CONSTRAIN

TC1

Krepitev raziskav, tehnološkega razvoja in inovacij

Projekt v številkah
Trajanje:
24 mesecev
Začetek: 01.03.20
Konec: 28.02.22
Št. partnerjev: 6
 
Trenutno stanje projekta
Celotni znesek:
875.365,00€
Prispevek ESRR:
744.060,25€

The project in numbers

Trajanje: 
24 mesecev
Start / End: 
01.03.20 to 28.02.22
Project progress: 
100%
Budget: 
875365.00€
Prispevek ESRR: 
744060.25€

CONSTRAIN

Razširjanje in uporaba inovativnih strategij za potresno zaščito zidanih stavb
Prednostna os 1
Spodbujanje inovacijskih zmogljivosti za povečanje konkurenčnosti območja
Specifični cilj: 
SC 1.1.
Prednostna naložba: 
PN 1b
Tipologija: 
Standard
Splošni cilj projekta: 

Glavni splošni cilj projekta je izdelava, disimilacija in uporaba inovativnih strategij za seizmično zaščito
obstoječih zidanih stavb. Ta cilj je skladen prednostno naložbo 1.b.

Povzetek projekta: 

Potresna zaščita zgradb, varnosti ljudi in omejitev materialne škode so ključni izzivi na predlaganem
programskem območju. Za soočenje s temi izzivi se predlaga vzpostavitev sinergije znanj in spretnosti
partnerjev iz področja proizvodnega sektorja (vključena so štiri podjetja iz proizvodnega sektorja) in
raziskovalne sfere (vključeni sta dve raziskovalni inštituciji). Cilj projekta je spodbujanje inovacij na področju
potresne utrditve in sanacije stavb z upoštevanjem trajnostne rabe virov in razširjanje pridobljenega znanja
za izboljšanje konkurenčnosti izvajalskih podjetij. Projekt se osredotoča na obstoječe zidane stavbe, ki so
bolj potresno ranljive od drugih tipov stavb. Na podlagi dosedanjih izkušenj posameznih izvajalcev se
načrtuje skupna študija obstoječih sanacijskih ukrepov in ukrepov za utrditev, ki bo podlaga za razvoj
inovativnih strategij utrjevanja in saniranja stavb. Nove strategije bodo temeljile na uporabi sodobnih
vlaknastih kompozitnih materialov za izvedbo horizontalnih zidnih vezi in armiranih ometov le po zunanjih
straneh nosilnih zidov stavb. Za potrditev učinkovitosti predlaganih sanacijskih strategij, ki so boljše v smislu
manjše uporabe materialov in nevšečnosti za stanovalce, bo načrtovana, izvedena in preizkušana testna
stavba v naravnem merilu. Izvedli se bodo tudi testi posameznih konstrukcijskih elementov.

Glavni rezultati: 

Aktivnosti partnerjev skozi celotno obdobje projekta so bile raznolike. Naloge so si partnerji delili z namenom optimizacije rezultatov.

Administrativna in znanstvena koordinacija

Že na začetku projekta je bilo organizirano izvedbeno načrtovanje tehnično-znanstvenih dejavnosti in delitev dejavnosti s partnerji. Izvedeni so bili postopki komuniciranja aktivnosti, ustrezno pripravljena spletna stran projekta z izdelavo reprezentativne podobe, vnosom logotipov partnerjev in pripravljen plakat s povzetkom projekta, ki bo razstavljen v partnerski lokacije. Spletno mesto se nenehno posodablja z dokumenti, ki povzemajo dejavnosti, izvedene v vsakem semestru projekta, in poročajo o bistvenih vidikih vseh izvedenih eksperimentalnih testov.  Glavne novice o eksperimentalnih dejavnostih na voljo na družbenih omrežjih.

Organizirani so bili sestanki po spletu in osebna srečanja med posameznimi partnerji. Imeli smo tudi redne skupne sestanke z vsem partnerji.

