Effectiveness of preventive structural protection against mining impacts and Maintenance Management on technical state of masonry buildings

• Autorzy: Jędrzejczyk Adrian , Firek Karol , Kocot Wojciech , Rataj Dagmara

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2022.140641

Warianty tytułu

PL

Efektywność zabezpieczeń profilaktycznych przeciw wpływom górniczym oraz remontów na stan techniczny budynków murowanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This research paper presents the results of the analyses of the course of technical wear over time carried out for residential masonry buildings located in the mining area of the Lublin Coal Basin (LCB). As a result of the conducted analyses, models of the course of technical wear over time were obtained for the entire building development and for groups of buildings, taking into account the conducted renovation works and preventive structural protection. By comparing the parameters of the developed models, statistically significant differences in the course of technical wear resulting from the quality of maintenance and the use of preventive measures were identified. In addition, the durability of individual groups of structures was estimated and compared. Based on a comparison of the course of technical wear of 22-year-old building structures, unrenovated and with similar structural and material solutions, it was found that the rate of increase in technical wear after 50 years of use is on average 3.5% lower than in the case of unprotected buildings. In addition, the use of preventive structural protection extends the durability of the analysed building structures by an average of over 13 years. The obtained results may e.g. help owners or managers optimise the Maintenance Management of building structures.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz przebiegu zużycia technicznego w czasie przeprowadzone dla budynków mieszkalnych o konstrukcji murowanej, zlokalizowanych na terenie górniczym Lubelskiego Zagłębia Węglowego LZW (Lublin Coal Basin LCB). W efekcie przeprowadzonych analiz uzyskano modele przebiegu zużycia technicznego w czasie dla całej badanej zabudowy oraz dla grup budynków wydzielonych z uwzględnieniem zastosowanych remontów i profilaktycznych zabezpieczeń konstrukcyjnych. Porównując parametry uzyskanych modeli stwierdzono istotne w sensie statystycznym różnice w przebiegu zużycia wynikające z jakości utrzymania oraz stosowania zabezpieczeń profilaktycznych. Ponadto oszacowano i porównano trwałość poszczególnych grup obiektów. W szczególności porównano przebieg zużycia technicznego budynków w wieku do 22 lat, o podobnych rozwiązaniach konstrukcyjno-materiałowych oraz nieremontowanych. Stwierdzono, że tempo przyrostu zużycia technicznego w czasie jest po 50 latach użytkowania średnio o 3,5% niższe niż w przypadku budynków niezabezpieczonych. Ponadto wykazano, że stosowanie zabezpieczeń profilaktycznych wydłuża trwałość badanej zabudowy średnio o ponad 13 lat. Uzyskane wyniki mogą m.in. pomóc właścicielom lub zarządcom w optymalizacji gospodarki remontowej budynków (Maintenance Management).

Słowa kluczowe

EN

mining area; masonry building; technical wear; durability; maintenance management; preventive protection; structural protection

PL

teren górniczy; budynek murowany; zużycie techniczne; trwałość; zarządzanie utrzymaniem; zabezpieczenie profilaktyczne; zabezpieczenie konstrukcji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 68, nr 2
• Strony: 261--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejczyk Adrian

