Koper za slovenski p r o m e t n i s is te m . Na panevropski konferenci marca leta 1994 na Kreti, ki je obravnavala bodoči razvoj transportne infrastrukture v Evropi, je bilo priorite tno določeno 9 koridorjev, ki naj bi bili realizirani do leta 2010. Med temi koridorji je za Slovenijo izjem no pomemben Koridor V v smeri Trst/Koper - Ljubljana - Budim pešta - Uzgorod - Lvov in koridor X (Salzburg - L jubljana - Zagreb / Maribor - Zidani most - Zagreb / Beograd). S temi koridorji se je S lovenija vključila v prioritetne načrte razvoja evropske železniške infrastrukture in si tako ustvarila pogoje postati integralni del evropskega železniškega sistema. Avtor: Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema SLOVENSKE ŽELEZNICE KOT INTEGRALNI DEL EVROPSKEGA ŽELEZNIŠKEGA SISTEMA Ugodna prometna lega Slovenije, ki na eni strani meji na države EU in hkrati omogoča najboljšo povezavo med severnojadranskimi pristanišči (Koper, Reka, Trst) in državami srednje in vzhodne Evrope, predstavlja eno od njenih najpomembnejših komparativnih prednosti. To velja tudi za Slovenske železnice, ki iz mednarodnega tovornega prometa ustvarijo več kot 80 % svojih prihodkov. Prek Slovenije potekajo pomembne železniške magistralne smeri, ki so mednarodno verificirane v sporazum AGC, AGTC in TER. Strateška orientacija Slovenskih železnic v izgradnjo modernega in ekološko prijaznega prometnega sistema, ki bi bil v vseh bistvenih segmentih (organiziranosti, kakovosti storitev in infrastrukturi) primerljiv s prometnim sistemom EU, je tako prvi pogoj za varolizacijo te prednosti kakor tudi logična posledica okolja, v katerem živimo. Praktična realizacija te usmeritve se odraža predvsem v dveh dokumentih, ki ju je obravnaval tudi slovenski parlament, in njuni realizaciji v zadnjih dveh letih. Prvi je zakon o Slovenskih železnicah, ki je v celoti zasnovan na modelu Direktive 440 EU. Zakon vsebuje način lastninjenja železnice, opredelitev odgovornosti za razvoj železniške infrastrukture, ločitev infrastrukture od prometa, prost dostop do infrastrukture, opredelitev javnih funkcij, ki jih železnica mora opravljati, in uvedbo tržnih načel poslovanja. Slovenske železnice so že organizirane v skladu z omenenim zakonom kot delniška družba z obvezo opravljanja določene javne funkcije, celoten proces prestrukturiranja, ki že daje prve rezultate, pa spremljata in usmerjata dve evropski svetovalni hiši: Konzorcij TIFSA (Sofrerail, Kennedy and Donkin, Peat Marwich, Prometni institut) in DANRAIL CONSULT AS. Rezultat sodelovanja s temi svetovalnim i hišami, ki ga financira PHARE, sta študiji Restructuring support to Slovenian Railways in Technical proposal for maintenance of railway infrastructure. Vzporedno s tern so Slovenske železnice v letu 1997pridobile standard kakovosti, ISO 9000. Drugi dokument je Nacionalni program razvoja slovenske železniške infrastrukture, katerega izhodišče in temeljni cilj je harm onizacija slovenske železniške in luške infrastrukture s tovrstno infrastrukturo v EU, ob upoštevanju enotnih tehniških parametrov, ki so opredeljeni v dokumentih UIC, AGC, AGTC, in TER. Prvi korak k temu cilju je investicijski ciklus na Slovenskih železnicah, pri katerem sodelujeta EBRD - European Bank for Rekonstruction and Development ter EIB - European Investment Bank s krediti v višini 125,7 mio ECU. Ta denar je porabljen v prvi vrsti za obnovo zgornjega ustroja in vozne mreže, za povečanje osnih obrem enitev na 22,5 t, odpravo ozkih grl, zgraditev novega digitalnega telekomunikacijskega sistema in dopolnitev informacijskega sistema. Z realizacijo tega programa, ki je v končni fazi bo zagotovljena maksimalna pretočnost slovenskega železniškega sistema tudi za kombinirani promet.Dolgoročni načrt razvoja slovenske železniške infrastrukture po tem program u je razviden iz slike 1. KORIDOR V (TRST/KOPER-LJUBLJANA-BUDIMPEŠTA-UZGOROD- LVOV) MEDNARODNI POMEN KORIDORJA Koridor V se ujema z glavno smerjo JZ-SV tako imenovanega slovenskega železniškega križa. Smerjo, v katero so se po nedavnih političnih spremembah na območju nekdanje Jugoslavije in srednje ter vzhodne Evrope preusmerili glavni prometni tokovi tako na železnici kot na cesti. (Slika 2): I T A L I J A * A V S T R I J A H R V A Š K A T* «L DOLGOROČNA ZASNOVA ŽELEZNIŠKEGA OMREŽJA SLOVENIJE ! HITRA PROGA V PROUČEVANJU — — GLAVNA PROGA I.RED A — . . . . GLAVNA PROGA II.R ED A — GLAVNA PROGA V PROUČEVANJU — — REGIONALNA PROGA — REG IONALNA PROGA V PROUČEVANJU _4 _ , ELEKTR IFIC IR AN A PROGA — I— — ENOTIRNA PROGA DVOTIRNA PROGA roo> CDBogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prom etnega sistem a Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema HRBTENICA SLOVENSKEGA ŽELEZNIŠKEGA SISTEMA Obravnavani koridor se ujema s progami Evropskega sporazuma o pom em bnejših m ednarodnih progah - AGC in Evropskega sporazuma o pom em bnejših progah mednarodnega kombiniranega transporta - AGTC (slika 3): E 65 in CE 65: E 67 in CE 67: E 69 in CE 69: E 70 in CE 70: Gdynia-Varšava-Breclav-Cunaj-Bruck a.d. Mur-Beljak- Jesenice-Ljubljana-Pivka-Rijeka Bruck a.d. M ur-G radec-Šentilj-Zidani Most Budim pešta-Kotoriba-Pragersko-Zidani M ost-Ljubljana- Koper Pariz-Torino-Milano-Trst-Sežana-Ljubljana-Zagreb-Beograd- Sofia-Ankara in s program i po sporazumu TER • TO 69 Ormož-Puconci-Hodoš-Zalal0v0-Szombathely-Csorna Zaradi preusm eritve prometa v ta koridor in zaradi prometa, ki ga ta smer ima za Slovenske železnice, so razpoložljiva sredstva kreditov ERBD in EIB za obdobje 1994-1997 v pretežni meri usmerjena na proge, ki se ujemajo s Koridorjem V. PROJEKTI EBRD/EIB 1994-1997 V IZVAJANJU Na progah Koridorja V zagotavljajo EBRD in EIB ter Republika Slovenije sredstva na naslednjih projektih, ki se že izvajajo (v mio USD): remonti prog na odsekih (118 km) obnova vozne mreže na odsekih (50 km) obnova m ostov in zidov 5 9 , 0 8,8 4 , 8 GEOGRAFSKI POLOŽAJ SLOVENIJE LEGENDA: * MAGISTRALNE PROGE (E-profl#) ro Bogdan ZGONC: SŽ v luži razvoja evropskega prom etnega sistem a Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema posodobitev TK naprav modernizacija ranžirne postaje Zalog odprava ozkih grl 1 3 , 0 1 4 , 2 8,2 SKUPAJ (na smeri Koridorja V): USD 108,4 NAČRTOVANI PROJEKTI V KORIDORJU V. Poleg že omenjenih projektov EBRD in EIB so v nacionalnem programu razvoja slovenske železniške infrastrukture v tem koridorju predvideni še naslednji projekti, za katere sredstva trenutno še niso zagotovljena. 1. Gradnja nove proge za neposredno povezavo Slovenije z Madžarsko, Puconci- Hodoš-Zalalovo v skupni dolžini 44 km (25,0 km slovenski del, 19,0 km madžarski del) • podpisano je pismo o nameri za izgradnjo proge med Madžarsko in Slovenijjo • izdelana je študija upravičenosti (izvajalec angleška firmaGIBB, financer pa EBRD) • projekti so izdelani, ekološka presoja je narejena • predvideno obdobje gradnje 1998-2000 • potrebna finančna sredstva (slovenski del) znašajo 83 mio ECU 2. Modernizacija proge Ormož-Murska Sobota (rekonstrukcija krivin) • obdobje modernizacije 2001 do 2005 • izdelane idejno gradbene rešitve • potrebna finančna sredstva 78 mio USD 3. Modernizacija SV naprav na progi Ljubljana-Sežana • obdobje modernizacije 1998-1999 • izdelana študija Strategija razvoja SV naprav • izdelan zasnovalni projekt za posamezne postaje • potrebna finančna sredstva 22 mio USD 4. Modernizacija SV naprav na progi Pragersko-Ormož/Središče-Musrka Sobota • obdobje modernizacije 1998-2000 • izdelana študija Strategija razvoja SV naprav • potrebna finančna sredstva 15 mio USD 5. Gradnja drugega tira Divača-Koper 45,8 km • obdobje gradnje 2000-2005 • v pripravah so idejno gradbene rešitve • potrebna finančna sredstva 138 mio USD 6. Modernizacija proge Ljubljana - Zidani Most - Pragersko (Maribor - Dunaj) za hitrosti do 160 km/h • • obdobje modernizacije 2001-2005 • idejni projekti v izdelavi • potrebna finančna sredstva 50 mio USD Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema 7. Vozlišče Ljubljana (obvozne proge in potniška postaja) • obdobje gradnje po letu 2005 • izdelane idejno gradbene rešitve • izdelana je investicijska zasnova • potrebna finančna sredstva 250 mio USD 8. Gradnja nove hitre proge Trst - Ljubljana - Zidani Most - Zagreb • obdobje gradnje po letu 2005 • v pripravi so idejno gradbene rešitve • potrebna finančna sredstva 3.105 mio USD PROMETNI TOKOVI V KORIDORJU V Obstoječi prometni tokovi po železnici in izkoriščenost prog na Koridorju V so razvidni iz slike prometnih tokov. Trenutno je Slovenija povezana z Madžarsko prek Hrvatske na relaciji Ormož - Središče - Čakovec - Kotoriba - Murakerzsztur, saj sta bili progi, ki sta Slovenijo neposredno povezovali z Madžarsko v obdobju hladne vojne ukinjeni. Predvidena nova proga Puconci - Hodoš - Zalalövö poteka v glavnem v istem koridorju kot predhodno ukinjena, vendar s sodobnejšimi parametri. Nova železniška proga predstavlja edino direktno železniško povezavo Slovenije z Madžarsko in zagotavlja najkrajšo transportno pot po železnici med Slovenijo, Italijo in severozahodno Madžarsko. (Slika 4) Pomembno mesto na tem koridorju je Komarno, kjer je most prek Donave, ki omogoča, da se tranzitni tovorni promet izogne velikima aglomeracijama Bratislave in Budimpešte. Primerjava razdalj med Trstom in Komarnom po koridorjih TEAM študije daje pomembno prednost smeri prek Hodoša: via Hodoš 609 km via Zagreb 774 km via Čakovec 738 km Z vidika analize prometnih tokov so Slovenija, Italija in Madžarska opredeljene kot ožje gravitacijsko območje za novo progo, kot širše območje pa dežele južne - srednje Evrope in dežele everozahodne Evrope (Češka, Slovaška, Poljska, Ukrajina, Belorusija, Ruska federacija). OBSEG BLAGOVNE MENJAVE V LETU 1993 1. Med državami ožjega gravitacijskega območja: - Slovenija - Madžarska 812.000 ton - Italija - Madžarska 1.705.000 ton SKUPAJ: 2 .517 .000 ton 2. Med državami širšega gravitacijskega območja: - Slovenija - vzhod - Južna, Srednja Evropa - vzhod SKUPAJ: 38.015.000 ton 1.688.000 ton 36.327.000 ton Bo gd an ZG ON C: SŽ v lu či ra zv oja ev ro ps ke ga pr om et ne ga sis te m a Is- CM Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema OBSTOJEČI TRANSPORTNI TOKOVI PREK SLOVENIJE, KI IZVIRAJO IZ MENJAVE TEH DEŽEL (Slika 5) 1. Med državami ožjega gravitacijskega območja: S lo v e n ija - M a d ž a rs k a Ita lija - M a d ž a rs k a S k u p a j ž e l ez n i c a cesta 6 6 3 .4 0 0 9 2 1 .2 0 0 4 6 0 .2 0 0 9 2 1 .2 0 0 2 03 .200 Skupa j 1.584.600 1.381.400 203.200 2. Med državami širšega gravitacijskega območja: S ku paj železnica cesta S lo v e n ija - v z h o d K o p e r - M a d ž a rs k a K o p e r - v z h o d ju ž n a s re d n ja e v rop a 2 8 2 .3 0 0 4 5 7 .3 0 0 1 3 .5 0 0 -v z h o d 2 .1 5 2 .9 0 0 1 1 7 .1 0 0 3 8 9 .0 0 0 1 3 .5 0 0 51 3 .4 0 0 1 6 5 .2 0 0 6 8 .3 0 0 1 .6 3 9 .5 0 0 S k u p a j 2.906.000 1.033.000 1.873.000 3. SKUPAJ: 4.490.600 2.414.400 2.076.200 OBSTOJEČI TRANSPORTNI TOKOVI, KI IZVIRAJO IZ MENJAVE TEH DEŽEL IN TEČEJO MIMO SLOVENIJE - prek Italije (Trbiž) in Avstrije 2.150.000 ton - prek Luke Reka in Hrvaške 850.000 ton l ■ Obseg tovora, ki ga je možno dodatno pridobiti na ta koridor, je odvisen po eni strani od obsega blagovne menjave med državami, po drugi pa od elementov, ki vplivajo na kakovost prevozne storitve ter od uspešnosti trženja teh storitev na trgih omenjenih držav. Vsekakor pa velja, da je Koridor V za Slovenijo ključnega pomena in da morajo biti investicijska vlaganja, od katerih sta odvisna kakovost in čas prevoza, usmerjena prvenstveno na ta koridor. LUKA KOPER V vseh zgodovinskih obdobjih je bila