Economic effectiveness of preventive structural protection against mining impacts in masonry buildings

• Autorzy: Jędrzejczyk Adrian , Firek Karol , Stoch Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2025.153354

Warianty tytułu

PL

Ocena efektywności ekonomicznej stosowania zabezpieczeń profilaktycznych przeciw wpływom górniczym budynków murowanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Buildings located in mining terrain, in addition to typical utility and environmental loads, take on the impacts in the form of ground surface deformation and mining tremors, which can adversely affect their technical condition. In these terrains, activities are carried out to prevent possible adverse impacts of mining on buildings. One of such activities is planning at the project stage for preventive protections of building structures against mining impacts and their implementation during the construction stage. The paper presents the results of an analysis of the cost of preventive structural protections performed in a group of single-family masonry residential buildings. For each building, we determined the replacement value and calculated the average share of the cost of preventive protections in the construction costs. Based on the difference in the course of technical wear between protected and unprotected buildings, a period of less than 26 years was determined during which the expenditures spent on the buildings’ preventive protections are compensated by their lower technical wear. Over the subsequent useful life, owners of protected buildings receive measurable benefits in the form of lower technical wear of the buildings, and thus higher replacement value, as well as lower costs of repairs or renovations. The proposed approach can be applied to other operations concerning buildings or other fields of engineering to assess economic efficiency.

PL

Budynki zlokalizowane na terenach górniczych, oprócz typowych obciążeń użytkowych i środowiskowych przejmują oddziaływania w postaci deformacji powierzchni terenu i wstrząsów górniczych, które mogą niekorzystnie wpływać na ich stan techniczny. Jednocześnie na terenach górniczych prowadzone są działania mające na celu przeciwdziałanie ewentualnym niekorzystnym wpływom eksploatacji na zabudowę powierzchni. Jednym z takich działań jest planowanie na etapie projektowania zabezpieczeń profilaktycznych konstrukcji budynków przeciw wpływom górniczym oraz ich wykonywanie podczas budowy. W artykule przedstawiono wyniki analizy kosztów zabezpieczeń profilaktycznych wykonanych w grupie jednorodzinnych budynków mieszkalnych o konstrukcji murowanej. Dla każdego z budynków określono wartość odtworzeniową oraz obliczono średni udział kosztów zabezpieczeń profilaktycznych w kosztach budowy. Na podstawie różnicy w przebiegu zużycia technicznego pomiędzy budynkami zabezpieczonymi i niezabezpieczonymi, na niespełna 26 lat określono czas, w którym nakłady poniesione na zabezpieczenia profilaktyczne budynków kompensuje ich niższe zużycie techniczne. W dalszym okresie użytkowania właściciele zabezpieczonych budynków uzyskują wymierne korzyści w postaci niższego przyrostu zużycia technicznego budynków, a co za tym idzie wyższej wartości odtworzeniowej, a także niższych kosztów ewentualnych napraw lub remontów. Proponowane podejście może być stosowane w zakresie innych działań dotyczących obiektów budowlanych lub innych obszarach techniki przy rozwiązywaniu zagadnień związanych z oceną efektywności ekonomicznej.

Słowa kluczowe

EN

mining impact; masonry building; preventive; structural protection; technical wear; technical condition; replacement value

PL

oddziaływanie górnicze; budynek murowany; zabezpieczenie konstrukcji; profilaktyka; zużycie techniczne; stan techniczny; wartość odtworzeniowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 71, nr 1
• Strony: 631--642
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejczyk Adrian