Glede na načrtovano eksperimentalno kampanjo so bili dosledno izvedene vse naloge in izpolnjeni vsi tehnološko-konstruktivni vidiki. Rešene so bile tehnične podrobnosti v zvezi z izdelavo in eksperimentiranjem testnih vzorcev, potrebnih za karakterizacijo različnih minimalno invazivnih tehnik posegov v obstoječe zidane objekte (preizkusi na strig pri konstantnem tlaku in upogib zidanih slopov izven ravnine, preskusi upogiba in striga zidov, preskusi upogiba izven ravnine za vzorce v obliki črke C in zaključnih vezi na vrhu, preskusi karakterizacije materialov in zidov) in pilotne zgradbe, v njihovi osnovnem in utrjenem stanju.

Usklajene so bile diseminacijske dejavnosti namenjene predstavitvam rezultatov raziskav v šolah, strokovnih združenjih, javnih/zasebnih telesih v gradbenem sektorju in javnih zavodih, pristojnih za nadzor gradbene dejavnosti, tako v Italiji kot v Sloveniji.

Analiza in ocena tehnik z zmanjšano invazivnostjo in hitro izvedbo

V sodelovanju s partnerji je bila izdelana zbirka tehnične dokumentacije o zgodovinski zidani gradbeni dediščini projektnega območja. Namen zbirke je poznavanje materialov, obdobje gradnje in druge tehnološke podrobnosti gradnje, ki so pomembne za potresno ranljivost  zgradb (razporeditev odprtin, povezave med stenami in s tlemi, prisotnost vezi in/ali talnih robnikov).

Zbrane so bile različne tehnike za potresno utrditev, ki se uporabljajo na programskem območju, pri tem smo opazili pomembne razlike med tistimi, ki se uporabljajo v Sloveniji, in tistimi, ki se uporabljajo v Italiji. V Sloveniji so bolj uporabljane na tradicionalne tehnike (injektiranje malte, omet armiran s kovinsko mrežico in cementno malto, razvezovanje in šivanje), v Italiji pa sodobne tehnike z uporabo vlaken (steklenih, karbonskih, jeklenih), razpršenih v polimerni ali anorganski matrici.

Prednosti in slabosti teh tehnik so bile obravnavane in analizirane na podlagi znanja, pridobljenega s preučevanjem znanstvenih publikacij, ter na podlagi eksperimentalnih in teoretičnih izkušenj nekaterih partnerjev. V tej študiji so bile poudarjene tudi posebnosti glede načrtovanja in izvedbe teh ojačitev z upoštevanjem združljivosti materialov, trajnostjo in invazivnostjo za obstoječe konstrukcije.

Zbrane so bile študije o tehnikah za povezovanje delov konstrukcije skupaj, da bi preprečili, da stavbe med potresom razpadejo. Prednost teh sistemov je, da so minimalno invazivni z enostavnimi in lokalnimi posegi, ki se pogosto izvajajo samo zunaj zgradbe.

Izveden je bil podroben pregled literature, ki je poudarila bistvene pomanjkanje eksperimentalnih študij. Zato so bile razvite in izpopolnjene numerične simulacije, da bi razumeli učinkovitost in probleme teh ojačitev ter omogočili določili preizkušance za eksperimente, ki lahko pravilno predstavljajo dejansko stanje v elementu konstrukcije. Med temi tehnikami so bili upoštevane zaključne vezi armirane s kompozitnimi mrežami, s podrobnimi numeričnimi simulacijami za analizo njihovega potenciala, ki so zaradi njihove zanemarljive invazivnosti zelo uporabni za spomeniško zaščitene objekte. Utrjevanje z ene strain se je izvajalo s kompozitnimi mrežami, prevlečenih s polimernimi smolami FRP (Fiber Reinforced Polymer); vlakna so izdelana iz stekla, karbona ali jekla in se lahko lepijo na površino zidu z epoksidnimi smolami (FRP) ali s cementnimi ali apnenimi maltami (FRM – Fiber Reinforced Mortar).

