Search

U okviru šireg znanstvenoga projekta u ovome radu istražen je njegov dio koji se odnosi na armirano-betonske okvire ispunjene zidnim ispunom. Trenutno dostupni propisi većinom ne uzimaju u obzir zidni ispun pri proračunu takvih konstrukcija, a ako ga i uzimaju, onda je taj proračun vrlo složen. Dosadašnja znanstvena istraživanja neosporno su potvrdila da zidni ispun ima utjecaja na ponašanje armirano-betonskog okvira. Prije svega, to se odnosi na poprečnu nosivost i poprečnu krutost. U ovom radu provedena su eksperimentalna ispitivanja na armirano-betonskim okvirima koji su naknadno ispunjeni zidnim ispunom. Model armirano-betonskog okvira dobiven je na osnovu modela prototipa koji je pravilna armirano-betonska okvirna konstrukcija tlocrtnih dimenzija 17x16m i visine prve etaže 3,75, te ostalih šest etaža po 3m. Model prototipa projektiran je sukladno važećim propisima (EC2, EC8) koji se izvodi od betona klase C30/37 i armira rebrastom armaturom B500B. Na osnovu takvog modela prototipa, dobiven je stvarni (praktičan) model jednokatnog jednorasponskog armiranobetonskog okvira u mjerilu 1:2,5 pri kojem su poštivana pravila skaliranja. Na osnovu eksperimentalnih ispitivanja zidnih elemenata, uzoraka zidnog ispuna, morta (ljepila) s kojim je zidan ispun, dobivene su osnovne mehaničke karakteristike istih, te je izvršena podjela zidnog ispuna na jaki zidni ispun (od opečnih blokova MO10), srednji zidni ispun (od opečnih blokova MO5) i meki zidni ispun (od porobetonskih blokova MO2,5). Podjela je izvršena s ciljem da se vidi kako čvrstoća zidnih elemenata, odnosno zidnoga ispuna utječe na ponašanje armirano-betonskih okvira sa zidnim ispunom. Ispitano je ukupno 10 modela opterećenih vertikalnim stalnim opterećenjem na stupovima na cikličko statičko horizontalno opterećenje. Ispitana su po tri modela od svake vrste zidnoga ispuna i jedan model praznoga armirano-betonskog okvira. Također, ispitana su i osnovna mehanička svojstva betona i armature od kojih su izrađeni modeli armiranobetonskih okvira. Za takve modele armirano-betonskih okvira ispunjenih zidnim ispunom, dobiveni su eksperimentalni rezultati koji su detaljno obrađeni u pogledu mehanizma sloma zidnog ispuna, poprečne nosivosti, poprečne krutosti, histerezne energije (energija disipacije, energija apsorpcije i koeficijent prigušenja) i kategorizacije oštećenja zidnog ispuna. Analitički rezultati dobiveni su na osnovu postojećih modela i postupaka proračuna armirano-betonskih okvira sa zidnim ispunom, te su uspoređeni s eksperimentalnim rezultatima. Numerički rezultati dobiveni su primjenom numeričkog makro-modela pomoću kojeg je modeliran zidni ispun (neelastični panel element). Ulazni podatci neophodni za proračun modela, dobiveni su usklađivanjem s modelima iz eksperimenata. Numerički rezultati korišteni su za analizu utjecaja ulaznih parametara na poprečnu nosivost, poprečnu krutost, histerezne energije i sile u dijagonalama zidnog ispuna kod armirano-betonskoga okvira sa zidnim ispunom. Dodatna analiza provedena je na podešenom (kalibriranom) modelu. Promatrani su sljedeći parametri: geometrija armirano-betonskog okvira, geometrija tlačne dijagonale, čvrstoće dijagonale (zidnog ispuna), vertikalno opterećenje u stupovima, količine armature u stupovima, poprečni presjek stupova, broj polja te način nanošenja horizontalnoga opterećenja. S ciljem primjene rezultata u svakodnevnoj inženjerskoj praksi, predložena je metoda linearnog proračuna armirano-betonskih okvira sa zidnim ispunom. Metoda analizira armirano-betonski okvir sa zidnim ispunom kao sustav („okvir+zid“) i primjenjuje se za dimenzioniranje sustava. Kontrola ponašanja modela ovako modeliranih konstrukcijskih sustava pri djelovanju potresa, urađena je primjenom metode N2, tj. određivanjem ciljanog pomaka u nelinearnom statičkom području., This thesis presents results of research, performed within a larger scientific project, concerning reinforced