Slovenija vedno del Evrope, saj je predstavljala pomembno tranzitno ozemlje, ki je povezovalo srednjo in vzhodno Evropo z Jadranom. Ena izmed razlik med preteklimi obdobji in današnjim je tudi v tem, da se je dvema tradicionalnima lukama - Reki in Trstu v letu 1957 pridružila še tovorna luka v Kopru, ki je v letih svojega obstoja tehnološko dohitela in celo prehitela svoji bližnji pristanišči. Zgrajene zmogljivosti ji danes omogočajo 6 - 7 mio ton letnega prometa, predvsem pa je njena prednost v veliki prostorski možnosti za nadaljnje širjenje svoje dejavnosti. Luka Koper je torej danes učinkovito ter tehnološko sodobno opremljeno pristanišče, specializirano za pretovor generalnega blaga, kontejnerjev, vozil ter blaga v razsutem in tekočem stanju. Razpolaga s 350 ha zemljišč, 2.250 m operativnih obal, 25 km Bo gd an ZG ON C: SŽ v luč i ra zv oja ev ro ps ke ga pr om et ne ga sis te m a ŠENTIU dm ZIDANI MOST MURSKA SOBOTA PRAG ERSKO KRANJ S E V N IC A DOBOVA dm P IV K A r V , ILIRSKA PREŠNICA 1 ®*®”TR*CAKOPER Bogdan ZGONC: SŽ v luči razvoja evropskega prometnega sistema železniških tirov, 104 tisoč m2 cestišč, 55 ha odprtih skladiščnih površin, ... Svoje storitve prodaja na slovenskem trgu ter na tako imenovanih tranzitnih tržiščih, med katerimi izstopajo Avstrija, Madžarska, Češka in Slovaška, v prekomorskem delu pa prevladujejo sredozemske in črnomorske države, dežele Bližnjega, Srednjega in Daljnega vzhoda in delno afriške države. Glede na to, da je blagovni prekomorski substrat Slovenije majhen, sloni vsa luška prihodnost na tranzitnih tržiščih. Evropska unija, kamor se bo v naslednjih letih vključila ali je že vključena večina dežel, ki predstavljajo Luki Koper naravno gravitacijsko zaledje, predstavlja ogromen ekonomski potencial prek blagovne menjave s tremi državami. Drugo področje, ki se intenzivno odpira v svet, bivše republike Sovjetske zveze. Zadnje mogoče še najpomembnejše pa so države Daljnega vzhoda, ki intenzivno trgujejo z Evropo s proizvodi visoke tehnologije in potrebujejo za stabilno in konkurenčno oskrbo evropskega trga središče, kjer bo potekalo zbiranje in distribucija blaga. Vsi cilji, vizije pa so uresničljivi z dograjevanjem interne tehnološke transportne poti skozi slovenski prostor in predvsem navezavo na prometne sisteme sosednjih držav. Prav razvoj kopenske prometne infrastrukture je bil vedno tisti zaviralni dejavnik, ki ni omogočil valorizacije naravnih komparativnih prednosti, ki jih področje Jadran nudi. Željko VUKELIČ, Ivan OSREČKI: Sanacija nasipa na AC Šentilj - Pesnica SANACIJA MASIRA NA AC ŠENTILJ - RESNICA Z DRENAŽAMI IZVEDENIMI S Improvement of Dem on the Highway Šentilj - Pesnica with Drainage Executed by Means of Led-HorizontaI Bore Technology UDK 625.731 : 626.862 ŽELJKO VUKELIČ, IVAN OSREČKI 1. UVOD V Podjetju za geotehnična dela smo že dalj časa razmišljali, ali je možno polagati cevi in kable brez nam vsem tako poznanih neprijetnih klasičnih del. Uvideli smo, da to v tujini uspešno izvajajo že mnoga leta. Zato smo v pričetku leta 1996 z nemškim podjetjem FlowTex ustanovili mešano podjetje FlowTex - Geoprojekt, Ljubljana in investirali v opremo, ki omogoča izvajanje vodenega horizontalnega vrtanja. In katere so prednosti vodenega horizontalnega vrtanja? Vodeno horizontalno vrtanje je o k o lju p rija z e n tehnološki postopek in ima pred klasičnimi izkopnimi deli naslednje prednosti: • • veliki napredki, • izvajanje del brez hrupa, • izvajanje del brez prašenja, • preprostvo vodenje in spremljanje del, • ni vibracij (tresenja tal), • izvajanje del tudi pod zaščitnimi objekti in okolji, • neoviranje prometa. Kako poteka postopek vrtania? Postopek vrtanja je zelo enostaven. Pred pričetkom vrtanja je potrebno na začetku in koncu delovne trase narediti dva komunikacijska jaška dimenzije 1 m x 1,5 m. Po izdelavi jaška in priprave vrtalne opreme lahko pričnemo vrtati. Vrtanje se izvaja s pomočjo dleta v obliki kopja ter bentonitne ali polimerne izplake. Izplaka pod pritiskom reže oziroma ruši hribino, skozi katero napredujemo, z dletom pa določamo smer, globino in naklon vrtine. Vsak trenutek vrtanja natančno poznamo lego oziroma globino dleta. V dletu se namreč nahaja posebna sonda, ki oddaja signal. Z geodetek- torjem na površini zaznamo oddani signal, ki nam poda podatke o globini, naklonu in smeri napredovanja dleta. Ves čas torej kontroliramo smer napredovanja vrtine in jo lahko tudi spremenimo, če naletimo na oviro na izbrani poti (že obstoječe cevi ali kabli). Ko je vrtina izvrtana, se dleto zamenja z razširjevalcem (dleto za povečanje velikosti vrtine), ki ga povežemo z uvlečno glavo skupaj s cevjo oziroma kablom, ki ga želimo v vrtino vgraditi. Ko je celoten sistem pripravljen, pričnemo vrtati (razširjevati vrtino) in istočasno uvlačimo cev ali kable. Avtorja: mag. Željko Vukelič, dipl.ing.rud., Ivan Osrečki, dipl.ing.rud. Željko VUKELIČ, Ivan OSREČKI: Sanacija nasipa na AC Šentilj - Pesnica S A N A C IJ A N A S IP A N A A C Š E N T IL J - P E S N IC A (Z U V L E Č E N IM I D R E N A Ž A M I) IN T E H N O L O G IJ O V O D E N E G A H O R IZ O N ­ T A L N E G A V R T A N J A Tako kot pri vsaki novi tehnologiji smo tudi pri tej imeli veliko začetniških težav. Na raznih mestih in na razne načine smo hoteli prepričati investitorje, da je s to tehnologijo lažje in hitreje izvajati razna podvrtavanja cest oziroma je ekonomičnost na strani nove tehnologije. Le redki so se odločili za našo tehnologijo. Vendar, kakor pravi pregovor, se dober glas sliši v deveto vas, pa smo tudi mi začeli dobivati vedno več zahtev za podvrtavanja. Tehnologijo smo predstavili tudi prof. dr. Bojanu Majesu s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo, ki je podal idejo o možnosti sanacije nasipa na AC Šentilj - Pesnica z izdelavo uvrtanih peščenih kolov in povezavo kolov z drenažami s pomočjo tehnologije vodenega horizontalnega vrtanja. tleh. Količina vode je večja ob neugodnih vremenskih obdobjih. Voda, ki se pretaka po svojih “kanalih” , moči okolno zemljino. Od tod so na posameznih globinah razmočene plasti zelo stisljivih srednje gnetnih glin z zelo nizkimi trdnostnimi lastnostmi. Pod površjem terena je v veliki globini kotanja neprepustne lapornate podlage. V to kotanjo lahko priteka podzemna voda v prostor pod nasipom iz višjih predelov nad desnim robom ceste, kakor tudi iz strani. Prof. dr. Bojan Majes je izdelal projekt sanacije nasipa z izdelavo uvrtanih peščenih kolov 1000 mm ter povezavo le-teh s PEHD drenažami (slika 1). Izvedeni so bili gruščnati koli - rezani peščeni koli. Naloga gruščnatih kolov je bila preprečiti dostop podzemne vode iz pobočja nad cestnim nasipom in preprečitev dostopa vode iz prečnih smeri v prostor pod nasipom, za kar so bili izdelani gruščnati koli vzdolžno in prečno na nasip. Gruščnati koli so bili izvedeni s spiralnim izkopom brez ali z uporabo zaščitne cevi. Poudariti moramo, da smo na profilu od P 99 PROFIL OD 99 DO 104 Po premisleku in posvetovanju s kolegi iz Nemčije smo se odločili sodelovati pri sanaciji nasipa s tehnologijo vodenega horizontalnega vrtanja. V Geotehničnem poročilu o vzroku poškodb na nasipu od P 99 do P 104 na AC Šentilj - Pesnica je bilo navedeno, da je za uspešno sanacijo nasipa potrebno preprečiti dostop tako površinske kot podzemne vode iz višjih predelov. V poročilu je navedeno, da v temeljnih tleh verjetno ni proste gladine talne vode. Podzemna voda se verjetno pretaka po vložkih večje prepustnosti v temeljnih do P 104 uspešno izvedli gruščnate kole s tehnologijo spiralnega vrtanja, za katero smo posebej nabavili bager Casagrande. Gruščnati koli segajo do laporne podlage. Peščene kole smo nato povezali s PEHD uvrtanimi drenažami 160 mm in 100 mm ob dnu gruščnatih kolov (slika 2). Ob pričetku in koncu vsakega kraka peščenih kolov (na najnižji točki) je bil predviden globok krožni jašek. Jaške je bilo potrebno medsebjno povezati z drenažami. Vendar se je v času vrtanja peščenih kolov izkazalo, da se nivo podlage ne obnaša po predvidevanju, ampak niha. Zaradi tega je bilo Željko VUKELIČ, Ivan OSREČKI: Sanacija nasipa na AC Šentilj - Pesnica PROFIL OD 99 DO 104 potrebno narediti več vmesnih betonskih jaškov na mestih, kjer so bile najnižje točke podlage. Tako je bilo na profilu od P 90 do P 104 narejenih pet jaškov namesto dveh. Vsak jašek je bilo nato potrebno povezati s polno PEHD cevjo prečno na nasip in zagotoviti iztekanje vode iz jaškov (sliki 3 in 4). Na enak način smo izvedli tudi sanacijo nasipa med P 168 in P 183. Razlika je le v tem, da so bili tukaj namesto rezanih kolov narejeni koli <|> 800 mm na medosni razdalji 1600 mm (slika 5). Koli med betonskimi jaški so prav tako povezani na dnu s PEHD drenažami. Voda se nato iz betonskih jaškov po polnih PEHD ceveh, ki so nameščene prečno na nasip, izteka v jarek, ki teče vzdolžno ob nasipu (slika 6). S K L E P Dela na sanaciji nasipa AC Šentilj - Pesnica z uvlečenimi drenažami s pomočjo tehnologije vodenega horizon­ talnega vrtanja so bila uspešno zaključena. Delo Željko VUKELIČ, Ivan OSREČKI: Sanacija nasipa na AC Šentilj - Pesnica Slika 4 je trajalo dalj časa, kot smo predvideli na pričetku. Razlog je potrebno iskati v nepoznavanju karakteristik vrtalnega stroja pri takšnih delih, saj je bil to naš prvi projekt na večjih globinah. Prav tako se je izkazalo, da je spremljavo vrtanja zelo težko izvajati globlje od 8 m, saj je v večini primerov zaznavanje detektorja na meji njegovih zmogljivosti. Na podlagi projekta sanacije nasipa na AC Šentilj - Pesnica lahko zagotovo trdimo, da s tehnologijo horizontalnega vrtanja lahko uspešno in dokaj natančno izvajamo vrtanja do globine 8 m in razdalje do 150 m. Vgrajujemo lahko različne premere cevi v odvisnosti od materiala, v katerem vrtanje poteka. PROFIL 173 m $ § §pilili^ § ' 'Vi* § $ ■H I l i j 1 $ 1 ! ! i ä § N PEŠČEN KOL PRENAZNÄ PEHD CEV .1 'BETONSKI JAŠEK Slika 5 PROFIL 173 CESTIŠČE ^ B E T O N S K I JAŠEK POLNA PEHD CEV - PREPUST Slika 6 Sergej BUBNOV: Naše gradbeništvo in EU NAŠE G R A D B E N I Š T V O IN EU SERGEJ BUBNOV Po nekajletnih razpravah v DZ smo naposled dobili zakon o graditvi objektov ZGO (Uradni list RS št. 59/96), ki je nadomestil naš zadnji slovenski zakon o graditvi objektov (Uradni list SRS št. 34/84). Tudi ta zakon, kot številni drugi slovenski zakoni na področju gradbeništva, ki so bili izdani v zadnjih petdesetih letih, je v naslovu uporabil neprimerno besedo - objekt. Beseda sicer izhaja iz latinske besede objectum, kar pomeni predmet, stvar, reč in podobno h katerim je usmerjena spoznavalna dejavnost subjekta. To je realni in idealni predmet mišljenja. Objekta ni mogoče graditi, ker vedno že obstaja. Contradictio in adjecto. Kako se je ta objekt pojavil v naši gradbeni zakonodaji ni povsem jasno. Očitno so te zakone pripravljali gradbeni strokovnjaki, ki se niso dosti menili za filologijo in etimologijo. Morda se je pojavila na zveznem nivoju, ker se je temeljni zvezni zakon imenoval zakon o graditvi investicijskih objektov (Ur. list SFRJ št. 20/67, 24/67, 25/68, 30/68, 55/69, 60/70 in 24/71). Pridevnik investicijski daje besedi objekt določen, bolj jasen pomen. Vendar se je beseda investicijski v slovenskih prevodih kmalu zgubila in ostal je samo objekt, ki ne pomeni tega, kar naj bi pomenil. Sicer se ta beseda, ki naj bi pomenila rezultat gradbene storitve, pri nas v pogovornem jeziku in poslovnih odnosih, v zadnjih petdesetih letih, tako uveljavila, da je domala izrinila lepe besede: stavba, zgradba, gradnja (kot rezultat graditve) in konkretne nazive gradbenih storitev. V drugih jezikih gradbene storitve niso