Raziskovali smo tehnike utrjevanja na površini samo na eni strani zidu, da bi omogočili posege samo od zunaj, s čimer bi se začasni izselitvi in povezanimi nevšečnostmi za stanovalce. Največ pozornosti smo namenili utrjevanju z nanosom armiranega ometa z mrežo iz steklenih ali karbonskih vlaken. V literaturi obstajajo študije z aplikacijami samo na eni strani, ki kažejo slabe rezultate, vendar temeljijo le na diagonalnih tlačnih testih. Ta vrsta preskusa ne predstavlja dejanskega napetostnega stanja v zidu. Preliminarne numerične simulacije so bile narejene, da smo imeli oceno odziva, na podlagi katerega smo določili testne vzorcev, ki jih je treba testirati v eksperimentalni kampanji. V študiji so bili preskušeni zidovi z obremenitvami v in izven ravnine.

Te numerične študije so omogočile, da smo pridobili pomembne informacije o obnašanju zgradb, utrjenih s temi tehnikami.

V tej študiji so bile poudarjene tudi posebnosti glede načrtovanja in izvedbe teh ojačitev, ki upoštevajo združljivost materialov z obstoječimi, trajnost in invazivnost v obstoječe konstrukcije.

Eksperimentalni preizkusi

Ob upoštevanju numeričnih simulacij, izvedenih v okviru WP3.1, in z integracijo drugih modelov, smo zasnovali vzorce, ki smo jih eksperimentalno preizkusili v laboratorijih Univerze v Trstu, Univerze v Ljubljani, podjetja Fiber Net in Univerze v Brescii, ki je bila določena za izvedbo testa na pilotni zgradbi. Pri načrtovanju vzorcev so bili upoštevani vsi konstrukcijski detajli, ki so potrebni za izvedbo specifičnih testov, predvidenih med razvojem raziskovalnega projekta. Posebna pozornost je bila namenjena izbiri materialov za izdelavo testnih vzorcev. Izbrali smo tako kamenje, ki je tipično za stare zidane stavbe tako v Italiji kot v Sloveniji. V ta namen je bilo odločeno, da uporabijo kamne, vzete iz porušenih zgradb na potresno prizadetem območju osrednje Italije, in vzpostavili stik s COI Amatrice-Accumoli, ki je navedel dva kamnoloma. Na žalost so bila rušenja zaradi COVID-19 ustavljena od novembra 2020 brez informacij o datumu nadaljevanja. Zato je bilo treba poiskati alternativno rešitev za dobavo kamnov. Izbrali smo kamnolome Consorzio Cavatori Credaro (BS). Oblikovana je bila zasnova mešanice malt in v podjetju, ki proizvaja malte, je bilo naročena večja količina malte za pripravo maltne mešanice, da bi dosegli homogenost materiala v vseh vzorcih.

Na podlagi pregleda literature, preliminarnega numeričnega modeliranja in izbire materialov, je končana faza načrtovanja vzorcev za testiranje.

Pri gradnji vzorcev je bilo veliko pozornosti namenjene gradnji, ki bi bila reprezentativna za stare stavbe iz programskega območja.

Izdelali smo načrte preizkuševališč za izvedbo vseh predvidenih preizkusov: ciklični strižni test slopov, strižno upogibni test prekladnih delov zidov, vertikalno in horizontalno upogibanje izven ravnine, elementi v obliki črke C, zaključne vezi in preizkusi na pilotni zgradbi; določili smo strojno in drugo opremo, ki naj bi bile izdelane ali integrirane z obstoječo osnovno opremo in naročili izdelavo. Nato so bile sestavljena preizkuševališča  ter določena razporeditev merilnih instrumentov v različnih predvidenih eksperimentalnih preizkusih.

Vse vzorce so sezidali delavci partnerjev Veneziana Restauri in Kolektorja CPG.

