rok wydania: 2012
stron: 258
format: B5
oprawa: miękka
wydawnictwo: Politechnika Krakowska
Prowadzenie eksploatacji górniczej pod terenami zagospodarowanymi oraz dążenie do zmniejszania szkód górniczych w obiektach budowlanych i uciążliwości związanych z eksploatacją spowodowały rozwój wiedzy na temat ochrony obiektów budowlanych na terenach górniczych. W monografii przedstawione zostały w sposób zwięzły, bez podawania szczegółów rozwiązań technicznych, podstawowe elementy wiedzy związanej z oddziaływaniem podziemnej eksploatacji górniczej na obiekty budowlane. Omówiono występujące na terenach górniczych deformacje i wstrząsy przypowierzchniowej warstwy górotworu oraz spowodowane nimi obciążenia konstrukcji i uciążliwości użytkowania obiektów. Dużo miejsca poświęcono geotechnicznym i reologicznym aspektom wpływu eksploatacji górniczej na obiekty budowlane. Przedstawiono wymagania stawiane obiektom budowlanym na terenach górniczych oraz warunki prowadzenia podziemnej eksploatacji górniczej z uwagi na ochronę obiektów budowlanych. Omówiono zagrożenia mogące występować na terenach górniczych i pogórniczych oraz sposoby przeciwdziałania im.
Monografia przeznaczona jest dla pracowników naukowych, praktyków i studentów, którzy są zainteresowani interdyscyplinarnymi zagadnieniami współdziałania obiektów budowlanych z podłożem poddanym wpływom podziemnej eksploatacji górniczej. Przedstawione informacje mogą być również użyteczne dla osób zajmujących się zagadnieniami geotechnicznymi i budowlanymi związanymi z górnictwem odkrywkowym, a także dla osób niezwiązanych bezpośrednio z górnictwem.
Profesor Politechniki Krakowskiej Tadeusz Tatara jest od wielu lat zaangażowany w badania drgań powierzchniowych indukowanych podziemną eksploatacją górniczą i w oceny wpływu tych drgań na obiekty budowlane. Od 2004 r. jest członkiem Komisji Budownictwa PAN Oddział Kraków, od 2006 r. przewodniczy pracom Polskiej Grupy Inżynierii Sejsmicznej i Parasejsmicznej, a od 2008 r. jest członkiem Komisji ds. Ochrony Powierzchni przy Wyższym Urzędzie Górniczym. Jest autorem ponad 120 publikacji oraz wielu opinii i ekspertyz związanych z oceną oddziaływania eksploatacji górniczej, odkrywkowej i podziemnej, na budynki. W swej działalności naukowej wykorzystuje wyniki prac eksperymentalnych realizowanych na rzeczywistych obiektach.
1. Wprowadzenie 15
2. Sejsmiczność terenów górniczych w Polsce, stacje sejsmiczne i aparatura wykorzystywana w pomiarach 25
2.1. Uwagi ogólne 25
2.2. Warunki geologiczne i eksploatacji kopalin w GZW, LGOM i BOWB 26
2.2.1. Obszar GZW 26
2.2.2. Obszar LGOM 27
2.2.3. Obszar BOWB 28
2.3. Charakterystyka, intensywność wstrząsów górniczych i aparatura używana w pomiarach 29
2.3.1. Pochodzenie wstrząsów górniczych 29
2.3.2. Obszar GZW 32
2.3.3. Obszar LGOM 40
2.3.4. Obszar BOWB 51
3. Ochrona obiektów budowlanych i profilaktyka górnicza 55
3.1. Ochrona obiektów budowlanych w świetle przepisów prawa 55
3.2. Wybrane elementy profilaktyki górniczej 56
4. Charakterystyka drgań powierzchniowych z wybranych terenów górniczych w Polsce 61
4.1. Parametry opisujące przebiegi drgań powierzchniowych 61
4.2. Spektrum odpowiedzi 64
4.3. Spektra wzorcowe 66
4.4. Charakterystyka drgań powierzchniowych z wybranych obszarów GZW 68
4.4.1. Obszar KWK "Rydułtowy" 68
4.4.2. Obszar KWK "Bobrek-Centrum" 72
4.4.3. Obszar KWK "Piast" i KWK „Ziemowit" 76
4.5. Względny spadek przyspieszeń drgań w GZW w funkcji odległości 82
4.6. Charakterystyka drgań powierzchniowych z obszaru LGOM 83
4.7. Charakterystyka drgań powierzchniowych z obszaru BOWB 93
4.8. Porównanie spektrów wzorcowych dla terenów górniczych ze spektrami z Eurokodu 8 [32] 95
5. Klasyfikacja obiektów budowlanych 107
5.1. Kryteria klasyfikacji obiektów budowlanych 107
5.2. Obiekty własne zakładów górniczych 110
5.3. Budynki mieszkalne, gospodarcze i kultu religijnego 116
5.4. Charakterystyka budynków w Polkowicach 118
5.4.1. Ogólna charakterystyka konstrukcyjna 118
5.4.2. Podział budynków murowych na klasy 121
6. Modele dynamiczne obiektów budowlanych i ich reakcja na obciążenie kinematyczne 127
6.1. Wybrane modele obiektów powierzchniowych 127
6.2. Przykładowy model obliczeniowy niskich budynków murowych i jego weryfikacja eksperymentalna 133
6.3. Metody wyznaczania odpowiedzi dynamicznej modeli obiektów powierzchniowych na wymuszenia dynamiczne 136
6.3.1. Metoda zastępczego obciążenia poziomego 137
6.3.1.1. Empiryczne wzory na podstawowy okres drgań własnych budynków 140
6.3.2. Metoda uproszczona (procent ciężaru własnego) 143
6.3.3. Pełna analiza dynamiczna - time history analysis (THA) 144
6.3.4. Analiza modalna metodą spektrum odpowiedzi - response spectrum analysis (RSA) 147
7. Ocena odporności dynamicznej obiektów budowlanych 155
7.1. Odporność obiektów budowlanych na wpływy eksploatacji górniczej 155
7.2. Przyjmowane kryteria i elementy wpływające na dynamiczną odporność obiektów budowlanych 157
7.3. Przykładowe obliczeniowe kryteria oceny odporności 160
7.3.1. Kryterium maksymalnego naprężenia głównego 160
7.3.2. Kryterium naprężenia ścinającego 161
7.3.3. Kryterium kąta odkształcenia postaciowego 162
7.3.4. Kryterium najniekorzystniejszego naprężenia normalnego 162
7.4. Przybliżone sposoby i kryteria oceny wpływu drgań przekazywanych z podłoża na budynki - skale stosowane do oceny szkodliwości drgań wzbudzanych wstrząsami górniczymi 163
7.4.1. Skala MSK-64 164
7.4.2. Górnicze Skale Intensywności (OSI) 168
7.4.2.1. Charakterystyka skal GSI i kryterium oceny odporności dynamicznej budynków zgodnie ze skalami GSI 168
7.4.3. Inne skale do oceny wpływu drgań pochodzenia górniczego na budynki wykorzystywane w Polsce 176
7.4.3.1. Klasyfikacja Dynamicznej Odporności Budynków (KDOB) 176
7.4.3.2. Skala odporności ogólnej budynków wielkopłytowych [23] 178
7.4.4. Skale Wpływów Dynamicznych (SWD) 178
7.4.5. Skale do oceny wpływu drgań stosowane w innych krajach europejskich 180
7.4.5.1. Norma niemiecka DIN 4150-3 [44 181
7.4.5.2. Norma austriacka ÓNORM S 9020 [51] 182
7.4.5.3. Norma szwajcarska SN 640 312a [55] 183
7.4.5.4. Norma brytyjska 7385-2:1993 [41] 184
7.4.5. 5. Norma portugalska NP 2074:1983 [50] 186
7.4.5.6. Norma hiszpańska UNE 22.381.93 [57] 186
7.4.5.7. Norma czeska ĆSN 73 0040 [43] 188
7.4.6. Skala amerykańska Bureauof Mines 192
7.4.7. Porównanie wybranych skal do oceny wpływu drgań na budynki 194
8. Porównanie obliczonej i przybliżonej oceny odporności dynamicznej obiektów budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych 199
8.1. Uwagi ogólne 199
8.2. Obliczona odporność dynamiczna obiektów budowlanych z wykorzystaniem ich modeli teoretycznych 201
8.2.1. Obliczone charakterystyki dynamiczne modeli obiektów budowlanych 201
8.2.1.1. Budynki murowe 202
8.2.1.2. Obiekty własne zakładów górniczych 205
8.2.2. Obliczeniowa odporność dynamiczna obiektów budowlanych 209
8.2.2.1. Odporność dynamiczna własnych obiektów zakładów górniczych 209
8.2.2.2. Odporność dynamiczna budynków murowych 212
8.3. Odporność dynamiczna obiektów budowlanych na podstawie skal GSI 224
8.4. Podsumowanie dotyczące wyznaczania odporności budynków murowych na podstawie wyników obliczeń i kryteriów skal GSI 228
9. Zaobserwowane skutki działania wstrząsów górniczych i naturalnych trzęsień ziemi na zabudowę powierzchniową oraz podejmowane działania profilaktyczne na obszarach górniczych 233
9.1. Elementy wpływające na występowanie uszkodzeń obiektów budowlanych na terenach górniczych 233
9.2. Przykładowe uszkodzenia we własnych obiektach budowlanych zakładów górniczych 241
9.3. Charakter przykładowych uszkodzeń obiektów budowlanych wywołanych najintensywniejszymi wstrząsami górniczymi 242
9.3.1. Obszar Bełchatowskiego Okręgu Węgla Brunatnego 243
9.3.2. Obszar Górnośląskiego Zagłębia Węglowego 244
9.3.3. Obszar Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego 248
9.4. Uszkodzenia budynków na skutek trzęsienia ziemi w L'Aquila - Włochy 250
10. Zakończenie 255
