W artykule przedstawiono obecny stan normalizacyjny oddziaływań środowiskowych (klimatycznych), a także informacje, które mogą być pomocne w pracy rzeczoznawcy budowlanego oceniającego bezpieczeństwo konstrukcji. Może to dotyczyć oszacowania obciążenia śniegiem konstrukcji w stanie awaryjnym albo zaprojektowanych według starych norm o mniejszych wartościach obliczeniowych tego obciążenia. Podobnie w przypadku oceny oddziaływania wiatru oraz oszacowania bezpieczeństwa konstrukcji istniejących. Przedstawiono pokrótce normy oddziaływania temperatury i wskazano na brak Eurokodu dotyczącego obciążenia konstrukcji oblodzeniem atmosferycznym.
W artykule przedstawiono obecny stan normalizacyjny oddziaływań środowiskowych (klimatycznych), a także zawarto informacje, które mogą być pomocne w pracy rzeczoznawcy budowlanego oceniającego bezpieczeństwo konstrukcji. Może to dotyczyć oszacowania obciążenia śniegiem konstrukcji w stanie awaryjnym albo zaprojektowanych według starych norm o mniejszych wartościach obliczeniowych tego obciążenia. Podobnie w przypadku oceny oddziaływania wiatru, jak i oszacowania bezpieczeństwa konstrukcji istniejących, poddanych w przeszłości. Przedstawiono pokrótce normy oddziaływania temperatury i wskazano na brak Eurokodu dotyczącego obciążenia konstrukcji oblodzeniem atmosferycznym.
The objective of this paper is to present a probabilistic method of analyzing the combinations of snow and wind loads using meteorological data and to determine their combination factors. Calculations are based on data measured at twelve Polish meteorological stations operated by the Institute for Meteorology and Water Management. Data provided are from the years 1966 - 2010. Five combinations of snow load and 10-minute mean wind velocity pressure have been considered. Gumbel probability distribution has been used to fit the empirical distributions of the data. As a result, the interdependence between wind velocity pressure and snow load on the ground for a return period of 50 years has been provided, and the values of the combination factors for snow loads and wind actions are proposed.
PL
W artykule przedstawiono metodę probabilistycznej analizy kombinacji obciążenia śniegiem i wiatrem na podstawie danych meteorologicznych oraz ustalenia wartości współczynników do kombinacji tych oddziaływań. W obliczeniach wykorzystano dane pomiarowe z 12 polskich stacji meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego z lat 1966 – 2010. Dane pomiarowe wybrano przy założeniu, że pochodzą one z tego samego roku klimatycznego, trwającego od 1 października do 30 września. Przy takim założeniu wartość maksymalna zimowa obciążenia śniegiem gruntu jest jednocześnie wartością maksymalną roczną. Maksymalne prędkości wiatru, średnie 10.minutowe, występują w Polsce zwykle od jesieni do wiosny; służą one do wyznaczania wartości charakterystycznych. Przyjęcie rocznego przedziału czasu od 1 października do 30 września jako jednostkowego czasu obserwacji jest więc tu również uzasadnione.
Wyjątkowe wartości obciążeń, które należy brać pod uwagę w projektowaniu konstrukcji, nie mają w eurokodach definicji probabilistycznej. W artykule rozpatrzono możliwość zdefiniowania wyjątkowego obciążenia śniegiem jako znacznie odbiegającego od pozostałych wartości zmierzonych. Przedstawiono propozycję wyznaczenia wartości wyjątkowych jako stosunku maksymalnych wartości obciążenia śniegiem gruntu, zmierzonych w rozpatrywanym okresie obserwacji, do wartości prognozowanych o takim samym okresie powrotu jak czas obserwacji.
EN
Exceptional loads that are to be taken into account in structural calculations are not defined in Eurocodes in the term of probabilistic analysis yet. The paper deals with the possibility to define the exceptional snow loads on the ground as outliers on the empirical distribution plot of measured values. The ratio of the maximum measured values to the foreseen ones of the same return period has been proposed as the exceptional snow loads.