Med gradnjo smo jemali vzorce malte, ki smo jo kasneje preizkusili.

Izvedenih je bilo 8 cikličnih strižnih preskusov na nearmiranih zidanih slopih (3 dvoslojni iz kamna, 2 enoslojna iz opeke in 3 dvoslojna iz opeke). Zidovi so bili ojačani z armiranim ometom samo na eni strani ali na obeh straneh. Izvedli smo tudi 3 teste na zidanih slopih izven ravnine - (1 dvoslojni iz kamna, 1 enoslojna iz opeke in 1 dvoslojna iz opeke), utrjenih z isto tehniko le na eni strani, na Univerzi v Trstu.

Opravljenih je bilo 8 ravninskih upogibnih in strižnih preskusov na prekladnih delih zidov nad odprtino (4 nearmirani in 4 armirani z armiranim ometom, od tega polovica v kamnu in druga v opeki) in dva horizontalna upogibna preizkusa zaključne vezi izven ravnine (1 v kamnu in 1 v opeki) armirani s kompozitno mrežo v maltne fuge, na Univerzi v Ljubljani. V istem laboratoriju sta bila za karakterizacijo materiala izdelana 2 vzorca, ki sta bila podvržena preskusu centriranega stiskanja za vsako obravnavano vrsto zidu.

V laboratoriju podjetja Fiber Net sta bila izvedena 2 izvenravninska vodoravna upogibna preizkusa vzorcev zidakov v obliki črke C (1 v kamnu in 1 v opeki).

Nazadnje je bila zgrajena dvonadstropna pilotna stavba iz kamna z dvojno oblogo in stropnimi konstrukcijami ter leseno streho, ki je bila preizkušena v laboratoriju Univerze v Brescii. Pri gradnji smo poskrbeli za vse konstrukcijske podrobnosti. Tudi naprave za nanašanje obremenitve so bile podrobno obdelane, da bi se izognili neželenim parazitskim obremenitvam med preskusi. Zabeležene so bile tako vrednosti obremenitve kot globalni in/ali relativni premiki številnih točk konstrukcije (54 merilnikov premika in 6 merilnih celic). Preskus v neojačani konfiguraciji je omogočil vpogled v odziv zgradbe do stopnje poškodbe tik pred zrušitvijo, omogočil popravilo/ojačitev s predvideno tehniko. Za tem je bil izveden drugi preskus na ojačani konstrukciji. Stavba je bila potresno utjena le z zunanje strani. Maltna obloga je bila sestavljena iz mavca, armiranega z GFRP mrežo, ter sidrana s povezovalnimi sidri. Operacije so bile izvedene v laboratoriju Pietro Pisa Univerze v Brescii. Preskus po nanosu ojačitve je omogočil vpogled v odziv zgradbe do stopnje poškodbe blizu porušitve. Izvedene so bile tudi dinamične meritve pred in po izvedbi testa, da bi preučili razlike v lastnih frekvencah stavbe.

Zbrani rezultati za silo in vrednosti absolutnih/relativnih pomikov v različnih točkah vzorca so bili zbrani in prikazani na grafih. Za pilotno zgradbo so bile izvedene tudi meritve z visoko občutljivimi merilniki pospeška, da bi zaznali nihajne oblike in nihajne čase konstrukcije pred in po preskusih v osnovnem in utrjenem stanju.

Analiza eksperimentalnih rezultatov

Vse rezultate smo grafično izrisali in jih komentirali ter interpretirali. Rezultate na utrjenih vzorcih smo primerjali s tistimi iz neutrjenih, da bi poudarili učinkovitost utrjevanja. Primerjali smo tudi rezultate različnih vrst zidovja, da bi ugotovili, pri katerih je tehnika utrjevanja pokazala največjo učinkovitost. O rezultatih eksperimentalnih testov smo obsežno razpravljali z različnimi partnerji, da bi našli skupno razlago in jo predstavili na seminarjih. Razviti so bili numerični modeli za simulacijo eksperimentalnih testov. Pri tem smo morali modele kalibrirati na podlagi eksperimentalnih rezultatov. Pravzaprav so bili vsi eksperimentalni testi numerično simulirani z modeli, za katere so značilne različne stopnje natančnosti, da bi umerili najprimernejše za uporabo na profesionalnem področju.

