GRADBENI VESTNIK september 2021 Poštnina plačana pri pošti 1102 Ljubljana GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV INŽENIRSKE ZBORNICE SLOVENIJE Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 Gradbeni vestnik•GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV INTEHNIKOV SLOVENIJE in MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV INŽENIRSKE ZBORNICE SLOVENIJE UDK-UDC 05 : 625; tiskana izdaja ISSN 0017-2774; spletna izdaja ISSN 2536-4332. Ljubljana, september 2021, letnik 70, str. 185-212 Navodila avtorjem za pripravo člankov in drugih prispevkov 1. Uredništvo sprejema v objavo znanstvene in strokovne članke s področja gradbeništva in druge prispevke, pomembne in zanimive za gradbeno stroko. 2. Znanstvene in strokovne članke pred objavo pregleda najmanj en anonimen recenzent, ki ga določi glavni in odgovorni urednik. 3. Članki (razen angleških povzetkov) in prispevki morajo biti napisani v slovenščini. 4. Besedilo mora biti zapisano z znaki velikosti 12 točk in z dvojnim presledkom med vrsti- cami. 5. Prispevki morajo vsebovati naslov, imena in priimke avtorjev z nazivi in naslovi ter be- sedilo. 6. Članki morajo obvezno vsebovati: naslov članka v slovenščini (velike črke); naslov članka v angleščini (velike črke); znanstveni naziv, imena in priimke avtorjev, strokovni naziv, navadni in elektronski naslov; oznako, ali je članek strokoven ali znanstven; naslov PO- VZETEK in povzetek v slovenščini; ključne besede v slovenščini; naslov SUMMARY in povzetek v angleščini; ključne besede (key words) v angleščini; naslov UVOD in besedilo uvoda; naslov naslednjega poglavja (velike črke) in besedilo poglavja; naslov razdelka in besedilo razdelka (neobvezno); ... naslov SKLEP in besedilo sklepa; naslov ZAHVALA in besedilo zahvale (neobvezno); naslov LITERATURA in seznam literature; naslov DODATEK in besedilo dodatka (neobvezno). Če je dodatkov več, so ti označeni še z A, B, C itn. 7. Poglavja in razdelki so lahko oštevilčeni. Poglavja se oštevilčijo brez končnih pik. Denimo: 1 UVOD; 2 GRADNJA AVTOCESTNEGA ODSEKA; 2.1 Avtocestni odsek … 3 …; 3.1 … itd. 8. Slike (risbe in fotografije s primerno ločljivostjo) in preglednice morajo biti razporejene in omenjene po vrstnem redu v besedilu prispevka, oštevilčene in opremljene s podnapisi, ki pojasnjujejo njihovo vsebino. 9. Enačbe morajo biti na desnem robu označene z zaporedno številko v okroglem oklepaju. 10. Kot decimalno ločilo je treba uporabljati vejico. 11. Uporabljena in citirana dela morajo biti navedena med besedilom prispevka z oznako v obliki oglatih oklepajev: [priimek prvega avtorja ali kratica ustanove, leto objave]. V istem letu objavljena dela istega avtorja ali ustanove morajo biti označena še z oznakami a, b, c itn. 12. V poglavju LITERATURA so uporabljena in citirana dela razvrščena po abecednem redu priimkov prvih avtorjev ali kraticah ustanov in opisana z naslednjimi podatki: priimek ali kratica ustanove, začetnica imena prvega avtorja ali naziv ustanove, priimki in začetnice imen drugih avtorjev, naslov dela, način objave, leto objave. 13. Način objave je opisan s podatki: knjige: založba; revije: ime revije, založba, letnik, številka, strani od do; zborniki: naziv sestanka, organizator, kraj in datum sestanka, strani od do; raziskovalna poročila: vrsta poročila, naročnik, oznaka pogodbe; za druge vrste virov: kratek opis, npr. v zasebnem pogovoru. 14. Prispevke je treba poslati v elektronski obliki v formatu MS WORD glavnemu in odgovor- nemu uredniku na e-naslov: sebastjan.bratina@fgg.uni-lj.si. V sporočilu mora avtor napisati, kakšna je po njegovem mnenju vsebina članka (pretežno znanstvena, pretežno stro- kovna) oziroma za katero rubriko je po njegovem mnenju prispevek primeren. Uredništvo Izdajatelj: Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije (ZDGITS), Karlovška cesta 3, 1000 Ljubljana, telefon 01 52 40 200 v sodelovanju z Matično sekcijo gradbenih inženirjev Inženirske zbornice Slovenije (MSG IZS), ob podpori Javne agencije za raziskovalno dejavnost RS, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani, Fakultete za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Univerze v Mariboru in Zavoda za gradbeništvo Slovenije Izdajateljski svet: ZDGITS: prof. dr. Matjaž Mikoš, predsednik izr. prof. dr. Andrej Kryžanowski Dušan Jukić IZS MSG: Jernej Mazij mag. Jernej Nučič mag. Mojca Ravnikar Turk UL FGG: doc. dr. Matija Gams UM FGPA: / ZAG: doc. dr. Aleš Žnidarič Uredniški odbor: izr. prof. dr. Sebastjan Bratina, glavni in odgovorni urednik doc. dr. Milan Kuhta Lektor: Jan Grabnar Lektorica angleških povzetkov: Romana Hudin Tajnica: Eva Okorn Oblikovalska zasnova: Mateja Goršič Tehnično urejanje, prelom in tisk: Kočevski tisk Naklada: 450 tiskanih izvodov 3000 naročnikov elektronske verzije Podatki o objavah v reviji so navedeni v bibliografskih bazah COBISS in ICONDA (The Int. Construction Database) ter na http://www.zveza-dgits.si. Letno izide 12 številk. Letna naročnina za individualne naročnike znaša 23,16 EUR; za študente in upokojence 9,27 EUR; za družbe, ustanove in samostojne podjetnike 171,36 EUR za en izvod revije; za naročnike iz tujine 80,00 EUR. V ceni je vštet DDV. Poslovni račun ZDGITS pri NLB Ljubljana: SI56 0201 7001 5398 955 GRADBENI VESTNIK september 2021 Poštnina plačana pri pošti 1102 Ljubljana GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV INŽENIRSKE ZBORNICE SLOVENIJE Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 185 Vsebina•Contents Slika na naslovnici: Poslovno skladiščni objekt Schrack v Spodnjih Hočah, Foto: Jan Kuhta Eva Okorn Koledar prireditev Eva Okorn Novi diplomanti Fotoreportaža z gradbišča stran 209 Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo NADGRADNJA ŽELEZNIŠKE PROGE LJUBLJANA– JESENICE – DRŽAVNA MEJA stran 197 Tomaž Goričan, mag. inž. grad. doc. dr. Milan Kuhta, univ. dipl. inž. grad. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV USABILITY OF BIM MODELS FOR THE DESIGN OF REINFORCEMENT DRAWINGS FOR BRIDGE STRUCTURAL ELEMENTS Članki•Papers stran 186 doc. dr. Drago Saje, univ. dipl. inž. grad. doc. dr. Jože Lopatič, univ. dipl. inž. grad. OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN BOND BEHAVIOUR BETWEEN CONCRETE AND BASALT FIBRE REINFORCED POLYMER BARS Obvestila ZDGITS stran 212 ZADNJI PRIPRAVLJALNI SEMINAR IN IZPITNI ROK ZA STROKOVNE IZPITE ZA GRADBENO STROKO V LETU 2021 Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021186 doc. dr. Drago Saje, univ. dipl. inž. grad. drago.saje@fgg.uni-lj.si doc. dr. Jože Lopatič, univ. dipl. inž. grad. joze.lopatic@fgg.uni-lj.si Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova cesta 2, 1000 Ljubljana Znanstveni članek UDK 624.014.2:691.32 Povzetek l V članku obravnavamo obnašanje sidranja armaturnih palic iz bazaltnih vlaken v beton. Bazaltna armatura ima kot nekovinska armatura pred jekleno številne prednosti. Glavna prednost bazaltne armature je, da ta armatura ne korodira in je s tem primerna za uporabo v agresivnem okolju. Nekaj preostalih prednosti in pomanjkljivosti ter posebnosti na področju proizvodnje, regulative in uvajanja te armature v prakso po- dajamo v uvodnem razdelku. Bazaltne armaturne palice so se med z vlakni ojačanimi polimernimi palicami, ki se že uporabljajo v praksi, pojavile kot zadnje, zato se pri njih še na številnih področjih kaže potreba po intenzivnem raziskovanju. Rezultati preiskav obnašanja stika med betonom in armaturo so podlaga za določanje potrebnih sidrnih in preklopnih dolžin armaturnih palic. Že pred leti [Saje, 2019] smo se lotili preiskovanja obnašanja stika med bazaltnimi armaturnimi palicami in betonom z izvlečnimi preizkusi. Med temi spremljamo sprijemno napetost in zdrs palice ter določamo sprijemno odpornost. V članku so predstavljeni re- zultati lastnih preiskav obnašanja stika med bazaltnimi armaturnimi palicami premera 12 mm in dvema vrstama betona, betonom običajne in betonom visoke trdnosti. Pre- iskovane bazaltne armaturne palice so imele spiralni ovoj in peščeni posip. Za primerjavo za obe vrsti betona podajamo še rezultate izvedenih izvlečnih preiskav jeklene rebraste armature enakega premera. Ugotovili smo, da preizkušanci z bazaltno armaturo dosega- jo približno 70 % sprijemne trdnosti preizkušancev z jekleno armaturo. Tako pri preizku- šancih z bazaltno kakor tudi pri preizkušancih z jekleno armaturo pa se je pokazalo, da ima tlačna trdnost betona velik vpliv na sprijemno trdnost in potek zveze med sprijemno napetostjo in izmerjenim zdrsom. Ključne besede: bazaltna armatura, jeklena armatura, izvlečni test, sprijemna trdnost, zdrs, beton visoke trdnosti Summary l The article discusses the behaviour of anchorage of basalt fibre rein- forcement bars in concrete. As a non-metallic reinforcement, basalt reinforcement has many advantages over steel. The main advantage of basalt reinforcement is that it does not corrode and is therefore suitable for use in aggressive environments. Some other ad- vantages, disadvantages and peculiarities in fabrication, regulation and application of this reinforcement in practice are mentioned in the introductory section. Basalt reinforcement is one of the newest among fibre reinforced polymer reinforcements, which are already being used in practice and therefore still require intensive research in many areas. The OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN BOND BEHAVIOUR BETWEEN CONCRETE AND BASALT FIBRE REINFORCED POLYMER BARS doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 187 1• UVOD Agresivno okolje v splošnem predstavlja ne- varnost za klasično armiranobetonske kon- strukcije. V takem okolju sta zaradi večje možnosti pojava korozije jeklene armature lahko ogroženi tako trajnost kakor tudi nosil- nost konstrukcij. V skrajnem primeru lahko to privede do odpadanja krovnega sloja betona in celo do popolne izgube nosilnosti elementa. V zadnjih desetletjih se raziskovalci po celem svetu precej ukvarjajo z alternativnimi vrstami nekovinske armature, ki ne korodira ([Co- senza, 2002], [Mazaheripour, 2013], [Yang, 2017], [Abedini, 2017], [Jabbar, 2018], [Kaba- shi, 2020], [Tarawneh, 2020], [Imjai, 2020]). Najpogosteje se za izdelavo korozijsko neob- čutljivih armaturnih palic uporabljajo z različ- nimi vlakni ojačani polimeri (Fiber Reinforced Polymers – FRP). Zaradi časovnega sosledja razvoja materialov so bolj uveljavljene palice iz steklenih, karbonskih in aramidnih vlaken, palice iz bazaltnih vlaken pa so med novej- šimi. Lastnosti teh palic in obnašanje z njimi armiranih nosilnih elementov so posledično manj raziskane. To se odraža tudi v podrob- nejših priporočilih za projektiranje betonskih konstrukcij z vgrajeno nekovinsko armaturo ([ACI, 2015], [JSCE, 1997], [fib, 2013] ...), kjer v nasprotju z armaturo iz steklenih, karbonskih in aramidnih vlaken za armaturo iz bazaltnih vlaken konkretnih vrednosti parametrov, pot- rebnih za projektiranje, ni podanih. V splošnih modelnih predpisih fib MC 2010 za betonske konstrukcije [fib, 2013] je vsa armatura iz z vlakni ojačanih polimerov obravnavana kot nekovinska armatura v posebnem razdelku. Poleg tega da bazaltna armatura ne koro- dira, ima še vrsto drugih ugodnih lastno- OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN•doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič Slika 1• Značilna delovna diagrama jeklene armature in armature iz bazaltnih vlaken. sti: razmeroma dobro toplotno in požarno odpornost, elektromagnetno nevtralnost, ni nevarna za zdravje ljudi, ne absorbira jedr- skega sevanja, ne vpija vode, je trajnostni material, prijazen do okolja in primeren za reciklažo. Ob tem so palice iz bazalta lahke in imajo visoko natezno trdnost, ki je odvisna od proizvodnega procesa, od vrste veziva, od deleža vlaken v palici, za razliko od jeklenih pa tudi od premera palice. Za palice različnih proizvajalcev so v literaturi navedene okvirne vrednosti natezne trd- nosti med 900 MPa in 1400 MPa. Vrsta veziva in delež vlaken, ki sta spremenljiva parametra proizvodnje, ključno vplivata tudi na temperaturna razteznostna koeficienta bazaltne armature. Ta se, drugače kot pri jekleni armaturi, močno razlikujeta v vzdolžni in prečni smeri [ACI, 2015] pa tudi med proizvodi. Na temperaturni razteznostni ko- eficient v vzdolžni smeri imajo prevladujoč vpliv lastnosti vlaken, v prečni smeri pa last- nosti veziva. Okvirne vrednosti temperaturnih razteznostnih koeficientov bazaltnih palic iz literature [Aydin, 2018] znašajo za vzdolžno smer 6 62 10 C do 4 10 C, / /T lα − −= ⋅ ⋅  in 6 618 10 C do 26 10 C, / /T tα − −= ⋅ ⋅  za preč- no smer. Z vidika dimenzioniranja konstrukcij je pri uporabi bazaltnih palic tako kot tudi pri uporabi palic iz vseh ostalih