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

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

autor

Firek Karol

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

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

autor

Stoch Tomasz

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

• https://orcid.org/0000-0001-6971-3488

Bibliografia

• [1] G.G. Penelis and G.G. Penelis, Concrete buildings in seismic regions. CRC Press, 2018.
• [2] B. Gencturk, K. Hossain, and S. Lahourpour, “Life cycle sustainability assessment of RC buildings in seismic regions”, Engineering Structures, vol. 110, pp. 347-362, 2016, doi: 10.1016/j.engstruct.2015.11.037.
• [3] F. Pachla, A. Kowalska-Koczwara, T. Tatara, and K. Stypuła, “The influence of vibration duration on the structure of irregular RC buildings”, Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 17, pp. 3119-3138, 2019, doi: 10.1007/s10518-018-00546-4.
• [4] T. Tatara, F. Pachla, and P. Kuboń, “Experimental and numerical analysis of an industrial RC tower”, Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 15, pp. 2149-2171, 2017, doi: 10.1007/s10518-016-0053-y.
• [5] R. Marques and P.B. Lourenço, “Unreinforced and confined masonry buildings in seismic regions: Validation of macro-element models and cost analysis”, Engineering Structures, vol. 64, pp. 52-67, 2014, doi: 10.1016/j.engstruct.2014.01.014.
• [6] G.P. Warn and K.L. Ryan, “A review of seismic isolation for buildings: historical development and research needs”, Buildings, vol. 2, no. 3, pp. 300-325, 2012, doi: 10.3390/buildings2030300.
• [7] S.H.H. Lavassani, S. Shangapour, P. Homami, V. Gharehbaghi, E.N. Farsangi, and T.Y. Yang, “An innovative methodology for hybrid vibration control (MR+ TMD) of buildings under seismic excitations”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 155, art. no. 107175, 2022, doi: 10.1016/j.soildyn.2022.107175.
• [8] K. Tajduś, “Analysis of horizontal displacements measured over the mining operations in longwall No. 537 at the Girondelle 5 seam of the BW Friedrich Heinrich-Rheinland coal mine”, Archives of Mining Sciences, vol. 61, no. 1, pp. 157-168, 2016, doi: 10.1515/amsc-2016-0012.
• [9] K. Tajduś, A. Tajduś, and M. Cała, “Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study”, Archives of Mining Sciences, vol. 63, no. 3, pp. 747-765, 2018, doi: 10.24425/123695.
• [10] F. Pachla and T. Tatara, “Nonlinear analysis of a hoist tower for seismic loads”, Archives of Civil Engineering, vol. 69, no. 3, pp. 177-198, 2022, doi: 10.24425/ace.2023.146103.
• [11] A.A. Malinowska, R. Misa, and K. Tajduś, “Geomechanical modeling of subsidence related strains causing earth fissures”, Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 15, no. 2, 2018, doi: 10.13168/agg.2018.0015.
• [12] R. Misa, A. Sroka, K. Tajduś, and M. Dudek, “Analytical design of selected geotechnical solutions which protect civil structures from the effects of underground mining”, Journal of Sustainable Mining, vol. 18, no. 1, pp. 1-7, 2019, doi: 10.1016/J.JSM.2018.10.002.
• [13] A. Kwinta and R. Gradka, “Analysis of the damage influence range generated by underground mining”, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 128, art. no. 104263, 2020, doi: 10.1016/J.IJRMMS.2020.104263.
• [14] R. Ścigała and K. Szafulera, “Linear discontinuous deformations created on the surface as an effect of underground mining and local geological conditions-case study”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 79, no. 4, pp. 2059-2068, 2020, doi: 10.1007/S10064-019-01681-1.
• [15] A. Jędrzejczyk, K. Firek, and J. Rusek, “Convolutional Neural Network and Support Vector Machine for Prediction of Damage Intensity to Multi-Storey Prefabricated RC Buildings”, Energies,vol. 15, no. 13, art. no. 4736, 2022, doi: 10.3390/EN15134736.
• [16] L. Florkowska, J. Walaszczyk, and J. Cygan, “Przepisy, odniesienia normowe oraz instrukcje dotyczące projektowania i realizacji budynków narażonych na górnicze oddziaływania deformacyjne”, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, vol. 14, no. 1-4, pp. 93–102, 2012.
• [17] M. Kawulok, Projektowanie budynków na terenach górniczych. Warszawa: Instytut Techniki Budowlanej, 2006.
• [18] Instrukcja GIG nr 12: Zasady oceny możliwosci prowadzenia podziemnej eksploatacji górniczej z uwagi na ochronę obiektów budowlanych. Instrukcja nr 12. Katowice: Główny Instytut Górnictwa, 2000.
• [19] A. Jędrzejczyk, K. Firek, W. Kocot, and D. Rataj, “Effectiveness of preventive structural protection against mining impacts and Maintenance Management on technical state of masonry buildings”, Archives of Civil Engineering, vol. 68, no. 2, pp. 261-273, 2022, doi: 10.24425/ace.2022.140641.
• [20] U. Wiśniewska, Podejście kosztowe w wycenie nieruchomości, wyd. 3. Warszawa: WACETOB, 2015.
• [21] KNR, Katalog Nakładów Rzeczowych nr 2-02. Ministerstwo Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa, 2009.
• [22] “Materials on technical solutions and costs of preventive protection of buildings provided by LW Bogdanka S.A.”, 2022.
• [23] Ustawa o gospodarce nieruchomościami. 1997, (Dz. U. z 2023 r. poz. 344).
• [24] European Valuation Standards, 9th ed. The European Group of Valuer’s Associations TEGoVA, 2020.
• [25] Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie wyceny nieruchomości i sporządzania operatu szacunkowego. 2004, (Dz.U. z 2021 r., poz. 555).
• [26] Biuletyn cen robót zagregowanych elementów i obiektów budowlanych BCO, III. Sekocenbud, 1999.
• [27] Biuletyn cen obiektów budowlanych BCO. Część I-Obiekty kubaturowe, III. Sekocenbud, 2018.
• [28] International Valuation Standards 104: Bases Of Value. London: International Valuation Standards Council, 2016.