Ocena odporności dynamicznej stalowego mostu przenośnikowego poddanego oddziaływaniu wstrząsów górniczych

• Autorzy: Rusek Janusz , Firek Karol , Słowik Leszek , Tajduś Krzysztof , Rataj Dagmara

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.7982

Warianty tytułu

EN

Assessment of the dynamic resistance of a steel conveyor bridge structure subjected to the action of mining tremors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach niniejszej pracy zaprezentowano wyniki stosowania autorskiej procedury oceny odporności dynamicznej na wpływ wstrząsów górniczych istniejącego mostu przenośnikowego o konstrukcji stalowej. Obiekt ten stanowi newralgiczny element zespołu obiektów przemysłowych kopalni. Podstawą do sformułowania kryteriów do oceny był wytężeniowy stan graniczny nośności STR podany przez Eurokody oraz instrukcję ITB dotyczącą zastosowania Eurokodów w celu ustalania wartości obciążeń na terenach górniczych. W ramach analiz dokonano również rozeznania intensywności w zakresie dotychczasowych zjawisk sejsmicznych w obszarze lokalizacji przedmiotowego obiektu. Pozwoliło to na przyjęcie krzywej wzorcowego spektrum odpowiedzi, które zastosowano w analizie dynamicznej. Finalnie utworzono prętowo-powłokowy model numeryczny obiektu, dla którego przeprowadzono symulacje od obciążeń przyjmowanych do wymiarowania konstrukcji na etapie projektowania. Tak uzyskane wyniki porównano z rezultatami od kombinacji wyjątkowej uwzględniającej wpływ wstrząsów górniczych. Porównanie to pozwoliło wyodrębnić zapas nośności, w ramach którego dopuszczono możliwość przeniesienia przez konstrukcję efektu wywołanego wstrząsem górniczym. Następnie dla wyodrębnionego zapasu nośności wykalibrowano wartości dopuszczalnych przyspieszeń drgań gruntu w płaszczyźnie poziomej i pionowej. W przedstawianej procedurze oceny tak wyznaczone wartości stanowią miarę odporności dynamicznej analizowanej konstrukcji na wpływy oddziaływań wstrząsów górniczych. W ramach pracy wskazano również, że opracowane podejście pozwala na ocenę wrażliwości poszczególnych elementów konstrukcyjnych na wymuszenie dynamiczne generowane wstrząsem górniczym. Ta dodatkowa informacja może być bardzo przydatna na etapie rozważania sposobu wzmacniania konstrukcji.

EN

This article presents the results of the author's procedure for evaluating the dynamic resistance to mining tremors of the existing steel-structure conveyor bridge. This object is a sensitive component of the mine's industrial plant complex. The basis for formulation of the assessment criteria was the STR ultimate limit state given by the Eurocodes and the ITB guidelines on implementation of Eurocodes for determination of load values in mining terrains. The analyses also included a recognition of the intensity of recent seismic events in the area of the object's location. This made it possible to adopt a curve of the standard response spectrum, which was used in the dynamic analysis. Finally, a bar-shell numerical model of the structure was created, for which simulations were performed with respect to loads adopted for dimensioning of the structure at the design stage. The results obtained in this way were compared with the results from the exceptional combination taking into account the influence of mining tremors. This comparison allowed to separate the load-bearing capacity reserve, within which the possibility of carrying by the structure the effect of mining tremors was permissible. Then the limit values of accelerations of ground vibrations in horizontal and vertical planes were calibrated for the extracted load-bearing capacity reserve. In the presented assessment procedure, the so determined values constitute a measure of dynamic resistance of the analyzed structure to the effects of mining tremors. The paper also indicates that the developed approach makes it possible to assess the sensitivity of individual structural members to the dynamic excitation generated by a mining tremor. This additional information can be very useful at the stage of considering the method of strengthening the structure.