z vlakni ojačanih polimerov treba nameniti povečano pozornost mejnim stanjem uporabnosti, saj ima takšna armatura v primerjavi z jekleno relativno nizek elastični modul (slika 1). Ne- ustrezno dimenzionirani armiranobetonski elementi, s poudarkom le na mejnih stanjih nosilnosti, imajo posledično bistveno manj- šo togost in s tem večje povese, večje pa so tudi širine razpok. Tako kot na natezno trdnost ima tudi na modul elastičnosti ba- zaltne armature ključen vpliv delež vlaken v palici, v literaturi pa je za modul elastičnosti results of bond behaviour studies are the basis for determining the required anchorage and lap lengths of reinforcing bars. We started to investigate the bond behaviour between basalt rebars and concrete with pull-out tests years ago [Saje, 2019]. In this process, we monitor the bond stress and slip of the bars and determine the bond strength. The article presents the results of the bond behaviour of basalt reinforcing bars with a diameter of 12 mm and two types of concrete, normal strength concrete and high strength concrete. The basalt reinforcement bars were helically wrapped and sand coated. For comparison, the results of pull-out tests with ribbed steel reinforcement of the same diameter in both types of concrete are also presented. It was found that the specimens with basalt reinforcement achieved about 70 % of the bond strength of specimens with steel reinforcement. Howe- ver, it was also found that for both basalt and steel reinforced specimens, the compressive strength of the concrete has a great influence on the bond strength and on the relationship between the bond stress and the measured slip. Key words: basalt rebars, steel rebars, pull-out test, bond strength, slip, high strength concrete Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021188 mogoče najti vrednosti vse od 40 GPa do 70 GPa. Bazaltna armatura je v osnovi krhek material, saj se vse do porušitve obnaša linearno elastično (slika 1), kar je neugodno za projektiranje z njo armiranih betonskih konstrukcij na potresnih območjih. Se pa v zadnjem času že pojavljajo hibridne arma- turne palice, ki naj bi združevale dobre last- nosti bazalta in jekla, visoko natezno trdnost bazalta in duktilnost jekla [Xiao, 2018]. Po- leg tega ciklične preiskave stičnega območja obnašanja z vlakni ojačanih polimernih palic in betona [Shen, 2020] kažejo precej bolj- še možnosti sipanja energije kot podobne preiskave sidrnega območja jeklenih palic [Atavi-Fard, 2002]. Predmet raziskav so tudi hibridne armaturne palice povsem brez jek- la, ki v tlaku izkazujejo elastoplastični odziv [Teng, 2018]. Nekovinska armatura se na podlagi dodatnih raziskav počasi širi tudi na konstrukcije na potresni območjih. 2• MEHANIZEM SPRIJEMNOSTI Za zagotavljanje ustrezne nosilnosti armirano- betonskih elementov v natezno obremenjena območja vstavljamo armaturne palice, saj beton slabo prenaša natege. Da pri tem dosežemo privzeto sodelovanje obeh mate- rialov, morajo biti armaturne palice v betonu ustrezno zasidrane. Le tako se lahko prena- šajo sile iz armature v beton in obratno, kar je predpogoj za formiranje ustreznih nosilnih mehanizmov. Med dejavniki, ki pomembno vplivajo na sprijemno trdnost med armaturno palico in betonom, je površinska obdelava palice. To velja tako za kovinske kakor tudi nekovinske armaturne palice. Pri kovinskih palicah se za- radi boljše sprijemnosti uporablja le rebrasta armatura, gladka armatura pa se v skladu z veljavnimi predpisi lahko vgradi le kot kon- struktivna oz. nenosilna. Pri nekovinski armaturi iz z vlakni ojačanih polimerov proizvajalci ponujajo palice z raz- ličnimi oblikami prečnega prereza in različnimi obdelavami površin. Glede oblike prečnega prereza se na tržišču pojavljajo palice krož- nega, ovalnega in kvadratnega prereza, vse v polni ali votli izvedbi, ter palice Y-prereza, daleč najpogostejše, pri bazaltnih palicah pa tudi edine so polne palice krožnega prereza [Emparanza, 2017]. Poleg tega da so palice lahko gladke ali rebraste, so lahko ali pa ne v obeh primerih obdelane še s peščenim posi- pom za izboljšanje sprijemnosti. Med rebraste uvrščamo tiste površine palic, ki jim v končni strjeni obliki mehansko vrežejo ali vtisnejo spiralne utore in imajo s tem res izrazita rebra, do manj izrazitih rebrastih površin pa lahko pridemo tudi s sprotnim spiralnim ovijanjem snopa vzdolžnih vlaken in polimernega vezi- va med formiranjem palice. Prevladujoče so palice s spiralnim ovojem in peščenim posi- pom, ki naj bi nudile največjo sprijemnost z betonom [Emparanza, 2017]. Nekaj primerov izgleda površine nekovinskih armaturnih palic prikazuje slika 2. Za razliko od jeklene armature je v splošnem nekovinska armatura tako glede standardi- zacije proizvodnje kot tudi glede zahtevanih lastnosti palic za uporabo v konstruktivne na- mene še zelo slabo regulirana ([Kampmann, 2019], [Emparanza, 2017]). Če pa je kakšen primeren dokument na voljo, npr. standard ACI 440.6M-08(17) [ACI, 2017], pa v njem praviloma ne najdemo konkretnih podrobnej- ših specifikacij za bazaltno armaturo, ki je, kot smo že zapisali, med armaturo iz z vlakni ojačanimi polimeri ena najnovejših. Pri poskusu izvleka rebraste armaturne palice iz betona se v sidrnem področju aktivirajo trije mehanizmi sprijemnosti: adhezija, trenje in zaklinjanje reber palice v okoliški beton. Adhezija se pojavi na začetku, ko je raven obremenitve še nizka. Po prvem zdrsu palice je adhezija premagana. Takoj za tem se akti- virata naslednja dva mehanizma, zaklinjanje reber v beton ter trenje med armaturo in beto- nom po obodu palice. S pomočjo zaklinjanja se pri rebrasti jekleni armaturni palici v beton prenese največji del sile. V nasprotju s tem je ta delež pri spiralno oviti bazaltni rebrasti armaturi po pričakovanju manjši, saj so rebra manj izrazita (slika 3). Rebra »sodčkaste« oblike zasedajo praktično celotno dolžino palic, beton pa zapolni le blago nakazane spiralne utore. Po začetnem zdrsu se začnejo v betonu postopoma pojavljati poškodbe. Rebra ar- maturne palice se naslonijo na beton. Zaradi obremenitve se v betonu ob konceh reber zlasti pri jekleni armaturi lahko pojavijo preč- ne mikrorazpoke. Zdrsi palice se povečujejo. Z nadaljnjim povečevanjem obremenitve se tlačna nosilnost betona na stiku z rebri iz- črpa. Ob tem pride do drobljenja betona in Slika 2• Primeri površinske obdelave palic iz z vlakni ojačanimi polimeri; gladka (a), gladka s posipom (b), z vrezanimi rebri (c), s spiralnim ovojem (d), s spiralnim ovojem in peščenim posipom (e). Fotografiji (b) in (c) sta iz vira [Mazaheripour, 2013]. Slika 3• Primerjava videza površine jeklene rebraste armature (levo) in armature iz bazaltnih vlaken s spiralnim ovojem in peščenim posipom (desno). doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 189 zaklinjanja palice v okoliški beton (slika 4), kar povzroči povečanje tlačnih napetosti v razporah pod kotom α (slika 5), ki se urav- notežijo z obročnimi nateznimi napetostmi in vzdolžnimi tlačnimi napetostmi v betonu (slika 5). Pri tem se od plašča armaturnih palic nav- zven lahko pojavijo radialne vzdolžne cepilne razpoke (sliki 5 in 6). V tej fazi je sidranje zagotovljeno preko mehanizma tlačnih razpor, ki jih podpira intakten zunanji betonski obroč. V splošnem se sidranje lahko poruši z napre- dovanjem cepljenja betona proti zunanjosti ali s popolnim izvlekom palice. V primeru cepil- ne porušitve so praviloma dosežene manjše sidrne nosilnosti kot v primeru porušitev z izvlekom [Tepfers, 1973]. Do cepilnih poru- šitev stika lahko pride tako pri jeklenih kakor tudi pri rebrastih palicah iz z vlakni ojačanimi polimeri. Pri izvlečnih preizkušancih je tak način porušitve pričakovan pri palicah večjih premerov, kjer imamo opravka z razmeroma velikimi silami glede na dimenzije betonskega dela preizkušanca. V primeru pojava cepilne odpovedi preizkušancev se rezultati praviloma zavržejo, preiščejo pa se dodatni preizku- šanci s povečanimi dimenzijami betonskega dela preizkušanca [ACI,2012]. Standard ISO 10406-1 pa podaja preizkušanec, pri katerem je za preprečitev cepilne porušitve v razme- roma majhno kocko vgrajena še spiralna armatura [ISO, 2015]. Kot smo že omenili, je za gladke palice značil- na slabša sprijemnost z betonom, saj se sile v beton prenašajo le preko adhezije in trenja med armaturno palico in okoliškim betonom. Oba mehanizma izkazujeta relativno majhno odpornost proti izvleku, zato se gladka ar- matura za zagotavljanje odpornosti nosilnih elementov dandanes ne uporablja. Pri jekleni armaturi je takšna uporaba gladkih palic formalno preprečena z določili standardov za projektiranje betonskih konstrukcij iz družine Evrokod 2, pri nekovinskih palicah pa uporabo gladkih palic preprečujejo npr. določila sicer redkih obstoječih standardov za proizvode, kot je standard ACI 440.6M-08(17) [ACI, 2017]. Slika 4• Shematični prikaz možnega rušenja stika med rebrasto armaturno palico in betonom (1 – zdrs, 2 – mikrorazpoka, 3 – območje zdrobljenega betona). Slika 5• Razporeditev sil, ki jih obremenjena armaturna palica prenaša na beton [Tepfers, 1973]. Slika 6• Nastanek prvih razpok (2) zaradi obročnih nateznih napetosti (1). 3• EKSPERIMENTALNE PREISKAVE 3.1 Lastnosti uporabljenih materialov in sestava betonskih mešanic V okviru raziskovalnega dela smo pripravili dve recepturi mešanic betona: recepturo beto- na običajne trdnosti z oznako NSC-1630 in re- cepturo betona visoke trdnosti z oznako HSC- 1600. Zrnavostno strukturo agregata smo pri obeh mešanicah ohranjali enako (preglednica 1). Uporabili smo prani drobljeni apnenčev agregat z maksimalnim zrnom 16 mm iz Kresnic in mivko iz Moravč. Za doseganje višje trdnosti smo zmanjšali vodocementno razmerje, za doseganje ustrezne konsistence svežega betona (razlez razreda F2) pa smo dodali superplastifikator naftalenskega tipa. Poleg tega smo del cementa pri betonu visoke trdnosti nadomestili z mikrosiliko. Pri izvlečnem testu smo uporabili 100 cm dolge armaturne palice iz bazaltnih vlaken in polimernega veziva proizvajalca Deutsche Basalt Faser (DBF). Palice krožnega prečnega prereza so imele nazivni premer 12 mm, zanje pa proizvajalec navaja natezno trdnost 1000 MPa in modul elastičnosti 62 GPa. Iz podatkov proizvajalca palic izhaja še volumski delež bazaltnih vlaken v palici, ki je znašal 77 %. Površina palic je bila spiralno ovita, ob tem pa je bil nanesen še peščeni posip. Intenzivnost posipa se je med posameznimi preizkušanci precej razlikovala, poleg tega pa je bila tudi geometrija palic zaradi spiralnega ovitja, ki Oznaka betonske mešanice NSC 1630 HSC 1600 Agregat [kg/m3] 0/2 (mivka) 264 285 0/4 790 853 4/8 263 284 8/16 439 474 Cement CEM II/A-M (LL-S) 42,5 R [kg/m3] 400 360 Mikrosilika [kg/m3] 0 40 Vodovezivno razmerje 0,52 0,36 Prostorninska masa [kg/m3] * 2364 2449 Opomba: * Srednja vrednost izmerjenih prostorninskih mas preizkušancev za določitev tlačne trdnosti betona. Preglednica 1• Sestava betonskih mešanic. OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN•doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021190 povzroča blage žlebove, precej različna vzdolž njihove dolžine. Slika 7 prikazuje dva skrajna primera količine peščenega posipa na območ- ju vzpostavitve stika z betonom. Pri tem so za vsak preizkušanec združene po štiri foto- grafije površin, ki so posnete pri zaporednih zasukih preizkušanca za 90°. Da smo dobili možnost primerjave rezultatov, smo izvlečne teste opravljali tudi na enakih preizkušancih z vgrajenimi jeklenimi rebrastimi armaturnimi palicami enakega premera (12 mm) in z nazivno mejo elastičnosti 500 MPa. Glede na uporabljeni dve različni mešanici betona (beton običajne in beton visoke trdnosti) in dve vrsti armature (bazaltna in jeklena) smo torej imeli štiri serije preizkušancev z enakimi parametri. Oznake preizkušancev vsebujejo podatek o vrsti betonske mešanice (N – beton običajne trdnosti, H – beton visoke trdnosti), vrsti armature (S – jeklo, B – bazalt) in naziv- nem premeru palice v mm, na koncu pa še zaporedno številko preizkušanca v seriji. 