Na koncu je bilo izdelano zaključno poročilo o vseh izvedenih aktivnostih in z vsemi rezulati numeričnih simulacij

Diseminacija rezultatov projekta

Skupaj s komunikacijskimi menedžerji podjetij Fiber Net in IGMAT smo načrtovali koledar interaktivnih učnih ur z dijaki 2 gradbenih šol in 4 italijanskih tehničnih inštitutov ter 1 strokovne šole, 3 tehničnih inštitutov in 2 slovenskih študijskih programov:

SEMINARJI L1 (2h vsak)

Trieste

Scuola Edile Trieste

21/02/2022

ITS A.Volta (Costruzioni, ambiente, territorio)

16/03/2022

Udine

Scuola Edile Udine

19/11/2022

ISIS Arturo Malignani (Costruzioni, ambiente, territorio)

04/03/2022

Venezia

IIS A. Pacinotti (Costruzioni, ambiente, territorio)

27/04/2022

Tolmezzo

ISIS F. Solari

22/04/2022

Kranj

EDC

21/01/2022

Srednja gradbena Kranj (SESG)

16/06/2022

Ljubljana

ERUDIO

31/01/2022

UL FGG

07/06/2022

Srednja gradbena Ljubljana

07/06/2022

Fakulteta za arhitekturo (UL FA)

27/06/2022

 

Tehnično-informacijski seminarji so potekali v 5 strokovnih združenjih inženirjev, deželnem štabu Civilne zaščite, pisarnah ATER v Vidmu in Trstu ter Univerzi v Trstu v Italiji in Sloveniji, v 8 podjetjih in Zavodu za varstvo kulturne dediščine. Slovenije:

SEMINARJI L2 AND L3 (4h vsak)

Trieste

ATER Trieste

12/07/2022

Università degli studi di Trieste

24/06/2022

Ordine degli Ingegneri di Trieste

24/06/2022

Udine

ATER Udine

16/06/2022

Ordine degli ingegneri di Udine

15/07/2022

Gorizia

Ordine degli Ingegneri di Gorizia

24/06/2022

Venezia

Ordine degli Ingegneri di Venezia

07/07/2022

Pordenone

Ordine degli ingegneri di Pordenone

09/06/2022

Palmanova

Protezione Civile Palmanova

13/07/2022

Kranj

SANING

08/08/2022

Nova Gorica

GO-PLAN

18/08/2022

Projekt dd

24/08/2022

Ljubljana

IRGO

13/07/2022

IRMA

08/08/2022

ELEA

25/08/2022

IBE

31/08/2022

ZVKDS (Institute for protection of cultural heritage of Slovenia)

25/08/2022

Ajdovščina

CORUS

18/08/2022

 

Gradivo, uporabljeno na tehničnih seminarjih, je bilo pripravljeno in razdeljeno udeležencem. V Italiji sta bila napisana in predstavljena dva znanstvena članka na Nacionalni konferenci o potresnem inženirstvu ANIDIS XIX (11./15. september 2022 – Torino), ki bosta objavljena v Procedia Structural Integrity; v Sloveniji pa je bil napisan konferenčni članek, ki je bil predstavljen na Zborovanju gradbenih konstruktorjev Slovenije (Rogaška Slatina, oktober 2021).

Poleg tega so bile pripravljene brošure in roll-upi za predstavitev projekta CONSTRAIN na dogodku Interreg, ki je bil 21. septembra v hotelu Savoia v Trstu. 2022.

Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piers

Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot Building

Conference paper: Eksperimentalne raziskave utrjenih prekladnih delov kamnitih zidov

Partner

Vodilni partner

Università degli Studi di Trieste, Dipartimento di Ingegneria e Architettura

Trieste
ITA

Projektni partner št.1

Fibrenet S.p.a.