concrete frames filled in with masonry. Currently available regulations do not, in most cases, take into account masonry infill as a factor in structural analysis design; if they do, however, the design is extremely complex. Scientific research has so far indisputably confirmed the fact that masonry infill affects the structural behaviour of reinforced concrete frames. This is primarily visible in frames' transverse load carrying capacity and stiffness. The thesis displays experimental research of reinforced concrete frames additionally filled in with masonry. The reinforced concrete frame model has been designed based on a prototype that is a rectangular reinforced concrete frame structure with floor plan dimensions 17x16 meters and the height of first floor 3,75 meters, with upper six floors 3 meters high. The prototype model was designed according to current regulations (EC2, EC8), made out of C30/37 concrete and B500B reinforcement. According to such a prototype, a real life model of a one-story, one-span reinforced concrete frame was constructed in scale of 1:2,5, following all the scaling rules. Based on experimental testing of masonry elements, masonry infill specimens and mortar (glue) used to build the infill, their main mechanical features were obtained and subsequently used to distribute the masonry infill into three categories; high strength infill (using brick blocks MO10), medium strength infill (using brick blocks MO5) and low strength soft infill (using aerated autoclaved concrete blocks MO2.5). The division of infills was designed aiming to find out the effect of masonry elements' (masonry infills') strength on the behaviour of reinforced concrete frames with masonry infill. Ten models were tested applying constant vertical load on columns and cyclical static horizontal load. Three models were tested for each type of masonry infill as well as one model of a reinforced concrete frame with no infill. Main mechanical features of concrete and reinforcement used to build the models were also tested. Obtained experimental results for these models of reinforced concrete frames with masonry infills were elaborated in detail concerning the infill collapse mechanism, lateral load carrying capacity, lateral stiffness, hysteretic energy (energy dissipation, energy absorption and attenuation coefficient) and categorization of damage to masonry infill. Analytical results, obtained based on existing models and structural analysis procedures of reinforced concrete frames with masonry infill, were compared with experimental results. Numerical results were obtained by applying a numerical macro model that was used to design the masonry infill (non elastic panel element). Input data necessary for this model's structural analysis were defined by harmonization of experimental models' data. Numerical results were used for impact analysis of input parameters on transverse load carrying capacity, transverse stiffness, hysteretic energy and forces in the diagonals of the masonry infill within a reinforced concrete frame with masonry infill. Additional analysis was performed on a calibrated model. Following parameters were observed: reinforced concrete frame geometry; compression diagonal geometry; diagonal strength (of the masonry infill); vertical load in the columns; quantity of reinforcement in the columns; cross-section of the columns; number of fields and methods of horizontal load application. A method of linear structural analysis for reinforced concrete frames was proposed with the aim to apply its results in everyday engineering practice. This method analyzes the reinforced concrete frame with masonry infill as a system („frame+wall“) and it is used for the system's dimensioning. The behavior of such structural systems’ models under earthquake action was controlled performing the N2 method, namely, by determining target displacement in the nonlinear static field.

