Często na etapie planowania inwestycji budowlanej – np. w pobliżu eksploatowanych torów kolejowych, w zwartej zabudowie miejskiej lub podczas projektowania samej drogi kolejowej –  pojawia się pytanie: jak w projektowaniu uwzględnić wpływ drgań? Wczesna analiza i pomiary drgań pozwalają przewidzieć potencjalne problemy oraz zaplanować rozwiązania chroniące zarówno konstrukcję, jak i zapewniające komfort wibracyjny przyszłym użytkownikom budynku. W poniższej publikacji przedstawiono typowe sytuacje projektowe z praktyki inżynierskiej, w których pojawia się potrzeba przeprowadzenia analiz dynamicznych, zgodnych z wymaganiami norm PN-B-02170 i PN-B-02171.

Artykuł może stanowić praktyczną pomoc w samodzielnej ocenie sytuacji przez architektów, inwestorów, inżynierów kontraktu czy kierowników budowy, wskazując, kiedy należy wykonywać pomiary drgań, prognozy oddziaływań oraz jakie rozwiązania w zakresie ochrony przed drganiami i doboru wibroizolacji są stosowane w praktyce.

Wytyczne normowe i literaturowe:

Norma PN-B-02170 dopuszcza pominięcie wpływu drgań na budynki w przypadku gdy poziome drgania nie przekraczają w miejscu posadowienia budynku 5 cm/s². Odpowiada to mniej więcej odległości 25 m od osi toru kolejowego, 15 m od osi toru tramwajowego, 20 m od źródła drgań wywołanych pracami budowlanymi (np. wbijanie pali).

W przypadku wpływu drgań na ludzi, norma PN-B-02171, która ma tu zastosowanie, nie określa granicznych odległości, jednak zasięg oddziaływań wpływających na komfort wibracyjny osób przebywających w budynkach jest większy. Na podstawie literatury przyjmuje się dla kolei 65 metrów w przypadku linii pasażerskich i 80 metrów w przypadku linii towarowych, dla linii tramwajowych 25-35 metrów, dla linii metra 40 metrów (np. „Wpływ drgań na projektowanie budynków”, Builder grudzień 2016).

Poniżej przedstawiono przykładowe sytuacje, w których konieczna jest analiza wpływu drgań, aby zagwarantować bezpieczeństwo i trwałość budynków oraz komfort wibracyjny użytkowników. 

1. Wpływ drgań na istniejący budynek od istniejącego źródła

W tej sytuacji mamy do czynienia z budynkiem już użytkowanym, który jest narażony na wpływ drgań generowanych przez występujące w pobliżu źródło. Może to być np. ruch kolejowy, tramwajowy, drogowy czy prowadzone w pobliżu prace budowlane.

Przykładem oceny wpływu drgań na ludzi może być kamienica przy istniejącej linii tramwajowej i skargi mieszkańców na uciążliwość drgań. W tej sytuacji dla oceny komfortu wibracyjnego ludzi przebywających w budynku należy wykonać pomiar drgań na stropie budynku w punkcie odbioru drgań przez człowieka. 👉 Zobacz naszą ofertę pomiarów drgań.Zarejestrowany sygnał należy następnie poddać filtracji pasmowej w pasmach 1/3 oktawowych i uzyskany wynik porównać do wartości dopuszczalnych określonych przez normę PN-B-02171.

Innym przykładem, tym razem oceny wpływu drgań na konstrukcję budynku jest stały monitoring drgań w trakcie prowadzonych w sąsiedztwie prac budowlanych. Monitoring prowadzi się dzięki zamocowanym na elementach konstrukcyjnych akcelerometrom. Zarejestrowany sygnał poddaje się ocenie w pasmach tercjowych, a uzyskane rezultaty porównuje np. z wartościami dopuszczalnymi dla danego typu konstrukcji zdefiniowane przez skale SWD zawarte w normie PN-B-02170. Co ważne stały monitoring drgań w przypadku przekroczeń daje alerty w trybie na żywo kierownictwu budowy, co pozwala reagować w sposób doraźny dostosowując pracę urządzeń wibracyjnych tak, aby zachować bezpieczeństwo sąsiedniej zabudowy.

