Vedecko-výskumná činnosť Riešené úlohy v roku 2018 Petra BUJŇÁKOVÁ petra.bujnakova@fstav.uniza.sk
Riešené úlohy Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek Experimentálna analýza modulu pružnosti
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) Petra Bujňáková, Jozef Jošt, Matúš Farbák, František Bahleda, prof. Ján Bujňák Estakáda na D1 Hričovské Podhradie Lietavská Lúčka - objekt SO 209-00 Úsek je súčasťou ťahu z Bratislavy k hranici s Ukrajinou, ktorý je súčasťou medzinárodného ťahu E-50 (Paris - Nürnberg - Praha - Brno - Trenčín - Žilina - Košice - Užhorod) s pokračovaním cez Ukrajinu a ďalej cez Rumunsko na juh, alebo Rusko ďalej na východ. Dĺžka mosta: 1041,774 m (ĽM), 1041,794m (PM) Dĺžka nk: ĽM/ PM: 1038,20m Šírka mosta: ĽM: 13,75-15,87 m,pm:13,75 15,17m Výška pilierov: ĽM/PM: 5,0-17,45m Výška nk: ĽM/PM: 3,0m Dĺžka polí (18 polí): 46,10+15x60,50+49,80+32,80 m
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) PREDMET MONITORINGU Meranie pomerných deformácií v betóne Meranie teplôt v betóne Kontrola predpätia Kontrola hydratačného tepla Výpočet napätí v betóne Skúšky dynamického modulu pružnosti Skúšky statického modulu pružnosti Skúšky reologických vlastností betónu Kontrola kvality betónu
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) EXPERIMENTÁLNY PROGRAM Laboratórne skúšky Meranie pomerných deformácií v betóne vo vybraných prierezoch v predpísaných fázach výstavby Meranie teploty Statická zaťažovacia skúška (priehyby, pomerné pretvorenia v betóne) Dynamická zaťažovacia skúška
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) PM: POLOHA DODATOČNE OSADENÝCH TENZOMETROV V POLI Č.2 A Č.9 Snímače v strede rozpätia Snímače pri pilieri 16 vibračných tenzometrov VWS 2000 meranie pomerných deformácií v betóne
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) ĽM: OSADENIE TENZOMETROV VO VÝROBNI Segment P8 /Pole č.7/ betonáž 08_2016 Segment P17/ Pole č. 16/ betonáž 03_2017 8 strunových tenzometrov obrátkovosť formy 1segment/1deň pevnosť pri odformovaní min. 24 MPa, vybratie z formy 35 MPa
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) ĽM: OSADENIE TENZOMETROV NA STAVBE Spojovacia lamela Škára S7 /Pole č.7/ betonáž 10_2016 Škára S16/ Pole č. 16/ betonáž 04_2017 celkovo 8 snímačov osadených pred betonážou lamely
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) PRIEBEH NAPÄTÍ Ľavý most pole16 prierez P17 pole16 S 16
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) PRIEBEH NAPÄTÍ - ANALÝZA VÝSLEDKOV Pre výpočet napätia v betóne z nameraných hodnôt pomerných pretvorení je dôležité poznať skutočnú hodnotu modulu pružnosti (E c,exp. = 42.5 GPa) Veľkosť pomerenej deformácie po vnesení predpätia a zmene zaťaženia je v čase premenná V prípade prefabrikovanej konštrukcie sú objemové zmeny menej výrazné ako u konštrukcie budovanej in-situ. Avšak pre stanovenie napätia v betóne je nutné počítať s objemovými zmenami aj s účinkami teploty.