Najveći izazov prilikom modeliranja ovakvih sustava je adekvatno simulirati njegovo ponašanje koje bitno ovisi o interakciji osnovnog okvira i ispuna kao najčešće dviju zasebnih komponenata. U pristupu modeliranju razlikujemo prvenstveno mikro i makro modele. Za ovu studiju usvojen je makro model konstruiran programom OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation, PEER, Berkeley) koji ima izvrsne mogućnosti opisivanja globalnog i lokalnog ponašanja sustava, te je u isto vrijeme robustan, fleksibilan i nudi detaljan uvid u prirodu ponašanja uz razuman broj potrebnih parametara za opisivanje modela materijala. Analiza pouzdanosti je provedena na temelju nelinearnog numeričkog modela, na kojem je moguće analizirati statička i dinamička opterećenja. Ovakav pristup ima prednost ponajprije u mogućnosti reduciranja nesigurnosti koje su inače prisutne kod analitičkog definiranja jednadžbe graničnog stanja, čiji se oblik znatno komplicira uzevši u obzir nelinearnost i statičku neodređenost modela. Za procjenu pouzdanosti horizontalne nosivost, u domeni potresnog inženjerstva, dovoljno je definirati jednadžbu graničnog stanja ograničavanjem međukatnog pomaka, što se pokazala najbolja mjera štete konstruktivnih elemenata. Niža razina dokaza pouzdanosti (FORM) koja je operativnija u praksi provodi se s pomoću operativne vrijednosti vjerojatnosti otkazivanja Pf koja se naziva indeks pouzdanosti β i obrnuto je proporcionalna vjerojatnosti otkazivanja Pf. Cilj ovog rada je prvenstveno procijeniti pouzdanost horizontalne nosivost nelinearnog modela statičkom metodom postupnog guranja (engl. static pushover), tako da je provedena FORM analiza i Monte Carlo simulacije metodom konačnih elemenata, te je uspoređena vrijednost vjerojatnosti otkazivanja Pf. Numerički makro model je kalibriran na temelju prethodno provedenim eksperimentima statičkim cikličkim opterećivanjem u ravnini, pri čemu su ispitane i karakteristike sastavnih materijala iz kojih su definirane slučajne varijable za beton, armaturni čelik i ziđe, dok je varijacija razine vertikalnog opterećenja također definirana eksperimentom. Iskazivanje vrijednosti vjerojatnosti otkazivanja Pf putem Monte Carlo simulacije generiranje N slučajnih ishoda izračunava se kao Nf/N pri čemu je nužan veliki broj simulacija, odnosno N ≥ 10^5, za preciznu procjenu pouzdanosti. Numerički model predstavlja armirano–betonski okvir jednog raspona i jedne visine, originalno konstruiran u mjerilu 1:2.5, te se sastoji od linijskih konačnih elemenata za stupove, gredu i pojednostavljene tlačne dijagonale za reprezentaciju zidanog ispuna. Stupovi i greda modelirani su Force–Based elementom s pridruženim Fiber presjekom i definiranom duljinom plastičnih zglobova, dok je zidani ispun modeliran sustavom tlačnih opruga. Horizontalno opterećenje je nanošeno u 20 koraka do 100% iznosa koje je definirano kao maksimalna nosivost temeljem eksperimenta, te se pratio vršni pomak ravnine grede koji je ograničen jednadžbom graničnog stanja, pripadajućim iznosom pomaka pri vršnoj nosivosti. Za najrealnije opisivanje ponašanja konstrukcija u potresnom inženjerstvu nelinearnom dinamičkom analizom daleko su najveći izvor nesigurnosti zapisi ubrzanja temeljnog tla, uz koji nije zanemariv i izvor nesigurnosti povezan s karakteristikama materijala. Rezultati FORM analize su usporedivi s Monte Carlo simulacijama, te je dobivena optimalna kombinacija parametara materijala za dosezanje ciljanog pomaka definiranog jednadžbom graničnog stanja. Ovakav pristup analizi pouzdanosti daje neograničene mogućnosti u području potresnog inženjerstva te cjelokupnu implementaciju nesigurnosti unutar jednog modela, što je neophodno za procjenu rizika od kolapsa ili procjenu gubitaka unutar okvira PEER PBEE metodologije.

