AN APPROACH TO STRUCTURAL INTERGRITY OF BUILDINGS.pdf

Dr inŜ. Burkhard SWITAISKI, Burkhard.Switaiski@de.tuv.com

LGA Bautechnik GmbH Oddział w Polsce

AN APPROACH TO STRUCTURAL INTERGRITY OF BUILDINGS

METODA STABILNO Ś CI KONSTRUKCJI DLA BUDYNKÓW

Streszczenie Na początku 2006 roku kilka budynków w centralnej i wschodniej Europie zawaliło się w wyniku

duŜego obciąŜenia śniegiem, pokazując powaŜne niedociągnięcia zarówno przy projektowaniu i budowie jak

równieŜ w utrzymaniu i kontroli technicznej obiektów budowlanych. Mimo, Ŝe szczegółowe i kompletne normy

budowlane (np. normy europejskie [1] [2] jak równieŜ normy krajowe [3] [4]) powinny zabezpieczać budynki

przed zawaleniem, staje się oczywiste, Ŝe przestrzeganie norm jest konieczne, choć nie wystarczające aby

zapewnić stabilność konstrukcji w całym okresie uŜytkowania. Odnosząc się do sytuacji w Niemczech, Normy

dotyczące przeglądów technicznych istnieją tylko dla mostów, niektórych konstrukcji specjalnych [5] oraz

ogólnie dla budynków naleŜących do niemieckich kolei [6]. Reakcją rządu na zawalenie się zadaszenia

lodowiska w Bad Reichenhall (Fot. nr 1) była decyzja o wydaniu rozporządzenia w sprawie generalnych

przeglądów obiektów uŜyteczności publicznej [7]. We wrześniu 2006 roku na konferencji ministerstwa

budownictwa opublikowano więcej ogólnych zaleceń, w tym zakresie [8]. Firmy TIS i LGA w 2006 roku, w

oparciu o gruntowne przeglądy ponad 700 budynków pokazały, Ŝe stabilności konstrukcji budynków nie da się

osiągnąć tylko poprzez przeglądy techniczne, lecz konieczne są równieŜ odpowiednie pomiary wykonywane

zarówno w trakcie budowy jak i w czasie eksploatacji budynków.

Abstract In early 2006 several buildings in Central and Eastern Europe collapsed under heavy snow loads

revealing severe shortcomings as well in planning, construction and erection as in maintenance and inspection.

Although extensive and complete building codes (e.g. EUROCODE [1] [2], national standards [3] [4]) should

prevent building structures from collapse it became obvious that observation of standards is necessary but not

sufficient to assure life time integrity of structures. Referring to the situation in Germany codes for the

inspection of structures existed only for bridges and some special constructions [5] and more general for civil

structures belonging to the German Railways [6]. As a reaction of the collapse of an ice stadium in Bad

Reichenhall (fig. 1) the federal government decided to issue a regulation for the inspection of all buildings under

their possession [7]. In September 2006 a more general advice was published by the conference of the ministers

of the ”Länder” responsible for civil engineering [8]. Based on inspections on more than 700 buildings done by

TIS and LGA starting in 2006 this contribution will show that structural integrity of buildings cannot be

achieved only by inspections but that adequate measures must be implemented in all phases of their life cycle.

1. Life Cycle Considerations

The life cycle of a structure is defined by the phases

planning

construction

using period

demolition

1005

where the using period is normally the longest period, often attended by as well changes in

use and structural characteristics as repair of structural components.

Structural changes and repair works are forming partial processes in the total life cycle as

shown in fig. 2.

Fig. 1: Collapsed ice stadium (January 2006)

Planning

Construction

Using period

Planning

Repair

Construction

Planning

Structural changes

Construction

Demolition

Fig. 2: Life cycle of building structures

1006

From the very beginning until the end of the life cycle the structure will be affected by

negative influences from nature or man made (fig. 3) which will be shown later on some

examples we found during our inspections.

Planning Faults

Planning

Wrong Modelling

Errors in Calculations

Constructio

Quality Deviations

External Influences

Using

Period

Changes of Material Characteristics

Changes in Use

Causality of Damage not detected

Repair

Uncomplete or wrong Spec

Quality Deviations

Demolition

Fig. 3: Affections of structural integrity during life cycle

2. Some Examples

Faulty Planning

The example in fig. 4 and 5 shows a connection of the ceiling structure to an under

dimensioned wooden window construction resulting in 250 % exceeding of allowable stress.

Fig. 6 shows damages of a concrete structure resulting from shear forces acting in the beam –

column connection.

1007

Fig. 4: Ceiling on wooden window frames

Fig. 5:

Detail of connection ceiling to window frame

Fig. 6: Concrete structure with insufficient shear resistance

1008

Faulty Construction

The construction in fig. 7 shows a connection of trusses with insufficient distances of bore

holes to the end of the inner beam.

Fig. 7: Insufficient distance of bore holes

A very common fault are sinks on flat roofs not situated at lower points resulting in an

additional load from the weight of water (fig. 8). Especially when frozen this weight together

with snow loads can exceed design loads. The same effect – even worse -results from tamped

sinks which is a problem of a lack of maintenance.

Fig. 8: Wrong position of a sink on a flat roof

1009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: