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