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

Ostatní riešitelia: prof. Ing. Moravčík Martin, PhD., Ing. Kotula Patrik, PhD., doc. Ing. Brodňan Miroslav, PhD., Ing. Bahleda František, PhD., Ing. Bujňáková Petra, PhD., Ing. Vavruš Martin, PhD., Ing. Kraľovanec Jakub, PhD., Ing. Zahuranec Michal                           

Trvanie projektu:  január 2021 – december 2023                             

Hlavným cieľom projektu je štúdium porúch vplyvom agresivity prostredia (environmentálne zaťaženie) na železobetónových, predpätých a murovaných konštrukciách a mostoch na území Slovenska a vplyv degradácie materiálov na spoľahlivosť 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 a koróziu výstuže v čase. Zameriame sa na vybrané poruchy, ktoré budú sledované a budú zisťované ich príčiny a overované možnosti ich efektívneho odstránenia. Splnenie globálneho cieľa si vyžaduje vyriešenie nasledujúcich parciálnych úloh: - štúdium a stanovenie agresivity prostredia SR (environmentálne zaťaženie) s ohľadom na degradáciu materiálov, - štúdium korózie betonárskej a predpínacej výstuže, - analýza koróznych procesov konštrukčnej ocele a betonárskej výstuže prvkov mostných objektov meraním koróznych úbytkov in situ, - analýza kotevnej oblasti predpätých prvkov podľa typu použitého systému - štúdium degradácie muriva (murovacích prvkov a mált), - štúdium porúch, ich príčin a následný návrh optimálneho odstránenia alebo sanácie porúch, - numerické simulácie porušenia železobetónových, predpätých a murovaných konštrukcií a mostov. Degradácia stavebných materiálov chemickým alebo fyzikálno-chemickým pôsobením okolitého prostredia (environmentálne zaťaženie) je čoraz závažnejším problémom nie len na Slovensku, ale na celom svete. Zvyšujúce sa znečistenie prostredia spôsobuje zvyšovanie koróznej agresivity. Poškodenia konštrukčných materiálov vplyvom degradačných činiteľov (napr. koróznych procesov) spôsobujú značné zníženie spoľahlivosti a skrátenie zvyškovej životnosti stavebných konštrukcií, hlavne mostov. Ak sa k tomu pridá nedostatočná údržba existujúcej dopravnej infraštruktúry a slabá dohliadacia činnosť, tak to vedie ku vzniku závažných porúch, ktoré vo veľmi krátkom čase môžu spôsobiť havarijné stavy týchto objektov alebo až ich zrútenie. Projekt je zameraný na štúdium porúch železobetónových, predpätých a murovaných konštrukcií a mostov. V projekte budú použité merania in situ na reálnych konštrukciách, zároveň sa vytvoria laboratórne vzorky pre zrýchlené merania v koróznych 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. Bahleda František, PhD., Ing. Bujňáková Petra, PhD., Ing. Jošt Jozef, PhD., Ing. Krkoška Lukáš, Ing. Vavruš Martin, PhD., Ing. Kraľovanec Jakub, PhD.

Trvanie projektu:  január 2019 – december 2021                             

Predkladaný projekt má ambíciu tematicky nadviazať na predchádzajúce projekty. Hlavné zameranie tohto návrhu projektu je smerom na existujúce predpäté konštrukcie a mosty a na hodnotenie ich spoľahlivosti s dôrazom na sledovanie pôsobenia degradačných činiteľov, ktoré dlhodobo nepriaznivo ovplyvňujú aktuálnu úroveň predpätia. Ako hlavným problémom v tejto oblasti sa ukazuje spoľahlivé stanovenie a správne diagnostikovanie úrovne pôsobiacej predpínacej sily, ktorá je znehodnotená degradačnými činiteľmi. Tie sú do veľkej miery zrkadlom jednak prvotných chýb pri realizácií prvej generácie predpätých konštrukcií na Slovensku, ale aj okolitého prostredia. Medzi hlavné činitele patrí korózia ocele predpínacej výstuže, ako aj kotvenia, absentujúca injektáž, chýbajúce betonárska výstuž, zvýšené účinky objemových zmien betónu a pod. Podľa našich skúseností môžu úbytky predpätia dosahovať až 30-40% predpokladanej hodnoty. Pôsobenie degradačných činiteľov bude hodnotené na vopred vybraných predpätých konštrukciách a mostoch v prevádzke, ako aj v laboratórnych podmienkach na predpätých betónových vzorkách. Rovnako chceme sledovať aj veľkosť straty predpätia v závislosti od stupňa korózie na vzorkách odobratých z reálnych konštrukcií, ako aj vzorkách v laboratóriu pri tzv. urýchľovanej korózii. Pri diagnostike chceme aplikovať priame aj nepriame DT aj NDT metódy a poukázať na ich jednotlivé prínosy, ako aj nedostatky. Pri analýzach sa predpokladá jednak experimentálny, ako aj teoretický výskum za pomoci moderných numerických modelov. Výsledky riešenia budú spracované do takej podoby, aby sa prejavil multiplikačný efekt výskumu, to znamená prínos k rozšíreniu poznania o pôsobení konkrétnych degradačných činiteľov na predpätie. Až po stanovení aktuálnej úrovne predpätia je možné efektívne prikročiť k rehabilitácii poškodených predpätých konštrukcií. Na tomto základe bude možné optimalizovať postupy pre statické zosilňovanie konštrukcií s poruchami aplikáciou externe vedeného predpätia, alebo CFRP lamiel.                V poslednej dobe sa na Slovensku čoraz väčšia pozornosť venuje starnúcej infraštruktúre pri zvýšenej premávke na cestných mostoch. Niektoré predpäté mosty postavené v 60-tych rokoch sú v súčasnosti v prevádzke už vyše 50 rokov, čo sa podpisuje na ich zlom technickom stave. Dôkazom sú napr. mosty Podbiel, Ružín, Nižná, ktoré museli byť od r. 2015 dokonca uzatvorené. Na konštrukciách sú pozorované viaceré vážne poruchy, ako nadmerné deformácie, rozsiahle trhliny, a vážna degradácia samotného predpätia. Predovšetkým v tej dobe veľmi nízka úroveň aplikácie ochrany predpätia a rozvoj korózie na predpínacej výstuži. Tento projekt má za cieľ reagovať na daný stav a zaoberá sa možnosťami diagnostiky s využitím priamych aj nepriamych metód na stanovenie aktuálnej hladiny predpätia v konštrukcii, čo je alfa a omega celej problematiky. Následne má ambície riešiť aj možnosti rehabilitácie takýchto mostov aplikáciou prídavného externe vedeného predpätia alebo CFRP materiálov.    

Zodpovedný riešiteľ: Ing. arch. Krušinský Peter, PhD.                     

Ostatní riešitelia: RNDr. Holešová Michaela, PhD., Mgr. Pobočíková Ivana, PhD., RNDr. Capková Eva, PhD., Ing. Gocál Jozef, PhD., Ing. Pisca Peter, PhD., doc. Ing. Ponechal Radoslav, PhD.

Trvanie projektu:  január 2018 – december 2021                             

                Hlavným vedeckým cieľom je pochopenie a zadefinovanie geometrických zákonitostí používaných pri navrhovaní koncepcie konštrukcie krovu (nie v zmysle konštruktívnej geometrie) a realizácii historických krovových konštrukcií vo vzťahu k pôdorysu a ostatným častiam budovy. Ide hlavne o spôsob určenia výšky krovu, umiestnenia jednotlivých prvkov konštrukcie, ako je napríklad hambálok, vzpery, rozpery a pod. Ďalším cieľom je ich komparácia s výsledkami statických analýz, porovnanie s dobovými znalosťami, príčinami zmien v typológii krovov vyplývajúcimi z vývoja poznania vo vzťahu k technickým a technologickým poznatkom (musica speculativa, geometria speculativa). Sekundárnym cieľom je tiež hlbšie analyzovať vzťah musici speculativy a dobových metrických sústav. Neoddeliteľnou súčasťou je analyzovanie súvislostí geometrického riešenia konštrukcie krovu a spôsobu prevetrávania podstrešného priestoru, zadefinovanie geometrickej koncepcie návrhu umiestnenia vetracích otvorov, ich rozmerov a konštrukčného riešenia. Na základe doterajších skúseností a spracovaných analýz vytvoriť atlas sklonov striech v kontexte geometrických a hudobných proporcií. - Na základe doteraz identifikovaných geometrických princípov pokračovať v analýze historických krovov z ďalších regiónov (južné Slovensko, historické banské oblasti) a susedných krajín. - Analýzu rozšíriť aj o analýzu pôdorysu vzhľadom na preukázanú súvislosť použitých proporcií medzi krovom a samotnou stavbou (aj keď sú z rôznych časových období). - Aplikovanie získaných postupov geometrickej analýzy na komplikované veľké krovy, priamo na 3 najväčšie gotické krovy na území SR (Dóm sv. Martina v Bratislave, katedrála sv. Martina v Spišskej Kapitule, kláštorný kostol sv. Petra z Alkantary v Okoličnom) a pre vzájomnú komparáciu aj zahraničné krovy porovnateľnej veľkosti. - Geometrická analýza barokových krovov vo vzťahu k dobovej literatúre. - Spracovanie atlasu sklonov striech na základe geometrických a proporčných vzťahov. Predkladaný projekt nadväzuje na projekt ukončený v roku 2014 (Geometrická analýza historických krovových konštrukcií z územia SR), v ktorom boli získané analýzy základných schém koncepcií pôvodného spôsobu navrhovania historických krovov s poukázaním na rozsiahlejšie súvislosti. Projekt bude nadväzovať geometrickými, proporčnými a statickými analýzami historických krovov s cieľom vytvoriť rozsiahli štatistický súbor. Bola spracovaná rozsiahla databáza lokálnych mier používaných v Európe. Súčasťou budú analýzy najväčších historických krovov na území SR a v zahraničí, komparácia výsledkov s informáciami získanými z dobovej literatúry a pôvodných projektových dokumentácií. Na základe čiastkových výsledkov sa ukázalo, že umiestnenie vetracích otvorov má geometrické a fyzikálne pravidlá. Zo získaných štatistických údajov bude možné zistiť rozsah regionálnych rozdielov a vplyvov jednotlivých kultúrnych okruhov na vývoj konštrukcií historických krovov.

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.