W artykule przedstawiono metody i techniki pomiarowe temperatury gruntu stosowane przez stacje meteorologiczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego. Wartości maksymalne roczne (zimowe) położenia izotermy zerowej w gruncie aproksymowano rozkładem prawdopodobieństwa Gumbela albo trójparametrycznym rozkładem Weibulla. Wyniki uzyskane na podstawie danych pomiarowych z 10 stacji meteorologicznych i z 30 lat pomiarów w postaci głębokości przemarzania grutu o okresie powrotu 50 lat różnią się od wartości podanych w Polskiej Normie. Nowa, wstępna i orientacyjna, bo opracowana na podstawie danych z 10 stacji, mapa głębokości przemarzania gruntu różni się znacznie od mapy starej. Podkreślono konieczność wykonania analizy danych pomiarowych ze wszystkich stacji meteorologicznych.
EN
The paper deals with the methods of measurements of soil temperature and the assessment of the depth of soil freezing. Yearly (winter) maxima of the position of the zero centigrade isotherm were approximated using Gumbel or three-parameters Weibull probability distributions. Results received on the base of data from 10 meteorological stations and 30 years of observations, called as characteristic values of 50-year return period, are not the same as given in the Polish Standard. The new informative and tentative map of soil freezing differs significantly from the old one. The need of recalculation the data from all meteorological stations in Poland is pointed out.
Przedstawiono wyniki obszernych badań polskich i ich analizę statystyczną. Wyniki porównano z ustaleniami norm USA i Kanady. Zaproponowano korektę współczynników kombinacji obciążenia śniegiem i wiatrem w Załączniku Krajowym nowych norm PN-EN z tego zakresu.
EN
Results of comprehensive probabilistic analysis of the combinations of snow and wind actions are presented based on measured data from twelve Polish meteorological stations. Coefficients of combination of these actions obtained from the analysis are compared with Eurocode, US and Canadian normative provisions. Proposed values of combination factors to the Polish National Annex to the Eurocode EN 1990:2002 are presented.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono próbę zastosowania rachunku prawdopodobieństwa do prognozowania głębokości przemarzania gruntu. Omówiono pokrótce czynniki wpływające na przemarzanie gruntu oraz technikę pomiarów temperatury gruntu wykonywanych przez stacje meteorologiczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Podano zasady wyznaczania położenia izotermy zerowej w gruncie stosowane przez IMGW – PIB. Na przykładach danych pomiarowych z pięciu stacji meteorologicznych, położonych w różnych regionach Polski, przedstawiono metodę i wyniki probabilistycznego ujęcia położenia izotermy zerowej w gruncie. Otrzymane wyniki porównano z postanowieniami obecnej normy [1] i zaproponowano dalszy tok postępowania.
EN
The paper deals with the probabilistic method of soil freezing depth assessment. Yearly (winter) maxima of zero centigrade isotherm position were approximated by Gumbel probability distribution. Its parameters were estimated using the maximum likelihood method. The results obtained on the basis of data from five meteorological stations and 30 to 50 years of observations, called characteristic values of 50-year return period, are not the same as given in the Polish Standard. The need of recalculation the data from all meteorological stations in Poland is pointed out.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę probabilistycznej analizy jednoczesności obciążenia śniegiem i wiatrem konstrukcji budowlanych. Przedstawiono trzy możliwości wyboru brzegowych rozkładów prawdopodobieństwa, z których dwa wykorzystano do analizy. Opracowano dane pomiarowe z dwóch stacji meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Przedstawiono współzależności obciążenia śniegiem gruntu i prędkości wiatru o okresie powrotu 50 lat. Podano zależności uproszczone, które mogą być wykorzystane w normach.