3.2 Priprava preizkušancev Preizkušanec za izvlečni test je sestavljen iz betonske kocke z robom 200 mm in arma- turne palice, ki kocko prebada v sredini (sliki 8 in 9). Uporabili smo večcelični leseni kalup (slika 8), v katerega smo s strani vstavili ho- rizontalne armaturne palice in z vrhnje strani naknadno vgradili beton, kar pomeni, da so bile armaturne palice orientirane pravokotno na smer betoniranja. Za zgostitev betona smo uporabili vibracijsko iglo. Za vsako mešanico betona smo pripravili po pet izvlečnih preizku- šancev z bazaltno armaturo in štiri izvlečne preizkušance z jekleno armaturo. Dodatno smo za preizkus tlačne trdnosti betona izdelali še kocke z robom 150 mm, in sicer 6 iz betona običajne trdnosti ter 4 iz betona visoke trd- nosti. Vse preizkušance smo po enem dnevu razkalupili in jih do starosti 28 dni, ko smo opravljali izvlečne in tlačne preizkuse, negovali v vodi pri temperaturi 22°C ± 2°. Zaradi majhne odpornosti bazaltne armature proti pritisku v smeri prečno na vlakna smo za zagotovitev ustreznega vpetja palice v čeljust preizkuševalnega stroja palico na mesu vpetja ustrezno obdali z jekleno cevjo, vmesni pros- tor pa zalili z epoksidnim lepilom Sikadur-52 Injektion Tip N. Jeklena cev z zunanjim preme- rom 18 mm in debelino stene 2 mm je bila pri tem dolga 50ϕ oziroma 600 mm. 3.3 Izvedba preiskav Izvlečne preizkuse smo opravili s pomočjo elektro- hidravlične preizkuševalne naprave Instron 1345 kapacitete ±1000 kN, preizkušanci pa so bili skladni s standardom SIST EN 10080 [SIST, 2005], ki v osnovi obravnava jekleno armaturo, konkretno uporabljene dimenzije pri tem veljajo za palice premera do 20 mm. Takšno obliko preizkušancev (kocka z robom 200 mm in objeto dolžino palice le=5ϕ) je smiselno obdržati tudi zaradi primerjave med rezultati jeklene in rezultati armature iz z vlak- ni ojačanimi polimeri. V literaturi je mogoče pogosto zaslediti rezultate preiskav stičnega območja na takšnih ali vsaj približno takšnih preizkušancih ([Baena, 2009], [Wang, 2019], Slika 7• Primera skrajnih količin nanosov peščenega posipa in spremenljive geometrije palice v območju vzpostavitve stika. Preizkušanec N-B12-05 (levo) in H-B12-03 (desno). Slika 8• Večcelični kalup, pripravljen za vgradnjo betona (levo), preprečitev sprijemnosti na delu bazaltne palice (desno zgoraj) in jeklene palice (desno spodaj). doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 191 primeru znaša 6 cm. Na preostalih 14 cm je sprijemnost palice z betonom preprečena, kar smo dosegli s PVC-cevko. Slika 10 prikazuje preizkušanec (1) med preiskavo. Podprt je z gumeno podlago (2), ki stoji na dodatni jekleni plošči (3). Arma- turna palica je vpeta v spodnjo čeljust (4) preizkuševalnega stroja, podporna jeklena kletka pa je vpeta v zgornjo čeljust (5). Spod- nja in zgornja plošča kletke sta povezani s štirimi navojnimi palicami. Na zgornjem koncu armaturne palice smo z merilno urico z ločlji- vostjo 0,001 mm (6) merili zdrs oziroma uvlek armature, tj. relativni pomik neobremenjenega konca palice glede na zgornjo ploskev be- tonskega preizkušanca. Na armaturno palico smo namestili ekstenzometer (7), s katerim smo spremljali njeno specifično deforma- cijo. Spodnji bat preizkuševalnega stroja, v [Solyom, 2020]), saj ti v grobem ustrezajo tudi osnovni različici izvlečnega preizkušanca po standardu ACI-440.3R-12 [ACI, 2012]. No- vejši standard ISO 10406-1:2015 [ISO, 2015] za preiskave izvleka nekovinske armature na- vaja preizkušance v obliki kocke z robom 100 mm za palice premera do 17 mm oziroma z robom 150 mm pri večjih premerih palice, objeta dolžina palice z betonom le pa je le 4ϕ. Okoli osnovne palice je treba namestiti spiral- no armaturo, ki prepreči morebitno cepilno porušitev razmeroma majhne kocke. Morda je tudi to razlog, da v literaturi redko najdemo rezultate preiskav na takšnih preizkušancih. Na sliki 9 so prikazane dimenzije preizku- šanca za izvlečni test za armaturno palico premera 12 mm. Objetje z betonom je za- gotovljeno le na dolžini le = 5ϕ na strani neobremenjenega konca palice, kar v danem katerega je bila vpeta armaturna palica, je imel nastavljen hod 50 mm. Preizkus pote- ka z enakomernim spuščanjem spodnjega bata s hitrostjo 0,01 mm/s, s čimer natezno obremenjujemo palico. Vodenje eksperimenta preko pomika nam je omogočalo spremljanje obnašanja stika tudi po doseženi največji sili. Preizkuse smo izvajali vse do izmerjenega uvleka palice na zgornji strani kocke v vred- nosti približno 25 mm, razen v dveh primerih, ko je pri jeklenih palicah še pred izčrpanjem strižne odpornosti prišlo do natezne porušitve armaturne palice. 3.4 Eksperimentalni rezultati S pomočjo preizkuševalnega stroja, ustrezne merilne opreme in programske opreme za zajem podatkov smo s hitrostjo dveh odčitkov na sekundo spremljali vrednost nanesene sile F, specifične deformacije palice in relativni pomik oziroma zdrs prostega konca armatur- ne palice glede na zgornjo konturno ploskev betona s. Pri določitvi sprijemne napetosti smo upošte- vali predpostavko o enakomerni porazdelitvi napetosti vzdolž sidrne dolžine. S tem je sprijemna napetost τ definirana kot količnik med silo F in nazivno ploščino plašča palice na sidrni dolžini le: (1) sprijemna trdnost τmax, pa je določena kot napetost pri največji doseženi sili Fmax med preiskavo posameznega preizkušanca: (2) Pri tem je ϕ nazivni premer palice, ki v prime- ru obravnavanih palic znaša 12 mm. V preglednici 2 za posamezne preizkušan- ce podajamo vrednosti izmerjenih sprijemnih trdnosti τmax, njim pripadajočih zdrsov na prostem koncu palice s(τmax) in sprijemne na- petosti τ0, izračunane po izrazu (1), pri zadnji sili pred prvim zabeleženim zdrsom (s > 0) na prostem koncu palice. Poleg tega sta za vsako serijo preizkušancev z enako vrsto armature in enako betonsko mešanico podana srednja vrednost sprijemne trdnosti –τmax in pripadajoči koeficient variacije sprijemne trdnosti KVτmax. Za obe vrsti betonov pa sta podani še srednji vrednosti njunih tlačnih trdnosti –fc, določeni na kockah z robom 15 cm, na dan izvlečnih preiskav, tj. pri starosti betona 28 dni. Na slikah 11 do 14 so prikazane izmerjene zveze med sprijemno napetostjo in zdrsom na prostem koncu armaturne palice, ki so na posamezni sliki zbrane za serije preizkušan- Slika 9• Dimenzije preizkušancev (mm) za izvlečne preiskave. Slika 10• Shematični prikaz izvlečnega testa (levo), izvedba preizkusa (desno). OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN•doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021192 cev iz betona enake trdnosti in enake vrste armature. Na sliki 15 so prikazane zveze med srednjo vrednostjo sprijemne napetosti preizkušancev posamezne serije in zdrsom na prostem koncu palice za vse štiri serije preizkušancev z enakimi parametri. Srednje vrednosti sprijemne napetosti so pri tem dolo- čene z upoštevanjem interpoliranih vrednosti sprijemne napetosti posameznih preizkušan- cev pri vnaprej izbranih vrednostih zdrsa. 3.5 Analiza rezultatov Iz podatkov v preglednici 2 je razvidno, da znaša srednja vrednost sprijemne trdnosti med bazaltno armaturo in betonom približno 68 % sprijemne trdnosti med jekleno armaturo in primerljivim betonom pri betonih običajne trdnosti. Pri betonih visoke trdnosti pa je ta delež približno 73 %. Opazimo lahko izrazit vpliv tlačne trdnosti betona na sprijemno trdnost. Preizkušanci iz betona visoke trdnosti in jeklene armature (serija H-S) so dosegli 1,7-krat tolikšno srednjo vrednost sprijemne trdnosti kot preizkušanci iz betona običajne trdnosti z enako vrsto armature (serija N-S). Še večja razlika v sprijemnih trdnostih pa je v primeru uporabe bazaltne armature, kjer so preizkušanci iz betona visoke trdnosti (serija H-B) dosegli približno 1,8-krat tolikšno srednjo vrednost sprijemne trdnosti kot preizkušanci iz betona običajne trdnosti z enako vrsto armatu- re (serija N-B). Srednja tlačna trdnost betona visoke trdnosti pa je bila pri tem le približno 1,3-krat tolikšna kot srednja tlačna trdnost običajnega betona. Preizkušanci z jekleno armaturo Preizkušanci z bazaltno armaturo Mešanica betona –fc [MPa] Oznaka τmax [MPa] s(τmax) [mm] –τmax [MPa] KVτmax [%] –s(τmax) [mm] Oznaka τmax [MPa] s(τmax) [mm] –τmax [MPa] KVτmax [%] –s(τmax) [mm] N-S12-01 22,6 0,80 N-B12-01 13,1 5,43 N-S12-02 19,1 0,82 N-B12-02 12,8 4,73 NSC1630 60,9 N-S12-03 16,8 0,84 18,7 15,0 0,77 N-B12-03 9,2 3,95 12,7 16,6 4,72 N-S12-04 16,4 0,62 N-B12-04 15,0 4,62 N-B12-05 13,4 4,86 H-S12-01 31,1 1,03 H-B12-01 21,8 1,56 H-S12-02 32,2* 0,47* H-B12-02 25,7 1,66 HSC1600 80,1 H-S12-03 31,3 1,07 31,2** 2,2 1,05** H-B12-03 24,5 1,70 23,3 8,5 2,40 H-S12-04 32,6* 0,63* H-B12-04 23,5 3,06 H-B12-05 20,8 4,03 Opomba: * Pred izčrpanjem strižne odpornosti je prišlo do natezne porušitve armaturne palice. ** Srednja vrednost sprijemne trdnosti in zdrsa, izračunana na podlagi vrednosti za preizkušanca H-S12-01 in H-S12-3. Preglednica 2• Izvleček rezultatov eksperimentalnih preiskav. Slika 11• Sprijemna napetost v odvisnosti od zdrsa za preizkušance serije N-B iz betona običajne trdnosti (mešanica NSC 1630) in bazaltne armature. Slika 12• Sprijemna napetost v odvisnosti od zdrsa za preizkušance serije H-B iz betona visoke trdnosti (mešanica HSC 1600) in bazaltne armature. doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 193 V preglednici 2 podani koeficienti variacije KVτmax sprijemnih trdnosti za posamezne serije pri obeh vrstah armature v primeru betona običajne trdnosti kažejo na bistveno večjo razpršenost sprijemnih trdnosti kot v primeru betona visoke trdnosti. Poleg tega pa lahko ugotovimo, da je pri bazaltni armaturi tako v primeru betona običajne kakor tudi v primeru betona visoke trdnosti opazna večja razpr- šenost rezultatov sprijemnih trdnosti kot pri jekleni armaturi. Domnevamo, da je neenako- meren peščeni posip po plašču armaturne palice (slika 7) eden od možnih razlogov za to. Poleg tega pa se tudi osnovna geometrija blago rebraste površine preiskanih bazaltnih palic med posameznimi spiralnimi ovoji vzdolž njihove dolžine opazno spreminja. Vpliv osnovne geometrije površine palic je do neke mere možno zajeti z ustreznimi parametri, kot sta razdalja med rebri oziroma spiralnimi ovoji in relativna ploščina rebra ([Baena, 2009], [Solyom, 2020]). Odstopanje dejanske geo- metrije in učinkovitost peščenega posipa pa sta manj raziskana vpliva in za zdaj v literaturi še ni zaslediti ustreznih postopkov za njuno ovrednotenje [Osama, 2021]. Vplivu spre- menljive geometrije površine in intenzivnosti posipa nameravamo posvetiti večjo pozornost v nadaljnjih raziskavah. Tudi groba vizualna primerjava izmerjenih zvez med sprijemno napetostjo in zdrsom na prostem koncu palice, združenih po serijah na slikah 11 do 14, kaže pri bazaltni armaturi v nasprotju z jekleno na večji raztros vseh merodajnih parametrov obnašanja stika, od začetne sprijemne napetosti na račun adhe- zije, sprijemne trdnosti in njej pripadajočega zdrsa pa vse do same oblike izmerjenih zvez. Srednjo vrednost zdrsa pri doseženi sprijem- ni trdnosti –s(τmax) lahko skupaj s srednjo vrednostjo sprijemne trdnosti štejemo za me- rilo togosti stika med armaturno palico in betonom. V nadaljevanju so za primerjavo podane sekantne togosti (Kτ=–τmax/–s(τmax) za posamezne serije preizkušancev z enako vrsto betona in armature: • Serija N-B: (Kτ=–τmax/–s(τmax)= 12,7/4,72=2,7 MPa/mm, • Serija H-B: (Kτ=–τmax/–s(τmax)= 23,3/2,40=9,7 MPa/mm, • Serija N-S: (Kτ=–τmax/–s(τmax)= 18,7/0,77=24,3 MPa/mm, • Serija H-S: (Kτ=–τmax/–s(τmax)= 31,2/1,05=29,7 MPa/mm. Opazno je veliko zmanjšanje sekantne togosti stika pri preizkušancih z bazaltno armaturo v primerjavi s preizkušancem z jekleno arma- Slika 13• Sprijemna napetost v odvisnosti od zdrsa za preizkušance serije N-S iz betona običajne trdnosti (mešanica NSC 1630) in jeklene armature. Opomba: Pri preizkušancih H-S12-02 in H-S12-04 je prišlo do natezne porušitve palice zunaj območja sidranja pred doseženo strižno odpornostjo stika. Slika 14• Sprijemna napetost v odvisnosti od zdrsa za preizkušance serije H-S iz betona visoke trdnosti (mešanica HSC 1600) in jeklene armature. Opomba: Pri seriji H-S je krivulja določena le na podlagi vrednosti za preizkušanca H-S12-01 in H-S12-03. Slika 15• Srednje vrednosti sprijemne napetosti za seriji po petih preizkušancev z bazaltno armaturo (B) in seriji po štirih preizkušancev z jekleno armaturo (S) v odvisnosti od zdrsa na pros- tem koncu palice za betona običajne (N) in visoke trdnosti (H). OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN•doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021194 turo pri enaki vrsti betona. Pri betonu običaj- ne trdnosti je razmerje pripadajočih togosti 2,7/24,3=0,11, pri betonu visoke trdnosti pa 9,7/29,7=0,33. Tudi na sekantno togost stika pomembno vpliva tlačna trdnost, zlasti pri bazaltni armaturi. Pri betonu visoke trdnosti s približno 1,3-krat večjo srednjo vrednostjo tlačne trdnosti kot pri betonu običajne trdnosti smo pri jekleni armaturi dobili 1,25-krat večjo sekantno togost, pri bazaltni armaturi pa kar 3,6-krat večjo sekantno togost kot pri betonu običajne trdnosti. Globalno obnašanje stika posamezne serije preizkušancev je z zvezami med njihovimi srednjimi vrednostmi sprijemne napetosti in zdrsom prikazano na sliki 15. S slike je razvidno, da je v območju velikih zdrsov pri preizkušancih z