nikoli objekti (angl. building, nem. das Bauwerk, die Bauten, fran. le batiment, la construction, ital. 1’edificio, srbsko-hrvatsko gradjevina). Sicer tudi pri nas s e j e ponekod ohranila beseda gradnje, zlasti tam, kjer ločujemo visogradnje (Hochbau) od nizke gradnje (Tiefbau). Kakorkoli že, ko bomo pripravljali nov tekst zakona o gradbeništvu, pred vstopom v EU, ga bo treba gotovo pripraviti, bo treba za ta zakon poiskati primernejše ime: gradbeni zakon, zakon o graditeljstvu, zakon o gradnjah, ali nekaj podobnega. Našo gradbeno zakonodajo po vojni so velikokrat spreminjali, ker so jo morali prilagajati spremembam družbenopolitičnega in ekonomskega sistema v državi. V začetku, v času totalnega planskega gospodarstva, vsa gradbena dela so morali pristojni planski organi v upravi in podjetjih planirati vnaprej do najmanjših detajlov, takorekoč, do vsakega žeblja in delavčevega giba, ob uporabi neskončnega števila norm, ki so bile izdelane v glavnem v Sovjetski zvezi. Pozneje so na podlagi teh podatkov izdelali plane graditve za podjetja, občine, republike in državo. Glavno smer graditve in konkretne naloge so dajale seveda družbenopolitične skupnosti. Ta sistem se je kmalu pokazal Avtor: Sergej Bubnov, dipl. mg. gradb Sergej BUBNOV: Naše gradbeništvo in EU kot neučinkovit. Postopoma je oblast začela odstopati več pristojnosti lokalnim dejavnikom in podjetjem in temu primerno so spreminjali gradbene predpise. Bistvene spremembe so nastale, koje v državi bil vpeljan samoupravni sistem. Takrat so tudi republike dobile pravico imeti svojo gradbeno zakonodajo, ki paje seveda morala biti kompatibilna z zvezno. Od 19.12.1973 je začel veljati v Sloveniji republiški zakon o graditvi objektov (Ur. list SRS št. 42/73). Bistvena novost v tem zakonu je bila v tem, da so opustili kontrolo projektne dokumentacije, ki jo je predvideval zvezni temeljni zakon in nadomestili s kontrolo same organizacije združenega dela, k ije to tehnično dokumentacijo izdelala. Opravi jo na način in po postopku, ki ga sama določi s svojim splošnim aktom (20. člen v zakonu 1973 - leta in 31. člen v zakonu iz 1984. leta). To je bila napaka. Pred uveljavitvijo tega zakona so pri republiških in tudi občinskih upravnih organih delovale strokovne gradbene revizijske komisije, ki so pregledovale projekte, predvsem statiko za pomembnejše zgradbe, z namenom preveriti varnost nosilne konstrukcije, glede na obremenitve (tudi potresne), ki jim bo le ta izpostavljena po zgraditvi. Na republiškem in zveznem nivoju so delovale tudi komisije za revizije investicijskih programov, za pomembnejše projekte. Te komisije so imele naloge ugotavljanja gospodarske in finančne upravičenosti investicije. Ko so gospodarske organizacije postale samostojne, pri razpolaganju s svojimi sredstvi, je takšna revizija postala nepotrebna in so bile te komisije ukinjene. Ukinitev komisij, ki so obravnavale statiko konstrukcij in prenos teh revizij na samo organizacijo, ki je projekt izdelala, je praktično pomenila odpravo revizije statičnih računov. Institucija revizije statičnih računov je uveljavljena v vseh tehnično razvitih državah. Obstajala je tudi v kraljevini Jugoslaviji, kjer je obstajala tudi inženirska zbornica in pooblaščeni inženirji, ki so imeli pravico pregledovati in odobravati statične račune. Pridobitev tega pooblastila pa ni bila enostavna. Poleg diplome je bilo treba imeti več let ustrezne prakse v gradbeništvu. Na splošno je gradbena zakonodaja v kraljevini Jugoslaviji bila bolj konsistentna, kot naša zakonodaja zadnjih 50 let. ( Tudi v Nemčiji so vse statične račune, pred izdajo gradbenega dovoljenja obvezno morali pregledati za to pooblaščeni inženirji (Prüfingenieur), ki so navadno delali v ustreznem specializiranem podjetju ali agenciji. V Franciji je kontrola statičnih računov v glavnem v rokah dveh velikih agencij Veritas in Securitas. Brez potrdila teh agencij zavarovalnice ne prevzemajo v zavarovanje nobene zgradbe. V našem novem zakonu iz leta 1996, kije nekakšna adaptacija starega socialističnega zakona iz leta 1984 so nekatere člene črtali, ne da bi redosled spreminjali, pri nekaterih dodali nove tekste, z označbo a, b, c .... V novem zakonu je bil prejšnji 31. člen enostavno črtan. Njegovo vsebino so nadomestili členi 26 (od a do f), v katerih je podana snov o pooblaščenih inženirjih in inženirski zbornici (v duhu zakonodaje kraljevine Jugoslavije). Zlasti pomemben je člen 27 f, kjer eksplicitno navaja, da “revizijo načrtov gradbenih konstrukcij mora projektivno podjetje poveriti drugemu projektivnemu podjetju”. Sicer tudi ta okoliščina ne rešuje vprašanja gradbenega nadzora dovolj korenito. Tudi prejšnji zakoni so vsebovali določila glede nadzora, vendar formalna zadostitev tem zahtevam ne zagotavlja učinkovitosti takšnega nadzora. Sergej BUBNOV: Naše gradbeništvo in EU Nadzor je lahko učinkovit, če je zvezan z odgovornostjo, moralno in predvsem materialno. Ta problem je v novem zakonu prvič rahlo načet v 27 f. členu s stavkom “Projektivno podjetje se mora zavarovati pred odgovornostjo za škodo, ki bi utegnila nastati investitorju v zvezi z opravljanjem njegove dejavnosti”. Vsekakor bo treba ta problem temeljito še obdelati v ustreznem podzakonskem aktu.Gradbeništvo je gospodarska panoga, ki se od drugih gospodarskih panog razlikuje po tem, da napake v proizvodnji te panoge lahko ogrozijo življenje številnih ljudi, ki niso sploh sodelovali v tej proizvodnji. Napake v kmetijstvu, v proizvodnji potrošnih dobrin prizadanejo samega proizvajalca in tudi potrošnika, ne ogrožajo pa njihova življenja. Edino proizvodnja atomske energije, glede morebitnega ogrožanja življenja ljudi, lahko primerjamo z gradbeništvom. Ob potresu, ki je leta 1988 prizadel Armenijo, je umrlo okrog 25 000 ljudi. Vsi so bili žrtve napak v gradbeništvu. Napake nekaterih gradbenikov od vrhunskih protipotresnih strokovnjakov, ki so dovolili gradnjo hiš in drugih zgradb, s konstrukcijskimi sistemi, ki niso primerni za potresna območja, do gradbenih inženirjev in tehnikov, ki so te zgradbe gradili, in končno do delovodij na gradbiščih, ki so kradli cement in tako delali nekvaliteten beton. Za vse te žrtve so krivi ljudje, ki niso delali dovolj vestno, odgovorno in strokovno. Kriv je seveda tudi družbeni sistem, ki tega ni preprečil z ustrezno gradbeno zakonodajo in nadzorom nad njenim izvajanjem. Potres ni bil edini vzrok te katastrofe. Nekatere stavbe so vzdržale. Zato je v gradbeništvu vprašanje efikasnega gradbenega nadzora primarnega pomena. Določbe novega gradbenega zakona so sicer bolj usmerjene k temu problemu, kot so to bile določbe prejšnjih zakonov, vendar učinkovitost teh določb je odvisna predvsem od realne možnosti inplementacije teh določb v praksi. Zakon dobi svojo vrednost le, če ga družba sprovaja v življenje, sicer je to samo mrtva črka na papirju. Naše kadrovske razmere v gradbeništvu, zlasti v upravni sferi gradbeništva, so daleč od tega, da bi bili kos temu problemu. V Švici, ko načrtujejo izdajo novega zakona, najprej preverijo, ali so podani materialni in kadrovski pogoji, da bo ta zakon dosledno izvajan v praksi. Če bi zakon izvajali le nekateri, drugi pa ga nekaznovano neupoštevali, potem bi bila to krivica do tistih, ki bi ga dejansko izvajali, Pri nas so razmere na tem področju bile zelo slabe vseh 50 let po vojni. Uvedba samoupravljanja je še bolj zameglila vprašanje nadzora in odgovornosti. Oblast s e j e zanimala v glavnem le za palače in industrijske zgradbe. Privatna graditev je bila povsem zanemarjena. Tako smo v teh letih zgradili več kot 30 000 črnih gradenj. Kako pa je drugje? Na letni skupščini nemške akademije za graditeljstvo in prostorsko planiranje (DASL) je zastopnik dežele Hessen (8 milijonov prebivalcev) že pred več kot dvajsetimi leti povedal, da v tej deželi ni niti ene črne gradnje. Nek bogataš je tam v svojem velikem gozdu, daleč od vseh cestnih komunikacij enkrat zgradil lovsko kočo. Odkrili so jo iz helikopterja in jo je moral takoj na svoje stroške porušiti in še visoko kazen je plačal. Naši poizkusi preprečiti črne gradnje so se v zadnjih desetletjih povsem izjalovili. Črnograditelji se niso dali! Tipičen primer odpora črnograditeljev je bil nedavni pristop rušenja črne gradnje na obrobju Ljubljane (prikazan na TV Tedniku 20.3.1997), ko je črnograditelj šel na inšpektorja kar s sekiro. Nespoštovanje zakonov na področju graditeljstva se je pri nas tako globoko zasadilo v ljudstvo, da bo treba še več let, morda desetletja, da bi se to izkoreninilo. Sergej BUBNOV: Naše gradbeništvo in EU Delicta maiorum immeritus lues. Napake prednikov je nadlega nedolžnim. Da bi dosegli evropski red na področju gradbeništva pri nas, so potrebna sredstva in predvsem kadri. Število gradbenih in urbanističnih inšpektorjev na nivoju občin in državne uprave je treba bistveno povečati. Ne dvakrat ali trikrat, temveč večkrat. Na Bavarskem, na primer, v mestu Breitbrunn z 2,000 prebivalci imajo svojega gradbenega inšpektorja. Za vsako gradnjo, k ije višja kot en meter nad zemljo, je treba v Nemčiji imeti gradbeno dovoljenje. V vseh večjih naseljih deluje gradbena policija (Banpolizei). Tudi v Italiji deluje gradbena policija. Določbe našega novega zakona o objektih so gotovo usmerjene proti Evropi. Toda po tej poti bo treba iti še veliko časa, nekaj let, da bi Evropo res dosegli. Treba bo nadomestiti približno 180 starih predpisov in več kot 1000 JUS standardov, izdelati več podzakonskih aktov in zagotoviti izvajanje zakona v praksi. Sergej BUBNOV: Potres v Italiji P O T R E S V I T A L I J I SERGEJ BUBNOV Srednjo Italijo, provinci Umbrijo in Marche je v petek, 26. septembra 1997 prizadel močan potres. “Italija je zadeta v srce,” je v soboto na naslovni strani napisal italijanski dnevnik Corriere della sera. Območje, ki gaje prizadel potres se nahaja v središču Apeninskega polotoka in se odlikuje po svoji lepi, zeleni pokrajini in po številnih kulturnih in umetniških spomenikih. Zidana hiša brez vezi po potresu v Italiji Po podatkih Inštituta za geofiziko v Rimuje bil prvi sunek ponoči med petkom in soboto ob 2. uri 33 minut. Imel je moč 5,5 po Richterju (magnitudo). Ljudje so mislili, da je s tem potres mimo in da je to bil najmočnejši sunek. Vendar devet ur pozneje, ob 11.43 je prišel enako močan sunek v dveh fazah, v razmaku Avtor: Sergej Bubnov, dipl. mg. gradb. Sergej BUBNOV: Potres v Italiji nekaj sekund; najprej z magnitudo 5,3 in takoj zatem z magnitudo 4,4. Pri obeh potresih je bila intenziteta nekje med 8. in 9. stopnjo Mercallijeve lestvice (praktično enaka kot naša MSK lestvica), vendar je bilo razdejanje dvojnega drugega sunka precej večje, kot pri prvem sunku ob 2.33, ker je ta drugi sunek dotolkel stavbe, katerih odpornost je bila že načeta pri prvem sunku. Žrtev je bilo relativno malo, le deset ljudi je izgubilo življenje, ker je velika večina ljudi že po prvem sunku zapustila stavbe. Epicenter celotnega potresa seje premikal v jugo-zahodni smeri, iz območja Foligna, pri prvem sunku, v področje Todi in Spoleta, pri drugem sunku. Toda velika rušenja so nastala pri drugem sunku, med katerim je za Italijo najbolj boleče delno rušenje bazilike Sv. Frančiška v Assisiju, ki sicer leži severozahodno od Foligna. Očitno je bila bazilika že pri prvem sunku hudo poškodovana in jo je drugi sunek delno podrl. Pod ruševinami je pokopal štiri osebe in ranil številne med tistimi, ki so v soboto zjutraj prišli ocenjevati škodo in reševati slike Cimabue in Giotta. Bazilika je bila zgrajena v letih 1228-1258, na temeljih nekega etruškega templja, večkrat nadzidana in dozidana. Očitno