Odporność zabudowy mieszkalnej i gospodarczej na wpływy eksploatacji górniczej w obszarze górniczym KWK Janina

• Autorzy: Pachla F. , Tatara T.

Warianty tytułu

EN

Resistance of residential and rural buildings due to mining exploitation in the coal mining area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wybrane analizy oceny odporności dynamicznej zabudowy mieszkalnej i gospodarczej na wpływy eksploatacji górniczej w obszarze górniczym jednej z kopalń węgla kamiennego. Rozważania ograniczono do dynamicznych efektów związanych z powstawaniem wstrząsów górniczych generowanych podziemną eksploatacją surowca. W ramach pracy wykonano analizę sejsmiczności analizowanego obszaru z uwagi na wpływ rejestrowanych i prognozowanych drgań powierzchniowych na tradycyjną niską zabudowę murowaną. Wykonano modele symulacyjne zbudowane zgodnie z Metodą Elementów Skończonych oraz dobrano kryteria odporności dynamicznej. Kryteria odporności dynamicznej przyjęto zgodnie z obowiązującymi normami i zasadami projektowania budynków murowanych. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem metody spektrum odpowiedzi, która jest normową metodą projektowania obiektów poddanych wpływom wstrząsów górniczych. Takie podejście jest również zalecane przez większość polskich instrukcji i wytycznych dotyczących projektowania budynków w rejonach o sejsmiczności indukowanej działalnością wydobywczą. Efektem analiz było określenie wytężenia podstawowych elementów konstrukcyjnych w przyjętych modelach obliczeniowych. Wyniki analiz skoncentrowanych na wpływie wstrząsów górniczych na zabudowę powierzchniową i sieć infrastruktury technicznej oraz ich zabezpieczeniach w obszarze górniczym ZG Janina mogą być przydatne w kontekście możliwości dalszej eksploatacji pokładów węgla w kolejnych latach, z zachowaniem bezpieczeństwa powszechnego, ochrony obiektów budowlanych, w tym zapobiegania szkodom. Przedstawione w pracy wyniki stanowią również uzupełnienie tworzonej przez autorów od kilku lat bazy obiektów i modeli dynamicznych budowli poddanych wpływom wstrząsów górniczych.

EN

The paper presents selected analyses of the dynamic resistance of residential and rural buildings to the effects of mining exploitation near the operation area of the “Janina” coal mine. Considerations were limited to the dynamic effects of mining shocks generated by underground mining. The analysis of the seismicity of the analyzed area was carried out as a part of the work due to the influence of recorded and predicted surface vibrations on the traditional low-rise masonry buildings. Simulated models were constructed according to the Finite Element Method using Autodesk code, and the criteria for dynamic resistance were chosen. The dynamic resistance criteria were adopted in accordance with the applicable standards and design principles of masonry buildings. Calculations were performed using the response spectrum method, which is a standard method of designing objects subjected to impacts of mining shocks. This approach is also recommended by most Polish guidelines for the design of buildings in seismic areas induced by rockbursts. The results of the analyses were the determination of the stress of the structural elements in the assumed computational models. The results of the analyses focused on the impact of mining shocks on surface structures and the network of technical infrastructure and their security in the considered mining area may be useful in the context of the possibility of further exploitation of the coal seams in subsequent years with universal security, protection of buildings and harm prevention. The results presented in the paper also complement the base of structures and their dynamic models which have been created by authors for several years.

Słowa kluczowe

PL

wstrząsy regionalne; wstrząsy eksploatacyjne; prognoza drgań; budynki; uszkodzenia; modele dynamiczne; odporność dynamiczna

EN

regional shocks; operating shocks; vibration prediction; buildings; damage; dynamic models; dynamic resistance

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 101
• Strony: 45--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Pachla F.

• Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Budowli, Kraków

autor

Tatara T.

