Sposoby zabezpieczenia budynków przed szkodliwymi skutkami drgań (wibracji)

Sposoby zabezpieczenia budynków i przebywających w nich ludzi przed szkodliwymi skutkami drgań są różne w zależności od sytuacji, z którą mamy do czynienia. Inne zalecenia i możliwości są gdy obiekt jest w fazie projektu, inne gdy jest już obiektem istniejącym i eksploatowanym. W fazie projektu obiektu jesteśmy w stanie dokonać zmian konstrukcyjnych, które skutecznie zlikwidują problem nadmiernych drgań. Są to rozwiązania najprostsze i najtańsze. Zmiany sprowadzają się do poprawy sztywności poziomej i/lub poziomej budynku. Zwykle wynikiem tego jest wstawienie dodatkowych ścian, zmiany przekrojów słupów lub ich stopnia zbrojenia, pogrubienie stropów, wstawienie dodatkowych belek.

Alternatywnym (czasami, gdy budynek już istnieje – jedynym) rozwiązaniem jest zastosowanie wibroizolacji. Inne zabezpieczenia dotyczą wibroizolacji samego obiektu konstrukcyjnego, inne odizolowania źródła drgań. Podstawową klasyfikacją jest zatem wibroizolacja czynna (izolująca źródło drgań) oraz bierna (ograniczająca przenoszenie się drgań z podłoża na obiekt chroniony).

Zdecydowanie bardziej powszechna jest wibroizolacja bierna, gdyż z reguły nie mamy możliwości ingerencji w okolice źródła drgań (np. tunelu metra, okolic nasypu kolejowego). Może ona dotyczyć:

  • izolacji całego budynku od płyty fundamentowej w górę
  • izolacji części nadziemnej budynku
  • odcięcie/odizolowanie części budynku od kluczowej kondygnacji w górę

Wibroizolacja powinna być dobrana w odpowiedni sposób przez specjalistów, inżynierów budownictwa. Dwa podstawowe skutki źle dobranej wibroizolacji:

  • wysoki koszt, gdyż wybierana jest izolacja o najwyższych parametrach tłumienia i o przesadnej grubości (z nadwyżką) ze względu na brak umiejętności doradcy handlowego
  • słabe właściwości tłumiące – mimo zastosowania wibroizolacji drgania będą wciąż odczuwalne

Typ i grubość wibroizolacji zależą od charakterystyk dynamicznych konstrukcji oraz obciążeń statycznych. Charakterystyki dynamiczne określa się na podstawie pomiarów rzeczywistych na istniejących budynkach lub są one wynikiem symulacji komputerowej na etapie projektowania budynku.

Kolejnym sposobem zabezpieczenia obiektów przed szkodliwymi skutkami drgań jest wprowadzenie przegród przeciwdrganiowych w okolicy źródła drgań, tzw. wibroizolacji czynnej.

Podstawowym typem wibroizolacji czynnej jest przegroda przeciwdrganiowa pionowa w gruncie (Eng. Trench/ Wave barrier). Jej celem jest odizolowanie źródła drgań, dzięki czemu chroniony obiekt nie wymaga interwencji. Jej zaprojektowanie jest dużym wyzwaniem. Wynika to z faktu, iż jej dobór zależy nie tylko od charakterystyki źródła drgań (co można w stosunkowo łatwy sposób zmierzyć), ale również od parametrów fizycznych (dynamicznych) gruntu. Grunt jest ośrodkiem złożonym, wielofazowym i wielowarstwowym. Niezbędne są badania geologiczne, a następnie symulacja komputerowa, które pozwolą dobrać odpowiednie wypełnienie przegrody oraz jej grubość i głębokość.

Innym typem wibroizolacji czynnej są przekładki odizolowujące obiekt inżynierski narażony na drgania – np. stację dworca kolejowego w pobliży galerii handlowych. Dobór tego typu wibroizolacji jest względnie analogiczny do wibroizolacji klasycznej, którą dobiera się na podstawie charakterystyk dynamicznych źródła drgań, obiektu budowlanego oraz na podstawie przyjętych obciążeń statycznych.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *