Dobra inženirska praksa  

Ime objekta:	NADZIDAVA OBSTOJEČEGA OBJEKTA - ODDELEK ZA MATEMATIKO
Lokacija:	Jadranska ulica 21, LJubljana
Leto izgradnje:	Maj 2006
Naročnik:	UNIVERZA V LJUBLJANI
Načrt arhitekture:	Bevk & Perovič arhitekti d.o.o.
Odgovorni vodja projekta:	Justin Bevk univ.dipl.inž.arh.
Načrt gradbenih konstrukcij:	ELEA iC d.o.o.
Odgovorni projektant gradbenih konstrukcij:	Angelo Žigon univ.dipl.inž.grad.
Odgovorni nadzornik:
Izvajalec:	Gradbeno podjetje Grosuplje d.o.o.
Odgovorni vodja del:

Pogodbena vrednost investicije je 6,4 milijona €.

 

Naloga projekta, ki je zaživel leta 2003, je bila nadzidava ter potresna in statična ojačitev obstoječe armiranobetonske skeletne konstrukcije, ki je bila dograjena leta 1970.

Obstoječi objekt tlorisne dimenzije 63 x 15 m je bila armiranobetonska okvirna konstrukcija brez nosilnih sten, temeljen globoko s Franky piloti. Na podlagi osnovnega projekta iz leta 1963 je bilo razvidno, da objekt ni bil zgrajen v celoti. Namesto 5-ih etaž se je izvedlo le 3 etaže.

 

Obstoječi objekt je bilo potrebno nadzidati za nove 3 etaže. Po pregledu obstoječega stanja konstrukcije ter statičnega izračuna se je izkazalo, da so potrebne bistvene spremembe v zasnovi obstoječega stanja ter arhitekturnih predlogih omenjene nadzidave objekta. Izsledki raziskav ter statičnega izračuna so pokazali sledeče:

a) Obstoječa armiranobetonska konstrukcija, ki naj bi se ohranila je bila izvedena po starih predpisih, ki niso predvidevali močne potresne obremenitve;

b) Objekt je bil okvirna konstrukcija brez močnih strižnih sten;

c) Vrhnja etaža 3-nadstropne stavbe je bila izvedeni iz betona, ki ni dosegal tlačne trdnosti 15 MPa;

d) Vsi stebri so izvedeni iz betona slabše tlačne trdnosti, ki nikjer ni presegla 22 MPa. Stebri so bili šibko armirani z armaturo, ki pri potresnih silah ni zagotavljala zadostne nosilnosti predvsem pa ne potrebne duktilnosti. Armirani so bili z minimalno stremensko armaturo.;

e) Obstoječi globoki piloti so bili že v osnovi preobremenjeni.

 

Na podlagi zgornjih ugotovitev smo se odločili da se:

a) Vrhnja obstoječa etaža se popolnoma poruši.;

b) Temeljito se ojačajo vsi armiranobetonski stebri in nosilci spodnjih dveh ohranjenih etažah. Izbrana je bila rešitev z ovijanjem vozlišč stebrov in nosilcev v karbonsko tkanino. Na ta način se je bistveno povečala rotacijska kapaciteta prereza.;

c) V objektu se izvedejo nove armiranobetonske stene za prevzem bistvenega dela potresne obtežbe – glej sliko 1.;

d) Na ojačano betonsko konstrukcijo se izvede nadzidava v lahki jekleni okvirni konstrukciji (izvede se 4 etažna okvirna konstrukcija, ki je sidrana v obstoječe).;

e) Ojača se temeljenje objekta tako, da se izvedejo novi globoki piloti.

 

Jeklena konstrukcija nadzidave

Iz konstrukcijskega vidika se je nadzidava objekta izvedla v lahki jekleni okvirni konstrukciji z medetažnimi sovprežnimi stropovi debeline 12 cm po sistemu HI-bond s trapezno pločevino višine 50 mm. Skupna debelina plošče je 12 cm. Plošča sodeluje pri upogibnem sistemu nosilcev-izvedeni so sovprežni stropovi. Za prevzem vzdolžnega striga so se izvedli strižni čepi Nelson - slika 5. Na ta način se je v najmanjši možni meri povečala dodatna teža objekta, ki neugodno povečuje obremenitve na temelje ter vztrajnostne sile pri potresni obremenitvi. Pri tem je glavno vlogo odigralo dejstvo, da je potrebno zagotoviti novim standardom Eurocode, predvsem delu 8, ki predpisuje zahteve objektov, ki se gradijo na seizmičnih področjih. Da bi se razbremenil obstoječi armiranobetonski okvirni skelet spodnjih dveh etaž konstrukcije ter okvirni sistem nove jeklene konstrukcije nadzidave smo v objekt vključili nove armiranobetonske stene. Te prevzamejo večji del potresne obremenitve – slika 1.

 

Jekleni stebri nadzidave sledijo rastru obstoječih armiranobetonskih stebrov v 1. nadstropju, vzdolžni odmik 3 m, ter prečni 7.5 m preko dveh polj. Na sliki 4 je prikazan 3-D model delavniškega načrta jeklene konstrukcije ter tipični prečni okvir, na sliki 5 tipični detajl vozlišča, na sliki 6 in 7 pa detajl sidranja stebra okvirja na betonsko konstrukcijo.

 

Slika 1: Nove potresne stene v objektu za razbremenitev okvirnega dela konstrukcije

 

Slika 2: Izvedba jeklene okvirne konstrukcije – panoramski pogled v času gradnje

 

Slika 3: Sovprežni strop v času izvedbe pred polaganjem armature in betoniranjem

 

    

Slika 4: 3-D model delavniškega načrta jeklene konstrukcije, ter glavni prečni okvir

 

Slika 5: tipični prečni okvir jeklene konstrukcije

 

Slika 6: Sidranja sredinskega jeklenega stebra na betonsko konstrukcijo

 

Slika 7: Sidranja robnega jeklenega stebra – levo pogled od zgoraj, desno pogled od spodaj

 

Na zadnji sliki je razviden sistem ojačitve obstoječe betonske konstrukcije ter način pritrditve jeklenih stebrov. Jekleni stebri so sidrani tako, da se je s sidri objelo obstoječe nosilce ne pa zavrtalo skozi njih. Na ta način se je v čim večji meri ohranila obstoječa nosilnost betonskih prerezov. Vsi prečni nosilci ter stebri so bili ob vozliščih oviti v karbonsko tkanino s čimer se jim je povečala tako strižna nosilnost kakor tudi rotacijska kapaciteta prereza, kar je bistveno za povečevanje duktilnosti elementa ter s tem celotne konstrukcije.