• Razvoj in kalibracija numeričnih algoritmov (WP1)

Razvoj in kalibracijo numeričnih algoritmov smo začeli s poglobljeno analizo rezultatov eksperimentalnih raziskav iz projekta CONSTRAIN (https://2014-2020.ita-slo.eu/it/constrain), v katerih je bilo raziskano potresno obnašanje zidov utrjenih z maltnimi oblogami na eni ali obeh straneh, ki so armirane s kompozitnimi materiali (Slika 1).

Slika

Slika 1 Potresno utrjevanje zidov s tehniko "CONSTRAIN": a) vgradnja, b) shematski prikaz dvostranske in c) enostranske utrditve.

Na podlagi primerjave odziva in poškodb v različnih vzorcih ter kritične in sistematične analize rezultatov, s katero smo preučili tudi spremembe togosti, nosilnosti, disipirane energije in dušenja, smo določili porušne mehanizme (Slika 2). Ti mehanizmi so bili osnova za razvoj analitičnih modelov za določanje odpornosti, s katerimi na preprost in zanesljiv način določimo učinek utrditve na način, ki je primeren za uporabo v projektiranju.

Slika

Slika 2 Prikaz porušnih mehanizmov utrjenega zidovja.

Da bi razširili območje veljavnosti razvitih modelov, smo izdelali tudi detajlne numerične modele (v (programih Abaqus in OOFEM), jih kalibirali ter validirali (Slika 3). Ti modeli so omogočili analizo in razumevanje zahtevne interakcije med zidovjem in maltnimi oblogami, ter analizo različnih, večjih konstrukcijskih konfiguracij pri različnih pogojih (različni materiali, geometrije in robni pogoji), kot je prikazano na sliki 4.

Slika

Slika 3: Shematični prikaz detajlnih modelov v a) Abaqusu, b) OOFEM in c) primer validacije s primerjavo s preizkusom na zidnem slopu. 

Slika

Slika 4: Parametrične na konstrukcijskih sklopih naraščujoče kompleksnosti: a) iz programa Abaqus in b) iz programa OOFEM.

Da bi razvili robustno metodologijo za potresno analizo konstrukcij z modeli z nadomestnimi okvirji s koncentrirano plastičnostjo, ki temelji na potisni analizi, smo preučili posebnosti in prednosti različnih komercialnih računalniških programov, ki se v uporabljajo v projektantski praksi: Midas GEN, Tremuri, PROSAP in SREMB. Za vsak program smo razvili ustrezne postopke za uporabo s preučevano metodo utrjevanja.

• Smernice za projektiranje utrjevanja CONSTRAIN (WP2)

Izbrali smo tipične primere konstrukcijskih sklopov naraščujoče kompleksnosti in za njih izdelali modele z nadomestnimi okvirji in koncentrirano plastičnostjo ter izvrednotili analitične modele. Rezultate smo primerjali in kritično presodili ter določili podobnosti in razlike (slika 5). Za določene primer smo naredili tudi primerjave z detajlnimi modeli.   

Slika

Slika 5: Primer primerjave krivulj odpornosti iz različnih programov na osnovi nadomestnih okvirjev in analitičnih modelov. 

Poleg mnogih preprostih konfiguracij slopov, portalov, eno in večetažnih sten smo naredili tudi model pilotne stavbe, ki je bila preizkušena v okviru projekta CONSTRAIN (slika 6), in zanjo izvedli potisno analizo. Rezultati so pokazali dobro ujemanje med različnimi računskimi orodji, primerjave pa so pomagale ovrednotiti prispevek različnih stopenj utrjevanja (npr. samo po obodnih zidovih, vsi zidovi obojestransko). 

Slika

Slika 6: Primerjava rezultatov analiz z nadomestnimi okvirji na realnih stavbah z različnimi program.

Vsi partnerji so po svojih zmožnostih in kompetencah pomagali pri pisanju Smernic za projektiranje in vgradnjo potresnih utrditev CONSTRAIN. Smernice so razdeljene na tri poglavja, od katerih je vsako namenjeno različnim bralcem: prvo poglavje je za lastnike, upravitelje in investitorje, drugo je za projektante in tretje za izvajalce in nadzornike:

• Poglavje za lastnike, upravitelje in investitorje vsebuje informacije o tem, kdaj je potrebno utrditi nosilno konstrukcijo, kdaj je smiselno uporabiti tehniko CONSTRAIN in finančne vidike utrditve. 
• Poglavje za projektante opisuje vse faze del pri potresni utrditvi od pregleda konstrukcije, zbiranja podatkov o konstrukciji do razlag različnih načinov računa za oceno potresne ogroženosti. Prikazani so tudi primeri, navodila za interpretacijo rezultatov iz različnih programov in za vzdrževanje utrjene konstrukcije. 
• Poglavje za izvajalce in nadzornike vsebuje podrobna navodila in opise vseh korakov od pregleda kvalitete zidovja in priprave podlage do opisa postopka nanosa maltnih oblog po sistemu CONSTRAIN. Vsak korak je razložen z besedilom in slikami ter poudarki na kritičnih korakih in tipičnih napakah. Dodani so tudi tipični projektantski načrti (slika 7), ki prikazujejo npr. Povezovanje v vogalih in stik s temeljem.

Slika

Slika 7: Primer projektantskih načrtov s prikazanimi detajli.

• Pilotni projekt za izbrane obstoječe stavbe (WP3)

Za dve pilotni stavbi smo izdelali projekt potresne utrditve z metodo CONSTRAIN:

• v Italiji smo obravnavali socialni blok, ki je bil zgrajen v petdesetih letih (Slika 9a). Gre za dvoetažno opečno stavbo s kletjo. Objekt smo izbrali, ker je zelo tipičen za socialno gradnjo Ministrstva za javna dela v Italiji. Cilj projekta je, da se stavbo utrdi s čim manj posegi v notranjosti, da bi zmanjšali stroške in neprijetnosti za stanovalce kot je začasna izselitev.
• v Sloveniji smo obravnavali zgodovinsko stavbo v centru Ljubljane (slika 8b)  iz leta 1885. Stavba je opečna in ima tri nadstropja, klet in mansard. Stavba ima kulturno zaščiteno fasado in določene poslikave v notranjosti. Cilj tega projekta je, da bi se zasnovalo utrditev tako, da se ohrani zaščitene elemente.

Slika

Slika 8: Pilotni stavbi v a) Vidmu in b) Ljubljani.

Za obe stavbi smo pridobili originalno tehnično dokumentacijo in izvedli oglede na objektu. Za stavbo v Vidmu smo izvedli tudi in-situ preiskave za določitev materialnih lastnosti (slika 9a), za stavbo v Ljubljani pa smo lahko naredili le vizualni pregled in omejen odvzem materialov s katerim smo preveli stanje in ujemanje z bazami podatkov za določitev materialnih karakteristik (slika 9b).

Slika

Slika 9: Preiskave na pilotnih stavbah a) in-situ porušne preiskave v Vidmu a) in b) natančni vizualni pregledi v Ljubljani.

Potresno odpornost obeh pilotnih stavb smo naredili s potisno analizo modelov iz nadomestnih okvirjev s koncentrirano plastičnostjo. Program Midas Gen smo uporabili za stavbo v Vidmu, program 3Muri pa za stavbo v Ljubljani. Rezultati kažejo, da je potresna odpornost obeh stavb v obstoječem stanju nezadostna glede na zahteve današnjih standardov. Zato smo v nadaljevanju sprojektirali potresno utrditev in primerjali odziv neutrjene in utrjene stavbe.

Slika

Slika 10: Modela stavb za oceno potresne odpornosti  in krivulji odpornosti: a) stavba v Vidmu in b) stavba v Ljubljani. 

Skladno s postopki opisanimi v smernicah smo izdelali projekta utrditve, na katerih je natančno opisano in narisano kje in koliko maltnih oblog je potrebno. Vzporedno smo naredili tudi analize cen predvidenih del, ki so vključevale direktne in indirektne (povezane z začasno izselitvijo) stroške. Stroške utrditev smo primerjali tudi s klasičnimi metodami utrjevanja. 

• Diseminacijske aktivnosti

V oktobru in novembru 2025 bomo imeli cel niz tehničnih seminarjev in konferenc za diseminacijo rezultatov projekta:

• Za člane strokovnih združenj (inženirji) – 8 seminarjev po 3 ure (4 v Italiji in 4 v Sloveniji)
• Za tehnike, civilno zaščito, konzervatorje, izvajalce, upravljalce – 6 seminarjev po 3 ure (3 v Italiji in 3 v Sloveniji)

Poleg tega je vodilni partner rezultate projekta prikazal na dveh mednarodnih konferencah s področja gradbeništva:

• REHABEND Congress “Construction Pathology, Rehabilitation Technology and Heritage Management” (7-9 maggio 2024): presentazione della memoria dal titolo “The strengthening of floor and roof masonry ring beams with fibre-based composite materials: experimental tests”;
• HIVIB Symposium “16th International Symposium on Human-Induce Vibrations and Seismic Influencer on Structures” (15-18 maggio 2024): presentazione della memoria del titolo “Seismic performance of CRM strengthened masonry: from experiments to analytic approach”