Analiza drgań / Analiza dynamiczna (Analiza wpływu drgań i obciążeń dynamicznych) / Ekspertyza wibroakustyczna
Do obliczeń stosujemy polskie obowiązujące normy lub niemieckie, brytyjskie i amerykańskie
dla:
Czytaj więcej
Analiza drgań jest badaniem wpływu wibracji na obiekty inżynierskie. Jej zakres od strony teoretycznej pokrywa się z zakresem analizy dynamicznej. W praktyce jednak większość odbiorców uważa, iż analiza drgań dotyczy raczej obiektów istniejących, które fizycznie można zmierzyć i zbadać. W przeciwieństwie do analizy dynamicznej, która zwykle kojarzona jest z symulacją drgań, a więc głównie modelowaniem komputerowym obiektów będących w fazie projektowej. Efektem obu takich analiz jest ocena szkodliwości drgań na konstrukcje różnych typów, na podstawie wyników pomiaru drgań. Mogą to być np. obiekty mieszkalne, przemysłowe lub fundamenty pod maszyny. Oprócz wpływu drgań na konstrukcję, analiza drgań/dynamiczna wykonywana w szczególności dla obiektów mieszkalnych, bada wpływ wibracji i ich szkodliwość dla zdrowia mieszkańców.
Zatem celem analizy drgań lub dynamicznej jest zapewnienie bezpieczeństwa konstrukcji oraz zapewnienie zdrowia mieszkańców i ich komfortu. Ze względu na równoważność od strony teoretycznej analizy drgań i analizy dynamicznej w niniejszym artykule określenia te będą stosowane zamiennie niezależnie czy mamy do czynienia z obiektami istniejącymi czy projektowanymi.
Analiza drgań dla fundamentów pod maszyny jest zagadnieniem złożonym ze względu na indywidualne specyfikacje maszyn spoczywających na rozważanym fundamencie. Nadmierne drgania od maszyn wynikają m.in. z mimośrodowej pracy elementów obrotowych maszyn, źródłem są też luzy mechaniczne lub źle wycentrowane elementy. Projekt fundamentu pod maszynę powinien być od postaw wykonywany przez specjalistyczną firmę ( jaką bez wątpienia jest DynaFEA Solutions ), która zapewni bezpieczeństwo konstrukcji tak wysokiej rangi. Ze względu na nieco odmienną procedurę projektowania, niniejszy artykuł pomija ten zakres analizy dynamicznej, skupiając się wyłącznie na analizie dynamicznej budynków. Informację na temat analizy fundamentów pod maszyny można znaleźć na stronie poświęconej temu zagadnieniu: https://dynafea.com/fundament-pod-maszyne.html
Analiza drgań dla budynków ma odmienny charakter w zależności od tego czy rozważana jest konstrukcja istniejąca (eksploatowana) czy też inwestycja jest dopiero w stadium projektu. Analizie drgań poddaje się konstrukcje wszelkich typów np. obiekty mieszkalne, użyteczności publicznej, obiekty przemysłowe, magazynowe, biurowe- wszędzie tam gdzie możliwe jest zagrożenie, gdzie dokuczliwe są drgania lub gdzie nastąpił wymóg prawny takiej analizy. Źródłem wibracji z kolei mogą być przejazdy pojazdów kolejowych, wpływy eksploatacji górniczej lub praca maszyn i urządzeń.
przejazdy pojazdów szynowych oraz kołowych (np. ruch drogowy, kolej, metro);
oddziaływanie górnicze (np. prace strzałowe, wstrząsy górnicze);
prace budowlane (np. zagęszczanie gruntów, palowanie, wbijanie grodzic);
prace maszyn oraz urządzeń (np. działanie urządzeń przemysłowych czy maszyn produkcyjnych).
Strefa I: drgania nieodczuwalne przez budynek.
Strefa II: drgania nieszkodliwe dla konstrukcji budynku, jednak odczuwalne.
Strefa III: drgania powodujące zarysowania i spękania (szkodliwe dla budynku).
