Proposal for classification of prefabricated panel building damage intensity rate in mining areas

• Autorzy: Firek K.

Warianty tytułu

PL

Propozycja klasyfikacji intensywności uszkodzeń budynków wielkopłytowych na terenach górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a proposal for classification of intensity of damage to prefabricated panel building elements in mining areas. The study was based on the data collected by the author of this paper, which regarded technical condition as well as potential reasons for damages and accelerated wear of 74 building objects located in the mining area of Legnica - Głogów Copper District. On the basis of the inspection conducted for each of the buildings, an index wu, defined at work, of grading intensity of damages made to its construction and non-construction elements, was specified. Then comparative studies of wu index defined for buildings erected in WWP and Wk-70 systems were carried out, as well as its correlation with indices defining the impact of mining tremors was examined.

PL

Na stan techniczny budynku, oprócz zużycia naturalnego, składa się również intensywność, czyli zakres i częstość uszkodzeń wszystkich jego elementów, zarówno konstrukcyjnych, wykończeniowych jak i wyposażenia (instalacji). Wspólną cechą tych uszkodzeń jest fakt, iż przyczyn ich powstania szukać należy w czynnikach w sensie statystycznym losowych, takich jak skutki błędów projektowych i wykonawczych, przeciążenia elementów konstrukcyjnych, drgania komunikacyjne lub od maszyn i urządzeń, zmiany stosunków wodnych w podłożu fundamentowym, ruchy masowe, itp. Należą do nich również wpływy górnicze, zarówno w postaci wstrząsów, jak i ciągłych deformacji powierzchni. Na terenach górniczych mamy do czynienia z koniecznością okresowej oceny stanu technicznego licznych grup budynków, zróżnicowanych pod względem funkcji, wieku, zastosowanych rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych oraz jakości utrzymania. Potrzeba określenia stanu technicznego zabudowy jest związana z oceną bezpieczeństwa konstrukcji i użytkowników, z określeniem poziomu uciążliwości użytkowania lub wyceną powstałych szkód. W tej sytuacji słusznym wydaje się poszukiwanie metodyki, która może uprościć i przyspieszyć ocenę stanu budynków oraz zapewni w efekcie syntetyczne i porównywalne wyniki. Podstawę prezentowanych w artykule badań stanowiła utworzona przez autora baza danych o stanie technicznym oraz potencjalnych przyczynach uszkodzeń i przyspieszonego zużycia 74 budynków zlokalizowanych na terenie górniczym Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. W tym 32 budynki o wysokości 5 kondygnacji wzniesiono w systemie Wk-70 oraz 42 o wysokości od 5 do 11 kondygnacji wykonano w systemie WWP. W pierwszej części pracy przedstawiono propozycję klasyfikacji intensywności uszkodzeń elementów wielkopłytowych budynków mieszkalnych usytuowanych na terenach górniczych. Do oceny intensywności występowania uszkodzeń zaproponowano wskaźnik wu zdefiniowany w 6-stopniowej skali (tab. 3.1). Intensywność uszkodzenia poszczególnych elementów konstrukcyjnych i niekonstrukcyjnych każdego z badanych budynków została ustalona według szczegółowych kryteriów określonych przez autora i zestawionych w tabeli 3.2. Główną inspiracją przy definicji wskaźnika wu było podejście do oceny intensywności wstrząsów sejsmicznych przedstawione w Europejskiej skali makrosejsmicznej (EMS, 1998; An advanced…, 2004). Przy określaniu szczegółowych kryteriów oceny intensywności uszkodzeń dla poszczególnych elementów korzystano z literatury traktującej o diagnostyce stanu technicznego budynków z uwzględnieniem specyfiki budynków wielkopłytowych oraz oddziaływań górniczych (Hajdasz, 1992; Wodyński i Kocot, 1996; Lewicki, 2002; Kawulok i Selańska-Herbich, 2002; Cholewicki, 2002; Instrukcja..., 2006). W przyjętej skali wskaźnik wu = 0 oznacza, że uszkodzenia nie występują, wu = 1 - nieznaczne uszkodzenia, wu = 2 - umiarkowane uszkodzenia, itd. W praktyce zwykle znajdujemy się w zakresie wskaźnika wu od 0 do 3. W niektórych jednak przypadkach, przy intensywnych uszkodzeniach elementów konstrukcyjnych lub bardzo intensywnych uszkodzeniach elementów drugorzędnych może wystąpić konieczność wykonania szczegółowej ekspertyzy w celu sprawdzenia bezpieczeństwa budynku. W drugiej części pracy przedstawiono wyniki wstępnych analiz z udziałem określonego wcześniej wskaźnika intensywność uszkodzeń wu. Badania przeprowadzono przy użyciu metod statystycznych. W pierwszej kolejności polegały one na porównaniu średnich wartości wskaźnika wu poszczególnych elementów w analizowanych grupach budynków. Pozwoliło to na wyciągnięcie wniosków o znaczeniu jakościowym. Pomimo generalnie umiarkowanego zakresu uszkodzeń w 5 przypadkach stwierdzono istotne statystycznie różnice w tym zakresie pomiędzy poszczególnymi elementami budynków w grupach Wk-70 i WWP. W 6 przypadkach wskaźnik wu był wyższy dla elementów budynków wzniesionych w technologii WWP. W niektórych przypadkach różnice te mogły wynikać w pierwszym rzędzie z różnic w jakości wykonawstwa oraz utrzymania obiektów. Następnie przeprowadzono badania zależności między intensywnością uszkodzeń ścian nadziemia analizowanych budynków, a oddziaływaniami górniczymi w postaci wstrząsów górniczych. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że w przypadku budynków wzniesionych w technologii WWP istnieje istotna w sensie statystycznym korelacja między wskaźnikiem intensywności uszkodzeń ścian nośnych nadziemia wu 2, a wskaźnikiem amax opisującym wpływ wstrząsów górniczych. Najwyższy współczynnik korelacji uzyskano w przypadku grupy budynków 11-kondygnacyjnych. Dla budynków wykonanych w systemie Wk-70 stwierdzono wprawdzie nieistotną statystycznie zależność, jednak stosunkowo niska wartość p, wskazuje na potrzebę dalszych badań na poszerzonym zbiorze obiektów. Przedstawione wyżej analizy traktować należy jako wstępną propozycje opisu i oceny intensywności uszkodzeń w budynkach wielkopłytowych. Zakres i częstość tych uszkodzeń zależy od wielu trudnych do jednoznacznego opisu czynników. Wyniki wstępnych badań, pozwalają jednak przypuszczać, że przedstawiona w pracy metodyka, po szerszej weryfikacji, może uprościć i przyspieszyć ocenę stanu budynków na terenach górniczych, zapewniając jednocześnie syntetyczne i porównywalne wyniki.