Przykłady te wraz ze schematycznym planem działań zawarto na poniższym diagramie.

2. Wpływ drgań na projektowany budynek w pobliżu istniejącego źródła

W tej sytuacji rozważamy projektowanie budynku w miejscu, gdzie w pobliżu już istnieje źródło drgań. To szczególnie istotne przy projektach w pobliżu linii kolejowych, zakładów przemysłowych czy intensywnie uczęszczanych szlaków komunikacyjnych. Na etapie projektowania analiza pomaga zidentyfikować potencjalne zagrożenia i zaplanować technologie oraz materiały, które zminimalizują wpływ wibracji na nową konstrukcję oraz zapewnią komfort wibracyjny jej przyszłym użytkownikom.

W tej sytuacji wykonywany jest pomiar rzeczywistych oddziaływań w miejscu planowanego budynku, następnie przeprowadzana jest analiza numeryczna i jeśli jest to konieczne dobierane są rozwiązania w zakresie ochrony przed drganiami.

Na poniższym diagramie przedstawiono schematyczny plan działania w przykładowej sytuacji.

3. Wpływ drgań na istniejący budynek przy projektowanym źródle

Taka sytuacja występuje, gdy w pobliżu istniejącego budynku planowane jest nowe źródło drgań, np. linia kolejowa lub tramwajowa.

Aby prawidłowo określić wpływ drgań na konstrukcję budynku i zaprojektować odpowiednią wibroizolację, kluczowe jest oszacowanie rodzaju oraz intensywności oddziaływań generowanych przez planowane źródło. W tym celu konieczne jest wykonanie prognozy oddziaływania drgań na budynek.

Następnie, na podstawie przygotowanej prognozy prowadzona jest analiza numeryczna wpływu drgań na budynek i wpływu drgań na ludzi przebywających w budynku.

W przypadku obiektów istniejących skutecznym rozwiązaniem redukującym poziom drgań, niewymagającym ingerencji w ich konstrukcję, jest wibroizolacja drgań u źródła – tj. np. zastosowanie mat wibroizolacyjnych w podtorzu projektowanej linii kolejowej lub tramwajowej.

4. Wpływ drgań na projektowany budynek od projektowanego źródła 

W tej sytuacji analizujemy wpływ drgań, które mogą wystąpić w przyszłości, na projektowany budynek. Jest to złożone zagadnienie, które wymaga wykonania prognozy poziomu drgań oraz określenia odpowiedzi dynamicznej konstrukcji budynku. Przykładem może być projektowana linia kolejowa i powiązane z nią budynki infrastruktury kolejowej, np. dworzec. 

Na etapie projektu można zastosować odpowiednie rozwiązania inżynieryjne, np.: dobór wibroizolacji: zabezpieczenie fundamentów budynku matami wibroizolacyjnymi lub zastosowanie mat wibroizolacyjnych w podtorzu, wprowadzenie zmian konstrukcyjnych w budynku (zmieniających charakterystykę dynamiczną budynku).

W tej sytuacji przeprowadzana jest prognoza oddziaływań oraz analiza numeryczna wpływu drgań na budynek i wpływu drgań na ludzi przebywających w budynku. 

Każda z opisanych sytuacji projektowych wymaga indywidualnego podejścia. Poprawna koncepcja oraz analiza wpływu drgań  zgodna  z normami PN-B-02170 i PN-B-02171 pozwalają przewidzieć potencjalne problemy i zastosować skuteczne środki ochrony przed drganiami. Dzięki temu można zminimalizować ryzyko uszkodzeń konstrukcji i zadbać o komfort wibracyjny użytkowników.

Skontaktuj się z nami
Nie masz pewności do której sytuacji projektowej przypisać swoją inwestycję?
👉 Skontaktuj się z naszym zespołem – pomożemy Ci podjąć świadomą decyzję w Twoim projekcie.

‣WRÓĆ DO BAZY WIEDZY