Udine
ITA

Projektni partner št.2

Veneziana Restauri Costruzioni Srl

Venezia
ITA

Projektni partner št.3

Univerza v Ljubljani (Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo)

Osrednjeslovenska
SLO

Projektni partner št.4

Igmat d.d, Inštitut za gradbene materiale

Osrednjeslovenska
SLO

Projektni partner št.5

Kolektor Cestno podjetje Nova Gorica, Družba za vdzrževanje in gradnjo cest d.o.o.

Goriška
SLO

Projektni dokumenti

CONSTRAIN.jpg
( 700 bytov, published on 27 Avgust, 2020 - 13:27 )
POSTER SLO/ITAPOSTER SLO/ITA
POSTER-CONSTRAIN-2020.pdf
( 2 byta, published on 16 September, 2020 - 10:56 )
TISKOVNO SPOROČILO SLO/ITATISKOVNO SPOROČILO SLO/ITA
COMUNICATO-STAMPA-01-ITA-SLO.pdf
( 479 bytov, published on 16 September, 2020 - 10:56 )
TISKOVNO SPOROČILO SLO/ITA - 02TISKOVNO SPOROČILO SLO/ITA - 02
COMUNICATO-STAMPA-02-ITA-SLO.pdf
( 907 bytov, published on 7 December, 2020 - 12:39 )
DEPLIANT ITA/SLO 2022DEPLIANT ITA/SLO 2022
DEPLIANT-ITA+SLO-2022.pdf
( 3 byti, published on 16 December, 2022 - 12:06 )
Conference paper: Eksperimentalne raziskave utrjenih prekladnih delov kamnitih zidovConference paper: Eksperimentalne raziskave utrjenih prekladnih delov kamnitih zidov
Conference paper - Eksperimentalne raziskave utrjenih prekladnih delov kamnitih zidov.pdf
( 2 byta, published on 16 December, 2022 - 12:06 )
Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piersProcedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piers
PSI_ANIDISXIX_GattescoRizziBezDudine.pdf
( 2 byta, published on 22 December, 2022 - 14:55 )
Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot BuildingProcedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot Building
PSI_ANIDISXIX_GattescoRizziFacconiMinelliDudine.pdf
( 1 byte, published on 22 December, 2022 - 14:55 )

Cilji in aktivnosti

GLAVNI CILJI PROJEKTA

Glavni splošni cilj projekta je izdelava, disimilacija in uporaba inovativnih strategij za seizmično zaščito
obstoječih zidanih stavb. Ta cilj je skladen prednostno naložbo 1.b.

TRENUTNO STANJE IZVAJANJA PROJEKTA

Začetek projekta 1.3.2020 .

Kontakti

Università degli Studi di Trieste, Dipartimento di Ingegneria e Architettura

0039 040 5584840
Via Alfonso Valerio 6 33127 Trieste (TS) Italia
Gattesco Natalino

Fibrenet S.p.a.

0039 0432 600918
Via Jacopo Stellini 3 - ZIU 33050 Pavia di Udine (UD) Italia
Zampa Andrea

Veneziana Restauri Costruzioni Srl

0039 0421 71098
Via dell'Industria 9 30020 Gruaro (VE) Italia
Dall'Acqua Marco

Univerza v Ljubljani (Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo)

00386 31 377 246
Kongresni trg 12 54162 Ljubljana Slovenija
Gams Matija

Igmat d.d, Inštitut za gradbene materiale

00386 1 586 2630
Polje 351c 1260 Ljubljana - Polje Slovenija
Trtnik Gregor

Kolektor Cestno podjetje Nova Gorica, Družba za vdzrževanje in gradnjo cest d.o.o.

00386 5 3384800
Industrijska cesta 2, Kromberk, Mesna obcina 5000 Nova Gorica Slovenija
Crv Teja