bazaltnimi palicami delež preostale sprijemne napetosti v primerjavi s sprijemnimi trdnostmi pri obeh vrstah betona precej večji kot pri preizkušancih z jekleno armaturo. Pri preizkušancih z jekleno armaturo sprijemna napetost po doseženi sprijemni trdnosti v grobem monotono pada, pri preizku- šancih z bazaltno armaturo pa se izmenjujejo lokalni ekstremi. Od zdrsa, pri katerem pade srednja vrednost sprijemne napetosti serije preizkušancev z jekleno armaturo pod srednjo vrednost sprijemne napetosti preizkušancev z bazaltno armaturo, za betone običajne trdnosti je to pri s* = 3,3 mm, za betone visoke trdnosti pa pri s* = 3,5 mm, do zdrsa 24 mm znašajo srednje vrednosti srednjih sprijemnih napetosti preizkušancev serije –τs*-24: • Serija N-B: –τs*-24=8,1 MPa, kar je 64 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija H-B: –τs*-24=16,9 MPa, kar je 73 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija N-S: –τs*-24=4,4 MPa, kar je 24 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija H-S: –τs*-24=14,1 MPa, kar je 44 % pripadajoče sprijemne trdnosti. Za ista območja zdrsa (od s = s* do s = 24 mm) so določene minimalne vrednosti srednjih sprijemnih napetosti serije preizku- šancev –τmin,s*-24 naslednje: • Serija N-B: –τmin,s*-24=4,7 MPa, kar je 37 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija H-B: –τmin,s*-24=14,7 MPa, kar je 63 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija N-S: –τmin,s*-24=1,8 MPa, kar je 10 % pripadajoče sprijemne trdnosti, • Serija H-S: –τmin,s*-24=8,2 MPa, kar je 26 % pripadajoče sprijemne trdnosti. Na sliki 16 so za serije preizkušancev z enakimi parametri zbrane značilne vrednosti sprijem- nih napetosti. Podane so srednje vrednosti sprijemnih trdnosti –τmax, srednja vrednost sred- njih trdnosti preizkušancev posamezne serije –τs*-24, določena na podlagi srednjih vrednosti sprijemnih napetosti serije preizkušancev za ekvidistantne točke zdrsa (Δs=0,1 mm) med s = s* in s = 24 mm in za to isto območje še najmanjša srednja sprijemna napetost serije –τmin,s*-24. Kot že omenjeno, smo s s* označili zdrs, pri katerem srednja vrednost sprijemne napetosti preizkušancev serije z jekleno armaturo pade pod srednjo trdnost serije preizkušancev z bazaltno armaturo in enakim betonom. Razen pri dveh preizkušancih iz betona visoke trdnosti in jeklene armature, H-S12- 02 in H-S12-04, kjer je pred odpovedjo stika prišlo do natezne porušitve palice zunaj območja betona, je pri vseh ostalih preizkušancih ne glede na vrsto armature in trdnost betona prišlo do identičnega načina porušitve stika, in sicer v obliki neposredne- ga izvleka palice. Slika 16• Značilne vrednosti sprijemnih napetosti po serijah preizkušancev z enakimi parametri. doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN 4• SKLEP Za spremljanje obnašanja stika med ar- maturo in betonom smo izvajali izvlečne preiskave. Te so zaradi svoje preprostosti in hkratne učinkovitosti mnogokrat uporabljene pri številnih raziskovalcih. Osnovne izvleč- ne preiskave so, kljub temu da napetostno stanje v preizkušancih odstopa od stanja v realnih konstrukcijskih elementih, primerne za ugotavljanje vpliva različnih parametrov na karakteristike stika, kot sta sprijemna trdnost in zveza med sprijemno napetostjo in zdrsom. V našem primeru sta bila ta parametra tlačna trdnost betona in vrsta uporabljene armature. Na podlagi rezultatov preizkušanja stika med bazaltno armaturo s spiralnim ovojem in peščenim posipom oziroma rebrasto jekleno armaturo in beto- nom običajne oziroma visoke trdnosti lahko podamo naslednje zaključke: • Tako pri preizkušancih z jekleno kakor tudi pri preizkušancih z bazaltno arma- turo premera 12 mm ima tlačna trdnost betona pomemben vpliv na sprijemno trdnost med betonom in armaturo. Z razmeroma majhnim dvigom tlačne trdnosti, za faktor 1,3, se je sprijemnost med betonom in armaturo občutno iz- boljšala. Vrednosti sprijemne trdnosti preizkušancev iz betona visoke trdnosti so bile pri uporabi jeklene armature v povprečju približno 1,7-krat tolikšne kot pri preizkušancih iz običajnega betona in 1,8-krat tolikšne pri uporabi bazaltne armature. • Preizkušanci iz obeh vrst betona in ba- zaltne armature dosegajo manjšo sprijem- no trdnost kot preizkušanci iz enakega betona in jekleno armaturo. Tako pri preiz- kušancih iz betona običajne kakor tudi iz betona visoke trdnosti ter bazaltno arma- turo je znašala srednja vrednost sprijemne trdnosti približno 70 % srednje vrednosti sprijemne trdnosti primerljivih preizkušan- cev z jekleno armaturo. • Pri bazaltni armaturi smo tako v primeru betona običajne kakor tudi v primeru be- tona visoke trdnosti zabeležili večji raztros rezultatov sprijemnih trdnosti kot pri jekleni armaturi. Na sprijemno trdnost med ar- maturno palico in betonom močno vpliva površinska obdelava palice. Površinska Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 195 OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN•doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič 5• LITERATURA Abedini M., Akhlaghi E., Mehrmashhadi J., Mussa M. H., Ansari M., Momeni T., Evaluation of Concrete Structures Reiforced with Fiber Reinforced Polymers Bars: A Review, Journal of Asian Scientific Research, letnik 7, zvezek 5, strani 165-175, 2017. Atavi-Fard M., Marzouk H., Bond behavior of high strength concrete under reversed pull-out cyclic loading, Canadian Journal of Civil Engineering, številka 29, strani 191-200, 2002. ACI, ACI Committee 440, Guide Test Methods for Fiber - Reinforced Polymer (FRP) Composites for Reinforcing or Strengthening Concrete and Masonry Structures, ACI-440.3R-12, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA, 2012. ACI, ACI Committee 440, Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Bars, ACI- -440.1R-15, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA, 2015. ACI, ACI Committee 440, Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer Bar Materials for Concrete Reinforcement, ACI-440.6M-08(17), American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA, 2017. Aydin F., Experimental investigation of thermal expansion and concrete strength effects on FRP bars behavior embedded in concrete, Construction and Building Materials, številka 163, strani 1- 8, 2018. Baena M., Torres L., Turon A., Barris C., Experimental study of bond behaviour between concrete and FRP bars using a pull-out test, Composites: Part B, številka 40, strani 784-797, 2009. Cosenza E., Manfredi G., Realfonzo R., Development length of FRP straight rebars, Composites Part B: Engineering, letnik 33, zvezek 7, strani 493- 504, ISSN 1359-8368, 2002. Emparanza A.R., Kampmann R., De Caso y Basalo F., State-of-the-Practice of Global Manufacturing of FRP Rebar and Specifications, CAMX 2017 Proceedings, American Composites Manufacturers Association (ACMA) and Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE), 2017. fib, fib Model Code for Concrete Structures 2010, 2013. Imjai T., Garcia R., Guadagnini M., Pilakoutas K., Strength Degradation in Curved Fiber-reinforced Polymer (FRP) Bars Used as Concrete Reinfor- cement, Polymers, številka 1653, 2020. ISO, Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement of concrete — Test methods — Part 1: FRP bars and grids, ISO 10406-1:2015, 2015. Jabbar S. A. A., Farid S. B. H., Replacement of steel rebars by GFRP rebars in the concrete structures, Karbala International Journal of Modern Science, letnik 4, strani 216-227, 2018. JSCE, Japan Society of Civil Engineers, Recommendation for Design and Construction of Concrete Structures Using Continous Fiber Reinforcing Materials, Concrete Engineering Series št. 23, 1997. obdelava relativno novih bazaltnih palic pa tudi ostalih armaturnih palic iz z vlakni ojačanih polimerov za razliko od že dolgo uveljavljenih jeklenih še ni ustrezno regu- lirana s standardi. V našem primeru so imele uporabljene palice precej spremen- ljivo geometrijo sodčkastih reber in dokaj neenakomeren peščeni posip. Menimo, da je tudi to lahko eden izmed razlogov za večjo razpršenost vrednosti sprijemnih trd- nosti pri preizkušancih z bazaltno armaturo glede na primerljive preizkušance z jekleno armaturo. • Pri vseh preizkušancih z vgrajenimi palicami premera 12 mm, pri katerih smo dosegli po- rušitev stika med betonom in armaturo, smo zabeležili identičen način odpovedi, in sicer je šlo za osnovni izvlek palice iz betona. Ker so za porušitev stika pri bazaltni armaturi potrebne relativno majhne sile v primerjavi s potrebnimi silami pri jekleni armaturi, lahko tudi v splošnem pri izvlečnih preizkušancih z bazaltno armaturo pričakujemo zgolj izvlek in ne razcepa okoliškega betona. • Pri dveh preizkušancih iz betona visoke trd- nosti z jekleno armaturo (serija H-S) je ob obremenjevanju prišlo do natezne porušit- ve armaturne palice zunaj območja betona, pred izčrpanjem sprijemne odpornosti sti- ka. Ob natezni porušitvi sta preizkušanca dosegla sprijemno napetost, ki je bila večja od sprijemne trdnosti ostalih preizkušancev serije. Rezultati natezno porušenih preizku- šancev so prikazani le v zvezah med spri- jemno napetostjo in zdrsom na prostem koncu, v povprečnih vrednostih te serije pa jih nismo upoštevali. • Bazaltna armatura ima praviloma precej večjo natezno trdnost od jeklene, a je zara- di svojega linearno elastičnega obnašanja vse do porušitve tudi bolj krhka, kar je pri gradnji armiranobetonskih konstrukcij z bazaltno armaturo, predvsem na potres- nih območjih, neugodna lastnost. Tako kot številne tuje so tudi naše eksperimentalne preiskave pokazale, da bazaltna armatura za razliko od jeklene tudi po razmeroma velikem zdrsu še vedno zagotavlja relativno velik delež sprijemne trdnosti. Tu se morda kažejo možnosti za zagotavljanje globalne duktilnosti konstrukcij, armiranih z bazaltno armaturo. Krhka in trdnejša bazaltna ter duktilna in šib- kejša jeklena armatura se v mnogih pogledih lahko dopolnjujeta. Kombinacija obeh mate- rialov, v smislu hibridne palice ali na način »bazaltna – vzdolžna, jeklena – stremenska«, bo predvidoma v prihodnosti tema številnih raziskav. Vsekakor pa bo imela armatura iz bazalta kot tudi vsa ostala armatura iz z vlak- ni ojačanih polimerov pomembnejšo vlogo pri novogradnjah in sanacijah objektov na območjih z agresivnim okoljem. Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021196 Kabashi N., Avdyli B., Krasniqi E., Këpuska A., Comparative Approach to Flexural Behavior of Reinforced Beams with GFRP, CFRP, and Steel Bars, Civil Engineering Journal, letnik 6, zvezek 1, strani 50-59, 2020. Kampmann R., Rambo-Roddenberry M., Telikapalli S., Performance Evaluation, Material and Specification Development for Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) Reinforcing Bars Embedded in Concrete, Final report, naročnik Florida Department of Transportation (FDOT), oznaka pogodbe BDV30 TWO 986-01, 2019. Mazaheripour H., Barros J.A.O., Sena-Cruz J.M., Pepe M., Martinelli E., Experimental study on bond performance of GFRP bars in self-compacting steel fiber reinforced concrete, Composite Structures, številka 95, strani 202-212, 2013. Osama A. M., Waddah A. H., Mohammad K., Durability and Mechanical Properties of Concrete Reinforced with Basalt Fiber-Reinforced Polymer (BFRP) Bars: Towards Sustainable Infrastructure, Polymers, letnik 13, 2021. Saje D., Lopatič J., Sidranje armature iz bazaltnih vlaken, Zbornik 41. zborovanja gradbenih konstruktorjev Slovenije, SDGK, Bled, 7.- 8. 11. 2019, strani 159-166, 2019. Shen D., Wen C., Zhu P., Li M., Ojha B., Li C., Bond behavior between basalt fiber-reinforced polymer bars and concrete under cyclic loading, Con- struction and Building Materials. 