ni imela dobro zgrajenih temeljev. Leta 1832 je bila Marijina kapela, v sestavi bazilike, vsled potresa porušena, pozneje v prejšnji obliki obnovljena. V seizmološki karti Italije, ki ima tri stopnje potresnega rizika, je to območje uvrščeno v območje z najvišjim rizikom. Sto kilometrov južno od tega območja je bil leta 1915 v Avezzanu katastrofalen potres, ki je zahteval 32.610 žrtev. V letih 1930 in 1980 so bili še južneje potresi v Basilikati, v Campagni in Arianu. Potresa sta zahtevala več kot 3.000 žrtev. Najmočnejši potres v Italiji v tem stoletju je bil 1908 leta v Messini (okrog 60.000 žrtev). V zadnjem potresu so bile poškodovane številne cerkvene zgradbe, pri katerih so odpadli okrasni napušči in razni okrasni kipi. Ena oseba je bila ubita pri padcu napušča. Celotna škoda še ni ocenjena. Uničene so umetnine neprecenljive vrednosti. Največ so trpele zgradbe iz kamna, takšne, ki so bile pri nas najbolj prizadete v Breginju in okolici ob potresu v Furlaniji 1976 leta. V Italiji, kjer je na razpolago veliko kamna, je kamnitih zgradb, zgrajenih iz klesanega ali lomljenega kamna, v apneni malti, zelo veliko. Te zgradbe so ponekod stare že več sto let. Takšne zgradbe imamo tudi pri nas, zlasti v starih mestnih jedrih in tudi v Ljubljani. Seizmična odpornost takšnih zgradb se z leti zmanjšuje, ker apnena malta prepereva, klesani kamni pa v zidu nimajo skoraj nobene povezave v celoto, ker jo ne zagotavlja tenka plast malte med kamni. V primeru, če takšen zid dobi horizontalni sunek se lahko upira le s svojo lastno težo, če ni konstruktivno povezan z ostalimi zidovi zgradbe z ustreznimi horizontalnimi vezmi -železobetonskimi ali jeklenimi. V primeru horizontalnega sunka, ki nastaja ob potresu, za prevzem te obremenitve vezi angažirajo vse nosilne zidove zgradbe istočasno. Pri tem so zidovi, ki sprejemajo sunek vzdolž svoje osi veliko bolj odporni, kot zidovi, na katere sunek deluje pravokotno. Angažiranje vseh zidov zgradbe hkrati za prevzem potresnih sil, znatno povečuje odpornost cele zgradbe. To jo lahko reši pred porušenjem tudi v primeru močnega potresa. Sergej BUBNOV: Potres v Italiji Ob tem potresu v Italiji, tako kot ob prejšnjih potresih v Basilikati je bilo največ zgradb porušenih, katere niso imele horizontalnih vezi. Znatno boljše so prenesle potres novejše zgradbe, ki so imele železobetonske stropove in železobetonske vezi, v višini stropov. Povezovanje zidov z jeklenimi vezmi ni novo. V srednjeveških samostanih, v križnih hodnikih, večkrat vidimo, da imajo oboki v osnovi jeklene vezi, ki imajo isto funkcijo: prenosa horizontalnih sil na celotno konstrukcijo. Tudi po potresu v Ljubljani 1895 leta so v nekaterih stavbah vgradili jeklene vezi (v notranjosti), da bi povečali potresno odpornost celotne zgradbe. Kako dobro se sistem vezave z jeklenimi vezmi obnese ob potresu je pokazal primer ene opečne zgradbe, k i j e bila v vasi Bardo (Lusevera) hudo poškodovana ob majskem potresu v Furlaniji 1976 leta in nato sanirana z jeklenimi vezmi. Tako sanirana zgradba je odlično prestala drugi furlanski potres septembra istega leta. Ojačevanje zgradb (kamnitih ali opečnih) z jeklenimi vezmi ni draga storitev. Ne dosega niti en procent vrednosti zgradbe. Je pa dokaj zahtevna glede na urejanje številnih administrativnih in pravnih vprašanj v odnosu do lastnika ali najemnika stavbe. Tudi vprašanje arhitektonskega posega v zunanjost stavbe je treba ugodno rešiti, kar se ob dobri volji zmeraj da. Pri nas imamo že nekaj manjših podjetij (večjim se to ne izplača, ker je zaslužek majhen), ki se uspešno ukvarjajo z ojačevanjem zgradb z jeklenimi vezmi. Treba je le širšo javnost dobro informirati o prednostih tega načina povečanja potresne varnosti stavb. Tam kjer v potresnih območjih pozabljajo na potres, se jim to lahko kruto maščuje. Zadnji potres v Italiji je to dokazal. Tla se tam še niso umirila, vendar je vsak sunek šibkejši. Sprememba magnitude za 0,2 točke, pomeni dvakratno zmanjšanje sproščene potresne energije. Rušenja se nadaljujejo, ker je odpornost konstrukcij bila znatno zmanjšana že pri prvem sunku 26.9.97, predvsem zaradi pomanjkanja protipotresnih vezi. J U B I L E J Gradbeni vestnik »Ljubljana 46 ... .. . . . . . . "". .. . . . . . . . . . ... . . .. . . . . . OB DEVETDESETLETNICI p r o f e s o r j a EM ILA KOVAČIČA Letos 14. oktobra poteče 90 let odkar se je rodil v Žvabeku na Koroškem naš profesor Kovačič. Taka obletnica ni čas, ni priložnost za bučne proslave, ni prilika za naštevanje zaslug, del in uspehov; je čas, ko se prileže topel stisk roke, odkrit pogled z najboljšimi željami za naprej. Visok jubilej je priložnost, ko se kaže spomniti, kako in zakaj si je profesor Kovačič pridobil ugled in spoštovanje, ki mu ga prav nihče ne odreka. Je priložnost, ko kaže z žarkom osvetliti dobo, ko je po več kot poldrugoletnem - vse prej kot lahkem in ne neogroženem - delu v partizanski tiskarni Slovenija, v skriti grapi pri Vojskem, slekel olivnozeleno uniformo in leta 1946 prišel, po krajši zaposlitvi na Ministrstvu za gradnje LRS, na Tehniško fakulteto Univerze v Ljubljani. Tedaj smo v zmagovitem zanosu zaorali sveže brazde na domala vseh področjih. V hidrotehniki še toliko bolj, ker so naše vode ponujale najbolj naravno osnovo za dvig siromašnega stanja in energetike. Njegovo delovanje, posebno v prvih povojnih letih, je tesno povezano s pričetki organiziranja vodnega gospodarstva. Pričelo se je z organizacijskimi poskusi: Komite za vodno gospodarstvo, Zavod za projektiranje vodnih in nizkih zgradb, Projekt nizke zgradbe v zgodnjih petdesetih letih, Zavod za vodno gospodarstvo leta 1962, leta 1967 Navodila za izdelavo vodnogospodarskih osnov, vse do leta 1974, ko je bil objavljen Zakon o vodah. In kakšno zvezo ima vse to z jubilantom? Čeprav se njegovo ime nikjer ne pojavlja, je pomembno vtkano v vsa ta nastajanja in delovanja. Kot ne poseben navdušenec za seje in dolgovezna razpravljanja, je bil vedno pripravljen v razgovorih s kolegi svetovati in prenašati svoje veliko znanje in poznavanje tedaj dosegljive literature. Nikoli avtoritativno in vsiljivo. Spominjam se pogostih zaključkov raznih posvetov: vprašali bomo profesorja Kovačiča! Šele po tem, ko se je to zgodilo, je sledila ultima ratio - zadnja odločitev. O načinu, kako nevsiljiva, neosebna je bila njegova želja pomagati in prispevati, kadar je to kdo želel, vem najbolje iz lastnega primera. Običajno smo se pogovarjali o delu, o problemih, pa tudi o doseženih rezultatih. Tako sem nekoč profesorju pripovedoval o zaključkih neke raziskave, katere rezultati so bile določene - sicer precej neurejene - funkcijske odvisnosti. Z eno samo mislijo: "Ali ne bi poskusil izraziti te odvisnosti v brezdimenzijski obliki?" je za celo stopnjo dvignil vrednost in pomen mojih rezultatov, ko je bila v smislu nasveta tako narejena in aplicirana možnost, ki jo enostavno nisem videl. Podobno je bilo v neštetih drugih primerih, ko je od posveta z njim vsakdo odhajal bogatejši. V tem načinu, na tem "kako", sloni največji del profesorjeve izjemnosti. Če je ta kakovost komuniciranja in sodelovanja v strokovnem okolju - kot mislim - glavna lastnost, zaradi katere uživa nedeljeno spoštovanje, pa so tudi na drugačnih področjih profesorjevi dosežki visoko cenjeni. Mislim predvsem na inovatorstva in raziskovalne rezultate, Predno se je mogel osredotočiti na hidrologijo in hidrometrijo, ter s tem povezane melioracije in regulacije, je na hidravličnih modelih naše prve po vojni zgrajene HE Mariborski otok in na HE Vuzenica, s pri nas prvič uporabljeno vizualizacijo tokovnic, rlspeval k ugodnejšim hidravličnim rešitvam, e kmalu, t.j. v drugi polovici štiridesetih let, je nekako "podlegel" spoznanju, da bo brez dobrega poznavanja pretokov naših vodotokov z njimi tudi težko gospodariti, Tako se od tedaj, pa do poznih šestdesetih let, pojavljajo njegove, vedno preciznejše ugotovitve o hidrometričnlh lastnostih kritičnega prereza pri toku s prosto gladino, O vrednosti teh rezultatov priča dejstvo, da je bilo o tem več njegovih člankov sprejetih v ugledne tuje revije, kar v tistem času ni bilo niti lahko niti pogosto. Poleg prizadevanj za čim eksaktnejše meritve pretokov, izvirajo iz tistega časa tudi profesorjeve inovatorske konstrukcije manometrov za določanje malih tekočinskih tlakov, konstrukcije hitrostnih sond za sočasno merjenje prostorskih nihanj hitrosti, turbudimetra in še nekaterih aparatov. In končno je bil jubilant tudi in predvsem učitelj in mentor številnih generacij študentov. Korekten, človeško razumevajoč, natančen, pa tudi zahteven. Izžareval je veliko poznavanje stroke, prav do njenih najnovejših dosežkov. Pri izpitih, pri polaganju računa oz. pri nekakšnih preizkusnih razgovorih, so se kandidati počutili neprijetno, malo osramočeni, če niso bili dovolj seznanjeni z obsežno snovjo, ki so jo nabrali pri predavanjih. Ali je mogoče ne spoštovati takega učitelja?! Teh nekaj besed - kot rečeno uvodoma - ni zapisanih z namenom, da bi dale liku profesorja Kovačiča zlat okvir. Napisane so le zato, da bi v poznih njegovih letih delovale kot rahlo poživilo za mehko koroško dušo, kot blažilo za razočaranja, ki jih je gotovo kaj bilo, kot zahvala in priznanje za vsakršne dosežke njegovega, k dobremu naravanega etosa. Janko Bleiweis IN M E M O R I A M U lAKS m CSU S A K ( i Q I o - 1 9 9 7 ) O d š e l je n a š e n k ra tn i g r a d b e n i k , predvsem pa borec z a človeške pravice, gospod WlJ~lKS TI/IS^US/ITR. , dipl.inž.gradb. ]R.odil se je v narodno z a v e d n i d r u ž i n i , ki mu je dala vse osnovne smernice z a v s e s t r a n s k o nesebično d ružbeno in s trokovno delo. 7 ako je ze lo opa zn o z a ž i v e l ž e v s tar i J u g o s ia v i j i , še bolj pa po osvobod i t v i , k je r je delal in garal poleg osnovne vsesplošne gradbene de javnos t i še na dv a jse t in več m es t ih d ru žb en e g a ž i v l j e n j a . [Delo in ž i v l j e n j e našega ne pozabnega Wlaksa Ylfl egušarja je bilo tako strokovno, ž iv l jenj sko in ljubiteljsko univerzalno, da bi moral i z a p r i k a z n jegovega dela i zd e la t i poseben scenarij in podrobnejše razčlenjen dokumentarni film njegovega dela in ž i v l j enj a . IPokojni je bil še po svoji osemdeset le tnic i t ra jno priso ten tako v s t r o k o v n ih krogih k ak or med pr i ja te l j i rekreaci j e in v pestr ih v r s tah d r u ž b e n ih de ja vnos t i , jPri njegovem tako polnem in z d r a v e m ž iv l je n ju nismo kl jub naši nepres tani prisotnost i s lu t i l i , da ga v isoka s ta r o s tn a leta v bi tk i z naravo p r e m a g u je jo . 