POMIARY DEFORMACJI BUDOWLI
I ICH OTOCZENIA
Literatura: Lazzarini T.i inni, „Geodezyjne pomiary przemieszczeń budowli i
ich otoczenia”, Warszawa 1977.
ZNACZENIE POMIARÓW DEFORMACJI
Dziedzina geodezji zajmująca się pomiarami deformacji jest stosunkowo młoda,
pierwsze pomiary tego typu przeprowadzono w latach 20-stych XX wieku w
Szwajcarii. Pomiary te wynikały z konkretnego zapotrzebowania gospodarki na
kontrolę bezpieczeństwa budowli inŜynierskich, przede wszystkim zapór
wodnych, w trakcie ich eksploatacji. Było to następstwem projektowania coraz
większych i coraz oszczędniejszych konstrukcji, które wymagały kontroli w
warunkach naturalnych.
Stateczność nowo budowanych budowli zaleŜy od szeregu czynników, których
wpływ na stabilność tych budowli bardzo trudno jest przewidzieć i uwzględnić
w fazie projektowania wznoszonych obiektów.
Do czynników obniŜających wytrzymałość samej budowli czy teŜ jej podłoŜa
naleŜy zaliczyć:
1. niedostateczne rozpoznanie podłoŜa, jego nieregularna strukturę,
2. błędy budowlano-montaŜowe,
3. ukryte wady materiału,
4. zmiany warunków hydrogeologicznych podłoŜa,
5. działanie długo- i krótkoterminowych obciąŜeń (wiatr, śnieg),
6. ruchy endogenne - (tektoniczne),
7. ruchy egzogenne (wiatr, szkodliwa działalność człowieka, woda, słońce).
Czynniki te mogą powodować, Ŝe wraz z upływem czasu eksploatacji obiekt
moŜe doznawać takich zmian w przestrzennym usytuowaniu elementów
konstrukcyjnych, Ŝe zmiany te mogą uniemoŜliwić prawidłową eksploatację,
mogą stanowić niebezpieczeństwo dla otoczenia, a w skrajnym wypadku
doprowadzić do katastrofy obiektu.
W celu przeciwdziałania tym zjawiskom i zapobieganiu ewentualnej katastrofie
niezbędne jest uzyskanie informacji o zachowaniu się budowli w warunkach
terenowych. Zbieraniem tych informacji zajmuje się stosunkowo nowa
dziedzina geodezji, która nosi nazwę: pomiary deformacji.
POJĘCIA PODSTAWOWE
(definicje przyjęte na podstawie literatury)
Przemieszczenie względne punktu – to zmiana połoŜenia punktu zaistniała w
rozpatrywanym okresie czasu w niestałym układzie odniesienia.
Przemieszczenie bezwzględne punktu. – to zmiana połoŜenia punktu zaistniała
w rozpatrywanym okresie czasu w stałym układzie odniesienia.
Stały układ odniesienia – układ współrzędnych, w którym wyraŜone są
przemieszczenia punktów i obiektów, wyznaczone przez trwale zastabilizowane
punkty sieci kontrolno – pomiarowej i zidentyfikowany jako stały.
Przemieszczenie pionowe
przemieszczenia punktu.
punktu
–
to
pionowa
składowa
wektora
Przemieszczenie poziome
przemieszczenia punktu.
punktu
–
to
pozioma
składowa
wektora
Wyznaczone przemieszczenie punktu - wielkość przemieszczenia wyznaczona
w wyniku pomiarów i obliczeń.
Przemieszczenie obiektu – zmiana połoŜenia obiektu polegająca na
przesunięciu lub obrocie albo na przesunięciu i obrocie, przy którym wzajemne
połoŜenie punktów obiektu nie ulega zmianie.
Odkształcenie obiektu – zmiana kształtu lub objętości albo kształtu i objętości
obiektu powodująca zmiany
(…)
… dokładności tych pomiarów,
identyfikacje punktów stałych spośród punktów odniesienia,
obliczenie wielkości przemieszczeń,
ocenę dokładności wyznaczenia przemieszczeń.
ZASTOSOWANIE POMIARÓW DEFORMACJI
Pomiary deformacji mają zastosowanie dla:
1. oceny przebiegu reakcji badanego obiektu na z góry nieuniknione wpływy
czynników zewnętrznych i wewnętrznych:
a) na reakcję murów zakładów przemysłowych na drganie maszyn (zew.),
b) na reakcję zapory na zmianę obciąŜeń oraz zmiany wysokości lustra wody,
c) reakcję konstrukcji budowli na zmianę temp.,
d) reakcję pokryć dachowych na obciąŜenie śniegiem,
e) reakcję konstrukcji budowli na parcie wiatru,
f) reakcję konstrukcji mostowych na obciąŜenie ruchem,
g) reakcję gruntów na zmianę stosunków wodnych w nich zachodzących,
h) na reakcję gruntów na działanie…
… punktów odniesienia i punktów
kontrolowanych połączonych ze sobą okresowo mierzonymi wielkościami w
sposób umoŜliwiający wyznaczenie deformacji punktów obiektu.
Punkty odniesienia – punkty sieci kontrolno – pomiarowej umoŜliwiające
wyznaczenie przemieszczeń punktów kontrolowanych w układzie odniesienia
oraz wyznaczające usytuowanie tego układu.
Punkty stałe – to punkty odniesienia sieci kontrolno…
… rozkładu błędów od rozkładu normalnego (moŜliwość
występowania błędów systematycznych np. refrakcji atmosferycznej) naleŜy
przyjąć r=4.
CZĘSTOTLIWOŚĆ POMIARÓW DEFORMACJI
0.5 M p < T < 2 M p
T - odstęp między dwoma pomiarami (projektowany odstęp między dwoma
pomiarami okresowymi powinien być taki , aby przewidywane przemieszczenia
nie były większe od 2 Mp i mniejsze niŜ 0.5 Mp
Czas trwania jednego pomiaru okresowego nie powinien być dłuŜszy niŜ 0.3 Mp.
t < 0.3 Mp
Czas liczy się z określeniem układu odniesienia oraz identyfikacją punktów
stałych.
Przykład liczbowy:
JeŜeli przyjmiemy: - przemieszczenie graniczne - M p = 10 mm,
- przewidywane przemieszczenie - 2mm/mies.
to: 0.5 M p = 5 mm = 2,5 mies.; 2 M p = 20 mm = 10 mies.; 0.3 Mp = 3 mm = 1,5 mies.
co oznacza: Ŝe
- nie trzeba mierzyć częściej niŜ co 2,5…
… podstawowych czynników:
1. Szybkości zmian zachodzących na badanym obiekcie,
2. Rodzaju wyznaczanego przemieszczenia: pionowe, poziome,
3. Wymaganej dokładności.
METODY GEODEZYJNE - słuŜą do określania deformacji względnych i
bezwzględnych.
A. Do badania przemieszczeń powierzchni terenu naturalnego i sztucznie
przetworzonego (kopalnie odkrywkowe, zwałowiska) oraz do badania
duŜych obiektów inŜynierskich (duŜe…
… i kątowych. W sieciach o bokach
krótkich (do kilkuset metrów) dokładniejsze są przewaŜnie pomiary
kątowe, w sieciach o bokach rzędu kilku kilometrów pomiary liniowe.
3. SIECI PRZESTRZENNE - są to konstrukcje geometryczne, w których
elementami pomiarowymi są: kąty poziome, kąty zenitalne i
odległości przestrzenne. Mają one zastosowanie w terenach
trudnodostępnych gdzie niemoŜliwe lub bardzo utrudnione…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)