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1969-2169

autor

Firek Karol

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0985-6003

autor

Kocot Wojciech

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9408-1985

autor

Rataj Dagmara

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6782-2602

Bibliografia

• [1] A. Wodyński, Zużycie techniczne budynków na terenach górniczych. Kraków, Polska: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo Dydaktyczne AGH, 2007.
• [2] F. Rezaei, C. Bulle, P. Lesage, “Integrating building information modeling and life cycle assessment in the early and detailed building design stages”, Building and Environment, 2019, vol. 153, pp. 158-167, DOI: 10.1016/j.buildenv.2019.01.034.
• [3] R. Ayman, Z. Alwan, L. McIntyre, “BIM for sustainable project delivery: review paper and future development areas”, Architectural Science Review, 2020, vol. 63, no. 1, pp. 15-33, DOI: 10.1080/00038628.2019.1669525.
• [4] J. Konior, M. Sawicki, M. Szóstak, “Intensity of the Formation of Defects in Residential Buildings with Regards to Changes in Their Reliability”, Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 19, art. ID 6651, DOI: 10.3390/app10196651.
• [5] B. Nowogońska, J. Korentz, “Value of Technical Wear and Costs of Restoring Performance Characteristics to Residential Buildings”, Buildings, 2020, vol. 10, no. 1, DOI: 10.3390/buildings10010009.
• [6] R. Hejmanowski, A.A. Malinowska, “Significance of the uncertainty level for the modelling of ground deformation ranges”, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2016, vol. 83, pp. 140-148, DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.12.019.
• [7] M. Abdallah, T. Verdel, “Behavior of a masonry wall subjected to mining subsidence, as analyzed by experimental designs and response surfaces”, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2017, vol. 100, pp. 199-206, DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.10.003.
• [8] A. Sroka, R. Misa, K. Tajduś, M. Dudek, “Analytical design of selected geotechnical solutions which protect civil structures from the effects of underground mining”, Journal of Sustainable Mining, 2018, vol. 18, pp. 1-7, DOI: 10.1016/j.jsm.2018.10.002.
• [9] K. Tajduś, A. Tajduś, M. Cała, “Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study”, Archives of Mining Sciences, 2018, vol. 63, pp. 747-765, DOI: 10.24425/123695.
• [10] E. Can, S. Kuscu, M.E. Kartal, “Effects of mining subsidence on masonry buildings in Zonguldak hard coal region in Turkey”, Environmental Earth Sciences, 2012, vol. 66, pp. 2503-2518, DOI: 10.1007/s12665-011-1473-2.
• [11] A. Wodyński, K. Firek, W. Kocot, “Ocena wpływu remontów oraz zabezpieczeń profilaktycznych na trwałość budynków murowanych w LGOM”, Inżynieria Środowiska / Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, 2006, vol. 11, pp. 39-52.
• [12] K. Firek, A. Wodyński, “Qualitative and quantitative assesment of mining impacts influence on traditional development in the mining areas”, Archives of Mining Sciences, 2011, vol. 56, pp. 179-188.
• [13] J. Rusek, “Application of Support Vector Machine in the analysis of the technical state of development in the LGOM mining area”, Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability, 2017, vol. 19, no. 1, pp. 54-61, DOI: 10.17531/ein.2017.1.8.
• [14] J. Rusek, K. Firek, A. Wodyński, “Assessing the Influence of Mining Impacts on Buildings using SVM and MLR Method”, in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, pp. 52-60, DOI: 10.1088/1757-899X/471/5/052060.
• [15] B. Daniotti, S.L. Spagnolo, “Service Life Prediction Tools for Building’s Design and Management”, in Proceedings of the11 DBMC International Conference on Durability of Building Materials and Components, Istanbul, Turkey, 2008.
• [16] J. Kwiatek, Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych. Katowice, Polska: Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, 1997.
• [17] G. Mutke, Zasady stosowania górniczej skali intensywności sejsmicznej GSIS-2017 do prognozy i oceny skutków oddziaływania wstrzasów indukowanych eksploatacją na obiekty budowlane oraz klasyfikacji ich odporności dynamicznej. Katowice, Polska: Główny Instytut Górnictwa, 2017.
• [18] W. Lejczak, W. Kiczan, B. Lubas, B. Stranz, Z. Bojarski, Zasady stosowania budownictwa zastępczego na terenach górniczych. Katowice, Polska: Wyd. Śląsk, 1969.
• [19] J.L. Devore, K.N. Berk, Modern Mathematical Statistics with Applications. Springer, 2012.
• [20] R. Pratap, Getting Started with MATLAB: A Quick Introduction for Scientists and Engineers. Oxford University Press, 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).