7) času pred smrt jo se je z a t e k e l po m o ž n o speca l i s t ično pomoč v kroge z d r a v n i k o v , ki so ga z d r a v i l i ter ohran ja l i ps ih ično in telesno t ja do njegovega z a d n je g a daha. Wlaks Tl/legušar je odšel. Wli , k i smo osta l i , smo d o l ž n i , da s led imo njegovemu tako bogatemu v s e s t r a n s k e m u delu, k a r naj mu bo naše plači lo z a vse njegovo družbeno delo in č loveško d r u ž in s k o ž i v l j enj e . g a l e r i j a njegovih p r i z n a n j , od l ikovan j ter š tevi lo pokalov in medal j krasi jo spomin na vredno ž i v l j e n j e in neumorno delo tega zavednega n a rodn jak a in g r a d b e n i k a . Vljegov odhod na Z a l a h je bil prisrčno veren d o k a z p r i z n a n j a in l ju b e z n i od d ruž ine , s o r o d s t v a , pr i jatel jev , znancev , sodelavcev, s t rokovn jakov , in š t r u k to r j ev , pedagogov, špor tn ikov , ba l in ar j ev, planincev, in ternirancev, par t izanov , učencev, atletov, telovadcev, pol it ikov, brigadirjev, sosedov, š tev i ln ih piscev in nov inarjev. S p o m i n i na W laksa WleguSar ja ne smejo n iko l i oblede t i ! S l a v a W la k s u ! G ir i l S t a n i č Razvoj in raziskave , svetovanje, projektiranje in specijalne storitve, Dimičeva 12, p.p. 2554, Sl 1001 Ljubljana, Slovenija Tel.: + 386 61 1888 100 Fax: +386 61 348 363 E-mail: info@gi-zrmk.si http://www.gl-zrmk,si/Žiro račun: 50105-603-48407 I N F 0 R M A C I J E GV XXXXVI 9 - 10 1997 323 Maribor Wastewater Treat­ ment Riant P O V Z E T E K Spoznanje, d a je obstoječe kanalizacijsko omrežje mesta Maribor pomanjkljivo, da je večinoma iz navadnih betonskih cevi, ki niso vodotesne in da prihaja do iztekanja vod v podtaljne ter, da tudi zbrano odpadno vodo po sanaciji kanalizacijskega omrežja ne bo možno odvajati nadalje neprečiščene v Dravo, je narekovalo pripravo kompletnega projekta “ Ravnanje z odpadnimi vodami v mestni občini M aribor” . Trije podprojekti so pomembni. Prvi je dokončanje kanali­ zacijskega sistema mestne občine Maribor in sanacija obstoječega, drugi je čiščenje industrijskih odpadnih voda in tretji gradnja zbirnega kolektorja s centralno čistilno na­ pravo. VILIBALD PREMZL • S U M M A R Y With a population of around 150.000 in­ habitants in its service area Maribor is the second largest city in Slovenia. It is located in northeast part of the country, 16 km from Slovene - Austrian border. Preparation of wastewater project has been underway for several years, and for last year it has recieved the support of the European Bank for Reconstruction and Development (EBRD) in the frame of Slovenian Ecology Programme. On June 1 991 in Prague on the meeting of European m inisters for environment a programme for environmental protection in Danube basin was adopted. Slovenia was integrated in the programm in 1992 with sanitation programm of river Drava, on which banks the town of Maribor is situated, and river Mura.Preinvestment study for Maribor was done in spring of 1993 where the priorities have been de­ cided. One among them was the waste- water treatm ent plant (WWTP) of Maribor, which should help fulfil the targets of en­ vironmental protection of Drava river The Drava field south of Maribor is the area where the greatest part of the town area and their suburban settlem ents are s itu ­ ated. Beside of wastewater treatment plant the project of renovation of towns system of sawage system is going on what should prevent the contamination of subterranean water from Drava field. Avtor: Vilibald Premzl 1. UVOD Velik del območja mestne občine leži na vodozaščitnem območju Dravskega polja in Vrbanskega platoja, ki sta glavna vira pitne vode za mesto Maribor in sosednje občine. Obstoječa kanalizacija je večinoma iz navadnih betonskih cevi, ki niso vodotesne, Zato prihaja do iztekanja vod v podtalje in do vdora vod v kanalizacijo. Precejšen del mestnega in primestnega območja še ni priključen na kanalizacijski sistem kjer imajo lastne greznice ali pa direkten izpust v vodotoke, ki prav tako potekajo preko vodozajemnega območja obeh večjih vodozaščitnih območij. Na obstoječi kanalizacijski sistem je priključenih 9,440 objektov oziroma 75.000 prebivalcev. Računamo, da je trenutno še 8.794 objektov nepriključenih. Z izgradnjo kanali­ zacijskega sistema bo priključenih 115.000 prehivalcev, 21.000 od 136.000 prebivaleev pa ne bo povezanih na centralni kanalizacijski sistem mesta Maribor, temveč na manjše lastne kanalizacijske sisteme. Za gradnjo kanalizacijskega sistema je predvideno obdobje 8 let. Predvidena je izgradnja cca 20 km primarnega in cca 85 km sekundarne kanalizacije. Predračunska vrednost investicije v stalnih cenah znaša 4.873.66 mio SIT in bo financirana iz občinske takse( oziroma iz povišane cene kanalščine, v kolikor se bo ta smela povišati do višine, ki bo pokrivala tudi razširjeno reprodukcijo). Čiščenje odpadnih voda se je mestna občina Maribor odločila oddati s koncesijo najugodnejšemu izvajalcu. Z najugodnejšim ponudnikom bo sklenjena koncesijska pogodba, ki bo zajela gradnjo centralne čistilne naprave z glavnim kolektorjem in njeno obratovanje 20 let po izgradnji prve faze centralne čistilne naprave. Po sklenitvi pogodbe bo koncesionar ustanovil podjetje s sedežem v Mariboru, ki bo prevzelo posle in vlogo investitorja, po dograditvi pa upravljalca/obratovalca naprav. Vloga in delež mesta, pravice in obveznosti koncesionarja bodo določeni s koncesijsko pogodbo. Meja prispevnega območja čistilne naprave se pokriva z mejo kanalizacijskega sistema mesta in v obsegu, ki je bilo prikazano predhodno. Obremenitev čistilne naprave je 190.000 PE, čeprav je bila prvotna ocena 280.000 PE, ki pase je tekom priprave ponudb zmanjšala. Glede na sedanje stanje tehnike so predvidene za čistilno napravo te velikosti naslednje tri faze čiščenja in sicer: mehanska do leta 2000, biološka do leta 2002 in terciarna stopnja čiščenja do leta 2004. Lokacija centralne čistilne naprave je predvidena v komunalni coni K-11 v Dogošah in je opredeljeno v dolgoročnem planu mestne občine. Zmanjšanje škodljivega vpliva na okolje zaradi delovanja centralne čistilne naprave se bo izrazilo manjšo obremenitvijo vodotoka reke Drave. Onesnaženja, prikazana kot KPK, BPK5, suspendirane snovi in maščobe bodo očiščene pod mejnimi vrednostmi, ki so po zakonu zahtevane. Voda, ki bo iztekala iz centralne čistilne naprave bo v skladu z “Uredbo o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnoh naprav” (Ur. list RS št.35/1996). Dolžina glavnega zbiralnika do centralne čistilne naprave v Dogošah je 7.700 m s profilom cevi 140 cm. Projekt čiščenja industrijskih odpadnih voda je pripravila na osnovi mednarodnega sporazuma med Republiko Slovenijo in Japonsko ter mestno občino Maribor, japonska agencija JICA. Trenutno je v Mariboru zadnja misija Japoncev, ki je pripravila končni elaborat na osnovi dosedanjih spoznanj o stopnji onesnaževanja industrijskih voda. Projekt je vsklajen s projektom centralne čistilne naprave in ocene o vtoku očiščenih industrijskih voda v mestni kanalizacijski sistem. 2. P R IS T O P K IZ B IR I N A JU G O D N E JŠ E G A P O N U D N IK A Obvestilo o nameri za izdajo Poziva za ugotavljanje usposobljenosti je bilo objavljeno v Uradnem listu RS in časopisih v poletju leta 1994, Odlok o koncesiji za čiščenje odpadnih voda so sprejeli zbori SO Maribor poleti istega leta, kar je bila osnova za Poziv za ugotavljanje usposobljenosti in za ovrednotenje dokazil o usposobljenosti kandidatov za projekt “Koncesija za čiščenje odpadnih voda” . Usposobljenost je bila priznana 6 kandidatom. Poziv za pripravo ponudb je bil poslan kandidatom 27.10.1995. Od povabljenih pa se je odzvalo le troje kandidatov: RWE, LdE in RAG, ki so poslali svoje ponudbe dne 15.2.1996. Po proučitvi ponudb so bile ponudnikom poslane pripombe in zahtevek za pripravo dodatnih ponudb, Dodatne ponudbe so bile predane 27.6.1996, pregled in ocenitev teh pa je bila opravljena 28.10.1996. Revizijska komisija razpisovalca je zaradi poenotenja prispelih ponudb podala dodatna vprašanja, nanje pa do konca meseca januarja 1997 prejela od LdE zadnjo ponudbo, od REW-RWE pa odgovore na zastavljena vprašanja. Na tej osnovi in mnenja pravnika o pravilnosti postopka izbora, je bilo opravljeno vrednotenje ponudb, ki se je prednostno izšlo za LdE. Pred nami je torej proces pogajanj z najugodnejšim ponudnikom. 3. H ID R A V L IČ N A IN B IO K E M IJ S K A O B R E M E N IT E V N A P R A V E Projektirana obremenitev čistilne naprave, ki je sledila sedanji obremenitvi in predvidenemu povečanju za najmanj 10 let je razvidna iz naslednje tabele št. 1. P a ra m e te r E nota V re d n o s t BPK5 kg/d 11 .400 B io lo š k a o b re m e n ite v PE 19 0 .0 0 0 KPK kg/d 2 5 .3 0 0 S u s p e n d ira n e sno v i kg/d 12 .50 0 T o ta ln i d u š ik kg/d 1.730 T o ta ln i fo s fo r kg/d 5 5 0 Tabela št.1: Biokemijska in kemijska obremenitev CČN Maribor Kolikšna je hidravlična obremenitev CČN Maribor je razvidno iz tabele št.2: Parameter Enota Vrednost Hidravlična obremenitev- totalna m3/d 36.750 Hidravlična obremenitev-totalna letno m3/leto 13.230.000 Hidravlična obremenitev- odpadna voda m3/d 36.600 Hidravlična obremenitev- vsebina greznic m3/d 150 Hidravlična obremenitev- minimum m3/m 650 Hidravlična obremenitev- povprečja m3/m 1.525 Hidravlična obremenitev-maksimum m3/m 7.000 Tabela š t.2: Hidravlične obremenitve Leto 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Rast prebivalstva % 0,25% 0,25% 0,25% 0,50% 0,50% 0,50% Število prebivalcev 136.340 136.681 137.023 137.708 138.396 139.088 Poraba vode na gospodinjstvo m3/mesec 15 14 14 14 14 14 Število članov na gospodinjstvo 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Število gospodinjstev 38.954 39.052 39.149 39.345 39.542 39.739 Poraba gospodinjstev m3/mesec 7.011.771 6.560.681 6.577.083 6.609.968 6.643.018 6.676.233 Letna rast porabe vode % 0% 1% 3% 6% 6% 6% Poraba gospodarstva m3/mesec 4.791.997 4.839.917 4.888.316 4.937.200 4.986.572 5.036.437 Leto 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Rast prebivalstva % 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% Število prebivalcev 139.784 140.483 141.185 141.891 142.600 143.313 Poraba vode na gospodinjstvo m3/mesec 14 14 14 14 14 14 Število članov na gospodinjstvo 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Število gospodinjstev 39.938 40.138 40.339 40.540 40.743 40.947 Poraba gospodinjstev m3/mesec 6.709.614 6.743.162 6.776.878 6.810.762 6.844.816 6.879.040 Letna rast porabe vode % 6% 6% 6% 3% 1% 1% Poraba gospodarstva m3/mesec 5.086.802 5.137.670 5.189.046 5.240.937 5.293.346 5.346.280 Leto 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Rast prebivalstva % 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% Število prebivalcev 144.030 144.750 145.474 146.201 146.932 147.667 Poraba vode na gospodinjstvo m3/mesec 14 14 14 14 14 14 Število članov na gospodinjstvo 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Število gospodinjstev 41.151 41.357 41.564 41.772 41.981 42.191 Poraba gospodinjstev m3/mesec 6.913.435 6.948.003 6.982.743 7.017.656 7.052.745 7.088.008 Letna rast porabe vode % 1% 1% 1% 1% 1% 1% Poraba gospodarstva m3/mesec 4.791.997 4.839.917 4.888.316 4.937.200 4.986.572 5.036.437 Leto 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Rast prebivalstva % 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% Število prebivalcev 148.405 149.147 149.893 150.642 151.396 152.153 Poraba vode na gospodinjstvo m3/mesec 14 14 14 14 14 14 Število članov na gospodinjstvo 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Število gospodinjstev 42.401 42.613 42.827 43.041 43.256 43.472 Poraba gospodinjstev m3/mesec 7.123.448 7.159.066 7.194.861 7.230.835 7.266.989 7.303.324 Letna rast porabe vode % 1% 1% 1% 1% 1% 1% Porgba gospodarstva m3/mesec 5.086.802 5.137.670 5.189.046 5.240.937 5.293.346 5.346.280 Tabela št. 3: Vhodni podatki za načrtovanje in izračun cene m3 odpadne vode Leto 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Gospodinjstvo 16,6 30,0 40,0 50,0 62,0 59,9 Gospodarstvo 16,6 50,0 60,0 70,0 125,0 119,7 Leto 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Gospodinjstvo 87,2 84,0 84,0 80,9 86,1 83,0 Gospodarstvo 175,4 169,1 168,0 161,7 172,2 165,9 Leto 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Gospodinjstvo 80,9 79,8 77,7 76,7 74,6 73,5 Gospodarstvo 161,7 158,6 155,4 152,3 149,1 146,0 Leto 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Gospodinjstvo 71,4 70,4 69,3 68,3 67,2 66,2 Gospodarstvo 143,9 140,7 138,6 136,5 134,4 132,3 Priloga 7: Delež življenjskih