Strefa IV: drgania zagrażające bezpieczeństwu ludzi (o dużej szkodliwości dla budynku).
Strefa V: drgania szczególnie niebezpieczne, powodujące awarię budynku (wykreślając go z użytkowania).
W przypadku obiektów eksploatowanych, nowych bądź starych, analiza drgań to w głównej mierze pomiar drgań w obiekcie w czasie rzeczywistym. Wynikiem pomiarów drgań są wartości np. przyspieszenia w funkcji czasu. Jednym z czynników przyczyniających się do ich szkodliwości jest amplituda wibracji. Nie jest to jednak jedyna kluczowa wartość. Równie istotna jest częstotliwość drgań. Niejednokrotnie to ona ma kluczowe znaczenie, nawet jeśli nie towarzyszy jej maksymalna amplituda drgań.
W przypadku badania wpływu drgań na konstrukcję należy ocenić czy budynek kwalifikuje się do zastosowania tzw. skal normowych. Jeśli tak, to diagnostyka takiego obiekty jest względnie szybka i niedroga. W przeciwnym wypadku należy do analiz wdrożyć modelowanie komputerowe w celu określenia dodatkowych sił działających na rozważany obiekt. Znacznie przedłuża to czas oraz podnosi koszty takiej analizy. Jest to jednak krok niezbędny w celu zabiegania szkodliwym skutkom drgań lub aby znaleźć ewentualną przyczynę usterki.
W przypadku analizy wpływu drgań na ludzi w obiektach istniejących, pomiary drgań w funkcji czasu są elementem wystarczającym do zbadania szkodliwości drgań dla zdrowia mieszkańców. Istotnym elementem pomiaru jest odpowiedni dobór punktów pomiarowych. Po akwizycji danych, wyniki drgań w czasie rzeczywistym poddaje się analizie sygnału. Należy je następnie przesłać do odpowiedniej obróbki, aby zdefiniować uśrednione wartości w dziedzinie częstotliwości. Następnie po implementacji skal normowych określa się szkodliwość drgań na ludzi. Istotna zatem jest nie tylko amplituda drgań (ich maksymalne co do wartości bezwzględnej przyspieszenie, prędkość lub przemieszczenie), ale również pasmo częstotliwości.
Analiza dynamiczna w przypadku obiektów projektowanych opiera się na modelowaniu komputerowym Metody Elementów Skończonych. Jest to nierozłączny element, który znacznie wydłuża czas analizy, gdyż w programie MES należy szczegółowo zamodelować w trójwymiarze projektowaną inwestycję uwzględniając każdy jej element konstrukcyjny tj. wszystkie belki, słupy, płyty i tarcze. W przypadku większości obiektów np. budynków wielorodzinnych analiza drgań może zając kilka tygodni.
Analiza dynamiczna oprócz zamodelowania całej geometrii budynku, wymaga pomiaru drgań (przyspieszenia/prędkości/przemieszczenia) na gruncie w miejscu przyszłej inwestycji. W zależności co jest źródłem drgań, wyniki tych badań są następnie importowane do programu inżynierskiego a następnie dokonuje się symulacji np. przejazdu pociągu w pobliżu projektowanego budynku. Następnie po nierzadko czasochłonnych obliczeniach, program MES daje możliwość odczytu amplitud w dowolnym węźle konstrukcji w funkcji czasu. Można to utożsamić z rzeczywistymi wynikami pomierzonymi w określonych punktach istniejącej konstrukcji. Od tego momentu zatem, po akwizycji danych, analizę drgań wykonujemy w analogiczny sposób dokonując analizy/ przetwarzania sygnału jak dla „analizy drgań dla obiektów istniejących” – w funkcji czasu oraz w dziedzinie częstotliwości.
Planujesz budynek w pobliżu torów kolejowych, tramwajowych lub metra? Czy też w pobliżu obiektu przemysłowego z maszynami?
