Pomiary drgań i wibracji – Kluczowe narzędzie w diagnostyce wibracyjnej i monitoringu

Wszystkie konstrukcje budowlane narażone są występowanie oddziaływań dynamicznych.  Pomiary i analiza drgań budynków pozwala na ocenę negatywnego odziaływania wibracji na ich konstrukcje, komfort ludzi w nich przebywających, czy ich wpływ na urządzenia precyzyjne i wrażliwe na drgania.

Pomiar i analiza drgań budynków - co warto wiedzieć?

Niezależnie od przeznaczenia użytkowego dane obiektu budowlanego jest on stale narażony na występowanie niekorzystnych odziaływań zewnętrznych. Mogą one być przyczyną uszkodzeń konstrukcji lub negatywnie wpływać na ludzi i urządzenia w nim przebywających. Dlatego też powstały polskie normy budowlane PN-B 02170 oraz PN-B 02171 mające na celu umożliwienie oceny odziaływań dynamicznych zarówno na konstrukcje budynków jak i ludzi w nich przebywających.

W tym celu warto wykonywać pomiary i analizę drgań budynków. Czytając ten artykuł dowiesz się:

1.      Czym jest pomiar i analiza drgań?

2.      W jakim celu wykonuje się analizę drgań?

3.      Jakie są źródła drgań ?

4.      Jakie są skutki drgań?

5.      Jakie są metody analizy wpływu drgań?

Czym jest pomiar i analiza drgań budynków?

Każdy budynek może być narażony na niekorzystne drgania. Niezależnie od źródła wymuszenia - czy to zewnętrznego jak oddziaływania ruchu komunikacyjnego, czy wewnętrznego jak praca urządzeń i maszyn w budynku, pomiar drgań wykonuje się w celu analizy możliwych nieprawidłowości będących potencjalną przyczyną problemów.

Dzięki wykonaniu analizy oddziaływań drgań na budynek, można w łatwy sposób rozpoznać i ocenić wszelkie zdarzenia przyczyniające się do pogorszenia stanu technicznego elementów konstrukcji czy mające wpływ na osoby w nim przebywające. Monitoring drgań pomaga zapewnić poczucie bezpieczeństwa, poprzez możliwość prawidłowej oceny wpływu drgań na budynek.

Wykonując badania drgań należy pamiętać, że wyłącznie pomiary spełniające wymagania normowe w zakresie wykorzystywanego sprzętu pomiarowego, mierzonych parametrów oraz stosowanej metodyki badawczej, zapewniają otrzymanie wiarygodnych wyników. Wszystkie te składowe mają istotny wpływ na jakość wykonanej oceny.

W jakim celu wykonuje się pomiar i analizę drgań budynków?

Wszystkie odchylenia od przyjętej normy, mogą nieść za sobą poważne konsekwencje i wysokie koszty. Lekceważenie drgań wpływających na budynek mogących stanowić czynnik przyśpieszonej ich degradacji, co może prowadzić nawet do sytuacji zagrażającej bezpieczeństwu ludzi w nim przebywających. Dlatego ważne jest aby mieć je pod kontrolą. Popularne powiedzenie, że „lepiej zapobiegać, niż leczyć” znajduje swoje zastosowanie również w tym przypadku.

Pomiary drgań pozwalają na prawidłową ocenę występujących oddziaływań a tym samym mogą zapobiec konieczności wykonywania kosztownych napraw i możliwości wystąpienia roszczeń.

W rezultacie stosowanie monitoringu drgań, to działanie prewencyjne, pozwalające na zapobieganie negatywnym skutkom występowania wibracji. Tym samym obniża się ryzyko ponoszenia dodatkowych kosztów, na skutek wypłat odszkodowań oraz przestoju prac ze względu zgłoszenia zbyt dużej uciążliwości.

Być może zainteresuje Cię też:

Projektowanie konstrukcji stalowych, przy użyciu metody elementów skończonych

Skanowanie 3D - cel i zasada działania

Jakie są źródła drgań oddziaływujących na konstrukcję?

Odziaływania dynamiczne niekorzystnie wpływające na budynek jak i ludzi w nich przebywających, mogą mieć zarówno pochodzenie naturalne takie jak ruchu skorupy ziemskiej czy oddziaływanie wiatrem, a także będące wynikiem działalności człowieka. Najczęstsze nienaturalne źrodła drgań to:

• prace budowlane (palowanie, mikropalowanie, wbijanie ścianek szczelnych, zagęszczanie gruntów)

• drgania spowodowane ruchem kolejowym

• drgania komunikacyjne od przejazdów samochodów i tramwajów

• drgania eksploatacyjne maszyn i urządzeń (praca klimatyzatorów, urządzenia przemysłowe, maszyny produkcyjne)

• oddziaływania górnicze (prace strzałowe i tąpnięcia górnicze)

Jakie są skutki drgań budynków?

