Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gocál Jozef, PhD.        

Ostatní riešitelia: Ing. Hlinka Richard, PhD., doc. Ing. Odrobiňák Jaroslav, PhD., Ing. Kekeliak Miloš, Ing. Daniel Ľuboš, PhD.     

Trvanie projektu: január 2014 – december 2016                   

Cieľom projektu je prispieť k prehĺbeniu metodiky navrhovania drevených, resp. kombinovaných dreveno-oceľových mostných konštrukcií, s dôrazom na výstižné modelovanie a navrhovanie uzlov, v ktorých sa spájajú drevené a oceľové konštrukčné prvky a od ktorých sa požaduje ohybovo tuhé správanie. Pre získanie poznatkov o skutočnom správaní sa prípojov namáhaných ohybovým momentom pôsobiacim kolmo na rovinu dreveného konštrukčného prvku sa predpokladá kombinácia numerických analýz s využitím softvérov na báze metódy konečných prvkov spolu s experimentálnymi skúškami in-labo na vhodne pripravených laboratórnych vzorkách, resp. in-situ na už realizovaných drevených mostných konštrukciách. Pozornosť bude venovaná skutočnému správaniu sa uzlov pri statickom ako aj pri cyklickom namáhaní. Pre zohľadnenie reálnej tuhosti prípojov pri modelovaní a navrhovaní sa predpokladá využitie metódy komponentov, dobre  pracovanej pre oblasť uzlov oceľových konštrukcií. Využívanie dreva ako stavebného materiálu na Slovensku stále zaostáva za možnosťami vyplývajúcimi z dobrej materiálovej základne, a to najmä v konštrukciách dopravnej infraštruktúry. Zámerom projektu je prispieť k širšiemu využívaniu moderných kombinovaných dreveno-oceľových mostných sústav objasnením ich skutočného správania sa s dôrazom na reálne pôsobenie dreveno-oceľových uzlov, od ktorých sa vyžaduje ohybovo tuhé správanie v rovine kolmej na drevený konštrukčný prvok. Za tým účelom budú vykonané experimentálne merania na laboratórnych modeloch uzlov ako aj na reálnej mostnej konštrukcii, a to tak pri statickom ako aj pri cyklickom namáhaní. Pre optimálny návrh týchto uzlov budú aplikované postupy metódy komponentov, doposiaľ využívanej predovšetkým v oblasti navrhovania uzlov oceľových konštrukcií. Praktickým výstupom projektu by mali byť odporúčania pre praktické a zároveň výstižné modelovanie dreveno-oceľových mostných konštrukcií s využitím bežných softvérov pre analýzu konštrukcií.                   

Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Vičan Josef, CSc.

Ostatní riešitelia: prof. Ing. Bujňák Ján, CSc., Ing. Gocál Jozef, PhD., Ing. Hlinka Richard, PhD., doc. Ing. Koteš Peter, PhD., doc. Ing. Odrobiňák Jaroslav, PhD., doc. Ing. Pitoňák Martin, PhD., Ing. Jošt Jozef, PhD., Ing. Kekeliak Miloš, Ing. Janík Peter.       

Trvanie projektu: január 2012 – december 2014                   

Hlavným cieľom projektu je vypracovať jednotnú európsku metodiku overovania spoľahlivosti a spoľahlivostného hodnotenia existujúcich nosných konštrukcií mostov dráhových a pozemných komunikácií v zmysle súčasnej jednotnej európskej normalizácie. Splnenie globálneho cieľa si vyžaduje vyriešenie nasledujúcich parciálnych úloh:

- Odvodenie úrovne hladiny spoľahlivosti pre určovanie návrhových hodnôt účinkov zaťažení a odolností prierezov a prvkov existujúcich mostných nosných sústav s ohľadom na úroveň spoľahlivosti definovanú európskymi normami pri zohľadnení veku, systému dohliadacej činnosti a údržby mostov v prevádzke;

- Modifikácia metódy parciálnych súčiniteľov na spresnenú hladinu spoľahlivosti platnú pre hodnotenie existujúcich mostných konštrukcií;

- Diferenciácia základných typov poškodení nosných konštrukcií mostných objektov s definovaním možnosti, modelov a princípov ich zohľadnenia v hodnotení mostov alebo ich priameho odstránenia formou údržby;

- Vypracovanie jednotnej metodiky overovania spoľahlivosti prierezov a prvkov nosných systémov existujúcich mostov ako aj stanovenia ich zaťažiteľnosti v súlade s príslušnými európskymi zaťažovacími modelmi zaťažení cestnou a železničnou dopravou;

- Na základe hore uvedených parciálnych cieľov vyvinúť jednotnú metodiku hodnotenia existujúcich mostov v prevádzke;

- Vypracovanú metodiku ekonomicky kvantifikovať pomocou prevádzkových nákladov technológií opráv a rekonštrukcií mostov do podoby priamej hodnotovej interpretácie umožňujúcej stanoviť optimálne poradie mostov pre opravy a rekonštrukcie (Life cycle cost analysis) a zadefinovať parametre pre určenie spoločenských prínosov.

Nová jednotná európska normalizácia implementovaná do slovenskej technickej štandardizácie platí pre navrhovanie nových stavebných konštrukcií a mostov. Pre aplikáciu na existujúce stavebné konštrukcie a mosty nie je pripravená a nedá sa použiť bez úprav. Zámerom projektu je s využitím sofistikovaných prostriedkov experimentálnej a numerickej analýzy konštrukcií, moderných metód inžinierskej a matematickej teórie spoľahlivosti a ekonomických metód vyjadrovania efektívnosti vynaložených prostriedkov vytvoriť jednotnú metodiku overovania spoľahlivosti a hodnotenia existujúcich mostných konštrukcií. Nová metodika bude plne kompatibilná s jednotnou európskou štandardizáciou v oblasti stavebných konštrukcií a mostov a bude rešpektovať úroveň spoľahlivosti a životnosti stavebných objektov definovanú eurokódmi.

Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Moravčík Martin, PhD.   

Ostatní riešitelia: Ing. Bahleda František, PhD.  

Trvanie projektu: január 2012 – december 2014                   

Analýza interakcie zosilňujúcich prvkov a betónovej konštrukcie pri dlhodobom zaťažení. Stanovenie vplyvu zmrašťovania a dotvarovania na pretvorenie a napätosť zložených prierezov zosilnených prvkov, so zohľadnením trhlín v betóne v dôsledku zabráneného zmrašťovania. Osvetlenie funkcie spolupôsobenia výstužných prvkov v blízkosti trhliny a časového vývoja pretvorenia v oblasti prenosu namáhania z konštrukcie do výstužného prvku. Určenie stabilizácie procesu porušovania spolupôsobenia pri dlhodobom zaťažení využitím veľkosti pretvárnej práce. Overenie metodiky diagnostiky stavu porušenia prvkov a ich spolupôsobenia numerickým modelovaním pri porovnaní s experimentálnymi výsledkami. Na základe teoretickej analýzy a experimentálnych výsledkov definovanie parametrov interakcie pri jednotlivých druhoch zosilňovania. Pre účely širšej spolupráce a integrovania riešiteľských kapacít vytvorenie databázy výsledkov so zameraním na degradáciu interakcie pri zosilňovaní betónových konštrukcií. Teoretické a experimentálne vyšetrovanie interakcie betónovej konštrukcie so zosilňujúcimi prvkami pri dlhodobom zaťažení. Vplyv reologických vlastností betónu na pretvorenie a napätosť zložených prierezov zosilnených prvkov. Vyšetrovanie časového vývoja porušovania spolupôsobenia prvku s FRP pásmi, resp. s nadbetónovanou spriahnutou doskou. Analýza stabilizácie procesov porušovania vyhodnotením veľkosti pretvárnej práce. Diagnostika stavu porušenia numerickým modelovaním pri porovnaní s vybranými experimentálnymi meraniami. Definovanie parametrov interakcie pri jednotlivých druhoch zosilňovania. Založenie databázy výsledkov so zameraním na degradáciu interakcie pri zosilňovaní betónových konštrukcií.   

Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Moravčík Martin, PhD.   

Ostatní riešitelia: doc. Ing. Hroncová Zora, CSc., Ing. Drevený Ivan, PhD., Ing. Kotula Patrik, PhD., doc. Ing. Koteš Peter, PhD., doc. Ing. Brodňan Miroslav, PhD., Ing. Bahleda František, PhD., Ing. Bujňáková Petra, PhD., Ing. Sýkora Marián, PhD.

Trvanie projektu: január 2012 – december 2014                   

Predkladaná úloha nadväzuje na predchádzajúce úlohy podobného zamerania oddelenia BKaM na SvF v Žiline a to napr. v súčasnosti riešená VEGA 1/0461/10. V ďalšom by sme chceli postupne rozširovať doposiaľ získané poznatky v niekoľkých oblastiach so zameraním na hodnotenie existujúcich betónových konštrukcií v prevádzke: 1) V oblasti získavania dostatočných údajov z reálnych prevádzkovaných betónových konštrukcií a mostov. Jedná sa o získavanie údajov ohľadne degradačných vplyvov na betón so zameraním na koróziu betónu a výstuže, pôsobenie CO2 a chloridov vplyvom zimnej údržby. 2) Merania reálneho prevádzkového zaťaženia na cestných mostoch s cieľom následnej možnej kalibrácie a úpravy indexu spoľahlivosti, resp. parciálnych súčiniteľov spoľahlivosti pre hodnotenie spoľahlivosti exploatovaných betónových konštrukcií. Tu sa často stretávame s čiastočnou alebo aj úplnou absenciou normových postupov. To platí pre podmienky prevádzkového zaťaženia - statického, ale aj dynamického v orientácii na účinky cyklického a únavového zaťaženia. Práve reálne hodnoty a účinky prevádzkových zaťažení nie sú dostatočne experimentálne overené. 3) Tretia oblasť pokrýva transformačné výpočtové numerické modely jednak odolnosti ako aj účinkov zaťaženia. Získané poznatky o aktuálnom technickom stave konštrukcie umožnia precizovať teoretický model konštrukcie na báze nelineárnych MKP modelov so zohľadnením týchto vplyvov. V prípade hybridných betónových konštrukcií (konštrukcie zložené z rôznych druhov betónu, napr. mostné konštrukcie betónované po častiach alebo spriahnuté konštrukcie prefabrikát-monolit, atď.) je dôležitá aj otázka histórie zaťaženia z pohľadu dejov odohrávajúcich sa v jednotlivých materiáloch a prvkoch ako aj následné chovanie konštrukcie ako celku. 4) Komplexné riešenie hodnotenia betónových konštrukcií v prevádzke je spojené aj s overovaním návrhov na zvýšenie spoľahlivosti, teda zosilnenie konštrukcie. V tejto časti bude pozornosť venovaná systémom betón-betón s časovým posunom a systémom aplikácie FRP. V súčasnej dobe sa výrazne podporuje snaha po efektívnom a zároveň reálnom zhodnotení aktuálneho technického stavu betónových konštrukcií v prevádzke. Riešenie tejto problematiky je spojené celým radom dielčich úloh, ktorých riešenie vedie k získaniu reálnej hodnoty rezervy spoľahlivosti. Prvá oblasť problematiky súvisí s objasňovaním degradačných vplyvov na betónové konštrukcie, ako je pôsobenie karbonatizácie, chloridov, korózie betónu a výstuže ako aj pôsobenie zaťaženia v prejavoch statických ako aj dynamických spojených s únavovým cyklickým zaťažením napr. u mostov. K ďalším dôležitým vplyvom patria aj časovo závislé deje prebiehajúce v hybridných betónových konštrukciách, budovaných v etapách, alebo konštrukciách zosilnených materiálmi na báze FRP. Druhá oblasť predstavuje syntézu oboch strán rovnice teda odolnosti ako aj účinkov zaťaženia prostredníctvom numerického nelineárneho modelu, ktorý umožní implementáciu získaných údajov o degradačných vplyvoch do reálneho zhodnotenia stavu konštrukcie.