Rekomendacje dotyczące zmiany warunków technicznych drogowej sygnalizacji świetlnej
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Krukowicz T., Iwanowicz D. Recommendations for amendments to the technical specifications for road traffic signals. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 123-137. DOI: 10.15199/33.2024.12.14
dr inż. Tomasz Krukowicz, Politechnika Warszawska, Wydział Transportu
ORCID: 0000-0002-5461-4396
dr inż. Damian Iwanowicz, Politechnika Bydgoska im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-5687-6341
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.14
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. The article describes proposed changes to the regulations concerning the technical specifications for road traffic signaling. It outlines the history of amendments to the existing regulations and then presents the results of work conducted by the Board operating within the General Directorate for National Roads and Motorways (GDDKiA) during 2021 – 2022. The article presents proposed changes in the definitions and technical requirements for traffic signal devices. Subsequently, it presented the principles of using signal heads, proposed changes in traffic control methods, and proposed postulates regarding further legislative work.
Keywords: traffic signals; technical specifications; Road Traffic Law; traffic engineering; road traffic safety.
Streszczenie. W artykule opisano propozycje zmian w warunkach technicznych dotyczących drogowej sygnalizacji świetlnej. Opisano historię zmian w obowiązujących przepisach, a następnie przedstawiono wyniki prac Forum działającego w ramach GDDKiA w latach 2021 – 2022. Przedstawiono postulowane zmiany w zakresie definicji oraz wymagań technicznych dotyczących urządzeń sygnalizacji świetlnej. Ponadto zaprezentowano zasady stosowania sygnalizatorów, proponowane zmiany sposobu sterowania ruchem, jak również postulaty dotyczące dalszych prac legislacyjnych.
Słowa kluczowe: sygnalizacja świetlna; warunki techniczne, Prawo o ruchu drogowym; inżynieria ruchu drogowego; bezpieczeństwo ruchu drogowego.
Literature
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 3 lipca 2003 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych dla znaków i sygnałów drogowych oraz urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego i warunków ich umieszczania na drogach (t.j. Dz.U. z 2019 r. poz. 2311 z późn. zm.).
[2] Instrukcja o znakach i sygnałach na drogach (Zarządzenie Ministrów Komunikacji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska i Spraw Wewnętrznych z 16.12.1974 – M. P. 42 poz. 264), WKiŁ, Warszawa, 197.
[3] Instrukcja o drogowej sygnalizacji świetlnej, Załącznik nr 2 do Zarządzenia Ministrów Transportu i Gospodarki Morskiej oraz Spraw Wewnętrznych z 6 czerwca 1990 (M. P. 24 poz. 184 z 1990 r.), Warszawa, 1990.
[4] Instrukcja o drogowej sygnalizacji świetlnej. Zasady stosowania, konstrukcja i wzory barwne sygnałów, Załącznik nr 3 do Zarządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z 3 marca 1994 (M. P. 16 poz. 120 z 1994 r.), Warszawa, 1994.
[5] Ustawa z 5 sierpnia 2022 r. o zmianie ustawy o Rządowym Funduszu Rozwoju Dróg oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. poz. 1768).
[6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 23 września 2003 r. w sprawie szczegółowych warunków zarządzania ruchem na drogach oraz wykonywania nadzoru nad tym zarządzaniem (t.j. Dz. U. z 2017 r. poz. 784).
[7] Ustawa z 12września 2002 r. o normalizacji (t.j.Dz.U. z 2015 r. poz. 1483).
[8] PN-EN 50556:2018-12 Systemy sygnalizacji ruchu drogowego.
[9] PN-EN 12675:2017-10 Kontrolery sygnalizatorów – Funkcjonalne wymagania bezpieczeństwa.
[10] PN-EN 50293:2013-05 Systemy sygnalizacji ruchu drogowego – Kompatybilność elektromagnetyczna.
[11] PN-EN 12368:2015-07 Urządzenia do sterowania ruchem drogowym – Sygnalizatory.
[12] Buda M, Folwarski T, Krukowicz T. Warunki techniczne elementów infrastruktury drogowej stosowanych w organizacji ruchu na drogach (umowa nr DTD/KF/BDG-VIII-32018-U-103/14) TomII Szczegółowe warunki techniczne dotyczące znaków i sygnałów drogowych oraz urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego i warunki umieszczania ich na drogach. Część III. Warunki techniczne dotyczące sygnałów drogowych i warunki stosowania ich na drogach, Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju, Warszawa, 2015.
[13] Ustawa z 16 grudnia 2010 r. o publicznym transporcie zbiorowym (t.j. Dz.U. z 2023 r. poz. 2778).
[14] Rozporządzenie Ministrów Infrastruktury oraz Spraw Wewnętrznych i Administracji z 31 lipca 2002 r. w sprawie znaków i sygnałów drogowych (t.j. Dz. U. z 2019 r. poz. 2310 z późn. zm.).
[15] Konwencja o znakach i sygnałach drogowych, sporządzona w Wiedniu 8 listopada 1968 r. (Dz.U. z 1988 r. nr 5, poz. 42 z późn. zm.).
[16] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 24 czerwca 2022 r. w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących dróg publicznych (Dz. U. poz. 1518).
[17] Ostrowski K, Chodur J, Gondek S, Bąk R, Kieć M. Drogi jednojezdniowe – projektowanie sygnalizacji świetlnej na zwężeniu drogi. Opracowanie MOP-DZ w ramach grantu NCBiR i GDDKiA pn. „Rozwój Innowacji Drogowych”. 2019.
[18] Ustawa z 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (t.j. Dz.U. z 2024 r. poz. 725 z późn. zm.).
[19] Krukowicz T, Firląg K, Suda J, Czerliński M. Analysis of the Impact of Countdown Signal Timers on Driving Behavior and Road Safety. Energies. 2022. DOI: 10.3390/en14217081.
[20] Krukowicz T. Sygnalizatory S-2 oraz wyświetlacze czasu w sygnalizacji świetlnej. Materiały Budowlane. 2019. DOI: 10.15199/33.2019.05.08
[21] Iwanowicz D, Hasiewicz J. Dylematy interpretacyjne stosowania sygnałów drogowych ze szczególnym uwzględnieniem sygnalizatora S-2 w „bezpiecznym” zarządzaniu ruchem drogowym. Część I/III. Paragraf na Drodze. 2023. DOI: 10.4467/15053520PnD. 23.013.18937.
[22] Iwanowicz D, Hasiewicz J. Dylematy interpretacyjne stosowania sygnałów drogowych ze szczególnym uwzględnieniem sygnalizatora S-2 w „bezpiecznym” zarządzaniu ruchem drogowym. Część II/III. Paragraf na Drodze. 2023. DOI: 10.4467/15053520PnD. 23.016.19423.
[23] Iwanowicz D, Hasiewicz J. Dylematy interpretacyjne stosowania sygnałów drogowych ze szczególnym uwzględnieniem sygnalizatora S-2 w „bezpiecznym” zarządzaniu ruchem drogowym. Część III/III. Paragraf na Drodze. 2024. DOI: 10.4467/15053520PnD. 24.002.19682.
[24] Ustawa z 20 czerwca 1997 r. – Prawo o ruchu drogowym (t.j. Dz.U. z 2023 r. poz. 1047 z późn. zm.).
Received: 12.07.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 12.07.2024 r.