258 (2020)119518, 2020. SIST EN 10080, Jeklo za armiranje betona – Varivo armaturno jeklo – Splošno, 2005. Solyom S., Balázs G. L., Bond of FRP bars with different surface characteristics, Construction and Building Materials, številka 264, 2020. Tarawneh A., Majdalaweyh S., Design and reliability analysis of FRP-reinforced concrete columns, Structures, številka 28, strani 1580-1588, 2020. Teng J. G., Zhang B., Zhang S., Fu B., Steel-free hybrid reinforcing bars for concrete structures. Advances in Structural Engineering, letnik 21, zvezek 16, strani 2617-2622, 2018. Tepfers, R. A., Theory of Bond Applied to Overlapped Tensile Reinforcement Splices for Deformed Bars. PhD-Thesis. Chalmers University of Tech- nology. Göteborg, Sweden, 1973. Wang L., Song Z., Yi J., Li J., Fu F., Qian K., Experimental Studies on Bond Performance of BFRP Bars Reinforced Coral Aggregate Concrete, Inter- national Journal of Concrete Structures and Materials, 10 strani, 2019. Xiao T. L., Qiu H. X., Li J. L., Seismic Behaviors of Concrete Beams Reinforced with Steel-FRP Composite Bars under Quasi-Static Loading. Applied Sciences, letnik 8, 2018. Yang Y., Li Z., Zhang T., Wei J., Yu Q., Bond-Slip Behavior of Basalt Fiber Reinforced Polymer Bar in Concrete Subjected to Simulated Ma- rine Environment: Effects of BFRP Bar Size, Corrosion Age, and Concrete Strength. International Journal of Polymer Science, 2017. doc. dr. Drago Saje, doc. dr. Jože Lopatič• OBNAŠANJE STIKA MED BETONOM IN ARMATURNIMI PALICAMI IZ BAZALTNIH VLAKEN Tomaž Goričan, mag. inž. grad. tomaz.gorican@student.um.si, tomaz.gorican@dri.si doc. dr. Milan Kuhta, univ. dipl. inž. grad. miso.kuhta@um.si Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo, Smetanova ulica 17, 2000 Maribor Znanstveni članek UDK 004.414.23:624.21.036 Povzetek l Armaturne risbe in pripadajoči izvlečki predstavljajo v gradnji z armira- nim betonom še vedno temeljno dokumentacijo na gradbišču in v železokrivnici, zato je nujno, da je vsa dokumentacija za armaturo primerno izdelana tudi po BIM. V članku je glede na sodobni trend izdelave in uporabe BIM-modelov prikazana raziskava problema- tike 3D BIM-modeliranja armature. BIM-modeliranje smo izvajali s programsko opremo Allplan, izdelanih je bilo šest modelov armature iz mostogradnje, ki obsegajo zahtevnejšo geometrijo in kompleksnejše armiranje. Analizirali smo ustreznost izdelave armaturnih risb in pripadajočih izvlečkov ter ugotovili, da Allplan to uspešno omogoča. Ključne besede: BIM-model, armatura, armaturne risbe, mostovi, Allplan Summary l Reinforcement drawings and associated bar schedules still represent the basic documentation on site and in reinforcement fabrication in reinforced concrete construction, so it is essential that all reinforcement documentation is properly prepared according to BIM. Based on the modern trend of creating and using BIM models, this article presents a study on the problem of 3D BIM modeling of reinforcing steel. The 3D BIM modeling was performed using Allplan software. Six examples of different bridge ele- ments, with complex geometry and complex reinforcement were created and analyzed. We found that Allplan enables successful modeling and use of 3D BIM models for the design of reinforcement drawings. Key words: BIM model, steel reinforcement, reinforcement drawings, bridges, Allplan UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV USABILITY OF BIM MODELS FOR THE DESIGN OF REINFORCEMENT DRAWINGS FOR BRIDGE STRUCTURAL ELEMENTS UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 197 Tomaž Goričan, mag. inž. grad. tomaz.gorican@student.um.si, tomaz.gorican@dri.si doc. dr. Milan Kuhta, univ. dipl. inž. grad. miso.kuhta@um.si Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo, Smetanova ulica 17, 2000 Maribor Znanstveni članek UDK 004.414.23:624.21.036 Povzetek l Armaturne risbe in pripadajoči izvlečki predstavljajo v gradnji z armira- nim betonom še vedno temeljno dokumentacijo na gradbišču in v železokrivnici, zato je nujno, da je vsa dokumentacija za armaturo primerno izdelana tudi po BIM. V članku je glede na sodobni trend izdelave in uporabe BIM-modelov prikazana raziskava problema- tike 3D BIM-modeliranja armature. BIM-modeliranje smo izvajali s programsko opremo Allplan, izdelanih je bilo šest modelov armature iz mostogradnje, ki obsegajo zahtevnejšo geometrijo in kompleksnejše armiranje. Analizirali smo ustreznost izdelave armaturnih risb in pripadajočih izvlečkov ter ugotovili, da Allplan to uspešno omogoča. Ključne besede: BIM-model, armatura, armaturne risbe, mostovi, Allplan Summary l Reinforcement drawings and associated bar schedules still represent the basic documentation on site and in reinforcement fabrication in reinforced concrete construction, so it is essential that all reinforcement documentation is properly prepared according to BIM. Based on the modern trend of creating and using BIM models, this article presents a study on the problem of 3D BIM modeling of reinforcing steel. The 3D BIM modeling was performed using Allplan software. Six examples of different bridge ele- ments, with complex geometry and complex reinforcement were created and analyzed. We found that Allplan enables successful modeling and use of 3D BIM models for the design of reinforcement drawings. Key words: BIM model, steel reinforcement, reinforcement drawings, bridges, Allplan UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV USABILITY OF BIM MODELS FOR THE DESIGN OF REINFORCEMENT DRAWINGS FOR BRIDGE STRUCTURAL ELEMENTS UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021198 Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta• UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV 1•UVOD 1.1 BIM-modeliranje v gradbeništvu 4.0 BIM, umetna inteligenca, robotika, 3D-tiskanje, mešana resničnost, uporaba letalnikov, po- datkovni oblaki, množični podatki in veriženje blokov so le glavna področja, ki prinašajo digitalizacijo v sodobno gradbeništvo [Pan, 2021] tako pri projektiranju kot pri gradnji in tudi pri vzdrževanju objektov. Gradbeništvo se je z uporabo navedenih tehnologij v zadnjih letih začelo postopoma preoblikovati v Grad- beništvo 4.0 kot veja industrije 4.0, pri tem BIM predstavlja osnovni koncept Gradbeništva 4.0 ([Doan, 2019], [Turk, 2019]). Aplikacija inženirsko učinkovitega in natančnega BIM- -pristopa v vseh fazah gradbenih projektov je torej ključna za realizacijo Gradbeništva 4.0. Osnovo BIM-pristopa, katerega dimenzije (4D – čas, 5D – stroški, 6D – obratovanje, 7D – vplivi na okolje in 8D – varnost) obsegajo že vse glavne aspekte gradbeništva, predstavlja detajlno izdelan 3D BIM-model, kar se običaj- no premalo izpostavlja. Brez detajlnega 3D BIM-modela in z omejitvijo BIM-a le na fazo projektiranja je izdelava ostalih dimenzij ne- učinkovita, BIM-pristop pa hrom in brez učinka svojega polnega potenciala. Izdelava in uporaba 3D BIM-modela armature je pri gradbenih projektih še vedno bolj izjema kot pravilo, kar potrjuje sicer nekoliko starejša na- vedba, da pri uporabi BIM-pristopa samo 28 % uporabnikov neposredno modelira tudi armaturo [Aram, 2013], ki pa je za razmere v slovenskem gradbeništvu in glede na tempo sprejemanja digitalnih tehnologij še zmeraj veljavna. Pri uporabi BIM-pristopa se vključitev arma- ture v BIM-model dogaja v fazi projektiranja za izvedbo (angl. engineering design phase) [Nummelin, 2014], kar sovpada s slovensko zakonodajo, ki zahteva vključitev armaturnih risb v fazi projektiranja za izvedbo [UL RS, 2018]. Ker na slovenskih gradbiščih BIM-pro- jekt (še) ne more bit realiziran brez tradicional- nih risb, se mora o ustreznih risbah razmišljati že pri izdelavi 3D BIM-modela. Pri risbah, ki morajo biti berljive in razumljive vsem udele- žencem gradbenega projekta, se tako pojavlja vprašanje, ali detajlno izdelani 3D BIM-model nudi pogoje za ustrezno izdelavo vseh potreb- nih risb in količinskih izvlečkov. Z obravnavano tematiko izdelave ustreznih risb in količinskih izvlečkov iz 3D BIM-modela se v Sloveniji srečujemo predvsem zadnjih nekaj let, v pri- merjavi z azijskim trgom, ki jo je izpostavil že nekaj let pred nami [Han-bin, 2014]. 1.2 Risbe V tujini številna manjša in večja gradbišča pri dostopu in uporabi dokumentacije funk- cionirajo že brez papirja (angl. paperless). Pri takšnem načinu dela se dokumentacija (risbe, tehnična dokumentacijo idr.) uporablja v npr. pdf-obliki in hkrati prikazuje na prenosni napravi (pametni telefon, tablica idr.). Tovrstni način dela z uporabo podatkovnih oblakov omogoča, da imajo vsi udeleženci projekta vso projektno dokumentacijo skladno z vsemi posodobitvami, hkrati pa je zbrana in doku- mentirana tudi poslovna komunikacija, t. i. RFI (angl. Request For Information) ([Plangrid, 2021], [Bluebeam, 2021]). Izdelava risb (opažnih risb, armaturnih risb, kabelskih risb itd.) se je do pojava CAD (Com- puter Aided Design) pred šestdesetimi leti opravljala s pomočjo papirja in tuša [Caudill, 2017]. Po letu 1975 pa se je že pričel razvoj v smeri izdelave in uporabe 3D BIM-modela (uradno je bil sicer termin BIM prvič uporab- ljen šele leta 1992) [Cherkaoui, 2017]. CAD se je v tujini in pri nas v širši uporabi uveljavil v zadnjem desetletju prejšnjega stoletja, BIM pa je še zmeraj v fazi uveljavljanja. Risbe predstav- ljajo osnovo grafičnega dela projektne doku- mentacije, predvsem projektne dokumentacije za izvedbo gradnje PZI. Dokler bodo risbe predstavljale osnovo projektne dokumentacije, se bodo navkljub uporabi sodobnih tehnologij ter BIM-pristopa morale izdelovati ustrezne risbe. Slika 1 prikazuje evolucijo izdelave projektne dokumentacije, prikazan je Viadukt Pesnica, primer obravnavamo tudi v članku. Armaturne risbe in izvlečki so v gradnji z armiranim betonom temeljna dokumentacija na gradbišču in železokrivnici, saj se na njihovi podlagi izdela in vgradi primerna armatura [Goričan, 2018]. Leta 2004 izdani standard SIST EN ISO 3766:2004 Gradbeniške risbe – Poenostavljeno prikazovanje armature je edini uradni dokument v Sloveniji, ki podaja osnovna pravila prikaza armature na arma- turnih risbah, a ga velik del projektantskih podjetij ne upošteva detajlno [Skledar, 2020]. Za izdelavo armaturnih risb torej ni podanih eksaktnih pravil prikaza, za izvedbo projekta pa je nujno upoštevanje in razumevanje v praksi ustaljenega preglednega in jasnega prikaza. Izdelava armaturnih risb iz 3D BIM- modela konstrukcije je odvisna od možnosti, ki jih omogoča uporabljena programska oprema ter od inženirskega znanja uporabnika. 1.3 Obravnavana problematika članka Predmet raziskave, opisane v tem članku, je izdelava in nadaljnja uporaba 3D BIM-modela konstrukcijskih elementov za izdelavo tradicio- nalnih armaturnih risb s pripadajočimi izvlečki. Ker je izdelava takšnih risb neposredno iz 3D BIM-modela zahteven proces, predvsem pri kompleksnih in zahtevnih objektih, smo pre- verjali, ali BIM-modeliranje v programu Allplan konstruktorjem omogoča njihovo izdelavo. Za raziskavo smo izbrali geometrijsko zahtev- nejše konstrukcijske elemente na področju mostogradnje, ki je geometrijsko in tehno- loško zahtevnejša in zahteva večje število posebnosti in specifičnih detajlov kot klasična visokogradnja. Konstrukcijske elemente smo v sodelovanju s projektantskim podjetjem Ponting, d. o. o., izbrali iz njihovih novejših projektov, prikazani so v točki 2.2. Slika 1• Evolucija izdelave projektne dokumentacije. 2• IZBRANA PROGRAMSKA OPREMA IN OBRAVNAVANI KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI 2.1 Programska oprema Allplan Za izdelavo armaturnih risb se uporabljajo številni računalniški programi, eden izmed bolj uporabljenih v Sloveniji je zagotovo programski paket Allplan. Allplan je programska oprema v lasti nemškega podjetja Nemetschek. Podjetje Nemetschek je leta 1963 ustanovil Georg Nemetschek, skoraj 20 let po ustanovitvi (leta 1984) je bila izdana prva verzija programske opreme Allplan 1.0 (omogočala je CAD-pro- jektiranje). V podporo uporabe BIM-pristopa je bila programska oprema nadgrajena že leta 1997 (predhodno se je leta 1988 do- dalo 3D-modeliranje). Programska oprema Allplan se konstantno razvija ter je še vedno namenjena predvsem gradbenim inženirjem in arhitektom pri oblikovanju in projektiranju gradbenoinženirskih objektov in stavb. Omogo- ča 2D- in 3D-načrtovanje, vključno z uporabo BIM. V programski opremi je uporabniku na voljo več načinov izvoza in uvoza podatkov (dxf, dwg, skp, 3dm idr.), v glavnem pa podpi- ra proces odprtega BIM-pristopa (angl. open BIM) [Allplan, 2021], ki je namenjen za skupno projektiranje, gradnjo in vzdrževanje zgradbe. Uporabniški vmesnik programske opreme in podpora uporabniku sta na voljo v slovenskem jeziku, uporabnik ima na voljo tudi obsežno knjižnico navodil uporabe programske opre- me. Slika 2 prikazuje uporabniški vmesnik programske opreme Allplan, v raziskavi so bile uporabljene verzije od 2020 do 2021. Pri vizualizaciji 3D-prikaza geometrije in arma- ture je bila uporabljena programska oprema BIMvision [BIMvision, 2021]. 