Studies of masonry structure technical wear in mining areas

• Autorzy: Bryt-Nitarska Izabela Dorota

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2019.128680

Warianty tytułu

PL

Badania zużycia technicznego konstrukcji murowanych na terenach górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of assessment studies of the time course for technical wear in masonry buildings located in the area of mining-induced ground deformations. By using fuzzy inference system (FIS) and the “if-then” rule, corresponding language labels describing actual damage recorded in structure components were translated into scalar outputs describing the degree of damage to the building. Adopting this approach made it possible to separate damage resulting from additional effects coming from mining--induced ground deformations and the natural wear and tear of masonry structure. By using statistical analysis an exponential function for the condition of building damage and the function of natural wear and tear were developed. Both phenomena were subject to studies as a function of time regarding the technical age of building structure. The results obtained were used to develop a model for the course of technical wear of traditionally constructed buildings used within mining areas. In the course of natural wear and tear buildings located in mining areas are additionally exposed to forced ground deformations. The increase of internal forces in structure components induced by those effects results in creating an additional stress factor and damage. The hairline cracks and cracks of building structure components take place when the intensity value of mining effects becomes higher than the com-ponent stress resistance and repeated effects result in the decrease of structure rigidity. The observations of building behaviour in mining areas show that the intensity of mining activity and the multiplicity of its effect play a substantial role in the course of technical wear of buildings. The studies show that the level of damage resulting from mining effects adds up to natural wear and tear of the building and impairs the global technical condition as compared to similar buildings used outside mining areas.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odnoszących się do oceny przebiegu w czasie zużycia technicznego budynków murowanych położonych w obszarach oddziaływania górniczych deformacji podłoża. Wykorzystując zasady logiki rozmytej (FIS) i reguły „if-then”, reprezentatywne etykiety języ-kowe opisujące faktyczne uszkodzenia zarejestrowane w elementach konstrukcji, zamieniono na wyjścia skalarne opisujące stopień uszkodzenia budynku. Dzięki takiemu postępowaniu wydzielono uszkodzenia wynikające z dodatkowych oddziaływań pochodzących od deformacji gruntu wskutek robót górniczych oraz naturalne zużycie konstrukcji murowej. Z wykorzystaniem analizy statystycznej opracowano wy-kładniczą funkcję stanu uszkodzenia budynku oraz funkcję zużycia naturalnego. Oba zjawiska przebadano w funkcji czasu odnoszącego się do wieku technicznego konstrukcji budynku. Na podstawie uzyskanych wyników badań opracowano model przebiegu zużycia technicznego budynków o konstrukcji tradycyjnej użytkowanych w granicach terenów górniczych.W przebiegu procesu zużycia naturalnego, budynki położone na terenach górniczych narażone sądodatkowo na oddziaływanie wymuszonych deformacji podłoża. Wywołany tym oddziaływaniem wzrost sił wewnętrznych w elementach konstrukcji, powoduje pojawienie się dodatkowego czynnika napręże-niowego i powstanie uszkodzeń. Zarysowanie lub spękanie elementu konstrukcji budynku następuje, kiedy wartości oddziaływania górniczego przewyższają poziom możliwych do przejęcia przez element naprężeń, a wielokrotne oddziaływania powodują spadek sztywności konstrukcji. Z obserwacji zacho-wania się budynków na terenach górniczych wynika, że intensywność eksploatacji górniczej i krotnośćjej oddziaływania odgrywają zasadniczą rolę w przebiegu zużycia technicznego budynków. Wykazano w badaniach, że stan uszkodzenia pochodzący od oddziaływań górniczych sumuje się z naturalnym zużyciem budynku i powoduje pogorszenie się globalnego stanu technicznego w stosunku do budynku podobnego użytkowanego poza terenami górniczymi. Wraz z upływem czasu i wzrostem wieku technicz-nego w budynkach występuje szybszy wzrost ich globalnego zużycia technicznego. Wzrost ten wynosi od ok. 20% dla budynku o wieku technicznym 20 lat do ok. 50%, dla budynków o wieku technicznym 120 lat. Wzrost ten interpretować należy, jako udział szkód górniczych w globalnej ocenie zużycia bu-dynków na terenach górniczych.

Słowa kluczowe

EN

fuzzy inference; diagnosing the damage condition; IF-THEN rules

PL

konstrukcje murowe; zużycie techniczne; diagnostyka stanu uszkodzenia; wnioskowanie rozmyte; reguły "if-then"

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 64, no. 2
• Strony: 239--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bryt-Nitarska Izabela Dorota

• Strata Mechanics Research Institute of The Polish Academy of Sciences, 27 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Borusiewicz W., 1971. Konserwacja zabytków budownictwa murowanego. Wydawnictwo Arkady, Warszawa.
• [2] Destercker S., Dudios D., Chojnacki E., 2008. Unifying practical uncertainty Representations: I. Generalized P-Boxes. International Journal of Approximate Reasoning 49 (3), 649-663, DOI:10.1016/j.ijar.2008.07.003.
• [3] Firek K., 2017. Analysis of the influence of mining impacts on the intensity of damage to masonry building structures. Journal Of Civil Engineering, Envi-ronment And Architecture, JCEEA, vol. XXXIV, from 64 (1/17) Rzeszów 2017.
• [4] Łachwa A., 2001. Rozmyty świat zbiorów, liczb, relacji, faktów, reguł i decyzji. Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit. Warszawa, 2001.
• [5] Malinowska A., Hejmanowski R., Rusek J., 2016. Estimation of the parameters affecting the water pipelines on the mining terrains with a use of an adaptive fuzzy system. Arch. Min. Sci. 61, 1, 183-197.
• [6] Nazemi Sh., Kazemi M., Okhravi A.H., 2012. A conceptual model for recognition of improvement priorities: integrating performance gap and fuzzy groups. Journal of Modeling in Engineering, January 2012, 9, 27 (DOI:10.22075/jme.2017.1598).
• [7] Papoulis A., 1972. Prawdopodobieństwo, zmienne losowe i procesy stochastyczne. Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa.
• [8] Piegat A., Olchowy M., 2009. Czy istnieje optymalna forma eksperckiego modelu rozmytego? Metody Informatyki Stosowanej 3 (20), 169-178.
• [9] Plucińska A., Pluciński E.: Rachunek prawdopodobieństwa. Statystyka matematyczna. Procesy stochastyczne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa 2000.
• [10] Rusek J., Kocot W., 2017. Proposed assessment of dynamic resistance of the existing industrial portal frame building structures to the impact of mining tremors. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 245 art. no. 032020, s. 1-10. Prague.
• [11] Zadeh L.A., 1965. Fazzy Sets. Information and Control 8 (3), 33-353.
• [12] Jankowski J., Janiak M., 2014. Application of fuzzy inference models in the web recommending interface design. Business Informatics 2 (32), 86-94.
• [13] Ying He Y., Rui Xiu, 2018. Decision Model of Aero-Engine Design Integration Platform Implementation Solution Selection Based on Number Interval Number with Priority Order, January 2018, MATEC Web of Conferences 228(2):03005, DOI: 10.1051/matecconf/201822803005 License.
• [14] Volk W., 1973. Statystyka stosowana dla inżynierów. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa.