BADANIA UZUPEŁNIONE SYMULACJĄ NUMERYCZNĄ PODSTAWĄ DZIAŁANIA EKSPERTA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "BADANIA UZUPEŁNIONE SYMULACJĄ NUMERYCZNĄ PODSTAWĄ DZIAŁANIA EKSPERTA"

Amalia Paulina Żukowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 dr inż. Paweł Sulik Zakład Konstrukcji i Elementów Budowlanych BADANIA UZUPEŁNIONE SYMULACJĄ NUMERYCZNĄ PODSTAWĄ DZIAŁANIA EKSPERTA Seminarium ITB, BUDMA 2010

2 Wprowadzenie Instytut Techniki Budowlanej z racji zajmowanej pozycji, doświadczenia, posiadanego wyposażenia oraz zatrudnionej kadry pełni rolę Rzeczoznawcy Instytucjonalnego. t W ramach działalności ł ś i Zakładu Konstrukcji i Elementów Budowlanych ITB wykonywane są ekspertyzy techniczne obejmujące m.in. zagadnienia konstrukcyjne. Ekspertyzy te możemy podzielić na 3 zasadnicze grupy: Oceny wynikające z wystąpienia nieprawidłowości, powstania awarii, katastrofy, itp., Oceny związaneą z analiząą zachowania trwałości użytkowanego obiektu, oraz Oceny dostosowujące zastosowane rozwiązanie do nowych warunków lub wymagań.

t W ramach działalności ł ś i Zakładu Konstrukcji i Elementów Budowlanych ITB wykonywane są ekspertyzy techniczne obejmujące m.in.

3 Wprowadzenie Pierwsza grupa związana jest z pojawieniem się problemów mających wpływ na trwałość zastosowanego rozwiązania (np. ponadnormatywne odkształcenia, zarysowania itp.), ewentualnie wystąpienia awarii lub katastrofy będących bezpośrednią przyczyną wykonania ekspertyzy. Do grupy drugiej możemy zaliczyć przypadki, kiedy zachodzi przypuszczenie, bez wyraźnych symptomów, możliwości utraty pierwotnych właściwości na skutek użytkowania, ewentualnie wynika to z innych przepisów nakazujących ocenę po upływie wcześniej określonego czasu. Do tej części możemy zaliczyć wszelkiego rodzaju oceny techniczne całych budowli lub wybranych elementów np. okresowa ocena techniczna dźwigarów sprężonych. Trzecia grupa skupia prace związane z aktualnością przepisów zmieniających wcześniejsze, ś obowiązujące podczas budowy obiektu, ewentualnie zmiany związane ze zwiększeniem obciążeń, zmiany schematu statycznego czy sposobu użytkowania.

Do grupy drugiej możemy zaliczyć przypadki, kiedy zachodzi przypuszczenie, bez wyraźnych symptomów, możliwości utraty pierwotnych właściwości na skutek użytkowania, ewentualnie wynika to z innych

4 Wprowadzenie Podstawę aktywności eksperckiej Instytutu stanowi kadra, która w swojej działalności wykorzystuje potencjał akredytowanego i notyfikowanego laboratorium badawczego. Badania wspomagające działalność eksperta podczas realizacji opracowań obejmują: badania niszczące (np. pobranie próbek i ich zniszczenie w maszynie wytrzymałościowej lub określenie wilgotności metodą suszarkowo-wagową, itp.) jak również badania nieniszczące (np. oszacowanie wytrzymałości stali przy użyciu młotka Poldiego lub skleroskopu Shore a, szacowanie wytrzymałości betonu metodą sklerometryczną, określenie wilgotności przy użyciu wilgotnościomierza pojemnościowego, itp.). Podstawą wszelkich analiz pracy konstrukcji w Zakładzie NK ITB jest symulacja sytuacji rzeczywistej przy wykorzystaniu modelu numerycznego oraz specjalistycznego oprogramowania bazującego na Metodzie Elementów Skończonych (MES).

pobranie próbek i ich zniszczenie w maszynie wytrzymałościowej lub określenie wilgotności metodą suszarkowo-wagową, itp.) jak również badania nieniszczące (np.