2.2 Obravnavani konstrukcijski elementi V raziskavi uporabnosti 3D BIM-modela geo- metrije konstrukcijskega elementa in pripada- jočega 3D BIM-modela armaturnega koša za pripravo ustreznih armaturnih risb s pripada- jočimi izvlečki smo obravnavali šest konstruk- cijskih elementov iz različnih novejših projek- tov s področja mostogradnje. Konstrukcijski elementi s projekti so prikazani v preglednici 1. Namenoma so bile izbrane geometrijsko zahtevnejše in različne oblike, in sicer: – Kapa stebra projekta Most čez Savo Breži- ce [Ponting, d. o. o., 2019a], kjer je geome- trija kape lijakaste oblike. Prečni prerezi po višini kape se spreminjajo, vzdolžni prerezi, ki ne potekajo v smeri simetrij elementa, zavzemajo oblike stožnice. – Kapa stebra projekta Most čez kanal HE Formin [Ponting, d. o. o., 2018a], kjer je geometrija enosmerna stožčasta razširi- tev. Del prečnih prerezov se po višini kape spreminja, zgornji del prerezov je kon- stanten, vzdolžni prerezi, ki ne potekajo v smeri simetrij elementa, zavzemajo oblike stožnice. – Segment prekladne konstrukcije projekta Most čez Savo v Krškem [Ponting, d. o. o., 2017], kjer gre zaradi zvonaste razširitve za spremenljiv prečni prerez, spreminja se tudi debelina sten. 3D-prikaz geometrije Element/Projekt Kapa stebra, Most čez Savo Brežice [Ponting, d. o. o., 2019a] Kapa stebra, Most čez kanal HE Formin [Ponting, d. o. o., 2018a] Segment prekladne konstrukcije, Most čez Savo v Krškem [Ponting, d. o. o., 2017] Segment 2 z vključenimi podporami Viadukta Pesnica [Ponting, d. o. o., 2020] Steber, Krško peš most [Ponting, d. o. o., 2019b] Steber, 3 os sever- 6-09 Ravne 2 [Ponting, d. o. o., 2018b] Preglednica 1• Obravnavani konstrukcijski elementi. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 199 2• IZBRANA PROGRAMSKA OPREMA IN OBRAVNAVANI KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI 2.1 Programska oprema Allplan Za izdelavo armaturnih risb se uporabljajo številni računalniški programi, eden izmed bolj uporabljenih v Sloveniji je zagotovo programski paket Allplan. Allplan je programska oprema v lasti nemškega podjetja Nemetschek. Podjetje Nemetschek je leta 1963 ustanovil Georg Nemetschek, skoraj 20 let po ustanovitvi (leta 1984) je bila izdana prva verzija programske opreme Allplan 1.0 (omogočala je CAD-pro- jektiranje). V podporo uporabe BIM-pristopa je bila programska oprema nadgrajena že leta 1997 (predhodno se je leta 1988 do- dalo 3D-modeliranje). Programska oprema Allplan se konstantno razvija ter je še vedno namenjena predvsem gradbenim inženirjem in arhitektom pri oblikovanju in projektiranju gradbenoinženirskih objektov in stavb. Omogo- ča 2D- in 3D-načrtovanje, vključno z uporabo BIM. V programski opremi je uporabniku na voljo več načinov izvoza in uvoza podatkov (dxf, dwg, skp, 3dm idr.), v glavnem pa podpi- ra proces odprtega BIM-pristopa (angl. open BIM) [Allplan, 2021], ki je namenjen za skupno projektiranje, gradnjo in vzdrževanje zgradbe. Uporabniški vmesnik programske opreme in podpora uporabniku sta na voljo v slovenskem jeziku, uporabnik ima na voljo tudi obsežno knjižnico navodil uporabe programske opre- me. Slika 2 prikazuje uporabniški vmesnik programske opreme Allplan, v raziskavi so bile uporabljene verzije od 2020 do 2021. Pri vizualizaciji 3D-prikaza geometrije in arma- ture je bila uporabljena programska oprema BIMvision [BIMvision, 2021]. 2.2 Obravnavani konstrukcijski elementi V raziskavi uporabnosti 3D BIM-modela geo- metrije konstrukcijskega elementa in pripada- jočega 3D BIM-modela armaturnega koša za pripravo ustreznih armaturnih risb s pripada- jočimi izvlečki smo obravnavali šest konstruk- cijskih elementov iz različnih novejših projek- tov s področja mostogradnje. Konstrukcijski elementi s projekti so prikazani v preglednici 1. Namenoma so bile izbrane geometrijsko zahtevnejše in različne oblike, in sicer: – Kapa stebra projekta Most čez Savo Breži- ce [Ponting, d. o. o., 2019a], kjer je geome- trija kape lijakaste oblike. Prečni prerezi po višini kape se spreminjajo, vzdolžni prerezi, ki ne potekajo v smeri simetrij elementa, zavzemajo oblike stožnice. – Kapa stebra projekta Most čez kanal HE Formin [Ponting, d. o. o., 2018a], kjer je geometrija enosmerna stožčasta razširi- tev. Del prečnih prerezov se po višini kape spreminja, zgornji del prerezov je kon- stanten, vzdolžni prerezi, ki ne potekajo v smeri simetrij elementa, zavzemajo oblike stožnice. – Segment prekladne konstrukcije projekta Most čez Savo v Krškem [Ponting, d. o. o., 2017], kjer gre zaradi zvonaste razširitve za spremenljiv prečni prerez, spreminja se tudi debelina sten. 3D-prikaz geometrije Element/Projekt Kapa stebra, Most čez Savo Brežice [Ponting, d. o. o., 2019a] Kapa stebra, Most čez kanal HE Formin [Ponting, d. o. o., 2018a] Segment prekladne konstrukcije, Most čez Savo v Krškem [Ponting, d. o. o., 2017] Segment 2 z vključenimi podporami Viadukta Pesnica [Ponting, d. o. o., 2020] Steber, Krško peš most [Ponting, d. o. o., 2019b] Steber, 3 os sever- 6-09 Ravne 2 [Ponting, d. o. o., 2018b] Preglednica 1• Obravnavani konstrukcijski elementi. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021200 Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta• UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV – Segment 2 prekladane konstrukcije z vklju- čenimi podporami projekta Viadukt Pesni- ca [Ponting, d. o. o., 2020], kjer je preklad- na konstrukcija konstantnega prečnega prereza z eno vmesno razširitvijo, stebri pa so treh vrst (okrogli, ovalni in razcepljeni). – Steber projekta Krško peš most [Ponting, d. o. o., 2019b], kjer se vsi prečni in vzdolžni prerezi po višini spreminjajo. – Steber, 3 os sever-6-09 projekta Ravne 2 [Ponting, d. o. o., 2018b], ki je votli steber iz šestih segmentov, debelina sten zgornjega segmenta je spremenljiva. Težavnost 3D BIM-modeliranja armature v zahtevno geometrijo izbranih elementov poleg geometrije poveča dejstvo, da gostota arma- ture v večini obravnavanih primerov presega 200 kg/m3. Ugotovili smo, da programska oprema Allplan uporabniku z naprednejšim znanjem brez posebnih težav omogoča 3D-modeliranje geo- metrije izbranih konstrukcijskih elementov, kot je tudi razvidno iz preglednic 1 in 2. Slika 2• Uporabniški vmesnik programske opreme Allplan – primer Viadukt Pesnica, segment 2. 3•UPORABNOST 3D BIM-MODELA ARMATURE 3.1 Izdelava ustreznega 3D BIM-modela armature Princip modeliranja armature s programsko opremo Allplan v splošnem poteka v dveh ko- rakih. Prvi korak je izris želene oblike pozicije v ustrezni prerez 3D BIM-modela geometrije, drugi korak pa je polaganje izrisane pozicije, pri čemer so na razpolago različne možnosti, ki so odvisne od potreb armiranja (linearno polaganje, posamično polaganje, polaganje spreminjajoče se pozicije idr.). Posameznim pozicijam je kadarkoli omogočeno spreminja- nje oblike in polaganja, vendar so možnosti sprememb odvisne od primarne izbire načina polaganja. Za uspešno modeliranja je nujno dobro poznavanje programske opreme vključ- no z veliko mero iznajdljivosti ter doslednosti. Avtorsko okolje programske opreme Allplan sicer omogoča modeliranje poljubnih pozicij, težave se pojavijo v povezavi med 3D BIM- modelom in armaturnimi risbami ter izvlečki. Modeliranje vzdolžne armature v skladnosti z ustreznim 3D BIM-modelom načeloma ne predstavlja posebnosti. Ugotovili smo, da pri polaganju armature vzdolž poljubne krivulje pride do povečanega števila različnih po- zicij (prisotno pri projektu Most čez Savo v Krškem, kjer je v obravnavanem segmentu prekladne konstrukcije zvonasta razširitev), saj programska oprema po kriteriju iste dol- žine in iste oblike deli pozicije armature, in je v nadaljevanju nemogoče združevanje palic pod isto pozicijo, ker prihaja do minimalnega odstopanja v dolžinah posameznih palic. Odstopanje je opazno na decimalnih mes- tih izmerjene dolžine, kar je z inženirskega vidika zanemarljivo, pozicije pa bi lahko bile obravnavane kot ena skupna pozicija, saj se s tem zagotovi preglednost na armaturni risbi in izvlečku in tudi enostavnejša izvedba. Po- večano število pozicij lahko odpravimo tako, da vzdolžno armaturo polagamo po tekočih metrih. Pojavi se dodatno delo pri ustreznem prikazu na risbi, saj ni več enolično določene dolžine polaganja vzdolžne armature in posle- dično njenega preklapljanja. Slika 3 prikazuje modelirano armaturo segmenta prekladne konstrukcije – Most čez Savo v Krškem. Na vseh slikah članka, razen na sliki 8, različne barve armature prikazujejo različne premere palic. Poseben način polaganja pozicij armature predstavlja tako imenovano polaganje v obliki pahljače, ki se uporablja zlasti pri elementih, katerih prerez se širinsko spreminja (Segment prekladne konstrukcije, Most čez Savo v Kr- škem in Steber, Krško peš most). Pri elementih s spreminjajočo se širino je lahko prisotna pro- blematika smiselnosti oblik pozicij, ki zapirajo Slika 3• 3D-prikaz armature, rdečo vzdolžno armaturo dobavljeno kot ravne palice in položeno ukrivljeno po opažu. Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 201 prerez, saj se polaga spreminjajoča se pozi- cija, ki zavzame veliko število podpozicij, kar povzroča nevšečnosti tako v železokrivnici kot na gradbišču. Pri tovrstnih geometrijah lahko prihaja zaradi zahteve po ustreznih armatur- nih risbah in poenostavitve dela do drastičnih odstopanj med 3D BIM-modelirano armaturo in splošno 3D-geometrijo elementa. Za izde- lavo armaturne risbe je bila enostavnejša in hitrejša rešitev v namenski izdelavi neprimer- nega 3D BIM-modela, kjer armatura prebija geometrijo elementa (slika 4). V primerjavi z neprimernim BIM-modelom se pri izdelavi 3D BIM-modela, ki zagotavlja skladnost ar- mature z geometrijo elementa, zahteva veliko ročnega polaganja posameznih palic. Pri tem se mora ponavljajoče uporabljat ukaz »Posa- mično polaganje« v kombinaciji z osnovnimi ukazi »Premakni, Zavrti, Kopiraj, Zrcali«. Takšen način zahteva veliko dela, kvaliteta armaturnih risb pa ostane nespremenjena. Pri modeliranju armature so časovno za- mudnejše pozicije, ki krožno zapirajo prečne prereze ter se hkrati spreminjajo, kot je to pri kapi stebrov projekta Most čez Savo Brežice in pri kapi stebra projekta Most čez kanal HE Formin. Za izdelavo takšnih pozicij in upošte- vanje njihovega stikovanja (dolžino stikovanja mora določiti uporabnik in jo ob geometrijskih spremembah tudi posebej kontrolirati) je treba izdelati ustrezne prereze, ki podajajo opaž, ter izrisati in položiti vsako pozicijo posebej. Slika 5 prikazuje armaturni koš in nekatere detajle kape stebra Most čez Savo Brežice. Kot zadnjo problematiko 3D BIM-modeliranja armature izpostavljamo armiranje prerezov stožnice (krog, elipsa, parabola in hiperbo- la), ki nastanejo pri prerezih kap stebrov. Programska oprema Allplan omogoča izris armature po poljubnem opažu, a se pri prere- zih stožnice pojavlja problematika potencialne neizvedljivosti izrisane pozicije v železokrivnici. V namen izrisa pozicije, ki izpolni pogoj izved- ljivosti, je treba izrisati dodatno linijo opaža, prilegajočega se dejanski geometriji, ki za- dosti tako pogoju izvedljivosti pozicije kot tudi ustreznosti armiranja. Opisana problematika je prisotna pri elementu kape stebra, Most čez kanal HE Formin. Modeliranje armature v geometrije elementov, katerih večji del predstavljajo ravne linije (v pri- spevku obravnavana Segment 2 z vključenimi podporami Viadukta Pesnica in Steber, 3 os sever-6-09 Ravne 2), vključno z armiranjem odprtin, ne predstavlja težav. Brez posebnosti je omogočena izdelava 3D BIM-modela, na podlagi katerega se izdelajo ustrezne armatur- ne risbe s pripadajočimi izvlečki. Kot rezultat navedenega slika 6 prikazuje ustrezno mo- delirano armaturo Viadukta Pesnica in slika 7 modelirano armaturo v območju odprtine segmenta 2, steber projekta 3 os sever-6-09 Ravne 2. Gradniki, ki tvorijo 3D BIM-modele, vsebujejo geometrijske in negeometrijske podatke, ki enolično definirajo posamezne gradnike. Pri BIM-pristopu se med udeleženci pri projektu Slika 4• Primer izseka armaturne risbe (levo), izdelane na podlagi neprimernega 3D BIM-modela (desno). Slika 5• 3D-armature – kapa stebra. Slika 6• 3D-prikaz armature prekladne konstrukcije in stebrov. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021202 Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta• UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV običajno podatki 3D BIM-modelov izmenjujejo preko IFC-formata datoteke. Ključno je, da se pri tovrstni izmenjavi podatki ohranijo. Za razliko od vse splošne učinkovitosti izmenjave podatkov z IFC-formatom datoteke, izmenjava pri pozicijah s spreminjajočo se dimenzijo ne deluje. Ugotovili smo namreč, da se pri 3D BIM-modelih armature pozicije, ki imajo spreminjajoče se dimenzije, same razdelijo na posamezne pozicije, kar lahko privede do drastičnega povečanja števila pozicij. To povzroči nepreglednost na izdelani armaturni risbi ter nesmiselnost izdelanega armatur- nega izvlečka. Na primeru, ki ga prikazuje slika 8, lahko vidimo, da se je zgolj začetna spreminjajoča se pozicija razdelila na veliko število pozicij (natančneje na 122), pri čemer posamezne barve podajajo različne številke novonastalih pozicij. Izmenjava modelov ar- mature, ki vsebujejo spreminjajoče se pozicije, med uporabniki programske opreme Allplan ni več funkcionalna. Izvedljiv pa je izvoz datotek IFC-formata s takšnimi pozicijami npr. v pro- gramsko opremo Bexel Manager, kjer pa ni več omogočeno modeliranje armature [Gori- čan, 2021]. Pri izmenjavi datotek med uporab- niki programske opreme Allplan, ki vsebujejo armaturo s spreminjajočimi se pozicijami, je torej možna zgolj uporaba izvornih datotek. 