Skutki nadmiernych wibracji odziaływujących na budynek mogą mieć bardzo poważne konsekwencje. W pierwszej kolejności drgania wpływają na wizualny stan budynku powodując przyśpieszone zużycie tynków, zarysowania i spękania. Nawet na tak wczesnym etapie mogą one być bardzo kosztowne, np. w przypadku budynków o dużej wartości historycznej.

Dalszy wzrost intensywności oddziaływań dynamicznych może powodować pierwsze uszkodzenia elementów konstrukcyjnych budynków zmniejszając jego nośność oraz odporność na dalsze oddziaływanie wibracji. To w konsekwencji może prowadzić do bardzo kosztownych i czasochłonnych napraw. Zbyt późne wykrycie nieprawidłowości lub całkowite ich zlekceważenie, przy dalszym wzroście intensywności oddziaływań, mogą doprowadzić do sytuacji zagrożenia bezpieczeństwa ludzi przebywających w budynku.

Poza skutkami związanymi z konstrukcją samego budynku, nadmierne wibracje mają również znaczący, negatywny wpływ na ludzki organizm. Drgania wpływają na komfort ludzi w nich przebywających. Tym samym wibracje mogą być przyczyną wnoszenia skarg przez ludzi oraz stanowić podstawę do żądania roszczeń. Ponadto zlekceważenie długotrwałego przebywania ludzi w niesprzyjającym środowisku, może skutkować wieloma dolegliwościami zdrowotnymi i być powodem różnych chorób.

Jakie są metody analizy wpływu drgań?

Ocenę wpływu drgań na budynek można podzielić na analizę w ramach prac projektowych oraz analizę diagnostyczną.

W nowo projektowanych budynkach bardzo ważnym aspektem jest prawidłowo wykonana analiza wpływów dynamicznych, co jest jasno określone jako wymóg ujęty przepisami budowlanymi dla wszystkich potencjalnych obiektów znajdujących w obszarze oddziaływania drgań.

Ponadto istnieje możliwość sprawdzenia wpływu drgań, które potencjalnie mogą oddziaływać na budynek w przyszłości. Dzięki takiemu działaniu wyprzedzającemu można dobrać odpowiednie rozwiązania oraz technologię zabezpieczeń pozwalające na minimalizację problemów związanych z występowaniem drgań zarówno w kontekście bezpieczeństwa konstrukcji jak i komfortu ludzi.

Badania diagnostyczne wykonuje się dla obiektów już istniejących. Najczęściej stosowana metodą oceny drgań jest metoda przybliżona. Opiera się ona na wykonaniu pomiarów in-situ w budynku, analizując wpływ przekazywanych drgań od znanego źródła wymuszeń. Takie podejście jest jednak ograniczone dla konstrukcji budynków które kwalifikują się do zastosowania skal normowych.

W celu kompletnej oceny wpływów dynamicznych wykonywana jest ocena dokładna. Niezbędnym elementem tej analizy jest wykorzystanie modeli komputerowych w celu dokładnego odwzorowania geometrii budynku a następnie przy wykorzystaniu symulacji MES analizy wpływu istniejących lub prognozowanych źródeł drgań na budynek.

Wynikiem takiej analizy jest uzyskanie informacji o dodatkowych siłach jakie musi przenosić konstrukcja, a także wskazuje lokalizacje miejsc najbardziej narażonych na niekorzystne oddziaływanie drgań. Stosowanie dokładnych metod oceny na wczesnych etapach projektowania pozwala na wprowadzanie odpowiednich zmian w projekcie, co skutkuje znacznym ograniczeniem kosztów.

Wykonywanie pomiaru drgań budynków

Wykonując pomiar i analizę drgań i wibracji budynków ważna jest precyzja i dokładność analizowanych danych. Tylko wtedy można zyskać pewność, że zaprojektowana lub wybudowana konstrukcja spełnia wszystkie normy bezpieczeństwa.

Komes, jest obecnie liderem na polskim rynku w zakresie wykonywania pomiarów i analizy drgań zarówno budynków, jak i innych konstrukcji. Posiadamy wysokiej klasy sprzęt pomiarowy i wysokospecjalistyczne narzędzia oraz niezbędną wiedzę i doświadczenie.

Jeśli potrzebujesz wykonać pomiar drgań, skontaktuj się z nami używając poniższego formularza. Oddzwonimy do Ciebie i wspólnie porozmawiamy o Twoich potrzebach i naszych rozwiązaniach.