Revised: 02.09.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 02.09.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 123-137 (spis treści >>)
Farby rozpuszczalnikowe stosowane do tymczasowego oznakowania dróg o wysokiej odblaskowości
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Skierczyński P., Lusa R., Prasalska-Nikoniuk J. Solvent-based paints used for temporary road marking with high reflectivity. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 115-122. DOI: 10.15199/33.2024.12.13
mgr Paweł Skierczyński, Instytut Badawczy Dróg i Mostów
ORCID: 0000-0002-0912-5163
mgr inż. Rafał Lusa, Instytut Badawczy Dróg i Mostów
ORCID: 0000-0002-7686-6324
mgr inż. Joanna Prasalska-Nikoniuk, Instytut Badawczy Dróg i Mostów
ORCID: 0000-0003-4216-2238
Correspondence address: pskierczyńTen adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.13
Case study / Studium przypadku
Abstract. The paper presents national experiences with the test results of reflectivity of temporary road markings applied in temporary traffic organisation. It presents the results of studies on the coefficient of retroreflected luminance RL of temporary markings applied on the national test section of the Road and Bridge Research Institute. The markings were made using solvent-based paints with different types of glass beads used for sprinkling in order to achieve good visibility at night. The test results obtained allowed it to be concluded that it was possible to carry out the yellow temporary road markings throughout the entire period of anticipated operation. The retroreflected luminance value of one of the evaluated solutions met the requirement of the highest class R5 (≥ 300 mcd·m–2·lx–1) according to PN-EN 1436:2018-02.
Keywords: road markings; temporary road markings; visibility of road markings at night; reflectivity of road markings; coefficient of retroreflected luminance RL
Streszczenie. Artykuł przedstawia krajowe wyniki badania odblaskowości tymczasowego poziomego oznakowania dróg, stosowanego w czasowej organizacji ruchu, w tym badania współczynnika odblasku RL oznakowania tymczasowego, zaaplikowanego na odcinku doświadczalnym Instytutu Badawczego Dróg i Mostów. Oznakowanie wykonano przy użyciu farb rozpuszczalnikowych z wykorzystaniem różnego typu kulek szklanych, stosowanych do posypywania powierzchni w celu uzyskania dobrej widoczności w warunkach nocnych. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że możliwe jest wykonanie tymczasowego oznakowania poziomego barwy żółtej o wysokiej odblaskowości w całym okresie przewidywanej eksploatacji. Wartość współczynnika odblasku jednego z ocenianych rozwiązań spełniała wymaganie najwyższej klasy R5 (≥ 300 mcdm-2lx-1) wg PN-EN 1436:2018-02.
Słowa kluczowe: oznakowanie poziome dróg; oznakowanie tymczasowe; widoczność oznakowań poziomych w nocy; odblaskowość oznakowań poziomych; współczynnik odblasku.
Literature
[1] Edara H B P. Temporary Pavement Markings Placement and Removal Practices in Work Zones. 2021. DOI: 10.17226/26358.
[2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 24 czerwca 2022 r. w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących dróg publicznych (Dz.U. 2022 poz. 1518).
[3] Waluś K, Grynszpanowicz P. Assessment of the risk of pedestrian slipping on modern permeable surfaces, Materiały Budowlane, 2024; 7: pp. 78–84, DOI: 10.15199/33.2024.07.10.
[4] Waluś K, Grynszpanowicz P, Rymsza B. Ocena odporności na poślizg zabytkowych nawierzchni chodników,” Materiały Budowlane, Opublikowano: 2023; 4: 14–17, DOI: 10.15199/33.2023.04.03.
[5] Burghardt TE, Köck B, Pashkevich A, Fasching A. Skid Resistance of Road Markings: Literature Review and Field Test Results, Roads Bridg. – Drog. i Most., 2023; (22): 2, 141–165, DOI: 10.7409/rabdim.023.007.
[6] Burghardt TE. et al., Visibility of various road markings for machine vision. Case Stud. Constr. Mater., 2021; 15, no. February, DOI: 10.1016/j. cscm.2021.e00579.
[7] Babić D, Fiolić M, Babić D, Gates T. Road Markings and Their Impact on Driver Behaviour and Road Safety: A Systematic Review of Current Findings, J. Adv. Transp., vol. 2020, DOI: 10.1155/2020/7843743.
[8] Avelar R, Carlson P J. Characterizing the Association Between Nighttime Crashes and Retroreflectivity of Edgelines and Centerlines on Michigan Rural Two-Lane Highways, 1–22, 2014.
[9] Oktopianto Y, Rukman R, Analysis Of The Road Markings Reflectivity Service Life On Highways To Improve Safety, RSF Conf. Ser. Eng. Technol. 2022 (2), 2: 316–323, DOI: 10.31098/cset.v2i2.584.
[10] Burghardt T E, Pashkevich A, Mosböck H. Yellow pedestrian crossings: from innovative technology for glass beads to a new retroreflectivity regulation, Case Stud. Transp. Policy, 2019; 7 (4):862–870 DOI: 10.1016/j. cstp.2019.07.007.
[11] Smadi O, Hawkins N, Aldemir-Bektas B, Carlson P, Pike A, Davies C. Recommended Laboratory Test for Predicting the Initial Retroreflectivity of Pavement Markings from Glass Bead Quality. 2012.
[12] Babić D, Babić D, Fiolic M, Ferko M. Road Markings and Signs in Road Safety, Encyclopedia, 2022; 2 (4):1738–1752, DOI: 10.3390/encyclopedia2040119.
[13] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 3 lipca 2003 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych dla znaków i sygnałów drogowych oraz urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego i warunków ich umieszczania na drogach (Dz. U. poz. 2181).
[14] Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Austostrad, Ogólna Speecyfikacja Techniczna D-07.01.01. 2006.
[15] PN-EN 13036-1:2010 Cechy powierzchniowe nawierzchni drogowych i lotniskowych – Metody badań – Część 1: Pomiar głębokości makrotekstury metodą objętościową.
[16] PN-EN 1824:2021-05 Materiały do poziomego oznakowania dróg – Odcinki doświadczalne.
[17] PN-EN 1436:2018-02 Materiały do poziomego oznakowania dróg – Wymagania dotyczące poziomych oznakowań dróg dla użytkowników oraz metody badań.
[18] CIE 54.2-2001: Retroreflection: Definition and Measurement, Int. Comm. Illum., 2001. [19] Szczepaniak Z. Vademecum Poziomego Oznakowania Dróg. Warszawa: Instytut Badawczy Drog i Mostow, 2015.
Received: 6.08.2024 r. / Artykuł wpłynął do redakcji: 6.08.2024 r.
Revised: 7.11.2024 r. / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 7.11.2024 r.
Published: 20.12.2024 r. / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 115-122 (spis treści >>)
Obciążenie wiatrem ekranów przeciwhałasowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Sakowski A. Wind load of noise barriers. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 109-114. DOI: 10.15199/33.2024.12.12
Artur Sakowski M.Sc., Road and Bridge Research Institute
ORCID: 0000-0002-3450-8713
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.12
Case study / Studium przypadku
Abstract. The article is devoted to the description of changes in the rules of taking into account the wind load of noise barriers, standards that have been changed three times in the last 30 years: PN-B-02011:1977, PN-B-02011:1977/Az1:2009, PN-EN 1991-1-4. It is shown how the following have changed acting on the screens: the layout of wind load zones and the value of wind pressure loading. Meteorological data on wind speed changes were analyzed.
Keywords: noise barriers; traffic noise; wind load.
Streszczenie. Artykuł poświęcono zmianom w zasadach uwzględnienia obciążenia wiatrem ekranów przeciwhałasowych oraz normom, które w ciągu ostatnich trzydziestu lat zmieniano trzykrotnie: PN-B-02011:1977, PN-B-02011:1977/Az1:2009, PN-EN 1991-1-4:2008. Wykazano, jak zmieniały się działające na ekrany: układ stref obciążenia wiatrem oraz wartości obciążania ciśnieniem wiatru. Przeanalizowano dane meteorologiczne dotyczące zmiany prędkości wiatru.
Słowa kluczowe: ekrany przeciwhałasowe; hałas komunikacyjny; obciążenie wiatrem.