5 Przykład 1: Budynek wysokościowy Cel wykonania ekspertyzy: Sprawdzenie nośności głównych elementów w związku z planowaną modernizacją obiektu dostosowującą go do aktualnych wymagań prawnych. Opis: Budynek biurowo-usługowy składający się z3części: garaży podziemnych, części niskiej 2 kondygnacyjnej, oraz części wysokościowej o 39 kondygnacjach nadziemnych, wybudowany y w latach 70-tych XX wielu. Konstrukcja budynku: część podziemna - monolityczno żelbetowa, słupowo/ścianowo-płytowa; część wysokościowa posadowienie na żelbetowej skrzyni fundamentowej sprężonej kablami, centralny trzon żelbetowy, konstrukcja słupowo/ścianowopłytowa; najwyższa kondygnacja (dobudowywana) konstrukcja stalowa.

Opis: Budynek biurowo-usługowy składający się z3części: garaży podziemnych, części niskiej 2 kondygnacyjnej, oraz części wysokościowej o 39 kondygnacjach nadziemnych,

6 Przykład 1: Budynek wysokościowy Współpracujące Zakłady ITB w ramach zlecenia: Zakład Konstrukcji i Elementów Budowlanych; Pracownia Konstrukcji Budowlanych, Pracownia Prefabrykacji i Analiz Przestrzennych Budowli, Pracownia Przegród Budowlanych, Zakład Badań Ogniowych; Zakład Geotechniki i Fundamentowania. Zastosowane metody badawcze i obliczeniowe: Badania na obiekcie obejmujące: odkrywki, odwierty, sondowania, badania nieniszcząceą i niszczące, ą pomiary drgań; analiza numeryczna MES w zakresie statyki i dynamiki; wykorzystanie modułów wymiarujących.

7 Przykład 1: Budynek wysokościowy Podstawowe oczekiwania inwestora: Dostosowanie wybranych kondygnacji użytkowych do obciążeń jak dla kondygnacji technicznych; Analiza możliwości wykonania otworów i przejść, w tym w trzonie budynku; Dostosowanie nośności ogniowej elementów konstrukcyjnych do obowiązujących wymagań; Określenie stanu podłoża gruntowego oraz fundamentów w związku z występującymi drganiami pochodzenia komunikacyjnego; Ocena poprawności wykonania elewacji oraz jej wpływu na istniejącą konstrukcję.

ogniowej elementów konstrukcyjnych do obowiązujących wymagań; Określenie stanu podłoża gruntowego oraz fundamentów w związku z

8 Przykład 1: Budynek wysokościowy Elementy opracowania: Opis stanu istniejącego na podstawie oględzin i wykonanych badań; Ocena materiałów i elementów konstrukcyjnych (stali i betonu); Określenie wpływu na istniejąca konstrukcję nowej szklanej elewacji, nadbudowanej kondygnacji oraz masztu; Określenie wpływu planowanych otworów i przejść na konstrukcję; Określenie maksymalnego obciążenia użytkowego stropów; Ocena wpływu drgań na konstrukcję; Analiza i ocena stanu technicznego budynku.

elewacji, nadbudowanej kondygnacji oraz masztu; Określenie wpływu planowanych otworów i przejść na konstrukcję;

9 Przykład 1: Budynek wysokościowy Analiza numeryczna obejmowała: Przestrzenny model obliczeniowy: elementy liniowe i powierzchniowe; Analiza statyczna i dynamiczna; Wymiarowanie; Zalety: Możliwość uwzględnienia ę dowolnej ilości schematów statycznych y oraz kombinacji obciążeń; Płynna weryfikacja założeń projektowych z uwzględnieniem lokalnych uszkodzeń, itp.; Możliwość potwierdzenia wpływu drgań na budowlę oraz jej poszczególne elementy; Analiza od przypadku globalnego l (model 3D) do lokalnego l (fragment konstrukcji np. płyta, model 2D) ; Możliwość wymiarowania wg PN i PN-EN.

weryfikacja założeń projektowych z uwzględnieniem lokalnych uszkodzeń, itp.

