Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Bujňák Ján, CSc.

Ostatní riešitelia: Ing. Hlinka Richard, PhD., Ing. Bahleda František, PhD., Ing. Bujňáková Petra, PhD., Ing. Jošt Jozef, PhD., Ing. Farbák Matúš, PhD.   

Trvanie projektu:  január 2018 – december 2020                             

Betónové ako aj oceľobetónové prefabrikované konštrukčné systémy sa stávajú čoraz populárnejšie. Hlavne kvôli zhotovovaniu vo výrobni, zaisťujúcemu dostatočnú kontrolu kvality, vyššiu efektívnosť a krátku dobu výstavby. Pritom časovo závislé reologické vplyvy sú menšie. Avšak s tým súvisia jednoduché a vhodné spoje konštrukčných prvkov, a to aj z hľadiska životnosti. Pri letmej montáži mostov postupným spájaním segmentov káblami. V budovách zase kotvami s hlavami, ktoré sa vďaka kompaktnosti a vysokej odolnosti stávajú v súčasnosti atraktívne. Vzhľadom na medzeru, ktorá vznikla medzi teoretickým návrhom a  praktickými skúsenosťami, ako aj donedávna chýbajúcou normalizáciou dochádza v istých prípadoch k výrazne konzervatívnym stanoveniam odolnosti týchto kotvení. Porovnaním numerických riešení s výsledkami experimentov, v predkladanom projekte budú vyvinuté výstižnejšie návrhové postupy.

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

Ostatní riešitelia: doc. Ing. Odrobiňák Jaroslav, PhD., Ing. Gocál Jozef, PhD., Ing. Kortiš Ján, PhD., Ing. Farbák Matúš, PhD., Ing. Chromčák Jakub, PhD.             

Trvanie projektu:  január 2018 – december 2020                             

Cieľom projektu je prispieť k prehĺbeniu poznania o reálnom správaní sa oblúkových mostov navrhnutých ako Langerove trámy. Projekt je orientovaný na analýzu odolnosti tlačených oblúkov týchto mostov v dôsledku straty stability z ich roviny pri zohľadnení skutočných geometrických imperfekcií. Štrukturálne imperfekcie sa získajú z dostupných výskumných aktivít doplnených vlastnými analýzami. Komplexné geometrické imperfekcie oblúkov sa získajú priamo meraniami in-situ. Dostupný výskum sa zameriava buď na štrukturálne imperfekcie alebo na geometrické imperfekcie samostatných prútov. V prípade zberu dát z niekoľkých mostov pôjde o unikátne informácie. Pri zameraní skutočného tvaru konštrukcií a ich prvkov sa predpokladá aplikácia moderných metód na báze 3D skenovania. Globálna geometricky, príp. aj materiálovo, nelineárna analýza transformačných modelov so zadanými imperfekciami sa vykoná paralelne na modeloch s oblúkmi aproximovanými prútovými aj plošnými konečnými prvkami s využitím moderných softvérov pracujúcich na báze finitných metód mechaniky. Výstupom bude porovnanie výsledkov analýz s normovými prístupmi založenými na aplikácii ekvivalentných geometrických imperfekcií. Z numerických analýz s implementovanými nameranými geometrickými imperfekciami, ako aj numericky stanovenými štrukturálnymi imperfekciami sa získa základ pre porovnávanie, do akej miery sú skutočné imperferkcie oblúkov existujúcich mostov v prevádzke odlišné od tvaru straty stability s najnižšou energetickou hladinou. Tieto porovnania s reálnymi mostnými konštrukciami doteraz absentujú. Taktiež sa budú analyzovať vonkajšie činitele ovplyvňujúce nameraný tvar imperfekcie oblúkov v prevádzke. Počas riešenia projektu je možné výskum a následne aj závery rozšíriť aj o výsledky analýz stability horných tlačených pásov priehradových mostov. Projekt sa zaoberá analýzou odolnosti tlačených oblúkov existujúcich mostov konštrukčne riešených ako Langerove trámy z hľadiska medzného stavu straty stability tvaru. Pri numerických modeloch sa využije geometricky nelineárna globálna analýza (GNIA) s uvážením normových ekvivalentných geometrických imperfekcií, ako aj geometricky a materiálovo nelineárna globálna analýza (GMNIA) s iplementovanými nameranými geometrickými imperfekciami a štrukturálnymi imperfekciami. K zisteniu skutočného tvaru oblúka so zahrnutými geometrickými imperfekciami tvaru sa aplikujú moderné metódy s využitím najmä 3D laserového skenovania. Štrukturálne imperfekcie v podobe reziduálnych napätí budú zohľadnené hodnotami a priebehmi zistenými z dostupných výskumov doplnených výpočtami podľa odporúčaných metód. Okrem zistení, do akej miery sú normové prístupy kompatibilné so správaním sa skutočných konštrukcií, je v projekte analyzovaný aj vplyv imperfekcií počas realizácie a exploatácie mostných objektov.

Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Koteš Peter, PhD.              

Ostatní riešitelia: prof. Ing. Vičan Josef, CSc., Ing. Hlinka Richard, PhD., doc. Ing. Odrobiňák Jaroslav, PhD., doc. Ing. Brodňan Miroslav, PhD., Ing. Strieška Miroslav, Ing. Vavruš Martin, PhD., Ing. Jančula Miroslav, PhD       

Trvanie projektu:  január 2018 – december 2020                             

Hlavným cieľom projektu je štúdium a stanovenie agresivity prostredia (environmentálne zaťaženie) na území Slovenska a jej vplyvu na degradáciu materiálov a trvanlivosť prvkov mostných objektov. Predstavuje to štúdium agresivity prostredia dané znečistením na území SR, štúdium vplyvu degradačných procesov na zmenu deformačných a pevnostných charakteristík betónu v čase. Z rôznych možných degradačných činiteľov sa zameriame na koróziu betonárskej výstuže a konštrukčnej ocele. Splnenie globálneho cieľa si vyžaduje vyriešenie nasledujúcich parciálnych úloh: - štúdium a stanovenie agresivity prostredia SR (environmentálne zaťaženie) s ohľadom na degradáciu materiálov, - spracovanie koróznej mapy v podmienkach environmentálneho prostredia SR, - štúdium korózie betonárskej a konštrukčnej výstuže, - analýza koróznych procesov konštrukčnej ocele a betonárskej výstuže prvkov mostných objektov meraním koróznych úbytkov in situ, - realizácia strednodobých a dlhodobých skúšok hodnotenia degradácie materiálov koróziou pomocou zrýchlených skúšok v laboratórnych podmienkach a ich korelácia s výsledkami meraní in situ, - stanovenie vplyvu korózie na odolnosť a trvanlivosť prvkov mostných objektov. Znehodnocovanie stavebných materiálov chemickým alebo fyzikálno-chemickým pôsobením okolitého prostredia je čoraz závažnejším problémom nie len na Slovensku, ale na celom svete. Atmosféra je znečisťovaná najmä priemyselnou činnosťou, čo spôsobuje zvyšovanie ich koróznej agresivity. Poškodenia konštrukčných materiálov vplyvom degradačných činiteľov (napr. koróznych procesov) spôsobujú značné náklady na rekonštrukcie. Napríklad korózia betonárskej alebo konštrukčnej ocele je hlavný problém, ktorému dlhodobo čelia stavební inžinieri zaoberajúci sa údržbou existujúcej dopravnej infraštruktúry. Predchádzanie možnej korózie alebo rehabilitácia následkov korózie sa stáva dôležitou časťou údržby mostov a konštrukcií. Projekt je zameraný na štúdium koróznych charakteristík železobetónových konštrukcií a mostov a vytváranie koróznych máp. V projekte budú použité merania in-situ na reálnych konštrukciách, zároveň sa vytvoria laboratórne vzorky pre zrýchlené merania v komorách a bude využité numerické modelovanie.            

