Drgania pionowe budynku

Drgania pionowe budynku można badać w sposób uproszczony, rozbijając go na płaskie elementy nośne.
Przy obliczaniu drgań poziomych budynków można stropy traktować jako sztywne w płaszczyźnie poziomej tarcze (program uprawnienia budowlane na komputer).
W celu właściwego wyboru schematu obliczeniowego Sorokin zaleca następujące schematy, nazwane przezeń „orientacyjnymi”, ale nie dające nadmiernych błędów w porównaniu do „poprawniejszych” (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

a) Budynki szkieletowe z wiotkim wypełnieniem szkieletu (dotyczy to również pomostów szkieletowych pod maszyny) zaleca się traktować jako układ słupów powiązanych sztywnymi w kierunku poziomym tarczami (etażerka). Słupy są sztywno połączone ze stropami. Stropy mogą wykonywać poziome ruchy postępowe i obrotowe wokół pionowej osi. Słupy są zginane i skręcane (uprawnienia budowlane).
b) Budynki o sztywnych monolitycznych (lub wielkopłytowych) ścianach i szkielety o sztywnym wypełnieniu zaleca się traktować jako układ sztywnych tarcz-stropów połączony ze sztywnymi w jednym kierunku słupami lub ścianami. W ten sposób nie jest możliwy ruch obrotowy budynku wokół osi pionowej a rozważane są tylko drgania typu postępowego w kierunkach poziomych. Słupy traktujemy wówczas jako zginane a ściany nośne jako ścinane w swej płaszczyźnie (program egzamin ustny).

W obu przypadkach podłoże gruntowe, na którym stoi budynek, uważamy za nieodkształcalne, budynek więc - sztywno zamocowany w fundamencie.
Zdarza się nieraz, że obok budynków szkieletowych o wiotkim wypełnieniu znajdują się, lub są z nimi złączone konstrukcyjnie sztywne przybudówki (np. monolityczne klatki schodowe, szyby dźwigów). Oczywiście, likwiduje to całkowicie symetrię budynku. Można w takich przypadkach traktować przybudówkę jako całkowicie sztywną a drgania budynku jako dokonujące się wokół takiej przybudówki jako podpory. Jest to możliwe, w przypadku gdy sama przybudówka, traktowana jako niezależna konstrukcja i poddana działaniu obciążeń poziomych przekazujących się na nią od budynku (np. od maszyn na stropach budynku) lub obciążeń sejsmicznych, - okaże się tak sztywna, że jej drgania wymuszone są znikomo małe (opinie o programie).

Drgania poziome

Gdy jednak tak nie jest, gdy amplitudy tych drgań dadzą się porównać z amplitudami budynku, należy traktować przybudówki jako dodatkowe podpory i włączyć do obliczenia budynku.
W kierunku pionowym drgania budynku jako całości zazwyczaj mogą być pomijane (segregator aktów prawnych). Nie można, oczywiście, pomijać drgań pionowych elementów budynków. Stropy (płyty, żebra, podciągi) powinny być obliczane (jak o tym była już mowa wyżej) na drgania pionowe; obliczenie stropów na drgania poziome z reguły nie ma celu, sztywność bowiem płyt stropowych w tym kierunku jest duża.

Na drgania zarówno pionowe jak i poziome powinny być obliczane belki podsuwnicowe i ramy poprzeczne budynku w tych przypadkach, gdy ustrój da się wyraźnie „rozbić” na układ w ten lub inny sposób powiązanych ram, o bardzo wiotkim wypełnieniu ścian (blacha falista, eternit itp.). Na drgania poziome powinny być obliczane wszystkie budynki z uwzględnieniem przestrzennej pracy układu.

Jedynie hale jednonawowe można traktować jako układ dwu płaskich ram wieloprzęsłowych w kierunku podłużnym a jednoprzęsłowych w kierunku poprzecznym. Wszelkie inne budynki: szkieletowe względnie monolityczne, wykonane z płyt lub bloków, powinny być traktowane w obliczeniach drgań poziomych jako jedna całość; ewentualnie, pod warunkiem odpowiedniego wykonania, dylatacje można traktować jako podział budynku na części również i pod względem współpracy w czasie drgań. Można wówczas obliczać każdy blok pomiędzy dylatacjami
oddzielnie, niezależnie od innych.

W dalszym ciągu wolno w budynkach szkieletowych stosować następujące uproszczenia:
a) Traktować budynek jako składający się ze sztywnych tarcz, jakimi są stropy, powiązanych za pomocą nieważkich słupów. Ciężar słupów należy brać w rachubę, odnosząc go odpowiednio do przyległych do danego słupa stropów. Można ciężar słupa dzielić na pół i każdą połowę wliczać do ciężaru stropu odpowiedniej kondygnacji (promocja 3 w 1).
b) Dla budynków o symetrycznym układzie słupów można określić wspólną oś pionową ciężkości (średnią położenia środków poszczególnych pięter) i wspólną pionową oś sprężynowania (średnią położenia środków sił sprężynowania każdego stropu. Upraszcza to znakomicie obliczenia.
Jeśli na strop działają maszyny (grupy maszyn) o zbliżonych do siebie częstotliwościach, wówczas można prowadzić obliczenia jak dla jednej częstotliwości wzbudzającej.