Drgania powierzchni ziemi

*obciążenie sejsmiczne

*obciążenie parasejsmiczne

hipocentru
m

epicentrum

fale powierzchniowe

ognisko wstrząsu

hipocentru

m

Opis drgań powierzchni:



amplituda przemieszczenia drgań A



amplituda prędkości drgań V



amplituda przyspieszenia a



częstotliwość drgań f



czas trwania τ



spektra odpowiedzi (S

v

, S

a

, S

d

)

V = 2ΠAf

A = 4ΠAf

2

Problem obliczeniowy - właściwa ocena a

i

, P

i



1900 r. Omori drgania wszystkich punktów konstrukcji

takie same jak drgania podłoża

P

i

= m

s

* a

p

= k

s

* Q

i

- wsp. sejsmiczności

(nie uwzględnia dynamicznych własności obiektu)



Mononobe (uwzględnił okres drgań obiektu i podłoża)

β - wsp. dynamiczności

g

a

k

p

s



i

s

i

Q

k

P









(nie uwzględnia tłumienia

drgań przez konstrukcję obiektu)

T

w

- okres drgań własnych

T

p

- okres drgań powierzchniowych



metoda spektralna (rzeczywiste przebiegi

drgań w

gruncie lub przebiegi prognozowane)

P

ik

- siła bezwładności w poziomie k-tej kondygnacji dla

drgań z i-tą częstotliwością
Q

k

- ciężar k-tej kondygnacji

2

)

(

1

1

p

w

T

T







g

S

Q

P

a

ik

k

ik









η

jk

-współczynnik postaci drgań dla k-tej kondygnacji z

i-tą częstotliwością (wg normy PN 85/B-02170 –

Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez
podłoże na budynki)

S

a

-rzędna przyspieszeniowego spectrum odpowiedzi

g -przyspieszenie ziemskie

Dla terenów górniczych

β

i

- rzędna względnego przyspieszeniowego

spectrum odpowiedzi

T

i

i - 1, 2, 3 wg PN-85/B-02170

i

ik

k

s

ik

Q

k

P













)

,

,

(





w

p

n

n





0.0

0.2

0.4

0.6

(dla budynków murowanych regularnych)

k - numer kondygnacji
n - liczba kondygnacji

1

2

3

1







n

k

k

ik





Szkodliwość oddziaływań
sejsmicznych



na obiekty

Skale makrosejsmiczne:



6 stopniowa skala M (Mercallego)



12 stopniowa skala MC (Mercallego -Cancamego)



12 stopniowa skala MCS (Mercallego - Cancaniego

-Sieberga)



8 stopniowa skala MSK (Mercallego – Sponheuer

- Karnik)
Miara oddziaływania

a=4πAf

2

Tablica 9.2. Charakterystyka stopni
intensywności
drgań według skali MSK

Stopień

intensywności

Przyspieszenie

mm/s

2

Charakterystyka

drgań

I

5-12

niezauważalne

II

12-25

bardzo słabe

III

25-50

słabe

IV

50-120

średnie

V

120-250

dość silne

VI

250 - 500

silne

VII

500- 1000

bardzo silne

VIII

1000-2000

burzące

Pierwsze uszkodzenia a = 120 mm/s‘- wartość graniczna

a

max

= 1000 mm/s

2

- V, VI, VII stopni

MSK

Stopień intensywności I –drgania niższe od progu
odczuwalności przez człowieka.
Stopień intensywności II –drgania odczuwają
pojedyncze osoby szczególnie na wyższych
kondygnacjach.
Stopień intensywności III – wstrząs odczuwalny przez
niewielu ludzi, lekkie kołysanie wiszących przedmiotów.
Stopień intensywności IV –wstrząs odczuwalny przez
wielu ludzi, meble zaczynają drgać, naczynia stukają.
Stopień intensywności V –wstrząs odczuwalny przez
większość ludzi wewnątrz i na zewnątrz budynków, wielu
śpiących ludzi budzi się budynki lekko drżą.

Stopień intensywności VI – wstrząs odczuwalny przez
większości ludzi wewnątrz i na zewnątrz budynku, ludzie
są przestraszeni i wybiegają na zewnątrz budynków,
naczynia tłuką się meble przesuwają się.
Stopień intensywności VII –większość ludzi
przestraszona wybiega na zewnątrz, wiele osób ma
trudności z utrzymaniem równowagi.
Stopień intensywności VIII –panuje przestrach i
panika, ciężkie meble przesuwają się.

Tablica . Oszacowanie dyskomfortu użytkowania budynków na

terenach wstrząsów górniczych

Maksymalna amplituda przyspieszeń, mm/s"

1 Kondygnacja

Przeznaczenie

175-200

200 - 300

budynku

pomieszczenia

pora dnia

dzień

noc

dzień

noc

parter

budynku

mieszkania,

internaty

i pomieszczenia

podobnego

przeznaczenia

drgania

nieuciążliwe

drgania

nieuciążli we

granica

komfortu

może być

przekro

czona

sale operacyjne,

precyzyjne

laboratoria i

pomieszczenia

podobnego

przeznaczenia

wyższe

mieszkania,

internaty i

pomieszczenia

podobnego

przeznaczenia

granica komfortu może

być

przekroczona

kondygnacje

budynku

sale operacyjne,

precyzyjne

laboratoria i

pomieszczcum

podobnego

przeznaczenia

granica komfortu

przekroczona

Charakter subiektywny zależny od progu wrażliwości i świadomości skutków drgań
W Polsce norma PN-88/B-02171 Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach
(nie obejmuje drgań od wstrząsów górniczych).

Tablica. Uciążliwość użytkowania budynków poddanych wpływom
wstrząsów górniczych

Uciążliwość nieodczuwa

lna

mała

średnia

duża

a

max

, mm/s

2

<50

50-150

150 - 300

>300

Wnioski:
a < 150 mm/s - nie stwarza dyskomfortu w dzień i w nocy
150 < a < 300 mm/s

2

- stwarza dyskomfort, uciążliwość średnia,

szczególnie w nocy i wyższe kondygnacje
a > 300 mm/s

2

- duża uciążliwość