stroškov in porast življenjskih stroškov gospodinjstv stroškov čiščenja vode na CČN Leto 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Delež življenjskih stroškov 0,22% 0,37% 0,50% 0,62% 0,77% 0,74% Porast življenjskih stroškov 0,00% 0,15% 0,28% 0,40% 0,55% 0,52% Leto 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Delež življenjskih stroškov 1,08% 1,05% 1,05% 1,01 % 1,07% 1,03% Porast življenjskih stroškov 0,86% 0,82% 0,82% 0,79% 0,85% 0,81% Leto 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Delež življenjskih stroškov 1,01% 0,99% 0,97% 0,95% 0,93% 0,91% Porast življenjskih stroškov 0,79% 0,77% 0,75% 0,73% 0,71% 0,69% Leto 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Delež življenjskih stroškov 0,89% 0,88% 0,86% 0,85% 0,84% 0,82% Porast življenjskih stroškov 0,67% 0,65% 0,64% 0,63% 0,62% 0,60% Tabela š t.4: Kanalščina, občinska taksa, stopnje povečanja in skupna cena SIT/m 1 Črpalna postaja 2 Predčiščenje 3 Upravna zgradba 4 Garaže in delavnice 5 Vratar 6 Črpalna postaja očiščenih vod (pogojno) 3. FAZA 30 Anaerobični in anoksični bazen 31 FeC13 skladišče in dozirna enota 10 Bazen primarne sedimentacije 11 Razdelilne naprave 12 Aeracijski bazen 13 Vpi ho vanje zraka 14 Bazen sekundarne sedimentacije 15 Kanal za merjenje pretoka 16 Recirkulacija odpadnih vod 17 Primarno zgoščevanje 18 Biološka flotacija 19 Kotlovnica 20 Gnilišče 21 Bazen za blato 22 Odcejanje blata 23 Deponija blata 24 Plinohram D R A VA 4 . T E H N O L O Š K I P O S T O P E K Č IŠ Č E N J A Gradnja čistilne naprave je predvidena v treh fazah. Prva faza je mehanska stopnja čiščenja z merilno postajo( merilec pretoka, vzorčevalnik), razbremenilnik in zadrževalni bazen deževnih voda, črpališče odpadnih voda, peskolov in lovilec gramoza, grablje, primarni usedalniki (varianta), postaja za sprejem odpadnih voda iz greznic, linija blata ter prečrpališče prečiščene vode. Druga faza obsega biološko čiščenje z ozračevalnimi bazeni in naknadnimi usedalniki. Tretja faza obsega terciarno čiščenje z anoksičnimi, anaerobnimi in aerobnimi bazeni ter naknadne usedalnike. Dokončna tehnološka rešitev čiščenja odpadnih voda bo sprejeta po izboru koncesionarja, ki bo prevzel tudi vse tehnološke garancije. 5. V R E D N O S T C E N T R A L N E Č IS T IL N E N A P R A V E Čista osnovna vrednost centralne čistilne naprave L I T E R A T U R A po ponudbi najugodnejšega ponudnika LdE je cca 65 mio DEM, od tega znaša vrednost kolektorja cca 1 4 mio DEM. V razpisu koncesije je bila opredeljena BOT koncesija, kar pomeni, da mora koncesionar v ustanovljeni družbi za upravljenje s centralno čistilno napravo zagotoviti finančna sredstva. Struktura sredstev za gradnjo bodo predvidoma sredstva iz državne takse, ki jo plačujemo v občini, povratna in nepovratna sredstva države in sredstva, ki jih bo zbral koncesionar. 6 . Z A K L J U Č E K Gradnja centralne čistilne naprave je že dolgotrajna naloga in projekt mesta Maribor. Prvi projekti segajo v sedemdeseta leta, v čas, ki ni bil naklonjen ekološkim projektom. Obseg čistilne naprave iz takratnega časa je bil dvakrat večji od danes predvidenih kapacitet. Tudi danes gradnja čistilne naprave ni neoporečna zadeva. Nepoznavalci razmer sodijo, da je gradnja nepotrebna, saj je samočistilna sposobnost Drave dovoljna. Res pa je, da pri tem ne upoštevajo zakonodajne razmere v Sloveniji in sporedne efekte, ki jih z gradnjo lahko došežemo ( gradnja z državno takso, nov finančni zagon gospodarstvu z novo nekajletno zaposlitvijo in predvsem dolgoročna rešitev onesnaženja podtalnice). C EE, In ž e n ir in g za e n e rg e tik o in e k o lo g ijo . In v e s tic ijs k i p ro g ra m , d o k o n č a n je k a n a liz a c ijs k e g a s is te m a m e s tn e o b č in e M a r ib o r in s a n a c ija o b s to je č e g a ,L ju b lja n a 1 9 9 6 CEE, In žen iring za e n e rg e tik o in e k o lo g ijo : P re d in v e s tic ijs k a š tu d ija , iz g ra d n ja g la v n e g a k a n a liz a c ijs k e g a z b ira ln ik a in c e n tra ln e č is t i ln e n a p ra v e z a o d p a d n e v o d e , L ju b l ja n a 1 9 9 6 M O M : W a s te w a te r T re a tm e n t P ro je c t a n d C o n c e s s io n , R e q u e s t fo r P ro p o s a l, M a r ib o r, 1 9 9 5 V. P re m z l: C e n tra l T re a tm e n t P la n t “ A S te p fo r F u tu re D e v e lo p m e n t o f th e T p w n o f M a r ib o r, C o n fe r ­ e n c e p a p e r, T h e E u ro p e a n W a te r In d u s try , L o n d o n 1 9 9 5 , F in a n c ia l T im e s ZVEZA DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE LJUBLJANA, KARLOVŠKA 3 S T R O K O V N I IZPITI ZA GRADBENIŠTVO IN A R H IT E K T U R O TER PRIPRAVLJALNI SEMINARJI ZA S T R O K O V N E IZPITE V LETU 1997 Rok Leto Mesec A. SEMINAR B. IZPIT pisni ustni VII. 1998 Oktober 19.-23. oktober 17.okt.98 2.-6. nov. 1998 Vlil. 1998 November 16.-20. november 14. nov. 98 1.-4.dec.1998 IX 1998 December 14.-18. december A. Pripravljalni seminar za strokovne izpite organizira Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije, 1000 Ljubljana, Karlovška 3 (Telefon/fax: 061/221-587). Prijavo v obliki dopisa, pošlje organizatorju plačnik. Če je plačnik seminarja podjetje (pravna oseba), priobči v prijavi izjavo, da je plačnik oz. navede natančni naslov plačnika, Samoplačnik pošlje organizatorju poleg pisne prijave še kopijo dokazila oplačilu. Cena seminarja za eno osebo znaša 65.000,00 SIT ( v znesku je že prištet 5% prometni davek). Številka žiro računa je 50101-678-47602. B. Strokovni izpit organizira Gradbeni inštitut ZRMK, 1000 Ljubljana, Dimičeva 12, telefon 061/18- 88-543, 18-88-542. Prijave v obliki obrazca, z vsemi prilogami, ki so razvidne iz obrazca, sprejema organizator 20 dni pred pisnim delom izpita, Obrazce je mogoče dobiti pri organizatorju, udeleženci seminarja na seminarju; vse informacije pri Sonji Lombergar oz. Inž. Jakobu Grošlju od 8.00 do 12.00 ure. m e U N IV E R Z A V M A R IB O R U - F A K U L T E T A Z A G R A D B E N IŠ T V O 2000 Maribor, Smetanova 17, tel.: 062 25-461, 221-112, telefax: 062 225-013 19 G V XXXXVI 9 - 1 0 STR : 138 - 150 S E P T E M B E R - O K T O B E R 1997 NAČRTOVANJE IN RAČUNANJE KONSTRUKCIJ FIRM S RAC, INTERGRAPH IN BSI TER TRENDI RAZVOJA BORIS LUTAR The Program Tools for Struc­ tural Design and Computa­ tion of the Companies SRAC, Intergraph and DSI and De­ velopment Trends UDK 624.01 :681.3.06 P O V Z E T E K - S U M M A R H ite r ra z v o j o s e b n ih ra č u n a ln ik o v , ki so vse z m o g ljive jš i, n jihova ra zš ir je n o s t v okolju , razvoj novih te h n o lo g ij na p o d ro č ju računan ja konstrukcij, zm og ljive jš i in uporabn iško prijazni p ro g ra m s k i p a k e ti in ra z š ir je n o s t o k o lja oken so s p re m e n ili m o ž n o s ti in n a č in e d e la oblikova lcev in konstrukto rjev novih pro izvodov in k o n s tru k c ij. P r is p e v e k v s t rn je n i o b lik i p o d a ja t r e n d e ra z v o ja n o v ih p ro g ra m s k ih o ro d ij in s t r a te g i jo f irm e SR AC . T he ra p id d e v e lo p m e n t o f p e rs o n a l c o m ­ p u te rs a n d th e ir w id e s p re a d u se , th e d e ve lo p m e n t o f new te ch n o lo g ie s in s tru c tu ra l d e s ig n a n d c o m p u ta t io n , m o re p o w e r fu l a n d u s e r - f r ie n d ly s o f tw a re p a c k a g e s a n d th e p re s e n c e o f th e W in d o w s e n v iro n m e n t have d e e p ly c h a n g e d th e w o rk o f d e s ig n e rs an d c o n s tru c to rs o f n e w p ro d u c ts o r s t r u c ­ tu re s . T h e p a p e r p re s e n ts th e d e v e lo p ­ m e n t t r e n d s o f n e w s o f tw a r e . 1.0 U VO D Novi programski paketi za računanje konstrukcij so se v preteklosti pojavljali na tržišču počasneje kot programska oprema za risanje in oblikovanje konstrukcij. Potrebam in zmogljivostim osebnih računalnikov so razvijalci programske opreme pogosto sledili tako, da so programske pakete zaračunanje konstrukcij, ki slone na softverski arhitekturi, stari že skoraj 20 let, prilagodili za uporabo na osebnih računalnikih. Redki so programsko kodo revidirali v celoti, zato je za veliko paketov značilno, da jih je težko vzdrževati in prilagajati novim potrebam. Današnji osebni računalniki imajo po grobi oceni približno stokrat večjo moč računanja kot osebni računalniki pred desetimi leti, ko je večina programskih paketov za računanje konstrukcij tekla le na srednjih in velikih računalnikih. Avtor: doc.dr. Boris Lutar, dipl.gradb.inž., Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, 2000 Maribor, Smetanova 17 Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Okolje oken je prineslo nove možnosti razvijalcem sodobne programske opreme. Integracija z 'Office paketi’ kot sta Word in Excel, vnašanje slik v besedilo oziroma dokumente (OLE -Object linking and embedding) je potreba in nuja. To je bil vzrok za razvitje OLE tehnologije v OLE D&M (OLE for Design & Modeling), ki je nastala s sodelovanjem firm Intergraph in Microsoft. Ker so se podatki med različnimi CAD sistemi izmenjevali s pomočjo konvertorjev in translatorjev ob pogosti uporabi formatov DXF in IGES, je velikokrat prišlo do izgub podatkov zaradi različne interpretacije in nedodelanosti formatov. Nova tehnologija OLE D&M in njen nadaljnji razvoj omogoča in bo omogočala izmenjavo podatkov brez izgub. Inženirski problemi s 1000 vozlišči in 100000 prostostnimi stopnjami so vsakdanji pojav in ne več izjema. Obširna in natančna analiza konstrukcije zmanjša obseg ugotovljenih napak in pomanjkljivosti konstrukcije v fazah njene proizvodnje in izkoriščanja. Odstranitev napak je drag in zamuden proces, ki ga želimo zmanjšati na najmanjšo možno mero. Načrtovanje, oblikovanje in računanje konstrukcij so tesno povezani procesi, zato uporabniki želijo in potrebujejo povezljiva programska orodja. Uvajanje grobih poenostavitev v računske modele zaradi prilagoditve problemov zmogljivostim programske opreme za računanje konstrukcij vedno vodi k znižanju kakovosti preračunov, ki postanejo zelo groba ocena realnega obnašanja konstrukcij. Zato so pomembni parametri ocene kakovosti programskega orodja: zmogljivost, natančnost in hitrost računanja, kakovost priročnikov in oblike pomoči pri delu s paketi ter možnost njihove uporabe na širokem spektru strojne opreme (na različnih računalnikih). V gradbeništvu je bilo še do nedavnega 3D modeliranje bolj slučaj kot praksa. Izdelava ‘virtualnih modelov’ kakega objekta oziroma modeliranje postaja vse bolj pogost pojav in potreba. Ker tak model služi še nadaljnim inženirskim obdelavam, kot je računanje konstrukcij po MKE in drugo, morajo programska orodja (modelirniki) omogočati prenos ali izmenjavo podatkov v različna programska orodja (pakete). 