Literature
[1] Motylewicz M, Bohatkiewicz J, Dębiński M. Ekrany akustyczne – zasady ustalania położenia i wymiarów względem źródła i odbiorcy hałasu. Materiały Budowlane. 2018; 12: 66 – 68.
[2] PN-EN 1793-2:2018 Drogowe urządzenia przeciwhałasowe – Metoda oznaczania właściwości akustycznych – Część 2: Podstawowe właściwości izolacji od dźwięków powietrznych w warunkach dźwięku rozproszonego.
[3] PN-EN 1793-1:2017 Drogowe urządzenia przeciwhałasowe – Metoda oznaczania właściwości akustycznych – Część 1: Podstawowe właściwości pochłaniania dźwięku w warunkach rozproszonego pola.
[4] PN-EN 1794-1+AC:2019 Drogowe urządzenia przeciwhałasowe –Wymagania pozaakustyczne – Część 1: Właściwości mechaniczne i stateczność.
[5] PN-EN 1794-2:2020 Drogowe urządzenia przeciwhałasowe –Wymagania pozaakustyczne – Część 2: Ogólne bezpieczeństwo i wymagania ekologiczne.
[6] PN-EN 1794-3:2016 Drogowe urządzenia przeciwhałasowe –Wymagania pozaakustyczne – Część 3: Reakcja na ogień – Palność urządzeń przeciwhałasowych i klasyfikacja.
[7] PN-EN 1991-1-4:2008 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje – Część 1-4: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru.
[8] PN-EN 1991-1-4:2008/A1:2010 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje – Część 1-4: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wiatru.
[9] PN-B-02011:1977 Obciążenia w obliczeniach statycznych – Obciążenie wiatrem.
[10] PN-B-02011:1977/Az1:2009 Obciążenia w obliczeniach statycznych – Obciążenie wiatrem.
[11] PN-EN 1990:2004 Eurokod 0: Podstawy projektowania konstrukcji.
[12] Żurański J, Gaczek M. Obciążenia środowiskowe wg eurokodów. XXVI Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, 9 – 12marca 2011 r.; s. 487 – 515.
[13] Żurański J. Oddziaływania wiatru na konstrukcję budowalne w ujęciu normy PN-EN 11-1-4:2008. Inżynieria i Budownictwo. 2010; 7: 360 – 367.
Received: 01.10.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 01.10.2024 r.
Revised: 28.10.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 28.10.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 109-114 (spis treści >>)
Izolacyjność akustyczna podwójnej ściany z bloczków silikatowych – porównanie wyników modelowania z pomiarami w warunkach rzeczywistych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Kozłowski P. Sound insulation of a double wall made of silicate blocks – comparison of modelling results and measurements in real conditions. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 101-108. DOI: 10.15199/33.2024.12.11
Piotr Kozłowski Ph.D.Eng., Wroclaw University of Science and Technology Faculty o fElectronics, Photonics and Mircosystems
ORCID: 0000-0002-3122-6606
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.11
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The article concerns the acoustic insulation of a double wall made of silicate blocks.Acomparison is presented between the results of theoretical modelling and acoustic measurements of the completed partition. The paper focuses in particular on the differences observed in the low frequency range. Consideration is given to the influence of the natural modal distribution on the resultant sound insulation. The discussion on the basis of the collected results of comparing computer modelling and acoustic measurements of the physically realised wall was used to formulate the final conclusions.
Keywords: sound insulation; computer modelling; acoustic measurements; double wall.
Streszczenie. Artykuł dotyczy izolacyjności akustycznej ściany podwójnej wykonanej z bloczków silikatowych. Przedstawiono porównanie wyników modelowania teoretycznego z rezultatami pomiarów akustycznych wykonanej przegrody. Skupiono się przede wszystkim na zauważonych różnicach w zakresie małych częstotliwości. Przedstawiono rozważania dotyczące wpływu rozkładu modów własnych na wypadkową izolacyjność akustyczną. Analiza zebranych wyników porównania modelowania komputerowego oraz pomiarów akustycznych fizycznie zrealizowanej przegrody posłużyła do sformułowania wniosków końcowych.
Słowa kluczowe: izolacyjność akustyczna; modelowanie komputerowe; pomiary akustyczne; ściana podwójna.
Literature
[1] PN-EN ISO 16283-1:2014:05 Akustyka. Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 1: Izolacyjność od dźwięków powietrznych.
[2] PN-EN ISO 717-1:2013-08 Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 1: Izolacyjność od dźwięków powietrznych.
[3] PN-EN ISO 3382-2:2010 Akustyka. Pomiar parametrów akustycznych pomieszczeń. Część 2: Czas pogłosu w zwyczajnych pomieszczeniach.
[4] Sadowski J. Akustyka architektoniczna, PWN, Warszawa, 1976.
[5] Malecki I. Teoria fal i układów akustycznych, PWN, Warszawa, 1964.
[6] Kulowski A. Akustyka sal, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2011.
Received: 25.10.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 25.10.2024 r.
Revised: 19.11.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 19.11.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 101-108 (spis treści >>)
Uproszczone metody obliczeniowe weryfikacji odporności ogniowej konstrukcji z betonu
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Chudyba K. Simplified calculation methods of verification for fire design of concrete structures. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 93-100. DOI: 10.15199/33.2024.12.10
dr hab. inż. Krzysztof Chudyba, prof. PK, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-8880-5222
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.10
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The paper presents some selected issues related to verification methods for concrete structures in fire situation according to the code PN-EN 1992-1-2. There are analyzed the simplified calculation methods used for fire design of concrete structures, with their assumptions and possible scope of application. The changes within this range introduced by the new code PN-EN 1992-1-2:2023 are also commented.
Keywords: concrete structures; fire resistance; design; simplified methods.
Streszczenie. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące metod weryfikacji odporności ogniowej konstrukcji z betonu wg normy PN-EN 1992-1-2. Omówiono uproszczone metody obliczeniowe stosowane przy projektowaniu konstrukcji z betonu w sytuacji pożarowej, podając ich ogólne założenia i analizując możliwy zakres stosowania. Zaprezentowano i skomentowano zmiany w tym zakresie wprowadzone w nowej wersji normy PN-EN-1992-1-2: 2023.
Słowa kluczowe: konstrukcje z betonu; odporność ogniowa; projektowanie; metody uproszczone.
Literatura
[1] PN-EN 1991 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-2: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru, 2006.
[2] PN-EN 1992 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-2: Projektowanie z uwzględnieniem bezpieczeństwa pożarowego, 2004.
[3] Tan KH, Tang CY. Interaction formula for reinforced concrete columns in fire conditions. ACI Structural Journal. 2004; 101 (1): 19 – 28.
[4] Dotreppe J-C, Fransen JM, Vanderzeypen Y. Calculationmethods for design of reinforced concrete columns under fire condition. ACI Structural Journal. 1999; 96 (1): 9 – 18.
[5] Franssen J-M, Dotreppe J-C. Fire tests and calculation methods for circular concrete columns. Fire Technology. 2003; 39 (1): 89 – 97.
[6] Tan KH, Yao Y. Fire resistance of reinforced concrete columns subjected to 1-, 2-, and 3-face heating. Journal of Structural Engineering. 2003; 130 (11): 1820 – 1828.
[7] Di Capua D, MariAR. Non linear Analysis of reinforced concrete cross-sections exposed to fire. Fire Safety Journal. 2007; 42: 139 – 149.
[8] Faria R, Xavier HF, Real PV. Simplified procedure for shear failure assessment of RC framed structures exposed to fire. Proceedings of the Sixth International Conference „Structures in Fire”, Editors – Kodur V. K. R., Franssen J.-M., DEStech Publications, Inc., USA, 2010, ISBN 978-1-60595- 027-3, 197 – 205.
[9] Kodur VKR, Wang TC, Cheng FP. Predicting the fire resistance behavior of high strength concrete columns.Cement&ConcreteComposites. 2004; 26 (2): 141 – 153.
[10] fib Bulletin No. 46. Fire Design of Concrete Structures – structural behavior and assessment. Lausanne, Switzerland, April 2008.
[11] Hertz K D. Design of fire exposed concrete structures.TechnicalReport no. 160, CIBW15/81/20 (DK). Technical University of Denmark, Lyngby, 1981.
[12] Lennon T, Moore DB, Wang YC, Bailey CG. Designer’s guide to EN1991-1-2, EN1992-1-2, EN1993-1-2 and EN1994-1-2 – Handbook for the fire design of steel, composite and concrete structures to the Eurocode. Thomas Telford. 2006, ISBN 978-0-7277-3157-9.
[13] Chudyba K. Weryfikacja odporności pożarowej elementów żelbetowych wg Eurokodów. Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 2018, ISBN 978-83-7242-989-6.
[14] Kowalski R. Konstrukcje żelbetowe w warunkach pożarowych. Wyd. Naukowe PWN, 2019.
[15] Kodur VKR, Sultan MA. Effect of temperature on thermal properties of high- -strength concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2003; 15 (2): 101 – 107.
[16] PN-EN 1992 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Zasady ogólne i zasady dla budynków.
[17] fib Bulletin No. 38: Fire design of concrete structures – materials, structures and modeling. Lausanne, April 2007.
[18] EN 1992-1-2: Eurocode 2: 2023. Design of concrete structures – Part 1-2: Structural fire design, November 2023.
Received: 28.08.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 28.08.2024 r.
Revised: 01.10.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 01.10.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 93-100 (spis treści >>)
Symulacje temperatury CFAST i FDS w rozszczelnionym mieszkaniu – porównanie wyników modelowania z danymi eksperymentalnymi
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Saleta D., Gałaj J., Tuśnio N. CFAST and FDS simulations of temperature in unsealed apartment – comparison of model results with experimental data. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 78-92. DOI: 10.15199/33.2024.12.09
dr inż. Damian Saleta, Fire University, Department of Safety Engineering and Civil Protection
ORCID: 0000-0003-1418-6996
dr hab. inż. Jerzy Gałaj, prof. uczelni, Fire University, Department of Safety Engineering
ORCID: 0000-0002-1509-6733
dr inż. Norbert Tuśnio, Fire University, Department of Safety Engineering and Civil Protection
ORCID:0000-0003-0878-8499
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.09
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. This paper presents the validation of the CFAST and FDS models for a fire in an unsealed dwelling. The heat release rate was obtained from the Room Corner test and the experimental data from the full-scale fire test. The comparison concerned on the temperature distribution at selected points in the room. Two variants were used for the FDS simulation, the first with one fire source (an armchair) and no consideration of wind, and the second with two fire sources (an armchair and a sofa). In addition, the second variant used a 300-second delay for the second fire source and the wind, resulting from the full- -scale fire observation. The accuracy of temperature mapping with both models depends on the location of the measuring point in relation to the fire source and the vents. Equally importantly, the representation of the temperature characteristics in the FDS field model can also be significantly improved by taking into account the wind and the additional fire area for a component that starts to burn after a certain time.
Keywords: safety engineering; simulation and experimental tests; zone and field fire models; validation.
Streszczenie. W artykule przedstawiono walidację modeli CFAST i FDS w przypadku pożaru w rozszczelnionym mieszkaniu. Szybkość wydzielania ciepła otrzymano z testu Room Corner, a dane eksperymentalne z pełnoskalowego testu pożarowego. Porównanie dotyczyło rozkładu temperatury w wybranych punktach pomieszczenia. Do symulacji FDS zastosowano dwa warianty, pierwszy z jednym źródłem ognia (fotelem) i bez uwzględnienia wiatru oraz drugi z dwoma źródłami ognia (fotelem i kanapą). Ponadto, w wariancie drugim zastosowano 300-sekundowe opóźnienie drugiego źródła pożaru oraz wiejący wiatr, wynikające z obserwacji pożaru w pełnej skali. Dokładność odwzorowania temperatury za pomocą obu modeli zależy od lokalizacji punktu pomiarowego w stosunku do źródła pożaru i otworów wentylacyjnych. Odwzorowanie charakterystyki temperatury w modelu polowym FDS można znacznie poprawić przez uwzględnienie wiatru i dodatkowej powierzchni pożaru elementu, który zaczyna się palić po pewnym czasie.
Słowa kluczowe: inżynieria bezpieczeństwa; testy symulacyjne i eksperymentalne; strefowe i polowe modele pożarów; walidacja.
Literature
[1] Peacock RD, Forney G, Reneke P. CFAST – Consolidated Fire and Smoke Transport (Version 7) Volume 3: Verification and Validation Guide, NIST Technical Note 1889v3, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2023.
[2] Sheppard DT, Klein BW. Burn Tests in Two Story Structure with Hallways, Technical report, ATF Laboratories, Ammendale, Maryland, USA, 2009.
[3] McGrattan K. Evaluation of Fire Model for Nuclear Power Plant Applications, International Panel Report, NISTIR 7338, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2007.
[4] Foote KL. LLNL Enclosure Tests Fire Tests Data Report, Technical report UCID-21236, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, USA, 1987.
[5] Lee BT. Effect of Wall and Room Surface on the Rates of Heat, Smoke and Carbon Monoxide Production in a Park Lodging Bedroom Fire, NBSIR 85-2998, National Bureau of Standards, Gaithersburg, Maryland, USA, 1985.
[6] Peacock RD, Davis S, Lee BT. Experimental Data Set for the Accuracy Assessment of Room Fire Models, NBSIR 88-3752, National Bureau of Standards, Gaithersburg, Maryland, USA, 1988.
[7] Hamins A, Maranghides A, Johnsson EL, Donelly MK, Yang JC. Mulholland GW, Anleitner RL. Report of Experimental Results for the International Fire Model Benchmarking and Validation Exercise 3, Special Publication 1013-1, National Institute of Standard and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2006.
[8] Klote JH. Project Paln for Full Scale Smoke Movement and Smoke Control Tests, NBSIR 88-3800, National Bureau of Standards, Gaithersburg, Maryland, USA, 1988.
[9] Manzello SL, Park SH, Mizukami T, Benz DP. Measurement of Thermal Properties of Gypsum Board at Elevated Temperatures, In Proceedings of the Fifth International Conference on Structures in Fire, Nanyang Technological University, Singapore, 2008, pp. 656-665.
[10] Madrzykowski D, Weinschenk C. Impact of Fixed Ventilation on Fire damage Patterns in Full-Scale Structures, Technical report, Underwriters Laboratories, Firefighter Safety Research Institute, Columbia, USA, 2019.
[11] Opert KM. Assessment of Natural Vertical Ventilation for Smoke and Hot Gas Layer Control in a Residential Scale Structure, praca magisterska, University of Maryland, Baltimore, USA, 2012.
[12] Hostikka S, Kokkala M, Vaari J. Experimental Study of the Localized Room Fires, NFDC2 Test Series, VTT Research Notes 2104, VTT Building and Transport, Espoo, Finlandia, 2001.
[13] Hamins A, Maranghides A, McGrattan KB, Johnsson E, Ohlemiller T, Donelly M, Yang J, Mulholland G, Prasad K, Kukuck S, Anleitner R, McAllister T. Federal Building and Fire Safety Investigation of the World Trade Center Disaster: Experiments and Modeling of Structural Steel Elements Exposed to Fire, NIST NCSTAR 1-5B, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2005.
