Kształtowanie BDP stosowanej w ocenie wpływu drgań generowanych podczas eksploatacji drogi
Podczas wielu pomiarów przeprowadzanych w celach diagnostycznych można było uzyskać interesujące zbiory danych, umożliwiające dokonywanie porównań wpływu różnych czynników na drgania docierające do obiektu je odbierającego. Pomiary przeprowadzone w tych samych warunkach gruntowych (ta sama droga propagacji drgań) przeprowadzone na tym samym obiekcie podczas realizacji zadania diagnostycznego, ale przy różnych warunkach ruchowych (typ pojazdu, prędkość poruszania, stopień wypełnienia, stan techniczny itp.) dostarczają wielu informacji przydatnych w prognozowaniu działań dynamicznych w sytuacjach, w których już albo jeszcze nie można wykonać pomiarów. Zbiory wibrogramów wraz z opisem sytuacji pomiarowej powinny być uzupełniane analizami tych wibrogramów wykonanymi stosownie do ich późniejszego wykorzystania. Jeśli więc te zbiory znajdują się w BDP dostarczającej informacji do prognozowania wpływu drgań na ludzi w budynkach, to oprócz wibrogramów pozyskanych w punktach pomiarowych na fundamencie budynku (służą do prognozowania wymuszenia kinematycznego modelu budynku) powinny tam znaleźć się również wibrogramy uzyskane w punktach pomiarowych na wybranych kondygnacjach budynku, w miejscach odbioru drgań przez człowieka.
Na kolejnych rysunkach podano przykładowe wyniki opracowania wibrogramów pozyskanych na fundamencie budynku zlokalizowanego w pobliżu drogi kołowej, po której różne pojazdy poruszały się po dwóch pasach. Stan nawierzchni na pasie dalszym od budynku (pas „B”) był gorszy niż na pasie bliższym (pas „A”). Oddziaływanie na budynek i ludzi w budynku ciężkich samochodów przejeżdżających po pasie dalszym (pas o gorszej nawierzchni) było znacząco większe niż wywołane przejazdem pojazdów po pasie bliższym (pas o lepszym stanie nawierzchni). Drgania o największych parametrach wywołane były przejazdami samochodów TIR. Do oceny wpływu drgań na ludzi brano pod uwagę kryteria odniesione do wartości skutecznych (RMS) przyspieszenia drgań (zgodnie z zasadami opisanymi w metodyce powiarowo-interpretacyjnej). W celu zilustrowania informacji zamieszczonych powyżej podano wyniki analizy wibrogramów zarejestrowanych na ścianie piwnicznej budynku (rys. 7.) – wykorzystywane w ocenie wpływu drgań na budynek oraz na stropie parteru (rys. 8.) - wykorzystane w ocenie diagnostycznej wpływu drgań na ludzi przebywających w budynku.
Na rys. 8 oprócz wyników analizy zamieszczono linie odpowiadające kryteriom stosowanym w ocenie wpływu drgań na ludzi w budynkach zgodnie z zapisem w normie PN- 88/B-02171. Linie te odpowiadają kolejno:
- najniżej położona linia ciągła – próg odczuwalności przez człowieka drgań w kierunku z (wzdłuż osi kręgosłupa tzn. wzdłuż linii: stopy-głowa),
- środkowa linia ciągła – linia graniczna zapewnienia ludziom niezbędnego komfortu wibracyjnego w pomieszczeniu mieszkalnym w porze nocnej (w godzinach od 22 do 6) przy drganiach odbieranych przez człowieka w kierunku z,
- najwyżej położona linia ciągła – linia graniczna zapewnienia ludziom niezbędnego komfortu w pomieszczeniach biurowych i mieszkalnych w porze dnia (w godzinach od 6 do 22) przy drganiach odbieranych przez człowieka w kierunku z,
- najniżej położona linia przerywana - próg odczuwalności przez człowieka drgań w kierunkach xy (poprzecznie do osi kręgosłupa tzn. wzdłuż linii: plecy-piersi albo bokbok),
- środkowa linia przerywana – linia graniczna zapewnienia ludziom niezbędnego komfortu wibracyjnego w pomieszczeniu mieszkalnym w porze nocnej przy drganiach odbieranych przez człowieka w kierunkach xy,
- najwyżej położona linia przerywana – linia graniczna zapewnienia ludziom niezbędnego komfortu w pomieszczeniach biurowych i mieszkalnych w porze dnia przy drganiach odbieranych przez człowieka w kierunkach xy.
W ten sposób zbierane informacje tworzą BDP. Z nich korzysta się przy wyznaczaniu prognozowanych wielkości opisujących sytuacje odpowiadające diagnozie z projektowaniem oraz projektowaniu i projektowaniu z prognozą tzn. sytuacjom „B, C i D” opisanym w tabeli 5. Należy tu jednak dodać, iż w sytuacji „C” (źródło drgań jest eksploatowane a budynek projektowany) informacje z BDP służą do ocenienia redukcji drgań przekazywanych z podłoża na fundament budynku, bowiem drgania podłoża w miejscu przyszłego posadowienia budynku przy eksploatowanym źródle drgań można uzyskać z pomiaru.
Przykłady wykorzystania BDP w prognozowaniu wpływu drgań na projektowane budynki
W tym miejscu podane zostaną dwa przykłady wykorzystania BDP do wyznaczenia parametrów wymuszenia kinematycznego projektowanych budynków. W celu ocenienia wpływu prognozowanych drgań na ludzi w projektowanych budynkach należało zbudować modele obliczeniowe budynków, poddać je działaniu prognozowanego wymuszenia kinematycznego i wyznaczyć reakcję dynamiczną (wibrogramy) w miejscach odbioru drgań przez ludzi. Te z kolei należało poddać analizie w pasmach 1/3 oktawowych, a otrzymane wielkości (wartości RMS w poszczególnych pasmach częstotliwości) odnieść do kryterium oceny narażenia wibracyjnego. W przywołanych tu przykładach obliczenia wykonywał zespół: K. Stypuła, K. Kozioł z udziałem autora niniejszego opracowania.
Pierwszy przykład dotyczy projektowanego budynku mieszkalnego, wielorodzinnego (z usługami na parterze) z dwukondygnacyjnym podziemnym garażem, usytuowanego na działkach położonych w pobliżu projektowanej II linii metra w Warszawie. Najmniejsza odległość budynku od osi krawędzi tunelu metra (projektowanego) wynosi 22 m (rys. 9.). Należało projektując budynek sprawdzić, czy drgania generowane przejazdami pociągów metra po zrealizowaniu II linii mogą w sposób niekorzystny wpływać na ludzi w nim przebywających. Jeśli taki będzie wynik prognozy, to należało zaproponować odpowiednie zmiany w projekcie budynku w celu doprowadzenia do spełnienia warunków wibracyjnych określonych w kryterium oceny wpływu drgań na ludzi w budynkach.
