Toma Slak, Vojko KilarZASNOVA LESENIH IN JEKLENIH KONSTRUKCIJ NA POTRESNIH OBMOÈJIH AR <strong>2005</strong>/1(Slika 9) in V-povezja, v katerih upoštevamo obe diagonali: tlaèno innatezno (Slika 10). Seèišèe diagonal mora leati na neprekinjenemhorizontalnem elementu. K-povezja, pri katerih lei seèišèe diagonalna stebru, po EC 8, niso dovoljena. (Slika 10)(imenovanih potresne zveze "seismic links"), sposobni sipatienergijo s plastiènim upogibom in/ali plastiènim strigom. Topomeni, da se mora potresna zve<strong>za</strong> plastièno deformirati,preden se kaj podobnega zgodi v kateremkoli spoju alielementu osnovne konstrukcije. Konstrukcijski sistem morabiti <strong>za</strong>snovan tako, da doseemo enakomerno duktilnoobnašanje vseh potresnih zvez. Potresne zveze (seismic links)so lahko vertikalne ali horizontalne (Slika 12).Slika 9:Okvir s koncentriènimi povezji diagonale (majhna podajnost).Frame with concentric diagonal bracings (small elasticity).Slika 12:Naèin delovanja horizontalne potresne zveze: a) primerne <strong>za</strong>krajše razpone med stebri, b) ustrezne <strong>za</strong> varovanje stebrov (ker jezve<strong>za</strong> daleè od stebra).Working of the horizontal seismic links: a) suitable for smallerspans between columns, b) suitable for protecting columns (sincethe joint is away from the column).Slika 10: Okvir s koncentriènimi povezji "V" povezja (majhna podajnost).Frame with concentric bracings "V" bracings (small elasticity).Projektiramo jih tako, da plastifikacija nateznih diagonal(neelastièno razvleèenje - trajna deformacija) nastopi predplastifikacijo ali uklonom gred ali stebrov in pred porušitvijo spojev.To pomeni, da natezne diagonale sipajo veèino dovedene energije inso edine moèneje poškodovane (so v slubi "varovalke"). Diagonalnielementi morajo biti postavljeni tako, da so pomiki in deformacije vvsaki etai, pri potresni obtebi v vseh smereh podobne. Namenjeniso samo prenašanju potresne obtebe, pri vertikalni obtebi jih neupoštevamo. Spoji diagonal morajo biti dodatno ojaèani (dodatnanosilnost) tako, da je njihova nosilnost <strong>za</strong> 20% veèja od osnenosilnosti diagonale. Pri V-povezjih je treba grede projektirati tako,da lahko prev<strong>za</strong>mejo vse predvidene obremenitve brez upoštevanjadiagonal (greda ne sme "viseti" na diagonalah, te so tu zgolj <strong>za</strong>radihorizontalnih obremenitev).Konzolne konstrukcije (obrnjeno nihalo) (Slika 13) sokonstrukcije, kjer je veèina mase v zgornjem delu. Obmoèjesipanja energije je v glavnem ob vpetju konstrukcije. Posebejse preverja stebre in vpetje stebrov v temelje. Relativnavitkost stebrov je omejena na 1.5 (r < 1.5), kar pomeni, da jeuklonska nosilnost stebra najmanj 40% osne nosilnosti stebra.Slika 13:Konzolna konstrukcija - obrnjeno nihalo (velika podajnost).Cantilever structure - inverted pendulum (greater elasticity).Slika 11: Okvir z ekscentriènimi povezji (manjša podajnost).Frame with eccentric bracings (lesser elasticity).Okviri z ekscentriènim povezjem (Slika 11) prevzemajohorizontalno obtebo predvsem z osno obremenjenimi elementi,ekscentriènost v <strong>za</strong>snovi povezja pa je takšna, da se energija lahkosipa s cikliènimi upogibnimi ali strinimi deformacijami gred.Teèenje upogibnih elementov (v upogibu ali strigu) mora nastopitipreden ti elementi popustijo <strong>za</strong>radi natega ali tlaka. Ti okviri soprojektirani tako, da so v obmoèjih ekscentriènih pove<strong>za</strong>vSlika 14:Mešana konstrukcija (okvir+betonske stene), konstrukcija zjedrom (manjša podajnost).Mixed structure (frame+concrete walls), structure with a core(lesser elasticity).Mešane konstrukcije (Slika 14) so konstrukcije <strong>za</strong>rmiranobetonskimi jedri ali stenami, katere v glavnemprevzemajo vse horizontalne obtebe. Mešana konstrukcija jetudi konstrukcija, ki del horizontalne obremenitve prev<strong>za</strong>me spomiènimi okviri in del z okviri s povezji, ki sodelujejo v istiravnini. Polnila oz. polnilne stene morajo biti enakomernorazporejene po višini. S tem se izognemo <strong>za</strong>htevi popoveèanju duktilnosti v elementih okvira. Èe ta <strong>za</strong>hteva niizpolnjena, moramo stavbo obravnavati kot neregularno povišini.50
AR <strong>2005</strong>/1Toma Slak, Vojko KilarZASNOVA LESENIH IN JEKLENIH KONSTRUKCIJ NA POTRESNIH OBMOÈJIHVsak element (okvir: jeklo, polnila: zid, beton,...)obravnavamo po doloèilih, ki veljajo <strong>za</strong> ta material, iz katerega jeelement. Èe je polnilo polno vpeto v okvir, ga obravnavamo kotsovpreno konstrukcijo, sestavljeno iz jekla in betona. Èe jepolnilo loèeno od konstrukcije, sistem obravnavamo kot jeklenokonstrukcijo. Èe je polnilo nepove<strong>za</strong>no, vendar v stiku zokvirjem, morajo biti polnila po višini enakomerno porazdeljenapo konstrukciji. Èe temu ni tako, je treba konstrukcjo obravnavatikot neregularno po višini. Upoštevati je treba tudi vpliv polnila nakonstrukcijo (Slika 15).Slika 15:Pomièni okviri z dodanimi koncentriènimi diagonalami(Slika 16) potresno obtebo prevzemajo s pomiènimi okviri in šedodatno s koncentriènimi diagonalami.Jeklene konstrukcije z nosilnimi masivnimi polnili (Slika 17)so sestavljene iz jeklenih pomiènih okvirov in iz betonskih alizidanih polnil s sposobnostjo prevzema vodoravne obtebe.Slika 16:Negativni vpliv nepove<strong>za</strong>nega polnila v stiku z okvirjem na glavnokonstrukcijo pri parapetnem polnilu in pri prestrigu polnilne stene.Negative effect of masonry infills disconnected from the frame at thejoint on the main structure in parapet infills and shear failure of amasonry infill.Pomièni okvir + koncentriène diagonale (majhna podajnost).Moment resisting frame + concentric bracing (small elasticity).presegati meje elastiènosti, uporabljene v raèunu <strong>za</strong> veè kot 10%!Med gradnjo je treba prepreèiti kakršnokoli spremembokonstrukcije, ki bi povzroèila poveèanje ali zmanjšanje togosti alinosilnosti <strong>za</strong> veè kot 10%.Èlanek povzema pravila potresno odporne gradnje <strong>za</strong> lesenein jeklene konstrukcije iz <strong>za</strong>konodaje (EC 8), ter jih skušaaplikativno razloiti <strong>za</strong> potrebe arhitekturne projektantskeprakse. Delo je omejeno samo na bistvene principe in priporoèila,ki se nanašajo na potresno odporno gradnjo. Eno od pomembnihsporoèil standarda EC 8 je, da izrazito slabe konstrukcijske<strong>za</strong>snove ni mogoèe preoblikovati v varno <strong>za</strong>snovo s pomoèjodobrega statiènega raèuna in ustreznega konstruiranja oz.projektiranja. Tovrstna raèunska varnost je le namišljena in jolahko razgali e prvi resnejši potresni sunek. Zelo pomembno seje <strong>za</strong>vedati, da so raèunske potresne sile v predpisih reducirane, tj.zmanjšane in prilagojene stavbam s "povpreèno" dobro <strong>za</strong>snovo,predpisani ukrepi pa <strong>za</strong>gotavljajo le minimalno potresnoodpornost.Viri in literaturaEuropean Standard prEN 1998-1, Revised Final PT Draft (preStage 49), DraftMay 2002 prEN 1998-1:200X, Doc CEN/TC250/SC8/N317. Eurocode 8:Design of structures for earthquake resistance Part 1: General rules, seismicactions and rules for buildings, CEN, European Committee forStandardi<strong>za</strong>tion.Fajfar, Peter, 1999: Gradivo <strong>za</strong> Seminar o uporabi evropskih predpisov <strong>za</strong>konstrukcije: Eurocode 8 - Splošno in anali<strong>za</strong>, IKPIR - FGG, Ljubljana.Fischinger, M., 2002: EC 8 projektiranje potresno odpornih konstrukcij. V:Zbornik seminarja: Novosti v potresnem inenirstvu, ur: P. Fajfar, M.Fischinger, Ljubljana. UL- FGG, IKPIR in Slovensko društvo <strong>za</strong> potresnoinenirstvoKilar, V., Slak, T., 2003: Zasnova armiranobetonskih in zidanih konstrukcij napotresnih obmoèjih,. V: Juvanec, B., ur.: Arhitektura, raziskave 2003/1, str.30-35 in 86-87. UL- <strong>Fakulteta</strong> <strong>za</strong> <strong>arhitekturo</strong>, Ljubljana.Kilar, V., Slak, T., 2002: Vpliv <strong>za</strong>snove konstrukcije na potresno odpornost. V:Ujma, št. 16, str. 264-273, Ljubljana.Slak, T., Kilar, V.; <strong>2005</strong>: Arhitekt in <strong>za</strong>snova potresno odpornih stavb po predpisuEurocode 8: Osnove, pristopi k problemu in izvleèki predpisa skomentarjem : poroèilo o raziskovalnem delu na Fakulteti <strong>za</strong> <strong>arhitekturo</strong> vletu 2004. Ljubljana, <strong>Fakulteta</strong> <strong>za</strong> <strong>arhitekturo</strong>.Slika 17:Pomièni okvir + nosilna masivna polnila - polnilo loèeno odkonstrukcije (majhna podajnost).Moment resisting frame + load-bearing concrete or masonry infills -infills separated from the structure (small elasticity).Kontrola projektiranja in gradnjeZagotoviti je treba, da bo izvedena konstrukcija ustre<strong>za</strong>laprojektirani. Delavniški naèrti in naèrti montae morajovsebovati detajle spojev, dimenzije in kakovost vijakov in zvarovter kakovost jekla <strong>za</strong> elemente. Posebej mora biti navedenamaksimalna meja elastiènosti v obmoèjih s sposobnostjo sipanjaenergije. Dejanska meja elastiènosti uporabljenega jekla ne smeasist mag Toma Slakdoc dr Vojko Kilar<strong>Fakulteta</strong> <strong>za</strong> <strong>arhitekturo</strong>Univer<strong>za</strong> v <strong>Ljubljani</strong>tomaz.slak@arh.uni-lj.sivojko.kilar@arh.uni-lj.si51