• Politechnika Krakowska, Instytut Mechaniki Budowli, Kraków

Bibliografia

• 1. Autodesk Simulation Mechanical 2017.
• 2. Boroń, P. i Dulinska, J. 2016. Dynamic response analysis of multi-storey building to a non-uniform excitation. Dynamics of Civil Engineering and Transport Structures and Wind Engineering Vol. 107, s. 1–8.
• 3. Ciesielski i in. 1996 – Ciesielski, R., Kowalski, W., Maciąg, E. i Tatara, T. 1996. Spektra odpowiedzi od trzęsień ziemi i wstrząsów górniczych oraz ich zastosowanie. XLII Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB, Krynica, s. 29–36.
• 4. Czerwionka, L. i Tatara, T. 2007. Wzorcowe spektra odpowiedzi z wybranych obszarów GZW. Czasopismo Techniczne – seria Budownictwo, z. 2-B, s. 11–18.
• 5. Drobiec i in. 2000 – Drobiec, Ł., Piekarczyk, A. i Kubica, J. 2000. Wpływ kształtu elementu badawczego oraz kierunku obciążenia na wartość współczynnika Poissona murów z cegły. XLVI Konf. Nauk. KILiW PAN i KN PZITB, Wrocław–Krynica.
• 6. Dubiński i in. 2013 – Dubiński, J., Mutke, G., Tatara, T., Muszyński, L., Barański, A. i Kowal, T. 2013. Zasady stosowania zweryfikowanej Górniczej Skali Intensywności drgań GSI-GZWKW – 2012 do prognozy i oceny skutków wstrząsów indukowanych eksploatacją złóż węgla kamiennego w zakładach górniczych Kompanii Węglowej S.A. na obiekty budowlane i na ludzi. Kompania Węglowa, Katowice (praca niepublikowana).
• 7. Kowalski i in. 1997 – Kowalski, W., Maciąg, E. i Tatara, T. 1997. Wpływ wstrząsów górniczych na budynki i ludzi w nich przebywających. [W:] Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych, Katowice: Wyd. Głównego Instytutu Górnictwa, s. 583–628.
• 8. Kowalska-Koczwara, A. i Stypuła, K. 2017. A comparative analysis of two methods for determining the influence of vibrations on people in buildings. Technical Transactions, Y. 114, Vol. 1, s. 53–64, Kraków.
• 9. Kubica i in. 1999 – Kubica, J., Drobiec, Ł. i Jasiński R. 1999. Badania siecznego modułu sprężystości murów z cegły. XLV Konf. Nauk. KILiW PAN i KN PZITB, Wrocław–Krynica.
• 10. Kuźniar i in. 2006 – Kuźniar, K., Maciąg, E. i Tatara, T. 2006. Acceleration response spectra from mining tremors. First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology (a joint event of the 13th ECEE & 30th General Assembly of the ESC), Geneva, Switzerland, 3–8 September 2006, Paper Number: 665.
• 11. Kuźniar i in. 2010 – Kuźniar, K., Maciąg, E. i Tatara, T. 2010. Prognozowanie spektrów odpowiedzi drgań fundamentów budynków od wstrząsów górniczych z zastosowaniem sieci neuronowych. Prace Naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko, Kwartalnik nr 4/4, Katowice: GIG, s. 50–64.
• 12. Lipiński, J. 1985. Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny. Arkady, Warszawa.
• 13. Murzyn, I. i Dulinska, J. 2016. The dynamic response of an arch footbridge to selected types of dynamic loading. Technical Transactions, Iss. 3-B, s. 1–8, Kraków.
• 14. Pachla, F. 2011. Analiza metod oceny wpływu wstrząsów górniczych na budynki murowe na przykładzie LGOM. Rozprawa doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków.
• 15. PN-B-02170:2016-12 „Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki”.
• 16. PN-B-03002:2007 „Konstrukcje murowe – Projektowanie i obliczanie”.
• 17. PN-B-03264:2002 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone – Obliczenia statyczne i projektowanie”.
• 18. PN-B-03150:2000 „Konstrukcje drewniane – Obliczenia statyczne i projektowanie”.
• 19. PN-80/B-3040 „Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny”.
• 20. Tatara, T. 2002. Działanie drgań powierzchniowych wywołanych wstrząsami górniczymi na niską tradycyjną zabudowę mieszkalną. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, seria „Inżynieria Lądowa” nr 74, Kraków.
• 21. Tatara, T. i Pachla, F. 2012. Uszkodzenia w obiektach budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych. Przegląd Górniczy nr 7(1076), s. 1–10.
• 22. Tatara, T. 2012. Odporność dynamiczna obiektów budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych. Politechnika Krakowska, Kraków.
• 23. Zembaty i in. 2007 – Zembaty, Z., Jankowski, R., Cholewicki, A. i Szulc, J. 2007. Trzęsienie ziemi w Polsce w 2004 roku. Czasopismo techniczne, Kraków.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).