Pamiętaj, że błędnie wykonana analiza dynamiczna implikuje kosztowne konsekwencje naprawy budynków oraz nieuniknionego kosztownego zapobiegania dalszym rozprzestrzenianiom się drgań. Zapobiegaj szkodliwym skutkom wibracji jak najszybciej – najlepiej już w fazie projektu, aby zminimalizować koszty i zapewnić bezpieczeństwo oraz komfort mieszkańców.
Analiza komputerowa
Pomiar (lub prognoza) + Model MES
budynku + wyznaczenie sił bezwładności
Pomiar drgań – budynek musi
istnieć, źródło też
Pomiar + skale normowe
1. Pomiar in situ PN-B-02170
Ocena szkodliwości drgań
przekazywanych przez
podłoże na budynki
2. Analiza MES (całkowanie
równań ruchu lub wyznaczenie
sił bezwładności)
1. Pomiar in situ PN-B-02171
Ocena wpływu drgań na
ludzi w budynkach
2. Analiza MES (całkowanie
równań ruchu
W Dynafea Solutions od lat pomagamy Klientom zminimalizować skutki potencjalnych wibracji na budynki. Skontaktuj się z nami.
Koszt analizy drgań jest ściśle uzależniony od rodzaju wybranej usługi. W Dynafea Solutions oferujemy zarówno kompletną analizę drgań, jak i przybliżoną. Pierwsza obejmuje takie części jak analiza komputerowa, pomiar (bądź prognoza), analiza sygnału, model MES budynku, a także wyznaczenie sił bezwładności oraz drgań stropów. Druga dotyczy pomiaru drgań oraz wykorzystania skal normowych. Cena zależy od złożoności konstrukcji budynku oraz faktu czy budynek jest w fazie projektowej czy też już istnieje.
Tak, analiza wibracji może zostać zastosowana również w przypadku obiektów, które są dopiero w fazie projektowej. Pozwala ona ujawnić słabe punkty projektu, a także wdrożyć odpowiednie działania zapobiegawcze, które wzmocnią konstrukcję i uodpornią ją na intensywne działanie drgań. Im wcześniej przystąpimy do analizy drgań, tym mniej kosztowne będą ewentualne zmiany konstrukcyjne.
Analiza drgań pozwala na uzyskanie wielu informacji na temat dodatkowych sił, jakie musi przenosić konstrukcja; za jej pomocą możliwe jest zlokalizowanie miejsc szczególnie narażonych na niekorzystne oddziaływanie drgań, a także wprowadzenie środków zapobiegawczych i zmian w projekcie. To zaś przekłada się na ograniczenie kosztów, zminimalizowanie ryzyka wystąpienia błędów katastrofalnych w skutkach oraz zapewnienie komfortu ludziom.
Nie. Analiza wpływu drgań powinna być wykonana przez specjalistów, którzy dysponują fachową wiedzą z zakresu sejsmologii i obciążeń dynamicznych oraz odpowiednim sprzętem oraz aplikacjami do analizy sygnału. W Dynafea Solutions chętnie wykonamy dla Ciebie analizę drgań oraz dostarczymy niezbędne wnioski, które pozwolą na ulepszenie konstrukcji pod kątem wytrzymałości na liczne oddziaływania – zarówno te naturalne, jak i spowodowane bezpośrednio przez działanie człowieka.
Analiza wpływu drgań przebiega zgodnie z określonymi procedurami, a same pomiary wykonywane są na podstawie określonych norm przyjętych w tym zakresie. Do przeprowadzania analizy wibracji używamy specjalistycznych narzędzi, takich jak między innymi czujniki drgań czy systemy komputerowe. Przebieg analizy drgań różni się w zależności od przypadku – w Dynafea Solutions dokonujemy jej zarówno w przypadku obiektów już istniejących, jak i tych będących w fazie projektowej. W obu przypadkach wykorzystujemy innowacyjne rozwiązania, by świadczyć najwyższą jakość usług.
Specjaliści z zakresu modelowania komputerowego, analizy dynamicznej i nietypowych problemów obliczeniowych. Badamy wpływ drgań na konstrukcji i na ludzi.
© 2025 DynaFEA | Marketing: afterweb.pl | Klauzula RODO
AI Website Maker