[14] Janssens ML, Tran HC. Data Reduction of Room Tests for Zone Model Validation, Journal of Fire Sciences, 10, 1992, str. 528-555.
[15] Bailey JL, Tatem PA. Validation of Fire/Smoke Spread Model (CFAST) Using Ex-USS SHADWELL Internal Ship Conflagration Control (ISCC) Fire Tests, Report NRL/MR/6180-95-7781, Navy Technology Center for Safety and Survivability Chemistry Division, Washington DC, USA, 1995.
[16] McGrattan K, Hostikka S, Floyd J, McDermott R, Vanella M, Mueller E. Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide Volume 3: Validation, NIST Special Publication 1018-3 Sixth Edition, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2024.
[17] Lock A, Bundy M, Johnsson EL, Kim SC, Ko GH, Hwang C, Fuss P, Harris R. Experimental Study of Effects of Fuel Type, Fuel Distribution, and Vent Size on Full-Scale Underventilated Compartment Fires in ISO 9705 Room, NIST Technical Note 1603, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2008.
[18] McGrattan KB, Selepak MJ, Hnetkovsky EJ. The Influence of Walls, Corners and Enclosures on Fire Plums, NIST Technical Note 1084, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, USA, 2018.
[19] McKinnon M, Weinschenk C. Validation of CFD Fire Model Pressure Predictions for Modern Residential Style Structures, Fire Safety Journal, 126 (103466), 2021, s. 1-7.
[20] Wahlqvist J, Van Hees P. Validation of FDS for Large-scale Well-confined Mechanically Ventilated Fire Scenarios with Emphasis on Predicting Ventilation System Behavior, Fire Safety Journal, 62, 2013, s. 102-114.
[21] Salley MH, Kassawara RP, Nuclear Power Plant Fire Modeling Application Guide, NUREG-1934, EPRI 1019195, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Washington DC, Electric Power Research Institute, Palo Alto, California, USA, 2010.
[22] William LO, Timothy GT. Verification and validation benchmarks, Nuclear Engineering and Design, vol. 238, Issue 3, pp. 716-743, 2008, https:// doi.org/10.1016/j.nucengdes.2007.02.032.
[23] Sekret R, Saleta D, Sztarbała G, Smardz P. Comparison of CFD Modelling with Fire Tests, Proceedings of International Conference Application of Structural Fire Engineering, Prague 19-20 April 2013, Czech Republic.
[24] Audouin L, Chandra L, Consalvi J-L, Gay L, Gorza E, Hohm V, Hostikka S, Ito T, Klein-Hessling W, Lallemand C, Magnusson T, Noterman N, Park JS, Peco J, Rigollet L, Suard S, Van-Hees P. Quantifying differences between computational results and measurements in the case of a large-scale well-confined fire scenario, Nuclear Engineering and Design, vol. 241, Issue 1, pp. 18-31, 2011, https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2010.10.027.
[25] Audouin L, Rigollet L, Prétrel H, Le Saux W, Röwekamp M. OECD PRISME project: Fires in confined and ventilated nuclear-type multi-compartments – Overview and main experimental results, Fire Safety Journal, vol. 62, Part B, pp. 80-101, 2013, https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2013.07.008.
[26] McGrattan K, Baum H, Floyd J, Hostikka S, McDermott R, Mell W, Rehm R, Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide (Volumes 1-3), NIST Special Publication 1018-5, 2010.
[27] PN-ISO 9705:1999. Fire protection – fire testing – testing of surface products in a full-size room.
[28] Fliszkiewicz M, Krauze A, Maciak T. Testing the effectiveness of designed smoke ventilation systems using CFD simulations, SGSP Scientific Journals, t. 43, 2012, s. 13-35.
[29] Jones WW, Peacock RD, Forney GP, Reneke PA. Verification and Validation of CFAST, A Model of Fire Growth and Smoke Spread. NIST Internal Report 7080, Gaithersburg 2004.
[30] Office of Nuclear Regulatory Research (RES), Electric Power Research Institute (EPRI), Verification and Validation of Selected Fire Models for Nuclear Power Plant Applications: Fire Dynamics Simulator, NUREG-1824, Volume 7, United States Nuclear Regulatory Commission, Washington 2007.
[31] Williamson J, Beyler C, Floyd J. Validation of Numerical Simulations of Compartment Fires with Forced or Natural Ventilation Using the Fire and Smoke Simulator (FSSIM), CFAST and FDS. Fire safety science-proceedings of The Tenth International Symposium, Fire Safety Science, 10:1277- 1288, 2011, doi: 10.3801/IAFSS.FSS.10-1277.
[32] Floyd JE, Comparison of CFAST and FDS for Fire Simulation with the HDR T51 and T52 Tests. NIST Internal Report 6866, Gaithersburg 2002.
[33] Tavelli S, Rota R, Derudi M. A Critical Comparison Between CFD and Zone Models for the Consequence Analysis of Fires in Congested Environments. Chemical Engineering Transactions, 36, 247-252, 2014, doi: 10.3303/ CET1436042.
[34] Gałaj J, Saleta D. Impact of Apartment Tightness on the Concentrations of Toxic Gases Emitted During a Fire, Sustainability, 12 (1): 223, 2020; https://doi.org/10.3390/su12010223.
[35] Gałaj J, Saleta D. Impact of Apartment Tightness on Temperature Variability during a Fire, Int. J. Environ. Res. Public Health, 17 (12): 4590, 2020; https://doi.org/10.3390/ijerph17124590.
[36] Saleta D, Tekielak-Skałka I, Sekret R. Checking the usefulness of the FDS program when assessing the development of a fire in a sealed apartment, Fire Safety and Technology, vol. 3, 2013, pp. 59-68.
[37] Kawagoe K, Sekine T. Estimation of Fire Temperature Rise Curves in Concrete Buildings and its Application. Bulletin of Japan Association for Fire Science and Engineering, 1963; 13:1–12.
[38] Maślak M. Fire durability of steel bar structures, Cracow University of Technology Publishing House, Monograph 370, Cracow, 2008, s 17-29.
[39] Abramowicz M, Kowalski R, Wróbel P. The course of a design fire, controlled by ventilation, determined on the basis of parametric temperature-time curves, [in:] Szcześniak Wacław Edward, Zbiciak Artur (ed.): Theoretical foundations of civil engineering: Polish-Ukrainian-Lithuanian, vol. 17, Publishing House of the Warsaw University of Technology, 2009, pp. 343-350.
Received: 02.08.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 02.08.2024 r.
Revised: 18.11.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 18.11.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 78-92 (spis treści >>)
Rozwój metody termicznej detekcji przecieków i monitoringu procesów filtracji oraz erozji w zaporach i wałach oraz wdrożenie jej w Polsce
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Radzicki K., Stoliński M. Development of thermal leak detection method and monitoring of seepage and internal erosion processes in earth dams, levees and dikes and their implementation in Poland. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 55-77. DOI: 10.15199/33.2024.12.08
MEng PhD Krzysztof Radzicki, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
ORCID: 0000-0002-1302-9799
MEng Marek Stoliński, Neostrain Sp. z o.o.
ORCID: 0000-0001-9753-6909
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.08
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. To reduce the costs of repairs and the risk of damming structures failures, methods for their investigations and monitoring are currently being intensively developed. The thermal method is globally recommended for studying intensive seepage, including the detection of leaks and internal erosion processes in earth damming structures such as earth dams, canal dikes, and levees. The article presents the key aspects of the development of this method and its implementation in Poland. It describes its principles and pilot applications on existing and newly constructed dams and levees in Poland, using thermal sensors for linear measurements, such as theMPointS multipoint sensor and fiber optic cables. The development of a thermo-hydraulic numerical modelling for the highly accurate determination of the geometry of individual zones and the hydraulic conductivity valueswithin the cross-section of an existing earth dam, including the identification of erosion process zones, is presented.