10 Przykład 1: Budynek wysokościowy Widok modelu obliczeniowego z obciążeniami użytkowymi Ekstremalne naprężenia rozciągające zarejestrowane w pobliżu projektowanych otworów [MPa] Wymagane zbrojenie dołem w y g j kierunku X [cm 2 /m]

naprężenia rozciągające zarejestrowane w pobliżu

11 Przykład 1: Budynek wysokościowy Kondygnacja Przekrój [mm] Zbrojenie Klasa betonu Klasa stali Siły wewnętrzne N [kn] M [knm] Weryfikacja nośności x #25 B30 AII Pozytywna 4 400x900 20#25 B30 AII Pozytywna x800 20#25 B30 AII Pozytywna x800 18#25 B30 AII Pozytywna x800 16#25 B30 AII Pozytywna x700 14#25 B30 AII Pozytywna x700 12#25 B30 AII Pozytywna x700 10#25 B30 AII Pozytywna x600 10#25 B30 AII Pozytywna x600 8#25 B30 AII Pozytywna x400 12#25 B30 AII Pozytywna x400 10#25 B30 AII Pozytywna x400 8#25 B30 AII Pozytywna x400 10#16 B30 AII Pozytywna x400 8#16 B30 AII Pozytywna x400 6#16 B30 AII Pozytywna x400 4#16 B30 AII Pozytywna x400 4#16 B30 AII Pozytywna

AII 2887 20 Pozytywna 15 400x700 12#25 B30 AII 2612 18 Pozytywna 16-18 400x700 10#25 B30 AII 2512 18 Pozytywna 19-20 400x600 10#25 B30 AII 2160 16 Pozytywna 21-22 400x600 8#25 B30 AII 1936 15

12 Przykład 1: Budynek wysokościowy Stwierdzono drgania z prędkością ę ą max, oś Z 0,0210 mm/s przy częstotliwości 20Hz oś Y 0,0029 mm/s przy częstotliwości 20Hz oś X 0,00510 mm/s przy częstotliwości 20Hz Wartości graniczne prędkości drgań dot. ludzi; oś X, Y Histogramy drgań w poszczególnych kanałach

częstotliwości 20Hz oś X 0,00510 mm/s przy częstotliwości 20Hz Wartości

13 Przykład 2: Budynek wielorodzinny Model obliczeniowy segmentu budynku Obliczeniowe siły normalne [kn] I piętro Obliczeniowe naprężenia pionowe w ścianach klatek schodowych[mpa]

14 Przykład 3: Hala widowiskowa Model obliczeniowy Krzywa Interakcji M[kNm] - N[kN] Obciążenie śniegiem Przemieszczenia od obciążenia wiatrem, [cm]

15 Przykład 4: Strop budynku zabytkowego Widok konstrukcji do przykładania obciążeń próbnych Analiza numeryczna przed przystąpieniem do badań

16 Przykład 5: Stalowa konstrukcja przestrzenna Model obliczeniowy Wykaz płatwi względem współczynnika wytężenia ę Obwiednia naprężeń obliczeniowych, [MPa]

17 jakość w budownictwie Szczegółowe informacje: ZAKŁAD KONSTRUKCJI I ELEMENTÓW BUDOWLANYCH ITB dr inż. Paweł Sulik konstrukcje@itb.pl przegrody@itb.pl tel tel fax

inż. Paweł Sulik konstrukcje@itb.pl przegrody@itb.

Podobne dokumenty

Oświadczenie projektanta

Warszawa, 31.08.2017 Oświadczenie projektanta Zgodnie z art. 20 ust. 4 Ustawy Prawo Budowlane projektant mgr inż. Maciej Rozum posiadający uprawnienia do projektowania bez ograniczeń w specjalności konstrukcyjnobudowlanej