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) STATICKÁ ZAŤAŽOVACIA SKÚŠKA PRAVÝ MOST Ľavý okraj (PM) Pravý okraj (PM) Ľavý okraj (ĽM) ĽAVÝ MOST Pravý okraj (ĽM) Účinnosť zaťaženia predstavovala pre hlavné mostné pole 73%, pre krajné polia 88% Max. hodnota pružného priehybu: 12,45 mm (PM), 12,48 mm (ĽM)
Analýza spoľahlivosti segmentových mostov (2016-2018) Bujňáková, P. - Jošt, J. - Farbák, M.: Load testing of Highway Bridge. XXVII R-S-P Seminar 2018, Theoretical Foundation of Civil Engineering, Rostov na Done, Russia, 17-21 september 2018, MATEC Web of Conferences, Volume 196, art. no. 02020 (2018), eissn: 2261-236X, Pages: 6, Source: SCOPUS, WOS. Bujňáková, P.: Construction of precast segmental box girder bridge. 24th Conference Construmat 2018, Herlany, Slovakia, 13th 15th of June 2018, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 385, Issue 1, 16 July 2018, IOP Publishing Ltd, ISSN: 1757-8981, SCOPUS, WOS. Bujňáková, P. Jošt, J. Farbák, M.: Zaťažovacia skúška a monitoring estakády na D1 v Lietavskej Lúčke. Konferencia Betón na Slovensku 2014-2018, organizovaná pri príležitosti 25. výročia založenia SNK fib a pri príležitosti 5. medzinárodného kongresu fib 7.-11. október 2018 v Melbourne, Austrália, zborník prednášok, Hotel Holiday Inn, Žilina, SR, 17.-18.05.2018,ISBN 978-80-8200-019-4, s. 342-347,
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek spolupráca fi. Peikko, ŽU (František Bahleda, Petra Bujňáková, Vladimír Sobek (DP: Návrh bodovo podopretej stropnej žb dosky NKB, 2018) výstuž PSB Plus výstuž proti pretlačeniu prvý experiment r. 2014 ZA, SvF r. 2015-2017: experiment. výskum EPFL Lausanne r. 2018: Technické posúdenie SK TP 18/0026 (TSÚS Košice) r. 2018: ŽU parametrická štúdia stanovenie min. hrúbky dosky v závislosti od typu vystuženia
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek TYP VYSTUŽENIA PROTI PORUŠENIU PRETLAČENÍM Strmene Šmykové tŕne s rozkovanou hlavou PSB Systém PSB Plus
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek Modelová situácia obchodné centrum Euronics TPD Zvolen Návrh a posúdenie žb stropnej konštrukcie proti porušeniu pretlačením (strmene, PSB lišty, PSB Plus) Osová vzd. stĺpov 9.6 x 9.0 m, stĺpy 500x500 mm Doska C 30/37 Výpočtový model Scia Engineer, Peikko Designer Konštrukčné zásady ETA 13/0151 Maximálny priemer tŕňov PSB a PSH s ohľadom na účinnú výšku dosky d [mm] ɸ PSH.max [mm] ɸ PSB.max [mm] < 200 N/A N/A 200-260 25 16 260-320 32 20 > 320 40 25
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek NÁVRH VÝSTUŽE (PSB Plus) Maximálna odolnosť dosky (PSB Plus) V V = V + 2 Rd,max, PLUS Rd,max, ETA Rd, PLUS V Rd,max,ETA je maximálna odolnosť dosky s použitím zvislých PSB tŕňov V Rd,PLUS je súčet šmykovej odolnosti dosky v závislosti od priemeru aktívnych vodorovných tŕňov PSH Maximálna odolnosť dosky proti porušeniu pretlačením V = k V Rd,max max Rd, c k max = 1,5 (strmene) k max = 1,96 (PSB tŕne) Zvislá odolnosť vodorovných prútov Priemer tŕňa PSH Krytie tŕňa PSH Návrhová hodnota šmykovej odolnosti pre jeden tŕň PSH Ø PSH [mm] c d [mm] V Rd,PLUS [kn] 25 46.5 24.5 32 50 40 40 54 56.8
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek STREDNÝ STĹP KRAJNÝ STĹP Hr. dosky 300 mm PSB
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek STREDNÝ STĹP HLAVICA KRAJNÝ STĹP HLAVICA REZ A-A REZ B - B Hr. dosky 270 mm PSB Plus
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek Hrúbka dosky vs šmyková odolnosť dosky Použitie PSB Plus: možnosť zvýšiť odolnosť dosky až na V rd,max = 2,2.V Rd,c Zníženie hrúbky dosky >>> úspora betónu Systém vhodný pre lokálne podopreté dosky vystavené extrémnemu zaťaženiu
Aplikácia nového typu šmykovej výstuže pri návrhu bezprievlakových stropných dosiek Mečár, J. - Gavura, Š. - Bujňáková, P. - Sobek, V.: Aplikácia rôznych typov šmykovej výstuže pri návrhu bezprievakových stropných dosiek. Betonárske dni 2018, zborník prednášok, Austria trend hotel, Bratislava, SR, 8.-9.11.2018, ISBN 978-80-227-4852-0, s. 219-222. r. 2019 Mečár, J. - Bujňáková, P. - Sobek, V.: Optimized design of flat slabs with different novel type of punching reinforcement, Sustainable materials, systems and structures, RILEM, 18-19 March 2019, Croatia
Experimentálna analýza modulu pružnosti Jozef Jošt, Matúš Farbák, Petra Bujňáková, Peter Koteš Vplyv teploty na hodnotu modulu pružnosti (MP) MP - doplňujúca požiadavka v rámci špecifikácie navrhovaného betónu. Reálne dosiahnuté hodnoty na stavbe nezodpovedajú normovým hodnotám. Statický modul pružnosti v tlaku, STN ISO 6784. 44 ks valcov (φ 150mm,300mm), C 30/37 prostredie -5,0 C, +20,0 C pevnosť betónu v tlaku a modul pružnosti boli stanovené pri teplote +20 C po 3, 7, 14, 21, 28, 90 dňoch a pri teplote -5,0 C po 7, 14, 21, 28, 90 dňoch.
Experimentálna analýza modulu pružnosti Mechanické vlastnosti testovaných vzoriek (11 sérií) Series No. of specimen Density [kg/m 3 ] Compressive strength f ci [N/mm 2 ] Compressive strength f cm,i [N/mm 2 ] Modulus of elasticity E ci [GPa] Modulus of elasticity E cm,i [GPa] E c σ σ a σ b = = ε ε ε a b σ a horné zaťažovacie napätie σ a = f c,cyl / 3 σ b základné napätie σ b = 0,50 N/mm 2. ε a priemerné pomerné pretvorenia pri hornom zaťažovacom napätí, ε b priemerné pomerné pretvorenia pri základnom napätí. B-7 (-5 C) D-14 (-5 C) F-21 (-5 C) H-28 (-5 C) J-90 (-5 C) A-3 (+20 C) C-7 (+20 C) E-14 (+20 C) G-21 (+20 C) I-28 (+20 C) K-90 (+20 C) 5* 2345 31.0 6* 2348 30.6 24.10 30.7 7* 2371 31.3 24.10 23.60 8* 2330 29.8 22.70 13* 2328 33.6 14* 2357 29.8 25.10 32.5 15* 2351 31.6 24. 80 25.10 16* 2350 35.0 25.50 21* 2321 34.2 22* 2385 35.6 25.60 34.6 23* 2332 34.0 26.50 25.60 24* 2325 34.8 24.80 29* 2365 33.9 30* 2342 38.0 26.80 37.0 31* 2320 37.2 24.80 26.00 32* 2363 38.8 26.30 37* 2405 37.9 38* 2339 40.9 27.10 39.2 39* 2340 40.7 26.00 26.60 40* 2305 37.1 26.70 1 2312 35.7 2 2349 35.4 25.40 36.4 3 2348 37.3 25.40 25.60 4 2344 37.4 25. 90 9 2345 41.6 10 2343 43.5 28.50 42.2 11 2325 42.1 27.60 28. 50 12 2354 41.7 29. 40 17 2336 36.9 18 2355 46.1 29. 60 44.6 19 2321 46.3 30. 10 29. 90 20 2335 49.0 30. 10 25 2322 47.4 26 2339 48.9 29.30 47.6 27 2309 45.4 33.40 31. 00 28 2346 48.6 30.40 33 2327 51.4 34 2335 53.5 31.50 51.9 35 2332 52.6 30.90 30. 90 36 2321 50.2 30.30 41 2310 55.4 42 2318 56.1 32.00 54.1 43 2336 48.9 33.30 32.10 44 2323 56.1 31.10
Experimentálna analýza modulu pružnosti Modul pružnosti (+20 C, -5 C) - experiment rozdiel medzi zamrznutými vzorkami a vzorkami uschovanými pri štandardnej teplote pre modul pružnosti predstavuje hodnotu približne 17%.
Experimentálna analýza modulu pružnosti Pevnosť v tlaku a modul pružnosti podľa STN EN 192-1-1 f cm,20 f cm,-5 f ck,20 f ck,-5 E cm,20 E cm,-5 days [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] [GPa] [GPa] 7 42.2 30.7 34.2 22.7 31.81 28.13 14 44.6 32.5 36.6 24.5 32.47 28.79 21 47.6 34.6 39.6 26.6 33.25 29.50 28 51.9 37.0 43.9 29.0 34.29 30.28 90 54.1 39.2 46.1 31.2 34.80 30.95 C 30/37 E cm = 32 GPa Hodnoty modulu pružnosti podľa STN EN 1992-1-1 nezohľadňujú vpyv nízkych teplôt. Pri návrhu konštrukcií citlivých na deformácie by bolo vhodné uvažovať s redukovanou hodnotou MP na hodnotu 0,8.E cm. r. 2019 Jošt J., Farbák M., Bujňáková, P., Koteš P.: Effect of ambient temperature on the modulus of elasticity. Roczniki inżynierii budowlanej, ISSN 1505 8425, Czasopismo wydawane przez Komisję Inzynierii Budowlanej Oddział Katowice PAN
KONFERENCIE 10 th International Conference on Short and Medium Span Bridges Quebec City, Quebec, Canada, July 31 August 3, 2018 Moravčík M., Bujňáková, P.: Collapse analysis and reconstruction process of precast prstressed bridge in Slovakia XXVII R-S-P Seminar 2018, Theoretical Foundation of Civil Engineering, Rostov na Done, Russia, 17-21 September 2018, Bujňáková, P. - Jošt, J. - Farbák, M.: Load testing of Highway Bridge Konferencia Betón na Slovensku 2014-2018, organizovaná pri príležitosti 25. výročia založenia SNK fib a pri príležitosti 5. medzinárodného kongresu fib 7.-11. október 2018 v Melbourne, Hotel Holiday Inn,17.-18.05.2018, Žilina Bujňáková, P. Jošt, J. Farbák, M.: Monitoring a zaťažovacia skúška estakády na D1 v Lietavskej Lúčke Betonárske dni 2018, Austria trend hotel, Bratislava, SR, 8.-9.11.2018 Mečár, J. - Gavura, Š. - Bujňáková, P. - Sobek, V.: Aplikácia rôznych typov šmykovej výstuže pri návrhu bezprievakových stropných dosiek
MOBILITY Université Clermont Auvergne, Polytech, Clermont-Ferrand, France 12.11. 16.11. 2018, Erasmus+ Design and construction technology of prestressed bridges Precast Segmental Bridges, (Basic concept, Structural analysis and testing).