Keywords: thermalmonitoringmethod, leak and erosion process detection, linear sensors, thermo-hydraulic numericalmodelling, dams.
Streszczenie. W celu ograniczenia kosztów remontów oraz ryzyka katastrof budowli piętrzących intensywnie rozwijane są obecnie metody ich badań oraz monitoringu. Metoda termiczna jest rekomendowana na świecie do badania nasilonej filtracji, w tym detekcji przecieków oraz erozji wewnętrznej w ziemnych budowlach piętrzących, takich jak zapory ziemne, wały kanałów i wały przeciwpowodziowe. W artykule przedstawiono najistotniejsze zagadnienia rozwoju tej metody i jej wdrożenia w Polsce. Opisano jej podstawy oraz aplikacje pilotażowe na istniejących i nowo budowanych zaporach i wałach w Polsce, z zastosowaniem termicznych czujników do pomiarów liniowych, jak wielopunktowy czujnik MPointS oraz kable światłowodowe. Przedstawiono także rozwinięcie metody termohydraulicznego modelowania numerycznego do bardzo dokładnego określania geometrii poszczególnych stref i wartości współczynnika filtracji w przekroju istniejącej zapory ziemnej, w tym identyfikacji stref procesu erozyjnego.
Słowa kluczowe: monitoring metodą termiczną; detekcja przecieków i procesów erozyjnych; czujniki liniowe; termohydrauliczne modelowanie numeryczne; zapory.
Literature
[1] CIRIA. The International Levee Handbook. CIRIA. 2013. 1350 p. https://www. ciria. org/ciria/Resources/Free_publications/I_L_H/ILH_resources. aspx, accessed 2024-06-09.
[2] Dmitruk Z, Sieinski M,Wiatkowski M. Zbiorniki zaporowe – aktualne zagadnienia ich funkcjonowania i oceny stanu bezpieczeństwa. Gospodarka Wodna. 2022; https://doi. org/10.15199/22.2022.10.1.
[3] Foster M, Fell R, Spannagle M. The statistics of embankment damfailures and accidents. Can. Geotech. J. 2000; https://doi.org/10.1139/cgj-37-5-1000.
[4] ICOLD. Internal Erosion Of Existing Dams, Levees and Dikes, and their Foundation. Bulletin no. 164. Paris: CRC Press. 2017. 288 p.
[5] Kledyński Z, Lejman W, Mioduszewski W. Analiza uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych w okresie letnich wezbrań 2010 roku. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie. 2012; 2: 64-69.
[6] Duminda P, Smakhtin V, Williams S, North T, Curry A. Ageing Water Storage Infrastructure: An Emerging Global Risk. United Nations University – Institute for Water Environment and Health. Report. 2021. 29 p. https://www.preventionweb. net/publication/ageing-water-storage-infrastructure- emerging-global-risk, accessed 2024-06-09.
[7] ASCE. Report card for America’s infrastructure. 2021. 168 p. https://infrastructurereportcard. org/wp-content/uploads/2020/12/National_ IRC_2021-report. pdf, accessed 2024-06-09.
[8] ASDSO. The cost of rehabilitating our nation’s dams – A methodology, Estimate & proposed funding mechanisms. 2022. 49 p. https://damsafety- prod.s3.amazonaws.com/s3fs-public/files/Cost%20of%20Rehab% 20Report-2022%20FINAL. pdf, accessed 2024-06-09.
[9] www.capital.fr/entreprises-marches/exclusif-capital-fr-edf-la- -liste-region-par-region-des-200-barrages-a-risques-189650, accessed 2024-04-16.
[10] Radzicki K, Sieinski M, Gołębiowski T, Zelaya-Wziątek D, Dmitruk Z, Stan budowli piętrzących w Polsce – zagadnienia problemowe i wyzwania – część I. Inżynier Budownictwa. 2024; 6: 66-72. https://e-wydanie. inzynierbudownictwa. pl/publikacja/893/e-wydanie/4184,3-czerwca- -2024/4457, czerwiec-2024/136452, stan-budowli-pietrzacych-w-polsce- -cz.-i.-zagadnienia-problemowe-i-wyzwania.html.
[11] Radzicki K, Tourment R, Zaleski J. Omówienie wybranych, nowoczesnych metod modernizacji wałów przeciwpowodziowych. Gospodarka Wodna. 2023; https://doi.org/10.15199/22.2023.9.11.
[12] Radzicki K, Tourment R, Zaleski J. The application of certain modern methods for upgrading levees, In. Bezpieczeństwo obiektów hydrotechnicznych, Warszawa: IMGW–PIB. 2023. pp. 135 – 148; https://www. imgw. pl/badania-nauka/publikacje-ksiazkowe/bezpieczenstwo-obiektow- -hydrotechnicznych.
[13] OFWAT. Cost Adjustment Claim: Reservoir dam maintenance. Report PR24. 2023. 83 p. https://www.ofwat.gov.uk/wp-content/uploads/ 2023/06/UUW_CAC_001-Reservoirs-Dam-Maintenance-Cost-Adjustment- Claim_Redacted. pdf, accessed 2024-06-09.
[14] USACE. Summary of Costs Associated with Levee-related Activities. 2023. 12 p. https://mmc. sec.usace.army.mil/NLSP_website/NLSP_LeveeCostBrochure_ FINAL_NOV2023.pdf.accessed 2024-06-09.
[15] Baron SA. Cost Trends and Estimates for Dam Rehabilitation in the Commonwealth of Virginia, PhD thesis, Blacksburg. Virginia. 2020. 46 p. https://vtechworks. lib. vt. edu/server/api/core/bitstreams/84f17a22-3f1f- -459a-9a9d-ddd4eb5b394b/content, accessed 2024-06-09.
[16] Fry JJ. How to prevent embankments from internal erosion failure? In Proc.: Int. Symposium on Dams for a changing world. Kyoto: Int. Commission on Large Dams. 2012. pp. 102-108.
[17] Radzicki K, Gołębiowski T, Ćwiklik M. Stoliński M. A new levee control system based on geotechnical and geophysical surveys including active thermal sensing: a case study from Poland. Engineering Geology. 2021; https://doi.org/10.1016/j.enggeo. 2021.106316.
[18] Radzicki K. The concept of quasi-3d monitoring of seepage and erosion processes and deformations in dams and dikes, considering in particular linear measurement sensors. Technical Transactions. Environment Engineering. 2015; 2-Ś: 129-139.
[19] Radzicki K, Stoliński M. Pilotażowe w Polsce zastosowanie metody termicznej analizy procesów filtracyjnych w tym monitoringu przecieków na zaporze ziemnej Kozłowa Góra. Bezpieczeństwo obiektów hydrotechnicznych, Warszawa: IMGW–PIB. 2023. pp. 121-133. https://www. imgw. pl/badania-nauka/publikacje-ksiazkowe/bezpieczenstwo-obiektow-hydrotechnicznych.
[20] Bear J. Dynamics of fluids in porousmedia. NewYork: Elsevier. 1972.
[21] Johansson S. Localization and quantification of water leakage in ageing embankment dams by regular temperature measurements. In Proc.: 17th Congress on Large Dams. Vienna: Int. Commission on Large Dams. 1991. pp. 999-1005.
[22] Guidoux C. Developpementet validation d'un systeme de detection et de localisation par fibres optiques de zones de fuitedans les diguesenterre. PhD report, Joseph Fourier University. 2007. 207 p.
[23] Radzicki Kand Bonelli S. Apossibility to identify piping erosion in earth hydraulicworks using thermalmonitoring. In Proc.: 8th European ClubDam Symposium. Insbruck: Int. Commission on Large Dams. 2006. pp. 22-25.