Diplomski rad prikazuje moguće načine modeliranja zidanog ispuna te utjecaj samog ispuna na ponašanje armirano-betonskih okvira pri djelovanju potresa u ovisnosti o različitim vrstama seizmičke analize konstrukcija. Naime iako se zidani ispun često uzima kao nekonstruktivni element poznato je da u velikoj mjeri utječe na ponašanje okvira pri potresnom djelovanju. Zanemarivanje interakcije okvira i ispuna stoga nije uvijek na strani sigurnosti. Pri potresnim opterećenjima zidani ispun značajno povećava krutost konstrukcije što rezultira promjenama u seizmičkom odgovoru i značajnoj redukciji prirodnog perioda takvog kompozitnog sustava. S obzirom na tu činjenicu važno je pravilno uključivanje interakcije okvira i ispune pri proračunu zbog realnijeg opisivanja stvarnog ponašanja konstrukcije. U prvom dijelu diplomskog rada biti će prikazana seizmička analiza armirano-betonskih okvira sa zidanim ispunom metodom ekvivalentnih statičkih sila. Analiza je provedena na šest modela pri čemu je varirana visina modela te položaj ispune. Zidani ispun modeliran je pomoću linearnih elemenata na dva načina. U prvoj analizi zidani ispun modeliran je pomoću „Shell“ elementa dok je u drugoj analizi zidani ispun modeliran pomoću zamjenske tlačne dijagonale koja spaja nasuprotne vrhove okvira. Zamjenskim dijagonalama definirana je efektivna krutost kako bi se osiguralo linearno ponašanje modela. Drugi dio diplomskog rada prikazuje nelinearnu dinamičku analizu armirano-betonskog okvira sa zidanim ispunom. Analiza je u ovom dijelu rada provedena na dva modela iste visine, a različitog položaja ispune. Kako bi se osiguralo nelinearno ponašanje modela definirana je geometrijska nelinearnost uzimanjem u obzir učinaka 2. reda te materijalna nelinearnost modeliranjem plastičnih zglobova za stupove i grede te modeliranjem zidanog ispuna pomoću zamjenskih tlačnih dijagonala. Modelirane su dvije tlačne dijagonale koje spajaju nasuprotne vrhove okvira, a nelinearno ponašanje dijagonala definirano je anvelopom horizontalna sila - horizontalni pomak.

The behaviour prediction of frame structures with masonry infill exhibited under lateral loading is still relatively complex. Although such composite constructions are frequently applied in buildings, there are no practice oriented models for their design, as it is the case with most other types of building systems. The use of existing approaches can lead to inadequate or overestimated load capacities, as different models are more or less suitable for certain applications and can give diverse results for the same system. This paper presents some of the modelling approaches used in strength prediction of steel frames with masonry infill. Based on experimental results of constitutive parts properties (steel material, masonry elements, mortar), is shown implementation of an equivalent diagonal model prediction using nonlinear and linear strength envelopes. Results gained by this investigation will serve for an experimental investigation on a steel one story – one bay frame with different types of masonry infill.

Disertacija istražuje utjecaj otvora u zidanom ispunu armirano-betonskog okvira pomoću ispitivanja modela i numeričkih istraživanja. Iznađeni su faktori koji, primjenjeni na model tlacne dijagonale, omogucuju tom modelu uzimanje u obzir uticaja otvora, serklaza itd.

Armirano-betonski okviri sa zidanim ispunom predstavljaju kompozitne konstrukcije dominante u području niskih i srednje visokih građevina. Zidani ispun se ugrađuje nakon očvršćivanja betona okvira. Zbog nehomogenosti komponenata i nepoznatog kompozitnog djelovanja sustava ponašanje takvih konstrukcija tijekom djelovanja potresa je teško numerički iskazati, što vodi ka zanemarivanju utjecaja ispuna pri projektiranju iako je njegovo pozitivno djelovanje uočeno tijekom proteklih potresa. S ciljem pojašnjenja mehanizma ponašanje ovakovog sustava izrađeni su modeli armirano-betonskih okvira s tri uobičajene vrste ispuna u Hrvatskoj u mjerilu 1:2, 5 i isti su ispitani pri djelovanju vertikalnog i izmjeničnog horizontalnog opterećenja. Eksperimentalni rezultati su uspoređeni sa rezultatima za armirano-betonski okvir bez ispuna. Prikazane su različite metode za proračun ovakovih kompozitnih građevina.

Rad obrađuje problematiku konstruiranja i dimenzioniranja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Ovakve su konstrukcije relativno česte, a značajnija istraživanja njihovoga ponašanja provode se od druge polovice prošloga stoljeća. Unatoč brojnim istraživanjima, još uvijek, postoji problematika procjene ponašanja konstrukcija ove vrste, osobito pri značajnijim horizontalnim djelovanjima jer zbog složenosti konstrukcijskog sustava ne postoji dovoljno pouzdana metoda procjene njezinoga ponašanja koja bi bila ugrađena u konstrukcijske norme, kao što je slučaj kod drugih uobičajenijih i jednostavnijih konstrukcija. U radu su prezentirani rezultati vlastitih provedenih istraživanja ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Disertacijom su obuhvaćena eksperimentalna istraživanja mehaničkih karakteristika zidnih elemenata, zidanog ispuna i čeličnog materijala, a dobiveni podatci korišteni su pri numeričkim simulacijama ponašanja jednokatnih čeličnih okvira sa zidanim ispunom izloženih horizontalnim djelovanjima. Pri istraživanju čeličnih okvira sa zidanim ispunom provedeno je ispitivanje triju serija sa po tri uzorka, uz dodatno ispitivanje i čeličnoga okvira bez ispuna, s ciljem utvrđivanja doprinosa pojedine vrste zidanoga ispuna na nosivost i krutost sustava. U prvoj seriji ispitano je ponašanje čeličnih okvira sa zidanim ispunom od šupljih glinenih blokova, u drugoj seriji ispun je bio od porobetonskih blokova, a potom je slijedilo originalno rješenje u kojem je ispun kombiniran od glinenih i porobetonskih blokova. Osnovna ideja ovoga pristupa je kako „mekši“ elementi konstrukcije (porobetonski blokovi), koji povezuju okvir i zidani glineni ispun, u sredini otkazuju ranije, te na taj način seizmički izoliraju zidani ispun od okvira radi što dužega očuvanja duktilnog ponašanja samoga čeličnoga okvira. Taj je način ponašanja povoljniji prilikom preuzimanja velikih opterećenja pri potresu, budući da prvobitni pozitivni doprinos zidanog ispuna većoj krutosti i otpornosti konstrukcije, poslije njegova otkazivanja, uzrokuje značajnije smanjenje preostale duktilnosti čeličnoga okvira. Prezentirani sustav kombiniranih zidnih elemenata različitih čvrstoća ne uzrokuje značajnije promjene u tehnologiji izvedbe, ne zahtjeva posebne alate i sredstva za ugradnju, a može značajno unaprijediti ponašanje ove vrste konstrukcija pri potresnome opterećenju. Smatra se kako takvo rješenje može biti racionalno s obzirom na relativno čestu primjenu zidanog ispuna u okvirnim konstrukcijama. Na osnovu eksperimentalnih rezultata istražena je primjenjivost različitih numeričkih modela pri opisivanju ponašanja ovakvih tipova konstrukcija. Izvršena je kalibracija numeričkih modela prema dobivenim eksperimentalnim rezultatima. Također je provedena i opsežna parametarska analiza s ciljem istraživanja važnosti i utjecaja pojedinih parametara u konstruiranju ovakvih konstrukcija. Urađen je i numerički primjer u kojem je analizirana višeetažna okvirna čelična konstrukcija, sa i bez zidanog ispuna, kako bi se odredio utjecaj različitih vrsta zidanih ispuna pri ponašanju ovakvih konstrukcija izloženih horizontalnim opterećenjima. Znanstveni doprinos ovoga rada je daljnje razjašnjenje fenomena ponašanja ovakvih konstrukcija, te prijedlog konstrukcijski jednostavnije metode za preveniranje nepovoljne interakcije zidanog ispuna s čeličnim okvirom pri velikim horizontalnim opterećenjima, a kroz kontrolu oštećenja pojedinih elemenata konstrukcije. Takva bi metodologija mogla biti primjenjiva u inženjerskoj praksi pri postupku proračuna i analize seizmičkog odgovora za optimalno projektiranje i procjenu ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunima u seizmičkim i neseizmičkim područjima. Znanstveni doprinos rada očituje se i u formiranju baze eksperimentalnih rezultata kao važnoga izvora informacija na temelju kojega se dalje mogu istraživati pojedini fenomeni ponašanja čeličnih okvira sa zidanim ispunom. Važan dio rada predstavlja kritička ocjena primjenjivosti različitih vrsta modela za numeričku analizu sustava okvira sa zidanim ispunom, kao i sistematizacija utjecajnih parametara na ponašanje ovakvih konstrukcija kroz provedenu parametarsku analizu. Na temelju rezultata ovoga rada predložena je odgovarajuća