Budynki narażone są na różnego rodzaju oddziaływania dynamiczne, które powstają przez czynniki przyrodnicze jak np. wiatr czy ruchy skorupy ziemskiej oraz przez działalność ludzką. Ze względu na możliwe zagrożenia, podczas projektowania budowli dokonuje się oceny wpływu drgań na konstrukcję, a także na komfort przebywających w nim ludzi.
Metody oceny wpływu drgań
Drgania wywołane przez człowieka to przede wszystkim:
- drgania komunikacyjne pochodzące od pojazdów kołowych i szynowych,
- praca maszyn i urządzeń mechanicznych znajdujących się w okolicy budynku,
- okoliczne prace budowlane,
- tąpnięcia w kopalniach,
- eksplozje materiałów wybuchowych.
W sferach oddziaływań dynamicznych przeprowadza się analizę wpływu drgań na konstrukcję. Są to miejsca, gdzie przestrzeń infrastruktury komunikacyjnej przenika się z przestrzenią użytkową. Zgodnie z normą PN-B-02170 ocenę wpływu drgań przekazywanych na konstrukcję przez podłoże wykonuje się metodą pełną lub uproszczoną. Ocena pełna ma zastosowanie w budynkach każdego rodzaju. Z pomiarów lub z obliczeń dynamicznych wyznacza się dodatkowe siły bezwładności, które należy uwzględnić w wymiarowaniu elementów konstrukcyjnych. Sposób uproszczony uwzględnia przybliżony model obliczeniowy budynku, co pozwala wystarczająco dokładnie wyznaczyć przedział okresów drgań, który obejmuje znaczące wartości wielkości wymuszenia kinetycznego.
Sposoby na zmniejszenie oddziaływań dynamicznych
Oddziaływania dynamiczne wpływają na konstrukcję budynku, a także na komfort osób przebywających w środku. Najczęstsze z nich są drgania komunikacyjne. Pojazdy o masie od kilkunastu do kilkudziesięciu ton powodują wibracje rozchodzące się we wszystkich kierunkach. W ten sposób w podłożu powstają fale, które dostają się do fundamentów i przekazywane są na całą konstrukcję. Jeśli drgania przekroczą wartości dopuszczalne, ich skutki można zmniejszyć poprzez poprawę stanu drogi lub szyn, redukcję prędkości pojazdów, podkładki wibroizolacyjne dla podtorzy, torowiska z wypełnieniem trawy, zastosowanie mat wibroizolacyjnych w nawierzchni. Często jednak nie ma możliwości zredukowania drgań u źródeł. Wtedy stosuje się ochronę bierną. Polega ona na użyciu ekranów antywibracyjnych w gruncie, które zmieniają warunki posadowienia lub odcinają obiekt od źródła drgań. Można także zastosować wibroizolację konstrukcji lub jej elementów, a także zmianę charakterystyki dynamicznej budynku.
Korzyści z analizy wpływu drgań
Granica odczuwania drgań przez ludzi jest niższa niż ich szkodliwość dla konstrukcji budowlanych. Dlatego wymagana jest analiza dynamiczna, która pozwoli na ocenę wpływu drgań na komfort ludzi, a także na budynek. Projekt budynku powinien być poprzedzony ustaleniem wymuszeń kinematycznych dotyczących przypuszczalnych drgań fundamentów, które mogą wpływać na wibracje całej konstrukcji. Pomiary do analizy przeprowadza się na gruncie. Wyniki pomiarów poddaje się obróbce sygnałowej oraz transmisji, co pozwala ostatecznie określić zestaw wymuszeń kinetycznych, działających na projektowany obiekt. Na ostatnim etapie prac klient otrzymuje szczegółowy zbiór wytycznych i warunków, jakie należy zastosować przy projektowaniu obiektu w celu minimalizacji niekorzystnych skutków oddziaływań. Pozwoli to dopasować wartości do tych, które są dopuszczalne przez normy prawne. Dokładny raport umożliwi wprowadzenie określonych rozwiązań technicznych redukujących oddziaływania dynamiczne.
Nasze biuro projektowe jest w posiadaniu wyników pomiarów z różnych miejsc przy I i II linii metra w Warszawie. Dzięki temu możemy szybko ocenić wstępną koncepcję budynku w tych lokalizacjach.