[24] Radzicki K and S Bonelli Monitoring of the suffosion process development using thermal analysis performed with IRFTA model. In Proc.: 6th Int. Conference on Scour and Erosion. Paris: Société Hydrotechniques de France. 2012. pp. 593–600.
[25] Aufleger M, Conrad M, Perzlmailer S, Porras P. Improving a FO tool for monitoring leakage. HRW.2005; 9:18-23.
[26] Fry JJ. Détection de fuite sur les digues par acquisition de profils de températureen forage ou le long d’une fibre optique. Sciences Eaux&Territoires. 2005; spetial no: 111-118. https://revue-set. fr/article/view/6130, accessed 2024-06-09.
[27] Kappelmeyer O. The Use of Near Surface TemperatureMeasurements for DiscoveringAnomalies due to Causes at Depths. Geophysical Prospecting. 1957; https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1957. tb01431. x.
[28] Dornstadter J. Detection of internal erosion in embankment dams. In Proc.: 19th Int. Committee on Large Dams Congress. Paris: Int. Commission on Large Dams. 1997. pp. 87-10.
[29] Aufleger M, Sthrobl T, Dornstädter J. Fibre Optical Temperature Measurement in DamMonitoring – FourYears of Experience. In Proc.: 20th Int. Committee on Large Dams Congress. Paris: Int. Commission on Large Dams. 2000. pp. 4-22.
[30] Johansson S, Farhadiroushan M, Parker T. Application of fibre-optics systems in embankment dams for temperature, strain and pressure measurements – Some comparisons and experiences. 20th Int. Committee on Large Dams Congress. Paris: Int. Commission on Large Dams. 2000. pp. 1125–1147.
[31] Artieres O, Bonelli S, Fabre JP, Guidoux C, Radzicki K, Royet P, Vedrenne C.Active and Passive Defences against Internal Erosion in Assessment of the Risk Internal Erosion of Water Retaining Structures: Dams, Dykes and Levees. In: Intermediate Report of the European Working Group of ICOLD. Oberaudorf: Meissner Druck GmbH. 2007. pp. 235-244.
[32] Radzicki K and Bonelli S. Physical and parametric monitoring of leakages in earth dams using analysis of fibre optic distributed temperature measurements with IRFTAmodel. In Proc.: 24th Congress on Large Dams. Kioto: Int. Commission on Large Dams. 2012. pp. 93-112.
[33] Bersan S, Koelewijn AR, Simonini P. Application of distributed temperature sensors in piping-prone dikes. In Proc.: 9th Symposium on Field Measurements in Geomechanics. Perth: PM Dight. 2015; https://doi. org/10.36487/ACG_rep/1508_32_Bersan, accessed 2024-06-09.
[34] BeckYL, Courivaud J-R, Fry JJ, Guidoux C, CassardA,Miceli J. Retour d'expérience de la surveillance d’ouvrageshydrauliquesenterre de long linéaire par capteur à fibre optique. In Proc.: 25th Int. Committee on Large Dams Congress. Stavanger: Int. Commission on Large Dams. 2015. pp. 161-183.
[35] Dornstädter J and Heinemann, B. Temperature as tracer for in-situ detection of internal erosion. In Proc.: 6th Int. Conference on Scour and Erosion. Paris: Société Hydrotechniques de France. 2012. pp. 1369-1375.
[36] Johansson S, Sjödahl P, Mondanos M, Stork A Distributed fibre optic sensing in Swedish dams and tailing storage facilities, Hydropower & Dams, 2023; 2: 45-49. https://www. hydropower-dams. com/articles/distributed- fibre-optic-sensing-in-swedish-dams-and-tailing-storage-facilities/, accessed 2024-06-09.
[37] Schetano L. A Review of Distributed Fibre Optic Sensors for Geo-HydrologicalApplications. Appl. Sci. 2017; https://doi.org/10.3390/app7090896.
[38] Barrias A, Casas J, Villalba S. Review of Civil Engineering Applications with Distributed Optical Fiber Sensors, In Proc.: European Workshop on Structural Health Monitoring. Bilbao, 2016.p. 10.
[39] Radzicki K. Innowacyjne, instrumentalne systemy pomiarowe quasi 3Dmonitoringu procesów filtracyjno-erozyjnych oraz odkształceń w zaporach i wałach. Materiały ceramiczne. 2015; 1: 81-87.
[40] Radzicki K, Siudy A, Stoliński M. An innovative 3D system for thermal monitoring of seepage and erosion processes and an example of its use for upgrading the monitoring system at the Kozłowa Góra dam in Poland, Q. 99 – R. 7, In Proc.: 25th International Congress on Large Dams. Stavanger: Int. Commission on Large Dams. 2015. pp. 85-101.
[41] Radzicki K, Stoliński M. Detekcja strefy nasilonego przepływu wody w podłożu holenderskiego wału morskiego metodą termo-aktywną. Monitoring i bezpieczeństwo budowli hydrotechnicznych. Warszawa: IMGW–PIB. 2019. pp. 205-214.
[42] Tyler SW, Selker JS, HausnerMB, Hatch CE, Torgersen T, Thodal CE, Schladow SG. Environmental temperature sensing using Raman spectra DTS fiber-optic methods. Water Resources Research, 2009; 45. 11 pp.
[43] Dietrich CR, Newsam GN. Sufficient conditions for identifying transmissivity in a confined aquifer. Inverse Probl.1990; 6:21–28.
[44] Jing H, Duan SC,Yang SQ. 2007.Application of seepage back analysis to engineering design. Chin. J. Rock Mech. Eng. 26, pp. 4503–4509.
[45] Zhou CB, LiuW, Feng ChenY, Hu R,Wei K, Inversemodeling of leakage through a rockfill dam foundation during its construction stage using transient flow model. Eng. Geol. 2015; https://doi.org/10.1016/j.enggeo. 2015.01.008.
[46] Johansson S. Upgrading seepage monitoring using temperature – experience from Seitevare dam. Q. 95 – R. 18. In Proc.: 24th Large Dams Congress, Kyoto: Int. Commission on Large Dams. 2012. pp.261-280.
[47] Konrad JM, Alicescu V, Shen M. Thermal analysis of an earth dam co1nsidering seepage related heat transport, In Proc. 53rd Canadian Geotechnical Conference. Montréal. 2000. 7 p.
Received: 26.06.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 26.06.2024 r.
Revised: 22.11.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 22.11.2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 55-77 (spis treści >>)
Wpływ uszkodzeń na wytrzymałość pianobetonu na ściskanie
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Kadela M., Garbacz A. The impact of defects on the compressive strength of foamed concrete. Materiały Budowlane. 2024. Volume 628. Issue 12. Pages 48-54. DOI: 10.15199/33.2024.12.07
prof. dr hab. inż. Marta Kadela, prof. Instytutu, Instytut Techniki Budowlanej
ORCID: 0000-0003-2127-0061
prof. dr hab. inż. Andrzej Garbacz, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-5229-7884
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.12.07
Case study / Studium przypadku
Abstract. The aim of the article was to present the defects that may occur in foamed concrete at the construction stage and how it can affect the compressive strength. The tests of the compressive strength of foamed concrete were carried out on core samples taken from the insulation layer of the flat roof structure of the selected investment, in which foamed concrete was used. The effect of foamed concrete defects (shrinkage cracks, cracks, losses, delamination of layers, etc.) on the compressive strength and the image of sample destruction were assessed. Based on the analysis of laboratory test results, types of foamed concrete defects and its impact on the compressive strength were developed, as well as the method of their elimination and/or protecting against such damage.
Keywords: lightweight concrete; cellular concrete; shrinkage cracks; cracks; voids; compressive strength.