metoda za praktično projektiranje čeličnih okvirnih konstrukcija s kombiniranim sustavom zidanoga ispuna., This thesis presents difficulties related to the design and execution of steel frames with masonry infill. These types of structures are relatively often and significant research on their behavior was conducted from the second half of the past century. Despite numerous investigations related to the evaluation of behavior that these structures exhibit under significant horizontal loads, because of their complexity there is still no applicable method for their reliable assessment, as it is the case with simpler constructions. Results of original experimental investigation of steel frames with masonry infill are presented and discussed. This investigation included determination of mechanical characteristics of materials used in such a composite system (masonry and steel), and obtained results were used for calibration of infilled steel frame subjected to horizontal loads numerical models. Experimental research of steel frames with masonry infill was carried out through three series that each had three samples which differed by different types of masonry infill, and on a frame without infill in order to determine the contribution that infill has to strength and stiffness of the composite system. First series samples enabled the investigation of steel frames with hollow clay bricks as infill, second sample had lightweight autoclaved aerated concrete (AAC) blocks as infill, and third had infill comprised of both hollow clay and AAC masonry elements. The principle behind the idea of combining infill elements is that „softer“ components (AAC blocks), which link the steel frame columns with hollow clay bricks, fail first during seismic loading, thus enabling independent movement of the steel frame in order to utilize its ductility. This behavior is favorable during seismic loading due to the fact that masonry infill provides initial positive contributions to the strength and stiffness of the whole system, but after its failure significantly reduces residual ductility of the steel frame. Presented system with combined masonry elements, of different mechanical properties, can significantly improve the behavior of infilled frames under earthquake loading, and at the same time does not significantly change the building technology, requires no special installation tools and no additional resources. As such, its use can be a rational solution when it comes to seismic isolation of masonry infill from steel frames. On the basis of experimental results it was possible to investigate the applicability of various numerical models when it comes to prediction of such systems behavior. Test results were also used for the calibration of numerical models that enabled implementation of an extensive parametric analysis with the objective of determining the influence and importance that certain parameters have in such composite systems. Contribution of various masonry elements to the strength and stiffness of infilled steel frames loaded horizontally was analyzed through a numerical example of a multistory, multi-bay construction. Scientific contribution of this thesis is further clarification of behavior that steel frames with masonry infill exhibit under horizontal loads, and a proposal of a simple construction method which enables the prevention of adverse interaction between masonry infill and steel frame through damage control of specific areas of the infill. Such a methodology could be applied in engineering practice for optimal design and evaluation of behavior of steel frames with masonry infill in seismic and non-seismic areas. Further scientific contribution is reflected through forming of an experimental database, which can be a valuable source of information for additional research in this field. An important part of this thesis is a critical review on the possibilities of different models for numerical analysis of steel frames with masonry infill, as well as systematization of influence parameters conducted through extensive parametric study. Based on results acquired through this paper a new method of practical design of steel frames with masonry infill that is consisted of different elements is presented.

Okviri s ispunom su kompozitne konstrukcije koje se sastoje od armiranobetonkih okvira i ispune za koju se u Hrvatskoj uobičajeno rabe blok opeke ili čak i betonski blokovi. Ispuna bitno mijenja odgovor konstrukcije na potres i njen se utjecaj mora na odgovarajući način uzeti u proračun. Polazeći od problematike modeliranja zidanih ispuna u a-b okvirima uslijed djelovanja seizmičkih sila, i njenom razradom dolazimo i do metoda ojačanja istih. Time se, uz isti nepromjenjeni okvir, želi postići veća horizontalna nosivost i duktilnost ispune, od koje se nadalje očekuje što veća deformabilnost, odnosno interaktivnost ispune s okvirom te disipacija određenog dijela seizmičkih sila.

Armirano-betonski okviri s ispunom su kompozitne konstrukcije koje se sastoje od okvira i ispune za koju se u različitim zemljama koriste različite vrste opekarskih blokova, a koji znatno utječu na njihov seizmički odgovor. Nedavni potresi su pokazali i povoljna i nepovoljna ponašanja konstrukcija okvira s ispunom. Uz vrlo detaljan prikaz proračuna okvira i drugih uobičajenih armirano-betonskih konstrukcija i suvremene metode proračuna na raspolaganju projektantima, nedostatak pojašnjenja za okvire s ispunom se može pripisati samo nedovoljnom razumijevanju njihova utjecaja kao i velikom broju nejasnoća uključenih u modeliranje djelovanja ispune, koja često može biti heterogena i ovisi o tradiciji gradnje. Interakcija između nearmirane ispune i okvira dovodi do neuobičajenih ponašanja okvira, bilo lokalno (efekt kratkog stupa, posmični slom čvora) ili globalno (formiranje meke etaže). Zbog svoje složenosti, pozitivna i negativna djelovanja ispune, još uvijek predstavljaju kontraverznu temu na kojoj treba poraditi. Pri tome su naročito kritične procjena stabilnosti građevina građenih prije bilo kakovih seizmičkih propisa (npr. prije 1965. godine u Hrvatskoj i Makedoniji), kao i onih građenih po propisima sve do Eurocode-ova. Utjecaj ispune na seizmički odgovor okvira s ispunom se uzima u obzir tek u EC8 i to na način da se uzme eventualno nepovoljno djelovanje ispuna na okvir dok se pozitivno djelovanje zanemaruje. Dosadašnje analize su pokazale da se okviri s ispunom dimenzionirani sukladno EC8 normama ponašaju bolje nego čisti okviri pri uporabnom stanju ponašanja, te jednako dobro pri projektnom i ekstremnom opterećenju. Međutim, poboljšanje ponašanja dolazi s povećanjem cijene, jer dolazi do znatnog povećanja podužne i poprečne armature u a-b elementima u odnosu na čisti okvir. Ovo uočeno povećanje se dešava pri ravnomjernoj i pri neravnomjernoj raspodjeli ispune. Dakle je metoda projektiranja sadržana u EC8 prekonzervativna, jer kažnjava konstrukcije s ispunom povećanjem projektnih sila, ali u potpunosti zanemaruje doprinos ispune u nošenju tako povećanih opterećenja. Jedini razuman način uzimanja u obzir povoljnog i nepovoljnog efekta ispune u proračunu seizmičkog odgovora konstrukcija s ravnomjernom i s neravnomjernom raspodjelom ispune jest direktno uključivanje zidova ispune u analitički model koji se koristi za projektiranje. U okviru predloženom bilateralnog projekta bi se iskoristili podaci dosad provedenih eksperimentalnih istraživanja na okvirima s ispunom. Različiti numerički modeli (mikrofiber-, makroelement model, meso-modeli, materijalno i geometrijski