2 .0 P R IN C IP I D E LO V A N JA M O D ELIR N IKO V, L A S T N O S T I IN V R S TE Modelirniki polnih teles ali ‘solid modelirniki’ kreirajo model kot polno telo (‘solid’). Seveda le kot matematični oziroma virtualni objekt. Zato modelu lahko določimo različne fizikalne lastnosti (volumen, teža, težišče, vztrajnostni momenti in podobno), kar omogoča izrabo modelirnikov kot orodij za pripravo kreiranih modelov za preračune po MKE. Na sliki 1 smo prikazali določitev nekaterih fizikalnih lastnosti v modelirniku Solid Edge firme Intergraph iz ZDA. Pomembna lastnost solida je, da ni skupek črt, lokov, ploskev in točk ampak objekt, kar neposredno vidimo pri izdelavi 2D dokumentacije, ki jo modelirniki naredijo samodejno. Na sliki 2 smo jo prikazali za modelirnik Solid Edge. Sprememba modela se hipoma odraz: na spremembi risbe, ker velja dvosmerna povezanost S lik a l: Določitev fizikalnih lastnosti modela Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Slika 2 : S a m o d e jn o g e n e r ir a n a 2 D r is b a ( d o k u m e n ta c i ja ) . ali asociativnost. Tlorisi, narisi in prerezi so vezani na model in se ob njegovi spremembi tudi spremenijo. Delo solid modelirnikov je podobno: izdelamo osnovni profil, ga potegnemo v prostor, s tem kreiramo solid, ki ga postopoma oblikujemo. Med modelirniki ločimo podzvrsti: parametrične modelirnike, variacijsko- parametrične modelirnike in hibridne modelirnike. Pri 'čistih parametričnih modelirnikih’ moramo geometrične profile popolnoma določiti in jih kotirati. Če tega ne naredimo, modelirnik javi napako in solida ne naredi. Tak je na primer Pro/Engineer. Parametrično- variacijski modelirniki dopuščajo nedoločenost geometrije in so pri delu počasnejši. V skupino sodita Solid Edge in Solid Works. Hibridni modelirniki so kombinacija parametričnih ali parametrično-variacijskih modelirnikov z možnostjo površinskega modeliranja in so trenutno vrhunec razvoja v CAD. Omogočajo izdelavo skoraj poljubnih oblik, so zelo dragi in se trenutno uporabljajo predvsem v avtomobilski industriji. Glede na podatke trženja proizvajalcev programske opreme je moči ugotoviti, da so trenutno variacijsko-parametrični modelirniki nove generacije, v katero sodi tudi Solid Edge, zaradi vse boljših lastnosti in dopolnitev pri modeliranju najbolj razširjeni. So približno do štiri krat cenejši od hibridnih in jih imenujejo 'Mid-range' modelirnike. Modelirnike delimo oziroma ločimo tudi po vrsti uporabljenega modelirnega jedra (modeling kernal), ki je v matematičnem smislu odgovorno za pravilno izvedbo modela. Kvaliteta modelirnika se kaže v možnosti izdelave najkompleksnejše geometrije. Modelima jedra ACIS, PARASOLID in DESIGNBASE so trenutno najbolj razširjena. Modelirno jedro ACIS je razvila firma Spatial Technologies in ga uporablja več kot 170 razvijalcev programske opreme. Kljub impresivnim zmožnostim jedra jih nobeno CAD orodje, ki ga uporablja, ne izkorišča v celoti. Omogoča delo s solidi in NURBS (Non-üniform rational B-spline surface) površinami. Pri teh velja omeniti možnost lokalne deformacije površine, ki je vsebovana v tretji verziji jedra ACIS. Predstavljamo si jo lahko kot pritisk s prstom na površino, ki se pod njim poda, kot bi se podala v naravi. Pred zadnjo verzijo jedra je bilo mogoče take deformacije izvesti prek kontrolnih točk mreže, deformacija pa ni bila 'naravna' in je bilo potrebno opraviti še nadaljnja glajenja površine (s pretvorbo površine iz nižjih redov v višje). Med razvijalci programske opreme in modelirniki, ki uporabljajo jedro ACIS, so: Intergraph s Solid Edge, Bentley-Systems Corporation z MicroStation Modelerjem in Autodesk z Mechanical Desktopom. Najmočnejša konkurenca jedru ACIS je jedro PARASOLID firme Unigraphics. Razen v produktih firme je uporabljeno še v modelirniku Solid Works. Odlikuje ga velika zmogljivost in hitrost pri izdelavi zaokrožitev robov (rounding, blending, filleting). Jedro DESIGNBASE je izdelek firme Ricoh, ki je bolj znana po izdelavi fotokopirnih strojev in v digitalni fotografiji. Uporablja Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Slika 3: Variacijsko modeliranje s programom Solid Edge. ga program Helix firme Microcadam. Ostali proizvajalci uporabljajo svoja jedra, ki jih ne licencirajo in pogosto ne nudijo v izdelkih zadovoljive uporabnosti in možnosti povezav. Pojavi se vprašanje, zakaj so produkti različni, če uporabljajo isto jedro. Jedro ACIS je doživelo tretjo prenovitev, v modelirnike pa se vgrajuje s časovnim zamikom. To je eden izmed vzrokov, pomembnejša pa je razlika v načinu risanja ali postavitvi geometrije. V uporabi so izrazi: Variational Design (variacijsko načrtovanje), History Based Design (koračno načrtovanje) in Dimension-driven, constraint-based design. Slika 4: Koračno modeliranje v programu Solid Edge Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Pri variacijskem načrtovanju je model določen kot sočasna rešitev vseh enačb, ki izhajajo iz njegovih parametrov. Parametri so lahko kote ali robni pogoji (pravokotnost, vzporednost, soosnost, ..., -torej razmerja med geometrijo). Primer variacijskega modeliranja je prikazan na sliki 3 ob uporabi programa Solid Edge. Slika 5: Krmiljenje geometrije s koto in robnimi pogoji. Pri koračnem načrtovanju je model izveden po korakih (sekvencah). Korak je sestavljen iz oblik (Feature), kot so luknja, zaokrožitev in podobno. Fuature določa videz parametričnega solida in sam zase ne more obstajati. Izvrtina modela kot njegov primer, ima prerez, obliko in globino kot parametre, ki jo določajo. Model popravljamo s spremembo njegove 'zgodovine nastanka’ (spremenimo uporabljeno obliko (Feature) v predhodnem koraku). Slika 4 prikazuje način koračnega modeliranja v programu Solid Edge. Dimension-driven, constraint-based design je izraz za modelirnike, kjer je kreiranje in spreminjanje solida določeno z dimenzijami in robnimi pogoji. Variacijski in koračni CAD sistemi uporabljajo dimenzijsko in robno krmiljen način obdelave. Kreiran model z dimenzijsko in robno krmilno metodo je natančno določen s svojimi dimenzijami in robnimi pogoji. Uporabniku je prihranjeno ročno pozicioniranje geometrije med načrtovanjem s spremembo vrednosti dimenzije oziroma kote. Robni pogoji ostanejo pri tem nespremenjeni. Črti, ki sta bili pred spremembo pravokotni, ostaneta taki tudi po spremembi. Iz navedenega sledi pomembnejši odgovor, zakaj so modelirniki z istim jedrom različni. Bistven razlog je v načinu postavitve geometrije modela. Solid Edge ima vse opisane značilnosti, ki jih s pridom uporabimo. Je variacijski, parametrični, dimenzijsko in robno krmiljen modelirnik s koračno metodo (History Base Dimension-driven, Constrain-based Design). Poleg kreiranja telesa omogoča še modeliranje sestavov ali sklopov in izdelavo 2D dokumentacije na podlagi modela ali sklopa. Opisane lastnosti omogočajo enostavno delo, z uporabnikom pa komunicira prek kazalcev za geometrijske robne pogoje (slika 6) in statusno vrstico. Tako je uporabnik vedno obveščen, kaj se dogaja. Dober modelirnik je tudi MicroStation Modeler, ki je aplikacija generičnega CAD paketa MicroStation firme Bentley Systems, Incorporated (BSI). Znane aplikacije so še InRoad (za projektiranje cest), InRail (za projektiranje železnic), TriForma in Speedikon (za projektiranje stavb) in mnoge druge. Modelirnik Modeler firme BSI je uporabljen v programu COSMOS/ M Designer II forme SRAC za kreiranje in računanje konstrukcij. Večina aplikacij za omenjen generični paket je napisana v C jeziku ali natančneje v MDL (MicroStation Development Language). Lahko pa Slika 6: Kazalec geometrijskih robnih pogojev. Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij so napisane tudi v Visual Bašiču ali drugem programskem jeziku, ki omogoča komunikacijo prek DDE (Dynamic Data Exchange) protokola. Ni nujno, da je model narejen s solidi, lahko je narejen s površinami (surface modeler), kot je na primer v programu InRoad. Model, narejen v MicroStation Modelerju, je narejen s solidi in ga lahko 'prerežemo’ z neko površino, s čimer dobimo kombinacijo površinskega in telesnega modela. Pomanjkljivost pa je, da obdelanega modela s površino ni možno enostavno popravljati kot pri hibridnih modelirnikih, ki omogočajo lokalno obdelavo telesa. 2.1 PRIMERNOST MODELIRNIKOV ZA UPORABO V GRADBENIŠTVU Omenjni modelirniki niso najprimernejši za uporabo v gradbeništvu z izjemo tistih, ki omogočajo pripravo modela za preračune po MKE. Večina jih je ‘pisana na kožo uporabe v strojništvu’ , ne moremo pa tega pojmovati kot‘neuporabnost v gradbeništvu’, Modeliranje s solidi za gradbeništvo je dobro izvedeno v programu TriForma (BSI) in Speedikon/M Solid (IEZ GmbH). Programa sta si zelo podobna in sta aplikaciji generičnega CAD paketa MicroStation firme Bentley Systems. Omogočata graditev objektov s solidi, ki jih lahko pojmujemo kot gradnike. To so stene, stopnice, okna ... skratka, vsi elementi, ki so potrebni za sestavo objekta. Prednosti so enake kot pri modelirnikih. Dokumentacija se izdela samodejno, celo kotiranje se v dobršni meri izvede samodejno. Zaradi asociativnosti se prilagaja spremembi modela. Ker so gradniki (solidi) objekti, jim lahko pripišemo lastnosti (na primer volumen), tip (pregradna, nosilna stena), sestavo (zidak, izolacija, omet, oplesk). Zamenjati je mogoče neki gradnik ali skupino z drugimi, ki jih imamo v knjižnici. Na primer zamenjava izbranih oken z drugimi in podobno. Vse to omogoča, da lahko dobimo podatke v obliki spiska uporabljenih materialov po vrsti, količini in lokaciji, kreiramo lahko kosovnice, izvedemo kalkulacijo in podobno. V obeh programih lahko izberemo različne poglede na objekt ali njegove dele in kreiramo foto-realistične slike. Modul, ki to omogoča, je vgrajen v osnovni paket MicroStation (slika 9). Vzrok, da so modelirniki, Slika 7: Pogled na del kreiranega objekta v programu TriForma. Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Slika 8: Samodejno narejena dokumentacija s programom TriForma. ki so pisani večinoma za uporabo v strojništvu, manj primerni za uporabo v gradbeništvu, je tudi v množici značilnosti objektov (solidov) v gradbeništvu. Stena je lahko nosilna, predelna, opečna ali betonska, z izolacijo, ometom, oblogo in tako naprej. Vendar se stvari izboljšujejo in moqlelirniki kljub navedenim Slika 9: Foto-reaiistični prikaz bodočega objekta r i i Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij slabostim za uporabo v gradbeništvu prihajajo s hitrimi koraki tudi na to področje. 3.0 PROGRAMSKI PAKETI FIRME SRAC ZA RAČUNANJE KONSTRUKCIJ IN NJENA STRATEGIJA Firma SRAC (Structural Research&Analysis Corporation, USA) je bila ustanovljena 1982 z namenom razvoja in trženja programskih paketov in orodij za računanje konstrukcij po metodi končnih elementov (FEM). Že leta 1985 je priredila svoj osnovni integralni programski paket COSMOS/M za uporabo na osebnih računalnikih. Razvoj in delo gradi na ciljih, ki jih dokaj uspešno in tekoče realizira: • razvoj zmogljivih samostojnih orodij za analizo konstrukcij • razvoj zmogljivih modulov za analizo konstrukcij, ki jih je mogoče integrirati v razširjene programske pakete za načrtovanje in računanje konstrukcij • razvoj orodij, ki jih uporablja konstruktor na zmogljivih osebnih računalnikih, delovnih postajah, srednjih in velikih računalnikih • upoštevanje dejstva, da želi in potrebuje konstruktor rezultate analize za tipične probleme takoj in ne v nekaj urah ali naslednje jutro • upoštevanje dejstva, da želijo uporabniki programskih paketov, kot so PATRAN, ANSYS, MSC/NASTRAN in drugi te uporabljati še naprej, vendar z vgraditvijo modulov ali vmesnikov, ki povečajo hitrost in zmogljivost analize ter izboljšajo možnosti interpretacije rezultatov analize. Modularnost osnovnega integralnega paketa firme SRAC in možnost nadgraditve paketov drugih firm (Bentley Systems Incorporated, SolidWorks Corporation, Intergraph Corporation in drugih) z moduli za analizo omogoča uporabnikom, da vložena sredstva in čas, ki so jih potrebovali za uporabo programskih paketov teh firm in njihovo povezavo s celotnim procesom načrtovanja in nastanka proizvodov, ohranijo in nadgradijo z novimi možnosti. 