Streszczenie. W artykule omówiono uszkodzenia, jakie mogą wystąpić w pianobetonie na etapie wykonawstwa oraz jak mogą one wpłynąć na wartość wytrzymałości na ściskanie. Badania wytrzymałości na ściskanie pianobetonu przeprowadzono na próbkach rdzeniowych pobranych z warstwy ociepleniowej stropodachu wybranej inwestycji, w której to w warstwie izolacyjnej zastosowano pianobeton. Oceniono wpływ wad pianobetonu (rys skurczowych, spękań, ubytków, delaminacji warstw itp.) na wytrzymałość na ściskanie oraz schemat zniszczenia próbek. Na podstawie analizy wyników badań laboratoryjnych opracowano podział uszkodzeń pianobetonu i ich wpływ na wytrzymałość na ściskanie, jak również sposób ich eliminacji i/lub zabezpieczenia przed takimi uszkodzeniami.
Słowa kluczowe: lekki beton; beton komórkowy; rysy skurczowe; pęknięcia; ubytki; wytrzymałość na ściskanie.
Literature
[1] Van Deijk S. Foam concrete, Concr. 1991; 25 (5): 49–54.
[2] Jones MR, Mc Carthy A. Preliminary views on the potential of foamed concrete as a structural material. Mag. Concrete Res. 2005; https://doi. org/10.1680/macr. 2005.57.1.21.
[3] Cox LS. Major road and bridge projects with foam concrete. In: Dhir RK, Newlands MD.,Mc Carthy A., editors. Use of foamed concrete in construction. London: Thomas Telford Publishing; 2005. pp. 105-112.
[4] Kadela M, Drusa M. Foamed Concrete Reinforced with Polypropylene Fibers and Geotextile in Geotechnical Applications. In: Czarnecki L, Garbacz A, Wang R, Frigione M, Aguiar JB. Concrete-Polymer Composites in Circular Economy. Proceedings of the 17th International Congress on Polymers in Concrete (ICPIC 2023); https://doi. org/10.1007/978-3-031- 72955-3.
[5] Decký M, Drusa M, Zgútová K, Blaško M, Hájek M, Scherfel W. Foam concrete as new material in road constructions. Proc. Eng. 2016; https://doi. org/10.1016/j. proeng. 2016.08.585.
[6] Kadela M, Babiak B. Pianobeton w budownictwie komunikacyjnym. Materiały Budowlane 2018; https://doi. org/10.15199/33.2018.03.32.
[7] Pokorska I, Kysiak A. Technologia pianobetonu jako rozwiązanie problemu budownictwa socjalnego. Zesz. Nauk. Pol. Częstoch. Bud. 2012; 18: 205-210.
[8] Pokorska-Silva I, Kadela M, Fedorowicz L. A reliable numerical model for assessing the thermal behavior of a dome building. J. Build. Eng. 2010; https://doi. org/10.1016/j. jobe. 2020.101706.
[9] Mydin MAO, Wang Y. Structural performance of lightweight steel-foamed concrete – steel composite walling system under compression. Thin-Wall. Struct. 2011; https://doi. org/10.1016/j. tws. 2010.08.007.
[10] Hulimka J, Krzywoń R, Knoppik-Wróbel A. Use of foamed concrete in the structure of passive house foundation slab. In: Proceedings of 7th International Conference on Analytical Models and New Concepts in Concrete and Masonry Structures AMCM2011. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej; 2011. pp. 221-222.
[11] Klemczak B, Koenders EAB, Jonkers H, Fachinotti V, Mankel Ch, Röser F, Dolado JS, Erkizia E, Dauvergne J-L, Ortega A, Zanoni F, Červenka J, Düngfelder M, Stunz Ch, Zhilyaev D, Kolev VA. Ultralekki pianobeton z dodatkiem materiału zmiennofazowego do stosowania jako termoizolacja. Materiały Budowlane. 2024; https://doi. org/10.15199/33.2024.02.09.
[12] Krzywoń R, Hulimka J, Jędrzejewska A. Techniczne możliwości zbrojenia pianobetonowych płyt fundamentowych. Czasop. Inż. Ląd., Środ. Arch./J. Civ. Eng., Environ. Architect. 2017; https://doi. org/10.7862/rb.2017.127.
[13] https://pianobeton. pl/(data dostępu: 1.11.2024).
[14] www. cemex. pl/insularis-piano-pianobeton (data dostępu: 1.11.2024).
[15] Jones MR, Mc Carthy A. Behaviour and assessment of foamed concrete for construction applications. In: Dhir RK, Newlands MD, Mc Carthy A., editors. Use of foamed concrete in construction. Proceedings of International Conference on the Use of Foamed Concrete in Construction. London: Thomas Telford; 2005. pp. 61–88.
[16] Ramamurthy K, Nambiar EK, Ranjani GIS. A classification of studies on properties of foam concrete. Cem. Concr. Compos. 2009; https://doi. org/10.1016/j. cemconcomp. 2009.04.006.
[17] Kadela M, Winkler-Skalna A, Łoboda B, Kukiełka A: PIANOBETON – charakterystyka materiałowa oraz możliwości zastosowania. Materiały Budowlane. 2015; https://doi. org/10.15199/33.2015.07.30.
[18] Cox LS., Van Deijk S. Foam concrete: a different kind of mix. Concr. 2002; 36 (2): 54 – 55.
[19] Kearsley EP, Wain wright PJ. The effect of porosity on the strength of foamed concre-te. Cem. Concr. Res. 2002; https://doi.org/10.1016/S0008- -8846 (01) 00665-2.
[20] Nambiar EK, Ramamurthy K. Air-void characterization of foam concrete. Cem. Concr. Res. 2007; https://doi.org/10.1016/j.cemconres. 2006.10.009.
[21] Kadela M, Kukiełka A. Influence of foaming agent content in fresh concrete on elasticity modulus of hard foam concrete. In: Brittle Matrix Composite (11) – Proceedings of the 11th International Symposium on Brittle Matrix Composites BMC 2015. Warszawa: Wydawnictwo Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN; 2015. pp. 489 – 496.
[22] Silva N, Mueller U, Malaga K, Hallingberg P, Cederqvist Ch. Foam concrete-aerogel composite for thermal insulation in light weight sandwich facade elements. In: Concrete 2015: Proceedings of the 27th Biennial National Conference of the Concrete Institute ofAustralia in conjunction with the 69th RILEMWeek „Construction Innovations, Research into Practice”. Melbourne: Institute of Australia Australia; 2015. pp. 1355-1362.
[23] Fu Y, Wang X, Wang L, Li Y. Foam concrete: A state-of-the-art and state-of-the-practice review. Adv. Mater. Sci. Eng. 2020; https://doi. org/10.1155/2020/6153602.
[24] Gołaszewski J, Klemczak B, Smolana A, Gołaszewska M, Cygan G, Mankel Ch, Peralta I, Röser F, Koenders EAB.Wpływ rodzaju środka pianotwórczego na właściwości pia-nobetonu o bardzo niskiej gęstości. Materiały Budowlane. 2002; https://doi. org/10.15199/33.2022.07.08.
[25] Raj A, Sathyan D, Mini KM. Physical and functional characteristics of foam concrete: A review. Constr. Build. Mater. 2019; https://doi. org/10.1016/j. conbuildmat. 2019.06.052.
[26] Czarnecki L, Emmons PH. Naprawa i ochrona konstrukcji betonowych. Kraków: Polski Cement; 2002.
[27] Czarnecki L., Łukowski P., Garbacz A. Naprawa i ochrona konstrukcji z betonu. Warszawa: PWN; 2016.
Received: 14.09.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 14.09.2024 r.
Revised: 18.10. 2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 18.10. 2024 r.
Published: 20.12.2024 / Opublikowano: 20.12.2024 r.
Materiały Budowlane 12/2024, strona 48-54 (spis treści >>)
Start 