EN
The paper deals with the probabilistic analysis of coincidence of snow and wind actions on structures. Yearly maxima of ground snow loads and ten minute wind speed have been analysed. The observation year was considered as lasting from 1 October to 30 September. Two kinds of coincidence have been analysed: yearly (winter) maxima of ground snow loads and maximum wind speeds registered on the same time (one week before or after the maximum snow load); yearly maxima of ten minute mean wind speeds and ground snow loads registered on the same day. Examples of calculations have been presented using data from two meteorological stations and forty-four years of observations. The border probability distributions have been the Gumbel ones. Their parameters have been estimated using the maximum likelihood method. The combination factors received from calculations differ from those given in Eurocode [1]. The need of processing the data from all meteorological stations in Poland is pointed out. The results would be introduced into National Annex to Eurocode.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono trzy normy oddziaływań klimatycznych na konstrukcje budowlane: obciążenie śniegiem, oddziaływanie wiatru i oddziaływania termiczne. Podano podstawowe ustalenia norm europejskich. Przedstawiono zasady probabilistycznego ujęcia podstawowych wielkości odniesienia, którymi są: obciążenie śniegiem gruntu, prędkość wiatru i temperatura powietrza. Omawiając normę oddziaływań wiatru przedstawiono podstawowe różnice między ujęciem działania wiatru w normie dotychczasowej i w normie europejskiej. Podano wartości charakterystyczne i mapy stref oddziaływań klimatycznych w polskich załącznikach krajowych. Omówiono najbliższe zamierzenia Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego dotyczące Eurokodów oddziaływań klimatycznych.
EN
The paper deals with the present Eurocodes on climatic actions: snow loads, wind actions and thermal actions. Main provisions of these Eurocodes are described. Among them probabilistic approach to determination of the main reference values: snow loads on the ground, wind velocity and external air temperature. It is stated that the Gumbel probability distribution of extremes is appropriate for evaluation of climatic data. Maximum likelihood method has been used for estimation of the distribution parameters of snow loads and wind velocity. The paper is focused on the Polish National Annexes to the above mentioned Eurocodes. New characteristic values of snow load on the ground, wind velocity as well as velocity pressure and air shadow temperature are presented. Maps of zones of these values are given. Finally, the present and future works are outlined. Recently, the European Committee for Standardization gave a mandate to create a new working group called "Climatic actions", in the frame of CEN/TC250/SC1. The objectives of works are improvements of Eurocodes on climatic actions based on the present state of the art and national annexes.
Na przykładzie pięciu wolno stojących kominów stalowych, przedstawiono zastosowanie środków zapobiegających drganiom kominów wywoływanym odrywaniem się wirów powietrza podczas wiatru. Omówiono zaobserwowane drgania i zastosowane środki zapobiegawcze, którymi były, z jednym wyjątkiem, turbulizatory spiralne wykonane z okrągłych prętów stalowych o średnicach 6 i 8 mm. Oceniono skuteczność przyjętych rozwiązań.
EN
The paper deals with the cross wind vibrations of five free standing steel chimneys. Such vibrations arising due to vortex shedding called as vortex excitation, are characterized by large amplitudes of chimney's top. Observed vibrations and preventive measures against them, used for those chimneys, have been presented. With one exception they were spiral.
Omówiono ustalenia nowej normy "Oddziaływania wiatru". Podano postanowienia ogólne oraz szczegółowe dotyczące rozkładu wartości współczynnika ciśnienia na ścianach i na połaciach dachowych. Zamieszczono przykłady liczbowe wyznaczania wartości obciążenia wiatrem.
EN
The article deals with the provisions of the new Eurocode for wind actions. General and detailed provisions concerning pressure coefficients for walls and roofs are given. Numerical examples of the calculations of wind actions on buildings are presented.
Na przykładzie obliczeń numerycznych odprowadzenia spalin gazu z mieszkania w warunkach silnego wiatru przedstawiono wpływ szczególnego ukształtowania dachu na działanie wentulacji naturalnej. Przedstawiono także wpływ zmian w układzie wentylacji mieszkań na odprowadzenie spalin gazu.
EN
The aim of the article is an analysis of natural ventilation system and fumes exhaust from the flat, during the strong wind weather and influence of the roof shape on it. There is shown an influence of some changes in ventilation system inside building, on the way how it works.
