Ze względu na przestrzenny charakter konstrukcji i trudności w wybraniu zastępczego uproszczonego modelu zdecydowano się na analizę budynku jako całości. Przyjęto przestrzenny model (3D) zbudowany według zasad metody elementów skończonych (MES). W każdym z rozważanych stadiów pracy konstrukcji (wymaganych normą PN-85/B-02170) jako wymuszenie kinematyczne (drgania podziemnej części budynku) zastosowano przebiegi czasowe przyspieszeń drgań płyty fundamentowej budynku (rys. 10. – 12.) prognozowane na podstawie wyników pomiarów uzyskanych z Bazy Danych Pomiarowych IMB Politechniki Krakowskiej.

Wykonano analizy dotyczące oceny wpływu prognozowanych drgań na ludzi w budynku. Charakterystyczne, wybrane z wielu końcowych wyników przedstawiono na rys.13-14. Są to najniekorzystniejsze wartości uzyskane z obliczeń po uwzględnieniu zaleceń konstrukcyjnych zaproponowanych projektantom budynku w odniesieniu do zwiększenia grubości stropów wskazanych kondygnacji.

Drugi z przywołanych tu przykładów dotyczy projektowanego budynku mieszkalnego, wielorodzinnego, w usługami w poziomie parteru oraz trzypoziomowym garażem podziemnym, usytuowanego również w pobliżu projektowanej II linii metra. Najmniejsza odległość budynku od osi krawędzi tunelu metra (projektowanego) wynosi 9 m. Należało sprawdzić, czy drgania generowane przejazdami pociągów metra będą w sposób niekorzystny wpływać na ludzi przebywających w budynku. Zbudowano model obliczeniowy budynku korzystając z MES, uwzględniając w modelu różne stadia pracy konstrukcji.

Prognozowane wymuszenie wyznaczono wykorzystując z BDP Instytutu Mechaniki Budowli PK. Prognozowane wymuszenie przedstawiono na rys. 15 -17.

W wyniku obliczeń i analizy uzyskanych rezultatów zgodnie z opracowaną metodyką pomiarowo-interpretacyjną uzyskano wyniki podane na rys.18–19. Zawierają one ocenę prognozowanych drgań na ludzi w projektowanym budynku.

prof. dr hab. inż. Janusz Kawecki

Instytut Mechaniki Budowli,

Wydział Inżynierii Lądowej,

Politechnika Krakowska

Praca została wykonana w ramach realizacji Projektu „Innowacyjne środki i efektywne metody poprawy bezpieczeństwa i trwałości obiektów budowlanych i infrastruktury transportowej w strategii zrównoważonego rozwoju”(temat PT1.7) współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

Efekty tej pracy zostały opisane w publikowanym referacie prof. Janusza Kaweckiego, który został przygotowany na VII Seminarium „Wpływ hałasu i drgań wywołanych eksploatacją transportu szynowego na budynki i ludzi w budynkach – diagnostyka i zapobieganie WIBROSZYN-2012” (13-14 września br.) tradycyjnie zorganizowane przez Instytut Mechaniki Budowli PK.

Literatura i wykorzystane materiały:

[1] PN-88/B-02171, Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach 1988, norma polska

[2] BS 6472-1:2008, Guide to evaluation of human exposure to vibration in buildings, Part 1: Vibration sources other than blasting, 2008, British Standard.

[3] DIN 4150-2, Structural vibration, Part 2: Human exposure vibration in buildings, 1999, German Standard.

[4] ISO 2631-2, Guide to the evaluation of human exposure to whole body vibration. Part 2- Vibration in buildings, 2003, International Organization for Standardization.

[5] ISO 10137 Bases for design of structures – Serviceability of buildings and walkways against vibration, 2007, International Organization for Standardization.

[6] Tamura Y., Kawana S., Nakamura O., Kanda J. & Nakatà S., Evaluation perception of wind-induced vibration in buildings. Structures & Buildings, 159, pp. 1-11, 2006.

[7] Blume J., Motion perception in the low-frequency range. Contract report AT(26-l)-99. US Atomic Energy Commission, Nevada Operations Office. July 1969.

[8] Benson A.J., Diaz E. & Farrugia P.: The perception of body orientation relative to a rotating linear acceleration vector. Fortschr. zool., 23, pp.264 - 274, 1975.

[9] Goto T., Studies on wind-induced motion of tall buildings based on occupant's reactions. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 13, pp. 241-252, 1983.

[10] Jeary A. P., Morris R. G. & Tomlinson R. W., Perception of vibration-tests in tall buildings. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 28, pp. 361-370, 1988.

[11] Hansen R. T., Read J. W. & Vanmarcke E. H., Human response to wind-induced motion of buildings. Proc. ASCE, ST7, 1973.

[12] Reed J. W., Wind-induced motion and human discomfort in tall buildings. Massachusetts Institute of technology, 1971.

[13] Kawecki J., Stypuła K.: Metodyka pomiarowo- interpretacyjna wyznaczania modelu budynku przydatnego w ocenie wpływu drgań parasejsmicznych na ludzi, Czasopismo Techniczne, 2007, z. 2-B, s. 39-46

[14] AIJ-GEH-2004. Guidelines for the evaluation of habitability to building vibration, 2007, Architectural Institute of Japan.

[15] ISO 6897, Guidelines for the evaluation of the response of occupants of fixed structures, especially buildings and off-shore structures, to low-frequency horizontal motion (o,063 to 1Hz).

[16] Kawecki J., Kozioł K., Stypuła K.: Influence of metro tunnel structure on prognosed vibrations received by people staying in nearly building; Technical Transactiond, Cracov University of Technology, vol.3-B, issue 11, pp.51-58, 2010.

[17] Stypuła K., Drgania mechaniczne wywołane eksploatacją metra płytkiego i ich wpływ na budynki, Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, Inżynieria Lądowa, vol. 72, Kraków 2007

[18] Stypuła K., Doświadczenia Metra Warszawskiego. Problemy dynamiczne w projektowaniu oraz podczas budowy i eksploatacji, Budownictwo Górnicze i Tunelowe, vol. 1, pp. 9-10, 2003

[19] Kawecki J., Stypuła K.; Naruszenie wymagań dotyczących zapewnienia ludziom w budynku niezbędnego komfortu wibracyjnego jako stan zagrożenia awaryjnego; Inżynieria i Budownictwo; Nr 5, 2011, str. 266-269

[20] Uchwała Nr LXXVII/2422/2006 Rady Miasta Stołecznego Warszawy z dnia 22 czerwca 2006 r. w sprawie uchwalenia miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego regionu tzw. Dworca Południowego, Dziennik Urzędowy Województwa Mazowieckiego Nr 146, poz. 4800

Tweet