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

Ostatní riešitelia: doc. Ing. Koteš Peter, PhD., Ing. Kotula Patrik, PhD., doc. Ing. Brodňan Miroslav, PhD., Ing. Bujňáková Petra, PhD., Ing. Potočníková Alena, PhD., Ing. Serdelová Katarína, Ing. Krkoška Lukáš   

Trvanie projektu:  január 2015 – december 2018                             

Predkladaná úloha nadväzuje na predchádzajúce úlohy riešené na oddelení BKaM na SvF v Žiline a to napr. v rámci riešenej úlohy VEGA 1/0461/10 a VEGA1/0517/12, pričom sa jedná o teoreticko-experimentálny. Chceli by sme rozšíriť doposiaľ získané poznatky zamerané na analýzu dlhodobo pôsobiace vplyvy na betónové mosty. V rámci riešenia sme vytypovali hlavne predpäté mostné konštrukcie stredných a väčších rozpätí. Jedným z cieľov je meranie a modelovanie dlhodobých účinkov zaťaženia, ako sú teplotné zmeny, účinky dotvarovania a zmrašťovania betónu, ich následný vplyv jednak na pretvorenia konštrukcie ako aj na prerozdelenie napätosti v nosnej konštrukcií vzhľadom na časový vývoj budovania konštrukcie. Zároveň sledovať vplyv vstupných parametrov kvality betónu, ako je pevnosť, modul pružnosti, postupu výstavby, zmeny statického systému a históriu zaťažovania na finálne prerozdeľovanie napätosti v konštrukcií. Ďalším je získavanie dostatočných údajov z reálnych už prevádzkovaných mostov - viaceré degradačné vplyvy, ktoré dlhodobo cyklicky pôsobia na konštrukciu počas prevádzky. Sú to účinky samotného prevádzkového zaťaženia ako aj vplyvy prevádzkových teplôt a chemického pôsobenia (hlavne CO2 a chloridov) s následným negatívnym dopadom na rozvoj korózie betónu a výstuže. Merané a vyhodnocované budú údaje z reálnych mostných konštrukcií jednak z pohľadu etapizácie výstavby a dopadov na pretvorenia a finálnu napätosť v konštrukcii a jednak prevádzkového zaťaženia na mostoch aj s cieľom následnej možnej kalibrácie parciálnych súčiniteľov spoľahlivosti pre hodnotenie spoľahlivosti mostov v prevádzke. Táto oblasť pokrýva transformačné výpočtové numerické modely účinkov zaťaženia. Získané poznatky o aktuálnom napätostnom stave konštrukcie umožnia precizovať teoretický model konštrukcie na báze časovo závislých MKP modelov (time dependent analysis) aj nelineárnych MKP modelov a so zohľadnením uvedených vplyvov. Potreba komplexného a efektívneho prístupu k hodnoteniu technického stavu betónových mostných konštrukcií je vysoko aktuálna. Dôvodom je aplikácia viacerých konštrukčných systémov, technológii a materiálov pri realizácii betónových mostov, ktoré boli zrealizované v minulosti ako aj novo vybudovaných. Predkladaný experimentálny a teoretický výskum bude založený na báze doterajších výsledkov sledovania betónových mostov od fázy budovania po prevádzku. Jedná sa o komplex časovo závislých vplyvov, ktoré pôsobia na konštrukciu počas jej životnosti. Projekt je zameraný najmä dlhodobé účinky zaťaženia, ako sú teplota, reológia betónu u mostov budovaných postupnou betonážou so zohľadnením histórie zaťažovania a zmenu statického systému ako aj korozívne degradačné účinky. Okrem experimentálnych meraní in-situ a v laboratóriu budú realizované aj numerické modely, ktoré umožnia implementáciu získaných údajov o degradačných vplyvov do stanovenia reálnej odozvy mosta pri stanovovaní jeho zvyškovej spoľahlivosti.