Słowa kluczowe

EN

technical condition; prefabricated panel buildings; building damages; mining effects

PL

stan techniczny; budynki wielkopłytowe; uszkodzenia budynków; wpływy górnicze

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, no 3
• Strony: 467--479
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Firek K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• An advanced…, 2004. An advanced approach to earthquake risk scenarios with applications to different european towns. RISK-UE Project EVK4-CT-2000-00014. Fifth Framework Programme, 2001-2004.
• Cholewicki A., 2002. Budynki wielkopłytowe – wymagania podstawowe. Zeszyt 3. Budynki wielkopłytowe podlegające wstrząsom górniczym. Instytut Techniki Budowlanej. Seria: Instrukcje, Wytyczne, Poradniki nr 373/2002, Warszawa.
• EMS, 1998. European Macroseismic Scale 1998. European Seismological Commission, Editor G. Grunthal, Luxembourg.
• Firek K., 2005. Badanie wpływu czynników górniczych i budowlanych na zużycie techniczne tradycyjnej zabudowy terenu górniczego LGOM. Rozprawa doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Kraków.
• Hajdasz H., 1992. Sposoby ustalania zużycia technicznego budynków i budowli. Katowice.
• Instrukcja..., 2006. Instrukcja prowadzenia powierzchniowych pomiarów sejsmometrycznych, interpretacji wyników oraz oceny i prognozowania drgań sejsmicznych wywołanych wstrząsami górniczymi na powierzchni w LGOM w oparciu o skalę GSI-2004. KGHM Polska Miedź S.A., Lubin.
• Kawulok M., Selańska-Herbich K., 2002. Budynki wielkopłytowe - wymagania podstawowe. Zeszyt 2. Budynki wielkopłytowe podlegające wpływom górniczych deformacji podłoża. Instytut Techniki Budowlanej. Seria: Instrukcje, Wytyczne, Poradniki nr 372/2002, Warszawa.
• Lewicki B., 2002. Budynki wielkopłytowe - wymagania podstawowe. Zeszyt 1. Metodyka oceny stanu technicznego konstrukcji budynków wielkopłytowych. Instytut Techniki Budowlanej. Seria: Instrukcje, Wytyczne, Poradniki nr 371/2002, Warszawa.
• Ostrowski J., Ćmiel A., 2008. The use of a logit model to predict the probability of damage to building structures in miting terrains. Archives of Mining Sciences. Vol. 53, No 2, Kraków.
• Wodyński A, Kocot W., 1996. Metodyka oceny stanu technicznego budynków o tradycyjnej konstrukcji zlokalizowanych na terenach górniczych. Przegląd Górniczy, nr 7-8.
• Wodyński A., 2007. Zużycie techniczne budynków na terenach górniczych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo Dydaktyczne AGH, Kraków.
• Wodyński A., Firek K., Rusek J., 2008. Assessment of time and mining exploitation effects on the technical wear of prefabricated panel buildings. 21st World Mining Congress & Expo 2008: New challenges and visions for mining; Risk management & subsidence engineering: Sustainable development in mining industry, IGSMiE PAN, Kraków.