Słowa kluczowe

PL

odporność dynamiczna; wpływy parasejsmiczne; oddziaływania górnicze; most przenośnikowy; most stalowy

EN

dynamic resistance; paraseismic action; mining impact; conveyor bridge; steel bridge

• Wydawca: BUILDER CORP Sp. z o.o.
• Czasopismo: Builder
• Rocznik: 2022
• Tom: R.26, nr 4
• Strony: 24--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Rusek Janusz

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-0368-2580

autor

Firek Karol

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

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

autor

Słowik Leszek

• Instytut Techniki Budowlanej

• https://orcid.org/0000-0001-8770-1595

autor

Tajduś Krzysztof

• Instytut Mechaniki Górotworu, Polska Akademia Nauk

• https://orcid.org/0000-0003-2014-0900

autor

Rataj Dagmara

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

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

Bibliografia

• [1] K. Tajduś, A. Tajduś, and M. Cała, “Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study,” Arch. Min. Sci., pp. 747-765, 2018.
• [2] Z. Niedojadło and W. Gruszczynski, “The impact of the estimation of the parameters values on the accuracy of predicting the impacts of mining exploitation,” Arch. Min. Sci., 2015, doi: 10.1515/amsc-2015-0012.
• [3] M. Kawulok, Szkody górnicze w budownictwie. Wydawnictwa Instytutu Techniki Budowlanej, 2010.
• [4] Z. Zembaty and S. Kokot, “Adaptacja sejsmicznych norm projektowania konstrukcji do ujęcia wpływu wstrząsów górniczych na budowle,” Przegląd Górniczy, vol. T. 70, nr, pp. 72-77, 2014.
• [5] K. Kuźniar, E. Maciąg, and T. Tatara, “Unormowane spektra odpowiedzi od drgań powierzchniowych wzbudzanych wstrząsami górniczymi,” Czas. Inżynierii Lądowej, Środowiska i Archit., vol. z. 61, nr, pp. 69-80, 2014.
• [6] ITB. Instrukcja 416/2006. Projektowanie budynków na terenach górniczych. Warszsawa: Instytut Techniki Budowlanej, 2006.
• [7] ITB. Instrukcja 364/2007. Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach górniczych. Warszawa: Instytut Techniki Budowlanej, 2007.
• [8] ITB. Instrukcja 391/2003.Projektowanie budynków podlegających wpływom wstrząsów górniczych. Warszawa: Instytut Techniki Budowlanej, 2003.
• [9] A. Cholewicki, M. Kawulok, Z. Lipski, and J. Szulc, “Zasady ustalania obciążeń i sprawdzania stanów granicznych budynków zlokalizowanych na terenach górniczych w nawiązaniu do Eurokodów,” Inst. Tech. Bud., Warszawa 2012.
• [10] J. Rusek, L. Słowik, K. Firek, and M. Pitas, “Determining the Dynamic Resistance of Existing Steel Industrial Hall Structures for Areas with Different Seismic Activity,” vol. Vol. 66, no. No 4, pp. 525-542, doi: 10.24425/ace.2020.135235.
• [11] J. Rusek and W. Kocot, “Proposed Assessment of Dynamic Resistance of the Existing Industrial Portal Frame Building Structures to the Impact of Mining Tremors,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2017, vol. 245, no. 3, doi: 10.1088/1757-899X/245/3/032020.
• [12] J. Rusek, L. Słowik, D. Rataj, and J. Krupa, “Metody oceny odporności dynamicznej obiektów budowlanych poddanych oddziaływaniom parasejsmicznym indukowanym eksploatacją górniczą,” Sci. Stud. Build. Res. Inst., vol. 472, pp. 199-211, 2021.
• [13] PN-EN 1990. Podstawy projektowania konstrukcji.
• [14] PN-EN 1991. Oddziaływania na konstrukcje.
• [15] A. K. Chopra, “Dynamics of structures. theory and applications to,” Earthq. Eng., 2017.
• [16] Autodesk, Robot Structural Analysis Professional. 2020.

Uwagi

Artykuł umieszczony w części "Builder Science"

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).