nelinearni modeli) će biti testirani s ciljem što boljeg predstavljanja izmjerenog ponašanja ispitivanog kompozita (zid-okvir). Usporediti će se rezultati modela s puno i s malo potrebnih parametara i ocijeniti kvaliteta predstavljenog ponašanja. Odabrati će se metoda koja zahtijeva najmanje parametara za što bolje prezentiranje ponašanja uz prijedlog preliminarnog načina uzimanja u obzir efekta ispune. Cilj prethodnih analiza i ispitivanja je predlaganje načina poboljšanja metode dimenzioniranja koja će eksplicitno uključivati utjecaj ispune s odgovarajućim modelima krutosti, a koji će vjerno prezentirati ponašanje konstrukcija s ispunom pri seizmičkim djelovanjima. Konačni rezultati prethodnih koraka će biti kalibrirana metodologija koja će s lokalnim seizmičkim karakteristikama tla, omogućavati proračun konstrukcija s ispunom sukladno očekivanom ponašanju. Metodologija će pojednostavniti projektiranje, preciznije i ekonomičnije definirati potrebe za materijalom, i omogućiti građenje sigurnijih i jeftinijih konstrukcija s ispunom, jer će veliki broj nepoznanica prethodno biti rasvijetljen. Željeni nivoi ponašanja će biti u suglasju s očekivanim seizmičkim djelovanjima i u idealnom slučaju će zahtijevati minimalni napor projektanta. Projektanti trebaju pojednostavljene metode za približnu procjenu očekivanog seizmičkog odgovora konstrukcija s ispunom. Jednostavna metoda mora omogućiti brzu analizu većeg broja konstruktivnih opcija. Ovaj cilj se može dostići zajedničkim radom sudionika u projektu s ciljem razvoja usuglašenih procedura za procjenu ponašanja i projektiranje. Iznešeni prijedlog nastoji utvrditi "okvir s ispunom" kao samostalni konstruktivni sustav, a što će izmijeniti do sada važeći način projektiranja.

Ponašanje armiranobetonskih okvira s ispunom na djelovanje horizontalnih sila s gledišta propisa, starih a i novih je još uvijek nepoznanica. Kod nas ne postoje propisi koji uzimaju u obzir sudjelovanje ispune u armiranobetonskim okvirima kod djelovanja horizontalnih sila. U svijetu je napravljeno nekoliko ispitivanja armiranobetonskih okvira s ispunom čiji se rezultati zadržavaju na znanstvenoj razini. Također, postoje razni matematički modeli koji pokušavaju opisati doprinos ispune u armiranobetonskim okvirima pri horizontalnom djelovanju. U radu će se prikazati kvazidinamičko ispitivanje modela armiranobetonskih okvira s tri različite ispune. Model armiranobetonskog okvira predstavlja izdvojeni konstrukcijski element stvarne zgrade. Stvarna zgrada je okvirnog sistema koja se sastoji od prizemlja i šest katova tlocrtnih dimenzija 17, 50x16, 00 m. Izdvojeni konstrukcijski element odnosno naši modeli napravljeni su u mjerilu 1:2, 5. Dimenzije modela su 2, 0x1, 50 m, gdje su stupovi poprečnog presjeka 20x20 cm i greda 12x20 cm izvedeni od betona klase C30/37 i armirani rebrastom i glatkom armaturom. Napravljeno je ukupno devet modela koji su zidani s tri različite ispune od zidnih elemenata marke 2, 5 N/mm2, 5, 0 N/mm2 i 10, 0 N/mm2. Svi modeli su ispitivani nakon 28 dana od dana zidanja ispune. Ispitivanja modela (armiranobetonskih okvira) su pokazala da ispuna sudjeluje u nosivosti na horizontalno djelovanje. Rezultati će pokazati koliki je doprinos zidane ispune na djelovanje horizontalne sile kod armiranobetonskih okvira.