W wyniku wprowadzania europejskich norm projektowania konstrukcji zostały zwiększone wartości oddziaływań klimatycznych, zwłaszcza obciążenia śniegiem. Powstał w związku z tym problem zapewnienia bezpieczeństwa konstrukcji istniejących, zaprojektowanych według dawnych norm, w których były mniejsze wartości obciążenia. W referacie omówiono podejście do tego zagadnienia przedstawione w normie ISO dotyczącej oceny bezpieczeństwa istniejących konstrukcji. Według tej normy konstrukcja będzie w przyszłości bezpieczna, jeżeli w czasie jej dotychczasowego użytkowania z powodzeniem przeniosła oddziaływania ekstremalne. Ekstremalne obciążenie śniegiem wystąpiło w Polsce w czasie zimy 1978/79. Ciężar pokrywy śnieżnej na gruncie był wówczas dwa do trzech razy większy niż wartości przyjmowane do obliczeń. Jednakże katastrofy były przede wszystkim wynikiem błędów ludzkich. Konstrukcje dobrze zaprojektowane, wykonane i utrzymane, krzepkie, przetrwały z powodzeniem to wyjątkowe obciążenie śniegiem. Bezpieczeństwo konstrukcji zaprojektowanych według dawnych norm powinno być przedmiotem szczegółowej ekspertyz)'. Usuwanie śniegu, jeżeli będzie konieczne, powinno być poprzedzone szczegółową analizą konstrukcyjną i przeprowadzone według opracowanego planu.
EN
Present implementation of Eurocodes in Poland has resulted in the increase of design values of climatic actions on structures, especially snow loads. The problem has then arisen: the safety of existing structures under the new, higher snow loads given in the codes. The paper starts with the presentation of the approach given in the ISO Standard on assessment of existing structures. According to this standard an old structure will be safe enough in the future if it has already successfully experienced exceptional loads in the past. An example of a winter with exceptionally heavy snowfalls is presented. Ground snow cover weight was twice or even three times higher than design values in the standard for snow loads used before that winter. However, structural failures were mainly due to the human errors. Well designed, executed and maintained robust structures survived that exceptional snow loads. A structural expertise should be done to verify safety of old structure designed according to old codes. The removal of snow from roofs, if really necessary, should follow a detailed structural analysis and plan of action.
The paper deals with the influence of the temperature of the upper layer of ground on the snow amount on it and the ground snow load. Positive temperature leads to the melting of snow and the winter maximum snow load is lower than the resulting from the sum of precipitation. Well insulated flat roofs will be then loaded much more than it would be predicted. Snow and ice loads on the flat roof of the exhibition hall in Chorzów were 1,6 times higher than the ground snow load. It is necessary to verify the annual maxima of snow loads, used in the probabilistic analysis, taking into account the temperature of ground and the sum of precipitation during the whole winter.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wybudowane w ostatnich latach w Polsce duże mosty podwieszone stanowią nową jakość techniczną wśród obiektów inżynierskich krajowej sieci drogowej, a jednocześnie implikują nowe aspekty oceny ich bezpieczeństwa, szczególnie w zakresie odporności na działanie wiatru, tak z uwagi na potencjalne zagrożenia dla konstrukcji i jej użytkowników, jak również z uwagi na komfort użytkowania. Istniejące obecnie w Polsce mosty podwieszone należą, w skali osiągnięć światowych do klasy obiektów o średnich rozpiętościach, a zebrane w ciągu ostatnich dekad doświadczenie (3, 4, 14, 15, 18) skłania do prowadzenia nawet podstawowych analiz aerodynamicznych nie tyle w zależności od rozpiętości przęseł obiektu, ile od specyficznej kombinacji cech dynamicznych poszczególnych jego części i narażenia na wzbudzenie drgań czynnikami środowiskowymi i obciążeniami użytkowymi. Analizę dokonano na przykładach mostu III Tysiąclecia im. Jana Pawła II w Gdańsku i mostu Siekierkowskiego w Warszawie.
EN
Both cable-stayed bridges, The Third Millennium Bridge in Gdansk and Siekierkowski Bridge in Warsaw were subject of investigations concerning wind influence and aerodynamic response of the structure. Research works were conducted before realisation of each structure, independently of technical design. On the basis of analysis some structural modifications were made in case of bridge in Gdansk. In both cases the monitoring system was proposed for the purpose of detection of aerodynamic phenomena reducing durability of the structures. Identification of wind environment, preliminary assessment of deck dynamic properties, wind tunnel tests of sectional deck models and of whole structure, detailed dynamic and aerodynamic calculations, other tests of wind safety were accurately described in this paper.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.