Naučni radovi

Analiza vibracija pješačkih mostova pri prometnom opterećenju pješacima

Autori: M.Sc.C.E. Sara Pirc Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

              B.Sc.C.E. Petra Mužic, Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Tema rada je analiza modela pješačkog prometa kod ispitivanja dinamičkog ponašanja mosta. U
svrhu te analize je provedeno eksperimentalno dinamičko ispitivanje na rešetkastom pješačkom mostu
zgrade Građevinskog fakulteta.
Nakon dobivenih dinamičkih karakteristika mosta, izrađen je numerički model u kojem je
definirana vremenska funkcija modela kretanja pješaka. Usporedbom rezultata ispitivanja sa onima
dobivenim numeričkim modelom, potvrđena je ispravnost numeričkog modela opterećenja pješaka i
primijenjene „Time history“ metode proračuna. Model opterećenja podrazumijeva vremenski i
prostorno promjenjivo djelovanje koje mijenja svoju veličinu i položaj duž mosta po određenoj
funkciji vremena.
U daljnjoj analizi potvrđeni model opterećenja i proračun dinamičkog ponašanja konstrukcije
pomoću „Time history“ metode korišteni su na modelima dva pješačka mosta najučestalijih statičkih
sustava koji se koriste u projektiranju pješačkih mostova – grednom i visećem. Zadavanjem različitih
varijanti konstrukcijskih elemenata i mijenjajući uvjete oslanjanja dobiveni su rezultati ubrzanja pri
vibriranju rasponskog sklopa.
Usporedbom dobivenih vrijednosti dinamičkih odgovora tih konstrukcija donesen je zaključak o
podobnosti pojedinog konstrukcijskog rješenja u svrhu smanjivanja vibracija.

Procena stanja prilazne konstrukcije i stubova Sentandrejskog mosta u Novom Sadu

Autori: Bukvić, O., Milošević, O., Božulić, I., Arsić, D., Pijanić, I.

               Fakultet tehničkih nauka Univerziteta u Novom Sadu

U radu je prikazana procena stanja prilazne konstrukcije i stubova Sentandrejskog mosta u Novom Sadu, rađena u cilju utvrđivanja stepena nosivosti, stabilnosti, upotrebljivosti i trajnosti mostovske konstrukcije, kao veoma značajnog dela saobraćajne infrastrukture. Sentandrejski most je drumski most na kanalu Dunav-Tisa-Dunav, izgrađen je 1964. godine, od prethodnonapregnutog i armiranog betona, po tada važećim propisima (Privremeni tehnički propisi za beton i armirani beton). Detaljanim vizuelnim pregledom utvrđeni su karakteristični defekti i oštećenja dostupnog dela konstrukcije (prilazne konstrukcije i stubova mosta), kao i uzroci njihovog nastanka. Prikazana je analiza prikupljenih podataka i rezultati nedestruktivnih ispitivanja ugrađenih materijala, na osnovu kojih je zaključeno da je potrebno izvršiti konstrukcijsku sanaciju objekta.

Analiza makro komponenata T elemenata u spoju greda-stub prateći redukciju nosivosti stubova

Autor: Ivana Tadić, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu

 

Slučajna opterećenja, kao što su požar, eksplozije, udari ili posledice ljudskih grešaka mogu vrlo lako izazvati kolaps elemenata koji su izloženi ili smešteni u blizini izvora opasnosti, stoga procena nosivosti konstrukcije je od krucijalnog značaja za inženjere kako bi obezbedili određen nivo bezbednosti i osigurali postojanje alternativnih puteva za prenos opterećenja. Cilj je izbeći progresivni kolaps, fenomen usled koga gubitak nosivosti lokalnog elementa izaziva rušenje cele konstrukcije ili njenog većeg dela. Prva istraživanja i naučni radovi na ovu temu započeti su nakon rušenja zgrade Ronan  Point, 1968. što je, takođe, dovelo do razvijanja pojma robusne konstrukcije i projektovanja ovakvih objekata. Robusnost je opisana kao sposobnost konstrukcije da podnese neproporcionalni kolaps prouzrokovan delovanjem slučajnih opterećenja. Kako bi se postigla izdržljivost konstrukcije pod uticajem ekstremnih opterećenja, najveći značaj se pridaje oblikovanju konstruktivnih elemenata, ostvarivanju kontinuiteta između elemenata kao i duktilnosti elemenata i njihovih spojeva. Nekoliko slučajeva propadanja konstrukcija ukazuju da lom uglavnom počinje u spoju između grede i stuba u slučaju abnormalnih opterećenja. Iz tog razloga, spojevi grede i stuba smatraju se jedanim od glavnih elemenata za istraživanje i procenu kako bi se definisala nosivost robusne konstrukcije i obezbedila dovoljna krutost i  duktilnost. Ako veze sa zavrtnjevima ne bi bile projektovane tako da zadovonje ove uslove najverovatnije bi nastupio lom, nedozvoljavajući nikakvu preraspodelu opterećenja. Tema rada obuhvata pregled i analizu makro elemenata u spoju grede i stuba sa zavrtnjevima, zatim utvrđivanje njihove ukupne nosivosti i duktilnost usled monotonog opterećenja kao i uticaj velikih deformacija na ove osobine. Međutim, utvrđivanje duktilnosti spoja često biva problematično zbog velikih zahteva u pogledu definisanja numeričkog modela u analzi konačnih elemenata.  Obimna istraživanja su sprovedena kako bi se utvrdila ukupna nosivost i duktilnost, podaci su iskorišćeni za potvrđivanje numeričkih modela i potom uvršteni u parametarsku analizu, ispitujući dva glavna parametra, rastojanje izmenju zavrtnjeva i debljinu čeone ploče. Cilj je izvesti zaključke o ponašanju spoja grede i stuba kako bi se doprinelo projektovanju otpornijih veza i samim tim postigla bolja celovitost konstrukcije.

USPOREDNA ANALIZA RAZLIČITIH VARIJANTI PRIMJENE OUTRIGGER SUSTAVA NA PRIMJERU VISOKE ZGRADE

Autor: mag. ing. aedif. Ivan Hafner, Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Tema ovoga istraživanja je usporedna analiza različitih varijanti razmještaja rešetkastih
nosača tj. „outriggera“ po visini visoke zgrade te kako njihov razmještaj te broj utječu na
ponašanje same konstrukcije. Cilj ovakvih sustava je smanjenje momenta koji djeluje na
jezgru konstrukcije pa je to bio osnovni parametar na temelju kojeg je rađena usporedba
između pojedinih varijanti. Osim toga, promatran je pomak vrha konstrukcije za mjerodavnu
kombinaciju opterećenja, kao i međukatni pomak. U konačnici, promatrana je i količina čelika
potrebna za izradu outriggera. Na temelju analize kroz osam modela u računalnom
programu SciaEngineer 2011 zaključeno je da je razmještaj ovih rešetki na većem broju
lokacija po visini konstrukcije učinkovitiji, ali i kompleksniji za izradu od njihovog razmještaja
na manjem broju lokacija, no kroz veći broj etaža. U nastavku rada ovakvi će rezultati biti
pobliže objašnjeni.

Proračun visoke zgrade diagrid sustava u Zagrebu

Autor: mag.ing.aedif. Karlo Ožić, Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Izgradnja visokih zgrada od samih početaka do danas je uvelike napredovala, ne
samo po učinkovitosti konstrukcijskih sustava nego i po zaigranosti i spektrom
mogućnosti ostvarivih oblika pomoću modernih materijala i suvremenih saznanja. Počevši
od tipičnog čeličnog ili armiranobetonskog krutog okvira krajem 19. stoljeća koji je
mogao doseći 20-30 katova, današnja tehnološka dostignuća omogućavaju inženjerima da
grade strukture više od 100 katova.
U mnoštvu razvijenih sustava posebno se ističe relativno novi i revolucionarni diagrid
(DIAgonal GRID) sustav. Pojava diagrid sustava je rezultat arhitektonskog zanimanja za
estetski potencijal dijagonalnih elemenata koje je počelo s cijevnim sustavima sa
spregovima. Razvijanjem tog koncepta dovelo je stvaranje novog konstrukcijskog sustava
bez vertikalnih stupova. Drugi razlog stvaranja diagrid sustava su mnoge prednosti
postavljanja dijagonalnih elemenata po vanjskom obodu zgrade, u kojima je najvažnija
puno veća učinkovitost od sustava u kojima su uzdužni elementi postavljeni u uskoj jezgri
u središtu zgrade. Iako je relativno nov konstrukcijski sustav dobro je poznat u odreĎenim
dijelovima svijeta.
U ovoj točki predstavit ćemo neke od najuspješnijih graĎevina ostvarenih pomoću diagrid
sustava. Diagrid sustav se često koristi na visokim graĎevinama ali ima puno primjera
gdje se može efikasno koristiti kao ljuska ili krovna konstrukcija čime daje dodatan
estetski značaj i dinamičnost samoj konstrukciji.

PROJEKT SANDUČASTOG BETONSKOG MOSTA IZVEDENOG SLOBODNOM KONZOLNOM GRADNJOM PREKO RIJEKE ČIKOLE

Autor: mag.ing.aedif. Matija Adaković

Most služi za prijelaz preko rijeke Čikola i istoimenog kanjona. Prema rasponu spada u kategoriju srednjih raspona, no prema izvedbi u značajan inženjerski pothvat s obzirom na veličine konzola tijekom izvedbe. Model i proračun napravljeni su u programskom paketu „SOFiSTiK“. Zbog slobodne konzolne gradnje, potrebno je dimenzionirati i zadovoljiti granična stanja nosivosti i uporabivosti tijekom svih faza izvedbe i tijekom uporabe mosta. Sandučasti presjek prednapet je nategama za prednapinjanje i to u dvije faze, tijekom izvedbe i prije puštanja u promet. Naposljetku je napravljen plan montaže krletke da ju se geodetski precizno namješta tijekom izvedbe, tako da niveleta mosta bude u željenom (nultom) položaju za ciljanu fazu uporabe. Na temelju proračunskih rezultata napravljeni su tehnički nacrti presjeka, plan armature presjeka te rasporedi natega za obje faze prednapinjanja.

Fraktali i njihova biomimetička primena u strukturalnom inženjerstvu

Autor: dipl. ing. Dušan Arsić, Fakultet tehničkih nauka Univerziteta u Novom Sadu 

Ovaj rad je posvećen fraktalima i njihovoj implementaciji u strukturalnom inženjerstvu. U radu se najpre bavimo terminom fraktala i njihovim kratkim istorijskim razvojem. Potom su prikazani fraktali u prirodi i njihova upotreba u tehnologiji. Drugi deo rada se bazira na analizi fraktalnog drveta. Objašnjen je pojam i definisani su osnovni parametri. Analizi se pristupilo na dva načina: analitički i numerički. U analitičkom delu dobijeni su pravci glavnih krutosti svake tačke i te krutosti. Takođe je dobijena i elipsa pomeranja svake tačke i data je formula za položaj centra mase. U numeričkom delu smo se bavili modalnim frekvencijama fraktalnih struktura, uočena je lokalizacija oscilovanja i proverena je prethodna pretpostavka o odnosima modalnih frekvencija.