3.1 NOVA RAČUNALNIŠKA TEHNOLOGIJA FFE Mreženje računskega modela konstrukcije pogosto privede do problema reševanja sistema enačb z 10000 ali tudi več kot 100000 neznank. Klasični solverji različnih firm kljub izboljšavam niso korenito izboljšali dveh osnovnih slabosti: velike porabe časa in velike porabe diskovnih kapacitet (prostora na disku). Pogosto je uporabnik po nekaj urnem reševanju razočaran nad obvestilom računalnika, da ima premalo prostora na disku ali pa da je sistem enačb slabo numerično pogojen (ni rešljiv). Nova tehnologija FFE (Fast Finite Element) firme SRAC je na tem področju zanesljivo pomemben prispevek k lažjemu in učinkovitemu delu pri reševanja problemov konstrukcij. Novi solverji, ki jih odlikuje zanesljivost in robustnost, tudi do stokrat večja hitrost reševanja ob 95% prihranku diskovnega prostora, omogočajo uporabniku natančne in podrobne analize ob sorazmerni majhni porabi časa tudi na osebnih računalnikih in ne samo na dragih delovnih postajah. Po skopih in dostopnih informacijah firme SRAC je bila pri njih uporabljena mešanica direktnih in iterativnih postopkov reševanja problemov ob upoštevanju tehnik optimizacije in najnovejše tehnologije dela z bazami podatkov. Avtor je s programom COSMOS/M Ver. 1,75a for Windows NT&95 izvedel test novega solverja FFESTAR za reševanje statičnih problemov na primeru računa novega nadvoza nad magistralno cesto v Mariboru. Za nadvoz je bila opravljena obremenilna preizkušnja, pri kateri so sodelovali sodelavci Fakultete za gradbeništvo Univerze v Mariboru. Po mreženju konstrukcije in uporabi elementov TETRA10 je dobil 8194 elementov in 47427 prostostnih stopenj. Izračun, v katerem sta bila vedno upoštevana dva statična obtežna primera, je opravil na računalnikih PC Pentium z različnimi procesorji, vsi pa so imeli 32MB RAM. Primerjava potrebnega časa za izračun na računalnikih z različno hitrimi procesorji je prikazana v spodnji prvi preglednici. 90M H Z 120M HZ 133M HZ 933 see 693 sec 542 sec Preglednica 1: Primerjava računskih časov za 32MB RAM in različne procesorje. Iz preglednice vidimo vpliv hitrosti procesorjev na hitrost reševanja obravnavanega problema. Isti problem je avtor izračunal na računalniku s 133MHZ procesorjem in 64MB RAM ter na računalniku PC Pentium PRO 200 z 64MB RAM. Primerjava potrebnega časa za izračun je prikazana v drugi preglednici. 133MHZ 64M B RAM Pentium PRO 200 64MB RAM 534 sec 285 sec Preglednica 2: Primerjava računskih časov za 64MB RAM in različna osebna računalnika Hitrost procesorja in količina hitrega pomnilnika (RAM) imata na solverje FFE tehnologije velik vpliv. S finejšim mreženjem je avtor dobil za isti problem 16631 elementov TETRA10 in 191886 prostostnih stopenj. Za dva statična obtežna primera je PC Pentium 133MHZ z 64MB RAM potreboval 1 1959sec, PC Pentium PRO 200 z 64MB RAM pa 5225 see. S povečanjem spomina PC Pentium PRO 200 na 96 MB RAM se je čas reševanja zmanjšal na 2193 see. Spodnja meja potrebnega hitrega pomnilnika osebnega računalnika za uporabo FFE tehnologije je 32MB RAM. Firma SRAC razvija solverje, pri katerih ne bo zgornje omejitve (200000 enačb in 64000 vozlišč), ampak količina hitrega spomina in prostor na disku. Pred reševanjem novi solverji izračunajo potreben prostor na disku in preverijo, če ga lahko uporabijo. Med reševanjem na zaslonu v obliki časovno spremenljivega histograma kažejo v odstokih in grafično količino opravljenega dela. 3.2 PROGRAM COSMOS/M FOR WINDOWS NT&95 Osrednji modul programskega paketa je GEOSTAR, ki omogoča preprocesiranje in postprocesiranje. Programski paket je modularen in ga lahko po potrebi dogradimo z nakupom modulov za potrebne analize. Z osrednjim modulom kreiramo računski model z ukazi, ki so pregledno in razumljivo razporejeni v menijih. Za kreiranje računskega modela ima uporabnik na razpolago učinkovite ukaze, ki po učinkovitosti Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij spominjajo na CAD programske pakete. Izkušen uporabnik lahko uporabi možnost podajanja ukazov s tipkovnico. Orodjarno in alfanumerično okno (slika 10), ki ga program uporablja za podajanje ukazov s tipkovnico in v katerega program sporoča obvestila med delom, lahko uporabnik umakne (zapre) in uporabi menije oziroma cel zaslon za grafični prikaz rezultatov. Na zaslonu ima lahko največ 4 grafična okna, ki jih po potrebi zapre, odpre, poveča, pomanjša, premika ali odstrani. Pomoč med delom je takojšnja (case sensitive help), lahko pa uporabi tudi priročnike v elektronski oblik, ki jih instalira na disk ali pusti na CD. Uporabnik rezultate izračuna prikaže na različne načine in izpiše v različnem obsegu. Izbere lahko ekstremne vrednosti, prikaz rezultatov v sekcijskih ravninan (section planes) ali v obliki krivulj ter ploskev za količine enake intenzitete (isoplanes, isosurfaces) in podobno. Mreženje (meshing) je hitro in učinkovito. Program smo uporabili za preračun novega nadvoza nad magistralno cesto v Mariboru, za katerega je bila izvedena obremenilna preizkušnja. Elektronske meritve in izračuni so pokazali korektnost izvedbe konstrukcije in skladnost z rezultati statičnih izračunov v projektni dokumentaciji. Omeniti velja, da smo kljub sorazmerno majhnim izkušnjam opravili preračune s programom hitro in brez težav, kar potrjuje preglednost menijev programa in intuitivnost ukazov. Slika 10: izgled zaslona računalnika s prikazom orodjarne in menijev. Q G e o S ta r 1 .75 A : N a d v o z - [M a in ] Geo Panel FfSOB 0 File Ed it Q eom etry jvjeshtng G e o m e try ] F ile M e s h in g ] E d it | P ro p S e ts j C o n tro l j j t o a d s B C ) D is p la y j ; Analysis j Results j ; A c t iv e W in [M a in N e w W in ! 3 ; ......View 1 S ave /R es to re -.j Structural D isp lacem ent ►1 Ih e rm a l * I Force ► Define b y N odes , F luid_Flow » Pressure ► Define b y Points E-M agnetic * M-aster_DOF ► Define b y Curves • L,oad_Options ► Coupling > Define b y Surfaces Function Curve ► Sending ► Define b y Contours G ravity » Define b y Regions D elete b y N odes D elete b y Points D ele te b y Curves D elete b y Surfaces D elete b y Contours D elete b y R eg ions Plot j G e o S ta r > F IL T E R .8 G e o S ta r > F IL T E R .6 G e o S ta r > F 1L T E R .16 G e o S ta r > ------------------------- ----—------- ----------------------------- * J J E n le r |_^J Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij Slika 11: Prikaz normalnih napetosti cevnega razcepa konstrukcije 3.3 PROGRAM COSMOS/M DESIGNER II Kljub možnostim prenosa geometrijskih modelov v program COSMOS/M s pomočjo datotek različnih grafičnih standardov iz CAD paketov, je tak način še vedno zamuden in okorn. S sodelovanjem firm Bentley System Incorporated, ki je razvila MicroStation Modeler in firme SRAC je nastal programski paket COSMOS/M DESIGNER II. Združena sta dober modelirnik in moduli za analizo konstrukcij (SRAC). Program ‘ D e s ig n e r II [ f : \m o s to b r e \s k u p a j.d g n ] £ile Edit Settings lo o ts Utilities Window FE|vj Help H SU S! I I ===== Element Selection £1+1— lBM Slika 15: Program D E S IG N E R II za Au toC A D po branju dadoteke modela in aktiv iranju programa za učenje Firma uspeva z m ožnostjo določitve obm očij, kjer je mreža lahko gostejša, zadovoljiti potrebe uporabnikov, vendar lahko pride pri tem do težav. Zlasti v primerih, ko so modeli kompleksni in manj podobni modelom v strojništvu. Vzrokov je več in so v glavnem posledica zahtevne geometrije modelov in dejstva, da je modul osnovnega paketa prirejen potrebam opisanih programov. Sloni na osnovnih gradnikih, njihovi kom poziciji ter soodvisnoti, ki jih uporabnik pri mreženju v osnovnem paketu 'ročno navede’, pri samodejnem mreženju pa to opravi program sam, vendar ne vedno zadovoljivo. Rešitev težav je mogoča v primeru, če razpolagamo z osnovnim program skim paketom, in sicer tako, da v njem preberemo geometrijo modela iz datoteke in opravimo mreženje ‘ročno ’ . Proces mreženja ali diskretizacije modela na končne elemente ni enostavna naloga. Firma SRAC posveča temu problemu v razvoju produktov precejšno pozornost, vendar vseh težav ne bo mogoče v kratkem rešiti. Dejstvo je, da se s tem problemom ukvarjajo vsi razvijalci program skih paketov za računanje konstrukcij. 4.0 SKLEP Opisana programska orodja in trendi njihovega razvoja predstavlja jo približevanje dejanskim potrebam uporabnikov. Dobro izkoriščajo možnosti strojne in sistemske programske opreme in omogočajo uporabnikov hitrejše in kakovostnejše delo. Programska orodja, ki združujejo lastnosti modelirnikov in splošnih paketov za računanje konstrukcij po MKE, bodo kljub opisanim pom anjkljivostim postala vse bolj razširjena tudi pri nas. Pri tem bodo najbrž najbolj iskana taka, ki so odprta in omogočajo povezave z drugimi aplikacijami. Vsa opisana orodja imajo dobro dokum entacijo, ki je v pisni in elektronski obliki (CD), pri delu pa nudijo tudi zadovoljivo pomoč. Dobra poteza njihovih razvijalcev so učna pomagala, ki uporabniku po korakih omogočajo sam ostojno učenje uporabe. Dodatne informacije opisanih programskih orodij lahko zainteresirani uporabniki dobijo na elektronskih naslovih http://www.cosmosm.com, h ttp ://w w w .intergraph.com , http://www.bentley.com in pri firmah SCEPTER d.o.o. iz Vuzenice ter SRC com puters d.o.o. iz Ljubljane. Boris LUTAR: Programska orodja za načrtovanje in računanje konstrukcij ZAHVALA Avtor se zahvaljuje podjetjem a SCEPTER d.o.o. iz Vuzenice in SRC computers d.o.o iz Ljubljane, ki sta mu omogočili ogled in preizkus opisane programske opreme. Posebej se zahvaljuje gospodu Dorjanu Baruci iz SRC computers d.o.o. za posredovano gradivo in vso pomoč. L i T E R A T U R A 1 M ic r o S ta t io n M o d e le r , U s e r ’s G u id e , V e rs io n 1, 1 9 9 4 , B e n t le y S y s te m s , In c o r p o r a te d 2 C O S M O S / M D E S IG N E R II, A n a ly s is U s e r G u id e a n d R e fe re n c e , V e rs io n 1 .2 , S R A C , 199 7 3 C O S M O S / E d g e U s e r ’s G u id e , V e rs io n 1.0, S R A C , 1 9 9 6 4 C O S M O S / M D E S IG N E R II For A u to C A D , V e rs io n 1.2, S R A C , 199 6 W e lc o m e to V e rs io n 1 ,7 5 a fo r W in d o w s N T /9 5 P la t fo rm s , S R A C , O c t o b e r 1 9 6 6 STROKOVNI IZPITI ZA URAUBENIŠTVO IN ARHITEKTURO TER PRIPRAVLJALNI S E K IN A liJ I ZA STROKOVNE IZPITE V LETU 1998 Rok Leto Mesec A. SEMINAR B. IZPIT pisni ustni IX 1997 December 15.-19. december 13.dec.97 5.-9.jan.1998 I. 1998 Januar 19.-23. januar 17.jan.98 2.-6. feb. 1998 II. 1998 Februar 16.-20. februar 14.feb.98 2.-6. mar. 1998 lil. 1998 Marec 23.-27. marec 21.mar.98 6.-10. apr. 1998 IV. 1998 April 20.-24. april 18.apr.98 4.-8. maj 1998 V. 1998 Maj 18.-22. maj 23.maj.98 8.-12. jun .1998 VI. 1998 September 21.-25. september Vil. 1998 Oktober 19.-23. oktober 17.okt.98 2.-6. nov. 1998 Vlil. 1998 November 16.-20. november 14. nov. 98 1.-4.dec.1998 IX 1998 December 14.-18. december A. Pripravljalni seminar za strokovne izpite organizira Zveza društev gradbenih inženirjev in tehn ikov Slovenije, 1000 Ljubljana, Karlovška 3 (Telefon/ fax: 061/221-587). Prijavo v obliki dopisa, pošlje organizatorju plačnik. Če je plačnik seminarja podjetje (pravna oseba), priobči v prijavi izjavo, da je plačnik oz. navede natančni naslov plačnika. Sam oplačnik pošlje organizatorju poleg pisne prijave še kopijo dokazila o plačilu. Cena seminarja za eno osebo znaša 65.000,00 SIT ( v znesku je že prištet 5% prometni davek). Številka žiro računa je 50101-678-47602. B. Strokovni izpit organizira Gradbeni inš titu t ZRMK, 1000 Ljubljana, Dimičeva 12, te lefon 061/18-88-543, 18-88-542. Prijave v obliki obrazca, z vsemi prilogam i, ki so razvidne iz obrazca, sprejem a organizator 20 dni pred pisnim delom izpita. Obrazce je mogoče dob iti pri organizatorju, udeleženci seminarja na sem inarju; vse inform acije pri Sonji Lombergar oz. Inž. Jakobu Grošlju od 8.00 do 12.00 ure.