Prefabrykowany szkielet

W niniejszym podrozdziale omawia się diagnozę dynamiczną pokazaną na przykładzie budynku dużego szpitala podlegającego drganiom wywołanym odstrzałami w pobliskim kamieniołomie. Drgania propagowane są od źródła drgań tj. kamieniołomu, przez podłoże i przekazywane są na budynek (program uprawnienia budowlane na komputer).

Budynek główny szpitala wykonany jest wg projektu typowego i składa się z dwu bloków A i B. Oba bloki mają tę samą liczbę kondygnacji: przyziemia, wysokie partery i po pięć pięter. Konstrukcja budynku jest szkieletowa, prefabrykowana. Siatkę słupów w kierunku poprzecznym tworzą dwa typy ram: R-l o rozpiętości rygli 5,40 m i R-2 o rozpiętości rygli 4,20 m (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Prefabrykowany szkielet składa się z ram poprzecznych typu “H". Ramy “H" o wysokości jednej kondygnacji są łączone w połowie długości słupów. Wymiary poprzeczne słupów są jednakowe na całej wysokości. Stropy są wykonane z płyt prefabrykowanych, a dach z płyt panwiowych. Ściany szczytowe są prefabrykowane z płyt żelbetowych. Żelbetowe ściany wewnętrzne usztywniające i klatek schodowych wykonano na mokro. Fundamenty stanowią stopy i ławy fundamentowe. W okresie badań w budynku trwały prace wykończeniowe (uprawnienia budowlane).

Źródło drgań budynku. Źródłem drgań budynku są odstrzały w kamieniołomie odległym o ok. 1100 m. Odstrzały odbywają się średnio raz w miesiącu. Ładunek materiału wybuchowego (MW), którym jest amonit wynosi 4000 kg. Dla celów eksperymentalnych dokonano też odstrzałów z ładunkami mniejszymi: 2000, 2600 i 3000 kg. Pomiary drgań budynku prowadzono wielokrotnie przy czym kilka razy przy tych samych ładunkach (głównie 4000 kg) (program egzamin ustny). Chodziło tu o określenie wpływu zmiany miejsca ładunku na ścianie wyrobiska oraz układu sztolni i chodników w stosunku do badanego obiektu na parametry drgań propagowanych przez podłoże i przekazywanych na budynek. Odstrzały (MW) typu chodnikowego odbywają się przy użyciu zapalników milisekundowych co powoduje zmniejszenie efektów sejsmicznych (opinie o programie).

Aparatura pomiarowa

W badaniach stosowano cztery odrębne zestawy urządzeń pomiarowych. Do pomiarów przemieszczeń drgań stosowano sejsmografy: S5S w liczbie 12 szt. i WEGIK w liczbie 18 szt. Charakterystyki obu wymienionych typów sejsmografów, dane o ich budowie i zakresach zastosowań podano w rozdziale 6. Do pomiarów przyspieszeń drgań zastosowano akcelerometry Bruela-Kjaera z odpowiednim oprzyrządowaniem. Do pomiarów odkształceń zbrojenia w wybranych elementach żelbetowych konstrukcji nośnej użyto dynamicznej tensometrii elektrooporowej (segregator aktów prawnych).

Opis przeprowadzonych pomiarów. Badania objęły pomiar różnych parametrów drgań: amplitudy przemieszczeń, przyspieszeń i częstotliwości drgań oraz amplitudalne wartości odkształceń (naprężeń) zbrojenia wybranych elementów konstrukcyjnych budynku. Do szczegółowych pomiarów wybrano przekrój I-I. Jest to przekrój typowy dla obu segmentów bloku Ajak i dla bloku B. Ponadto badaniami objęto przekroje II-II, III-III i IV- IV. Przykładowe rozmieszczenie czujników pomiarowych.

Drgania podłoża. Z analizy drgań podłoża wynika, że dominujące częstotliwości drgań pozostają w paśmie od 3 do 5 Hz. Pomiary drgań podłoża gruntowego prowadzone były jeszcze przed rozpoczęciem budowy w wykopie fundamentowym, a następnie na powierzchni terenu (promocja 3 w 1). Charakter przebiegów drgań budynku w poziomie posadowienia, a więc ław i stóp fundamentowych jest dokładnie taki sam jak podłoża gruntowego. Składowe drgań pionowych są średnio dwa i więcej razy mniejsze niż składowe poziome tak w kierunku x jak i y. Czas trwania przebiegów z amplitudą A > 1,0 |im, co praktycznie odpowiada całkowitemu wygaśnięciu (wytłumieniu) drgań, wynosi odpowiednio: dla składowych poziomych (x i y) 15-20 s, dla składowych pionowych 8-15 s.