VÝSKUMNÉ PROJEKTY rok 2018 VEGA: 1/0336/15 18: spoluriešiteľ Analýza časovo závislých, dlhodobo pôsobiacich degradačných činiteľov na spoľahlivosť betónových mostných konštrukcií
PUBLIKAČNÁ ČINNOSŤ rok 2018 1. Moravčík, M. Bujňáková, P.: Analysis of brittle failure of prestressed bridge in the north of Slovakia. Roczniki inżynierii budowlanej zeszyt 17/2017, ISSN 1505 8425, Czasopismo wydawane przez Komisję Inzynierii Budowlanej Oddział Katowice PAN, p. 27-34, 2. Bujňáková, P. Jošt, J. Farbák, M.: Zaťažovacia skúška estakády na D1 v Lietavskej Lúčke. Konferencia Betón na Slovensku 2014-2018, organizovaná pri príležitosti 25. výročia založenia SNK fib a pri príležitosti 5. medzinárodného kongresu fib 7.-11. október 2018 v Melbourne, Austrália, zborník prednášok, Hotel Holiday Inn, Žilina, SR, 17.-18.05.2018,ISBN 978-80- 8200-019-4, s. 342-347, 3. Bujňáková, P.: Construction of precast segmental box girder bridge. 24th Conference Construmat 2018, Herlany, Slovakia, 13th 15th of June 2018, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 385, Issue 1, 16 July 2018, IOP Publishing Ltd, ISSN: 1757-8981, Source: SCOPUS, WOS. 4. Bujňák, J. Bujňáková, P. Jedraszak, B.: Modelling and verification of bridge behaviour. 3rd Scientific Conference Environmental Challenges in Civil Engineering (ECCE 2018), Opole, Poland, April 23-25, 2018, MATEC Web of Conferences, Volume 174, art. no 03002 (2018), Copyright/Published by: EDP Sciences, eissn: 2261-236X, Pages: 10, SCOPUS, WOS. 5. Bujňáková, P. - Jošt, J. - Farbák, M.: Load testing of Highway Bridge. XXVII R-S-P Seminar 2018, Theoretical Foundation of Civil Engineering, Rostov na Done, Russia, 17-21 september 2018, MATEC Web of Conferences, Volume 196, art. no. 02020 (2018), eissn: 2261-236X, Pages: 6, Source: SCOPUS, WOS. 6. Mečár, J. - Gavura, Š. - Bujňáková, P. - Sobek, V.: Aplikácia rôznych typov šmykovej výstuže pri návrhu bezprievakových stropných dosiek. Betonárske dni 2018, zborník prednášok, Austria trend hotel, Bratislava, SR, 8.-9.11.2018, ISBN 978-80-227-4852-0, s. 219-222. 7. Moravčík M., Bujňáková P.:Collapse analysis and reconstruction proces of precast prestressed bridge in Slovakia, 10th International Conference on Short and Medium Span Bridges Quebec City, Quebec, Canada, July 31 August 3, 2018, 8. Bujňák, J. Bujňáková, P. Jędraszak, B.: Complexity of incidents investigation. XV Konferencja naukowo-techniczna Warsztat pracy rzeczoznawcy budowlanego, zborník príspevkov, Kielce - Cedzyna, Poland, 9 11 maja 2018, wydawca: Zarząd Główny PZITB Warszawa 2018, ISBN: 978-83-939439-7-5, s. 367-376.
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