3.2 Priprava armaturnih risb in izvlečkov Izdelava armaturnih risb s programsko opre- mo Allplan temelji na asociativnih prerezih in pogledih 3D BIM-modela. To so prerezi in pogledi, ki se ob spremembah 3D BIM-modela samodejno posodabljajo. Glede na slednje predstavljajo v gradbeni stroki veliko uporab- nost, saj so spremembe in dopolnitve stalnice pri vsakem projektu. Pri izdelavi prereza 3D BIM-modela se določi telo prereza, ki nam predstavlja globino gle- danja. Ugotovili smo, da je pri zahtevnih geo- metrijah globino gledanja zahtevno določiti oziroma nemogoče določiti tako, da ustrezno prikažemo in vključimo vse želene elemente. Nevšečnosti prikaza se pojavljajo predvsem pri armaturi, ki se prilagaja spreminjajočim se prerezom (prisotno pri Kapa stebra, Most čez Slika 7• 3D-prikaz armiranja odprtine. Slika 8• Nefunkcionalnost izmenjave datoteke IFC-formata pri pozicijah s spreminjajočo se dimenzijo. Slika 9• Telo prereza (levo, modra puščica) in posebnost prikaza vzdolžne armature v prečnem prerezu (desno, oranžne puščice). Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 203 Savo Brežice, Kapa stebra, Most čez kanal HE Formin, Segment prekladne konstrukcije, Most čez Savo v Krškem in Steber, Krško peš most). Za odpravo navedene težave se običajno do- loči telo prereza tako, da se globina gledanja zmanjša na minimum, prerez tako sicer ne vsebuje več vseh elementov zahtevanega prikaza, a podaja ustrezni prikaz vzdolžne armature. Pri takšnem načinu dela je elemen- te, ki jih telo prereza ne zajema, treba ročno vstaviti v izdelani prerez, se pa pri tem izgubi popolna povezava med 3D BIM-modelom in izdelanimi prerezi in pogledi. Slika 9 prikazuje telo prereza, širina pravokotnika predstavlja globino gledanja in posebnost globine gle- danja za primer prikaza vzdolžne armature. Programska oprema Allplan omogoča opiso- vanje (ukaz »Opis«) in kotiranje (ukaz »Kotira- nje, opis polaganja«) armature. Ukaza omogo- čata uspešno, predvsem pa pregledno in hitro opisovanje ter kotiranje. Prav tako se lahko opisi in kotiranje kadarkoli poljubno spreminja- jo in dopolnjujejo. Primeri ustrezno izdelanih armaturnih risb na podlagi 3D BIM-modela so prikazani na slikah 10, 11, 12 in 13. Pri izdelavi armaturne risbe programska opre- ma omogoča opcijo avtomatskega opiso- vanja in kotiranja. Opcija je na voljo znotraj ukazov za izdelavo prereza modela. Pri eno- stavnem armiranju se uporaba ukazov izkaže kot sprejemljiva (prihrani delo in čas), kar je prikazano na sliki 14 (levo). Pri zahtevnih armiranjih pa se uporaba navedene opcije v trenutni verziji programske opreme izkaže kot neustrezna, kar je prikazano na sliki 14 (desno), saj sta opis in kotiranje v začetku izdelave nepregledna ter zahtevata veliko do- datnega dela, da se le-ta uredi. Pri zahtevnih armiranjih glede na ugotovitve priporočamo uporabo klasičnih ukazov za opis in kotiranje armature že od začetka izdelave armaturne risbe. Sestavni del vsake armaturne risbe je pri- padajoč armaturni izvleček, ki omogoča izdelavo ustreznih oblik pozicij v železokriv- nici ter dopolnjuje njeno razumevanje. Pro- Slika 10• Izsek armaturne risbe, Viadukt Pesnica. Slika 11• Izsek armaturne risbe, kapa stebra, Most čez Savo, Brežice. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021204 Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta• UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV gramska oprema Allplan v splošnem omo- goča izdelavo vseh vrst poročil o količinah (površine elementov, volumni elementov, mase elementov, izvlečki armature idr.) na podlagi izdelanega 3D BIM-modela. Pri armaturnih izvlečkih nam program Allplan omogoča uporabo predhodno definirane oblike poročil, lahko pa si jih uporabnik poljubno definira sam. Slika 15 prikazuje iz- sek celotnega izvlečka pozicije 1 (segment prekladne konstrukcije, Most čez Savo v Krškem). Izdelane izvlečke armature je treba pregleda- ti, saj se lahko zgodi, predvsem pri zahtevnih oblikah pozicij, da nekatere pozicije zavza- mejo nesmiselno obliko v izvlečku. To je npr. prisotno pri pozicijah spiralne geometrije, ki se nahaja v okolici glav jekla za predna- penjanje (prekladna konstrukcija, Viadukt Pesnica). Nesmiseln prikaz na izvlečku lahko povzroči težave ali celo napake v železokrivni- ci. V izognitev temu se grafika takšne pozicije nadomesti z ustrezno grafiko, ki se lahko izdela kot delni izvlek pozicije, kar ni edina možna rešitev, je pa ta rešitev enostavna in hitra. Je pa treba nesmiselno prikazano grafiko pozicij v izvlečku ob vsaki spremembi 3D BIM-modela armature in izdelavi novega izvlečka armature ponovno nadomestiti z ustrezno grafiko. 3.3 Rezultati V okviru raziskovalnega dela smo ugotovili, da programska oprema Allplan za geome- trijsko zahtevne elemente, omogoča izde- lavo detajlnih 3D BIM-modelov geometrij in armature ter armaturne risbe z ustreznimi Slika 12• Izsek armaturne risbe, Most čez Savo, Brežice. Slika 13• Izsek armaturne risbe, Steber, 3 os sever-6-09 Ravne 2. Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 205 izvlečki. Zaznane in opisane nevšečnosti, ki so prisotne v uporabljeni verziji programske opreme, je mogoče z dobro mero inženir- ske inventivnosti, pozornosti ter poznavanja programske opreme uspešno premostiti. Omogočena je torej izdelava poljubnih oblik pozicij armature, ki v 3D BIM-modelu delujejo popolnoma prilagajoče se dani geometriji. Pri tem je potrebna pozornost, saj vsa zmo- delirana armatura v svoji geometriji ni vedno tehnološko izvedljivo. Glavna posebnost, ki se izpostavlja pri izdelavi armaturnih risb, je določiti ustrezno telo prere- za, ki bo obsegalo vse elemente, hkratno pa ohranilo ustrezni prikaz elementov. Zahtevnost določitve ustreznega telesa prereza je prisot- na zlasti pri elementih, ki imajo spremenljivi prečni prerez. Pozornost je potrebna tudi pri ustreznosti izvlečkov, saj se, predvsem pri vzdolžni armaturi, pojavlja veliko število ena- kih pozicij kot posledica polaganja armature vzdolž poljubne krivulje, pri podajanju arma- ture po tekočih metrih pa ustrezno dodatno kotiranje. Pri vsakršnem določanju poteka in oblike armature je torej nujno potrebno inženirsko znanje konstruiranja. Ugotovitve, do katerih smo prišli pri modeliranju armature ter izdelavi armaturnih risb pri obravnavanih Slika 14• Uporaba opcije za samodejno opisovanje in kotiranje armature. Slika 15• Izsek celotnega izvlečka pozicije 1. Element 3D BIM armature in geometrije Armaturna risba/ izvleček Kapa stebra, most čez Savo Brežice Armiranje po opažu oblike stožnice in pozi- cije, ki krožno zapirajo prečne prereze. Brez težav pri geometriji. Problematika določitve globine gledanja (telo prereza). Kapa stebra, most čez kanal HE Formin Armiranje po opažu oblike stožnic in pozi- cije, ki krožno zapirajo prečne prereze. Brez težav pri geometriji. Problematika določitve globine gledanja (telo prereza). Segment prekladne konstrukcije, most čez Savo v Krškem Številčenje pozicij vzdolžne armature. Brez težav pri geometriji. Problematika določitve globine gledanja (telo prereza). Segment 2 z vključenimi podporami Viadukta Pesnica Brez posebnosti in težav pri armaturi ter geometriji. Brez posebnosti. Steber, Krško peš most Pahljačasto položena armatura in pozicije, ki zapirajo prečne prereze. Odstopanje med arma- turo in geometrijo. Brez težav pri geometriji. Odstopanje med 3D BIM-modelom in armaturno risbo. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021206 Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta• UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV Preglednica 2• Ugotovitve obravnavanih konstrukcijskih elementov. konstrukcijskih elementih, so strjeno podane v preglednici 2. Le 3D BIM-modeli, pri katerih ni odstopanj med armaturo in geometrijo, omogočajo funkcionalnost BIM-modelov višjih dimenzij. Brez natančnega 3D BIM-modela je upo- raba BIM-modelov višjih dimenzij omejena in neučinkovita. V naši raziskavi smo tudi ugotovili, da so vsi modeli, z izjemo Steber, Krško peš most, primerni za nadgradnjo v višje BIM-dimenzije. Steber, 3 os sever-6-09 Ravne 2 Brez posebnosti in težav pri armaturi ter geometriji. Brez posebnosti. 4•SKLEP Sodobne programske opreme omogočajo iz- delavo 3D BIM-modelov geometrije in pripada- jočih 3D BIM-modelov armature. Zanimalo nas je, ali je 3D BIM-modeliranje učinkovito tudi za elemente zelo zahtevnih mostnih konstrukcij. To smo raziskovali s programsko opremo Allplan in ugotovili, da je za obravnavane ele- mente modeliranje uspešno izvedljivo. Gradbišča, še posebej pri nas, za svoje delova- nje še vedno potrebujejo in zahtevajo armatur- ne risbe [UL RS, 2018] in programske opreme morajo to potrebo zadovoljiti. Na osnovi oprav- ljenega dela, ki je predstavljeno v članku, smo ugotovili, da Allplan za pripravo armaturnih risb in pripadajočih izvlečkov omogoča uspešno uporabo izdelanih 3D BIM-modelov. Trenutno in dokler bo potreba po risbah, je za razvoj programske opreme, za avtomatizacijo dela in naprednejšo uporabo 3D BIM-modelov po- tencial v samodejnem opisovanju in kotiranju armature. V obravnavanih verzijah tovrstno delovanje še ne dosega stopnje, ki bi v vseh pogledih zadovoljila uporabnika, oz. se zahteva veliko naknadnih popravkov in lastne presoje s strani uporabnika. Glede na vidik, da se tehnologija razvija eksponentno hitro [Roser, 2013], in na osnovi lastnih raziskovanj in opa- žanj napredovanja Allplana ([Goričan, 2018], [Goričan, 2021]) je pričakovati, da bo v nekaj letih dosežena stopnja, ki bo zadovoljila še tako zahtevnega uporabnika in zahtevno geometrijo. 3D BIM-model armature bo svoj polni po- tencial izpolnil, ko v gradbeni panogi ne bo več primarne potrebe po risbah. Potreba po risbah pa bo izginila oziroma se bo drastično zmanjšala, ko se bo današnja celostna podo- ba gradbeništva preoblikovala v Gradbeništvo 4.0. BIM bo svojo popolno dodano vrednost dosegel, ko bo prisoten v vseh fazah gradnje in bo s tehnologijami, kot so robotika, mešana resničnost, umetna inteligenca itd., narekoval potek gradbenega projekta prihodnosti. Pri tem bo 3D BIM-model armature od projektanta potoval do digitalizirane železokrivnice, od tam pa do gradbišč oz. do robotiziranih grad- bišč, ki bodo s pomočjo mešane resničnosti, robotov in tudi 3D-tiska omogočale napredno vgradnjo armature brez kakršnihkoli vmesnih postaj na papirju [Sawhney, 2020]. Slika 16 prikazuje robotsko roko, ki izdeluje armaturni koš poljubne oblike. Gradbeništvo 4.0 že v dobri meri realizirata Norveška in Dubaj. Za Dubaj se napoveduje, da bo do leta 2025 25 % vseh novih stavb zgrajenih s pomočjo tehnologije 3D-tiska [Je- zard, 2018]. Na Norveškem pa se izvaja projekt mostu Randselva (634 m dolg most grajen po tehnologiji prostokonzolne gradnje), ki se gradi popolnoma digitalizirano z uporabo 3D BIM-modelov in je eden prvih projektov pri katerem se ne uporabljajo več klasične risbe. Uporabljen 3D BIM-model je skoraj v celoti iz- delan kot parametričen 3D BIM-model, za sam prikaz detajlov na gradbišču pa se uporablja mešana resničnost [Trimble, 2021]. Slika 16• Robotska roka izdeluje armaturni koš poljubne oblike [Sawhney, 2020]. 5•ZAHVALA Zahvaljujemo se projektantskemu podjetju Ponting, d. o. o., ki nam je omogočilo uporabo projektov in s sodelovanjem podprlo raziskavo obrav- navane problematike. Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 207 6•LITERATURA Aram, S., Eastman, C., Sacks, R., Requirements for BIM platforms in the concrete reinforcement supply chain, Automation in Construction, 2013, 35, 1–17, 2013. Allplan, https://www.allplan.com/index.php, 2021. BIMvision, https://bimvision.eu/, 2021. Bluebeam, https://www.bluebeam.com/, 2021. BuildingSmart, https://www.buildingsmart.org/about/openbim/, 2021. Caudill, L., 60 Years History of CAD Infographic, Cadenas Partsolutions, https://partsolutions.com/60-years-of-cad-infographic-the-history-of-cad- -since 1957/, 2017. Cherkaoui, H., A history of BIM, Letsbuild, https://www.letsbuild.com/blog/a-history-of-bim, 2017. Doan, D. T., Ghaffarianhoseini, Al., Naismith, N., Zhang T., Rehman, A., Tookey, J., Ghaffarianhoseini, Am., What is BIM? A Need for A Unique BIM Definition, Metec Web of Conferences 266, 2019. Goričan, T., Brunčič, A., Rožič, D., Kuhta, M., Uporabnost programske opreme Allplan za izdelavo armaturnih risb geometrijsko zahtevnih mostnih konstrukcij, 40. zborovanje gradbenih konstruktorjev Slovenije, Slovensko društvo gradbenih Konstruktorjev, Bled 2018, 163–170, 2018. Goričan, T., Uporabnost BIM pristopa od projektanta do izvajalca s programskima opremama Allplan in Bexel Manager na primeru Viadukta Pesnica, Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo, 2021. Han-bin, L., Chao-hua, X., Resarch on BIM-based drawings query and feedback system with smart hand-held devices, Creative Construction Cnference, 2014, 85, 351–357, 2014. Jezard, A., One-quarter of Dubai’s buildings will be 3D printed by 2025, World Economic Forum https://www.weforum.org/agenda/2018/05/ 25-of-dubai-s-buildings-will-be-3d-printed-by-2025/, 2018. Kuhta, M., Ledinek, M., BIM pri projektiranju mostov, Gradbeni vestnik, letnik 67, številka 4, str. 66–74, 2018. Nummelin, M., Tirkkonen, T., BIM Guideline for Bridges, Guidelines of the finnish transport agency, 6eng/2014, 2014. Pan, Y., Zhang, L., Roles of artificial intelligence in construction engineering and management: A critical review and future trends, Automation in Construction, 2021, 122, 1–21, 2021. Plangrid, https://www.plangrid.com/gb/, 2021. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, Most čez Savo v Krškem, Ponting, 2017. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, Most čez HE Formin, Ponting, 2018a. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, 3 os sever- 6-09 Ravne 2, Ponting, 2018b. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, Most čez Savo Brežice, Ponting, 2019a. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, Krško peš most, Ponting, 2019b. Ponting, d. o. o., projektne dokumentacije za izvedbo gradnje – PZI, Viadukt Pesnica, Ponting, 2020. Roser M., Hannah R., Technological Progress, Our World in Data, https://ourworldindata.org/technological-progress, 2013. Sawhney, A., Riley, M., Irizarry, J., Construction 4.0: an innovation platform for the built environment, Routledge, 2020. Skledar, K., Skladnost računalniškega programa Allplan s standardom SIST EN ISO 3766:2004, Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo, 2020. Trimble, https://www.tekla.com/bim-awards/randselva-bridge, 2021. Turk, Ž., Gradbeništvo kot industrija 4.0, European construction industry federation, predavanje, 2019. UL RS, Pravilnik o podrobnejši vsebini dokumentacije in obrazcih, povezanih z graditvijo objektov, Uradni list RS št. 36/18 in 51/18 – popr., Uradni list Republike Slovenije, 2018. UPORABNOST BIM MODELOV ZA IZDELAVO ARMATURNIH RISB KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV MOSTOV•Tomaž Goričan, doc. dr. Milan Kuhta Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021208 Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 209 Železniška proga Ljubljana–Jesenice–država meja je enotirna in je bila zgrajena v obdobju 1869–1870 kot del takratne proge Ljubljana–Trbiž. V letih 1963 in 1964 je bila proga v celoti elektrificirana. Glavni cilji projekta nadgradnje železniške proge v skladu s tehničnimi specifikacijami za interoperabilnost so: (i) zagotoviti višjo nosilnost proge (dovoljeni pritiski 22,5 t/os in 8,0 t/m), (ii) odpraviti ozka grla ter povečati prepustnost in prevozne zmogljivosti železniške proge, (iii) povečati hitrosti vlakov na nove projektirane hitrosti, (iv) povečati stopnje varnosti železniškega in cestnega prometa in (v) odpraviti in preprečiti negativne vplive na okolje. NADGRADNJA ŽELEZNIŠKE PROGE LJUBLJANA–JESENICE – DRŽAVNA MEJA Lokacija: Železniška proga Ljubljana–Jesenice–državna meja (medpostajni odseki Kranj–Podnart, Podnart–Lesce Bled in Lesce Bled–Jesenice) Investitor: Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo Projektanta: SŽ – Projektivno podjetje Ljubljana, d. d. in TIRING, d. o. o. Inženir: DRI upravljanje investicij, d. o. o. Izvajalci: Konzorcij JV CGP, d. d., SŽ-ŽGP Ljubljana, d. d., GH Holding, d. o. o., Riko, d. o. o., Gorenjska gradbena družba, d. d. (medpostajni odsek Kranj–Podnart), Riko, d. o. o. (medpostajni odsek Podnart–Lesce Bled), konzorcij podjetij SŽ–ŽGP Ljubljana, d. d., CGP, d. d., GH HOLDING, d. o. o. in Riko, d. o. o. (medpostajni Lesce Bled–Jesenice) Slika 1 in 2• Prenova železniške proge na odseku Kranj–Podnart. Foto: arhiv Direkcije RS za infrastrukturo. NADGRADNJA ŽELEZNIŠKE PROGE LJUBLJANA–JESENICE–DRŽAVNA MEJA•Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021210 Nadgradnja železniške proge na odseku Kranj–Jesenice poteka v več sklopih, in sicer: (i) odsek Kranj–Podnart, trajanje del v obdobju november 2020–julij 2022, pogodbena vrednost gradbenih del znaša 48,92 milijona evrov, (ii) odsek Podnart–Lesce Bled: trajanje del v obdobju november 2020–julij 2022, pogodbena vrednost gradbenih del znaša 46,89 milijona evrov, (iii) odsek Lesce Bled–Jesenice: trajanje del v obdobju maj 2021–september 2022, pogodbena vrednost gradbenih del pa znaša 70,59 milijona evrov. Za nadgradnjo odsekov Kranj–Podnart in Podnart–Lesce Bled so bila odobrena evropska sredstva iz Mehanizma za okrevanje in odpornost (RRF) v višini 44 milijonov evrov, za odsek Lesce Bled–Jesenice pa v višini 29,63 milijona evrov. Slika 3 in 4• Izgradnja novega nadvoza čez železniško progo v Radovljici. Foto: arhiv Direkcije RS za infrastrukturo. Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo• NADGRADNJA ŽELEZNIŠKE PROGE LJUBLJANA–JESENICE–DRŽAVNA MEJA Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 211 Slika 6• Prenova železniškega postajališča Otoče. Foto: arhiv Direkcije RS za infrastrukturo. Slika 5• Prenova železniške proge mimo postajališča Globoko. Foto: arhiv Direkcije RS za infrastrukturo. Slika 7• Trasiranje proge skozi Lesce. Foto: arhiv Direkcije RS za infrastrukturo. NADGRADNJA ŽELEZNIŠKE PROGE LJUBLJANA–JESENICE–DRŽAVNA MEJA•Ministrstvo za infrastrukturo, Direkcija RS za infrastrukturo Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021212 ZADNJI PRIPRAVLJALNI SEMINAR IN IZPITNI ROK ZA STROKOVNE IZPITE ZA GRADBENO STROKO V LETU 2021 ZADNJI PRIPRAVLJALNI SEMINAR IN IZPITNI ROK ZA STROKOVNE IZPITE ZA GRADBENO STROKO V LETU 2021 A. PRIPRAVLJALNI SEMINARJI: Seminarje organizira Zveza društev gradbenih inženirjev in tehnikov Slovenije (ZDGITS), Karlovška cesta 3, 1000 Ljubljana; Telefon: (01) 52-40-200 e-naslov: gradb.zveza@siol.net; gradbeni.vestnik@siol.net. Uradne ure: od ponedeljka do četrtka od 09.00 do 14.00 ure; v petek ni uradnih ur za stranke! Pripravljalni seminar bo za: 1. Pooblaščene inženirje gradbene stroke (to je za kandidate, ki imajo končano najmanj drugo bolonjsko stopnjo gradbeništva, oziroma univerzitetni diplomirani inženirji grad- beništva, ter za kandidate, ki izpolnjujejo pogoje po 58. členu Zakona o arhitekturni in inženirski dejavnosti) 2. Vodje del za področje gradbene stroke (to je za kandidate, ki izpolnjujejo pogoje izobrazbe iz gradbene stroke za izvajalce po 4. točki prve in druge alinee 14. člena Gradbenega zakona) Predavanja bodo iz naslednjih predmetov izpitnega programa: 1. Predpisi s področja graditve objektov, urejanja prostora, arhitekturne in inženirske dejavnosti, zborničnega sistema ter osnov varstva okolja in splošnega upravnega postopka 2. Investicijski procesi in vodenje projektov 3. Varstvo zdravja in življenja ljudi ter varstvo okolja pri graditvi objektov 4. Področni predpisi in standardizacija s področja graditve objektov Cena za udeležbo na seminarju in za literaturo znaša 623,22 EUR z DDV. Kandidati lahko poslušajo tudi zgolj posamezna predavanja v okviru rednih seminarjev, cena za obisk posa- meznega predavanja je 124,64 EUR z DDV. V cenah so všteti tudi odmori za kavo. V primeru prepovedi zbiranja večjega števila ljudi na dogodkih v zaprtih javnih prostorih z namenom omejitve širjenja virusa covid-19, bo seminar izveden kot spletna konferenca. Kotizacijo za seminar je potrebno nakazati ob prijavi na poslovni račun ZDGITS: SI56 0201 7001 5398 955. Prijavo je potrebno posredovati organizatorju (ZDGITS) na e-naslov gradb.zveza@siol.net najmanj 7 dni pred začetkom seminarja! Prijavni obrazec je objavljen na spletni strani ZDGITS. Izvedba seminarja je odvisna od števila prijav (najmanj 20). B. STROKOVNI IZPITI potekajo pri Inženirski zbornici Slovenije (IZS), Jarška 10-B, 1000 Ljubljana. Informacije o strokovnih izpitih in izpitnih programih je mogoče dobiti na spletni strani IZS (www.izs.si), po telefonu (01) 547-33-19 (uradne ure: ponedeljek, sreda, četrtek, petek od 10.00 do 12.00 ure; v torek od 14.00 do 16.00 ure) ali osebno na sedežu IZS (uradne ure: ponedeljek, sreda, četrtek in petek: od 8.00 do 12.00 ure; torek: od 12.00 do 16.00 ure). SEMINAR IZPIT 04. - 06. 10. 2021 23. in 24.11.2021 (po potrebi še 25.) Gradbeni vestnik • letnik 70 • september 2021 NOVI DIPLOMANTI UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO IN GEODEZIJO Rubriko ureja•Eva Okorn, gradb.zveza@siol.net III. STOPNJA – DOKTORSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRAJENO OKOLJE Gabrijela Starešinič, Potresni odziv vodoravnih betonskih fasad- nih sistemov armiranobetonskih montažnih stavb, mentorica prof. dr. Tatjana Isaković, somentor doc. dr. Matija Gams; https:// repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=129261 I. STOPNJA – VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ GRADBENIŠTVA Ciril Obreza, Hidravlična analiza odseka reke Voglajne z raču- nalniškim programom HEC-RAS, mentor viš. pred. Matjaž Nekrep Perc, somentorica izr. prof. dr. Janja Kramer Stajnko; https:// dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=79633&lang=slv I. STOPNJA – UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRADBENIŠTVO Jurij Zemljič, Jekleni most za pešce z razponom 19 m, mentor prof. dr. Stojan Kravanja, somentor doc. dr. Tomaž Žula; https:// dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=79687 II. STOPNJA – MAGISTRSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM VODARSTVO IN OKOLJSKO INŽENIRSTVO Anamarija Plestenjak, Vzdrževanje in rekonstrukcija prečnih objektov na primeru Kamniške Bistrice, mentor doc. dr. Simon Rusjan, somentor viš. pred. dr. Jošt Sodnik; https://repozitorij.uni- -lj.si/IzpisGradiva.php?id=129488 I. STOPNJA – VISOKOŠOLSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRADBENIŠTVO Petar Jukić, Analiza razlik med prodajnimi cenami in posploše- nimi (tržnimi) vrednostmi nepremičnin v občini Domžale, mento- rica izr. prof. dr. Maruška Šubic-Kovač; https://repozitorij.uni-lj.si/ IzpisGradiva.php?id=128979 I. STOPNJA – UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM GRADBENIŠTVO Miha Koplan, Parametrična analiza nosilnosti zidane vila blok stavbe, mentor prof. dr. Vlatko Bosiljkov; https://repozitorij.uni-lj. si/IzpisGradiva.php?id=129018 UNIVERZA V MARIBORU, FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO KOLEDAR PRIREDITEV Rubriko ureja•Eva Okorn, ki sprejema predloge za objavo na e-naslov: gradb.zveza@siol.net 30.9.2021 GBC Slovenija – 6. Konferenca trajnostne gradnje Spletna konferenca in v živo Škofja Loka https://gbc-slovenia.si/dogodki-inizobrazevanja/ konferenca-trajnostne-gradnje-2021/ 14.-16.10.2021 ICCEN 2021 - 9th International Conference on Civil Engineering Singapur www.iccen.org/index.html 27.-29.10.2021 SCA21 — 6th Smart City Applications International Conference Spletna konferenca Safranbolu, Turčija http://medi-ast.org/SCA2021/ 2.-6.11.2021 5th World Landslide Forum Kjoto, Japonska http://wlf5.iplhq.org/ 4.11.2021 Strokovni posvet Društva za ceste severovzhodne Slovenije ”Slovensko gradbeništvo pred izzivi izgradnje velikih promet- nih infrastrukturnih projektov” Maribor, Slovenija www.dcm-svs.si 1.-4.12.2021 11th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar Valletta, Malta www.iwagpr2021.eu/ 23.-25.2.2022 DFI-PFSF Piling & Ground Improvement Conference 2022 Sydney, Avstralija www.dfi.org/dfieventlp.asp?13385 27.-29.3.2022 ICOCE 2022 – 6th International Conference on Civil Engi- neering Spletna konferenca Singapur www.icoce.org/ 15.-18.4.2022 ICCEMS 2022 — 7th International Conference on Civil Engi- neering and Materials Science Čiba, Japonska www.iccem.org 1.-5.5.2022 ICSMGE 2022 - 20th International Conference on Soil Mecha- nics and Geotechnical Engineering Sydney, Avstralija www.icsmge2022.org/ 20.-24.6.2022 ICOSSAR 2021-2022, 13th International Conference on Structural Safety & Reliability Šanghaj, Kitajska www.icossar2021.org/ 27.-29.6.2022 IS-Cambridge 2022 — 10th International Symposium on Geo- technical Aspects of Underground Construction in Soft Ground Cambridge, Združeno kraljestvo Velike Britanije in Severne Irske www.is-cambridge2020.eng.cam.ac.uk/ 22.-24.8.2022 GMINFRA 2022 — Global Meet on Infrastructure and Construc- tion Pariz, Francija https://primemeetings.org/2022/infrastructure-construction 17.-21.9.2023 12th International Conference on Geosynthetics Rim, Italija www.12icg-roma.org