W artykule Bezpieczeństwo a niezawodność konstrukcji przedstawiono statystyki katastrof budowlanych w Polsce z ostatnich lat. Wskazano, że najczęstszą przyczyną katastrof budowlanych w 2014 roku były zdarzenia losowe (67%) , a w 11% błędy podczas wznoszenia lub podczas innych robót budowlanych. Tylko 0,5% było spowodowane błędami projektowymi (przygotowania dokumentacji obiektu).
Na rys. 1 pokazano przyczyny katastrof w 2015 roku, w którym zanotowano tylko 19 katastrof (6%) podczas wznoszenia obiektu.
Rys.1. Przyczyny katastrof budowlanych w Polsce w 2015 roku [1]
Na rys.2. pokazano podział ze względu na etap procesu budowlanego, w czasie którego miała miejsce katastrofa w roku 2015.
Rys.2. Etapy procesu budowlanego katastrof w Polce w roku 2015 [1]
Podczas prowadzenia robót budowlanych zanotowano 23 katastrofy(8%), podczas rozbiórki 1-ną katastrofę.
W 2015 roku 19 katastrof nastąpiło w wyniku błędów podczas budowy nowego obiektu lub wykonywania innych robót budowlanych w istniejącym obiekcie. Katastrofę mogło spowodować równocześnie kilka błędów dotyczących budowy lub wykonywania robót budowlanych. W szczególności błędy te dotyczyły:
- 13 przypadków dotyczyło naruszania obowiązków przez uczestników procesu budowlanego, np. nieustanowienie kierownika budowy, brak należytego nadzoru na budowie,
- 12 przypadków – nieprzestrzeganie technologii wykonania,
- 5 przypadków – inne okoliczności, np. przedwczesne rozszalowanie, wady podpór szalunkowych, wadliwe prowadzenia robót budowlanych, wykonania wykopu w nieodpowiednich warunkach.
- 4 przypadki – katastrofy nastąpiły w trakcie robót budowlanych wykonywanych w warunkach samowoli budowlanej podczas przebudowy budynków mieszkalnych jednorodzinnych.
Jako uczestników procesu budowlanego mających wpływ na zaistnienie katastrofy budowlanej wskazano:
- inwestorów (w 9 przypadkach),
- kierowników budowy (w 8 przypadkach),
- kierowników robót budowlanych (w 2 przypadkach),
- inspektorów nadzoru inwestorskiego (w 3 przypadkach). We wszystkich przypadkach inspektora nadzoru inwestorskiego wskazywano jako mającego wpływ na zaistnienie katastrofy jednocześnie z kierownikiem budowy (2 katastrofy) albo inwestorem (1 katastrofa).
W 16 przypadkach stwierdzono błędy wykonawcze, zaś w 3 przypadkach inne błędy, to jest ukrytą wadę materiałową drewnianego dźwigara podpierającego rusztowanie betonowanego stropu, samowolne rozpoczęcie i prowadzenie robót bez właściwego nadzoru oraz prowadzenie wykopu wzdłuż ściany szczytowej budynku w obsypującym się gruncie.
W pracy [2] przeprowadzono szeroką analizę katastrof i awarii budowlanych w trakcie montażu konstrukcji do roku 1990. Analizę dokonano na podstawie opisów zawartych w pracach [1] [3], [2] [4], [3] [5], [4] [6] i [7].
W tab.1 zbiorczo zestawiono katastrofy i awarie analizowane przez [2] zgrupowane według przyczyn:
{1} Niedostateczna sztywność konstrukcji,
{2} Obciążenie wyjątkowe,
{3} Przeciążenie,
{4} Niedostateczna wytrzymałość,
{5}Użytkowanie przed zakończeniem montażu,
{6} Nienadążanie za postępem wiedzy,
{7} Naprężenia własne,
{8} Błędy hutnictwa,
{9} Naprężenia od temperatury ,
{10} Różne.
Z zestawienia tab.1. wynika, ze najczęstsza przyczyna katastrof w czasie montażu konstrukcji była niedostateczna sztywność konstrukcji, objawiająca się utratą stateczności elementu bądź fragmentu obiektu (34 % wszystkich zanotowanych katastrof).
Tab.1. Katastrofy obiektów budowlanych w czasie montażu (uzupełnione zestawienie [2]): w zestawieniu podano pozycje literaturowe:
[1] =[3], [2]=[4], [3]=[5], [4]=[6] i [5]=[7]
| Data katastrofy | Źródło | Obiekt | Konstrukcja | Przyczyna |
|---|---|---|---|---|
| 34 % Grupa {1} Niedostateczna sztywność konstrukcji; najczęściej utrata stateczności lub wytrzymałości wg teorii II rzędu | ||||
| 1904-03-02 | [3] | Hotel Dorlington w Nowym Jorku | Budynek 4-kondygnacyjny, słupy żeliwne, belki stalowe | Po zmontowaniu 10-tej kondygnacji budynek zawalił się wskutek małej sztywności połączenia belek ze słupami (luzy między rublami a otworami) |
| 1913-01-22 | [3] | Teatr Orpheum w Nowym Jorku | Żelbetowy dach oparty na stalowych belkach, podciągach i słupach o wysokości 16 m | Nadmierna smukłość słupa i przeciążenia konstrukcji |
| 1915-10-22 | [3] | Budynek H.D. Pierce w Oswego | 2-kondygnacyjny stalowy, stropy żelbetowe | Konstrukcja usztywniona odciągami linowymi. Dla lepszego dostępu zdjęto jeden odciąg. Przy silnym wietrze konstrukcja zawaliła się |
| 1917-01-29 | [3] | Budynek HyattBuick Kansas City | 2-kond budynek z wiązarami stalowymi o rozpiętości 26 m | Utrata stateczności pasa górnego |
| 1920-12-16 | [3] | Kościół Pierwszych Chrześcijan w Long Beach | Kopuła żelbetowa oparta na kratownicach stalowych | Utrata stateczności ściskanego pasa kratownicy |
| 1921-11-29 | [3] | Teatr w Brooklynie | Kratownice o rozpiętości ok. 24,4 m | Nie stężona połać dachu |
| 1927-11-14 | [3] | Garaż w Chicago | 3-kondygnacyjny, stalowy, w poziomie II p blachownice o rozpiętości 17 m, wysokości 1 m | Blachownica przykręcona, ale nie stężona, zawaliła się przy silnym wietrze |
| 1937 | [4] | Dom Towarowy w Los Angeles | Budynek w rzucie 45,7x91,2 m z wiązarami stalowymi rozp.. 30,4 m | Zmontowano 18 wiązarów przytrzymanych odciągami tylko z jednej strony, gdy jeden z odciągów poluzował się - cała konstrukcja runęła |
| 1937-06-23 | [3] | Budynek Pacific Nut Oil w Los Angeles | Wiązary kratowe o rozpiętości 30 m | Brak tężników pionowych |
| 1939-08-14 | [2] | Most przez Wisłę w Baranowie Sandomierskim | 10 przęseł o rozp.. 35 m oraz 43 przęsła o rop. 17 m. Przęsła o rop. 35 m składają się z 6-ciu blachownic o wys. 1,8 m każda | Montaż przęseł blachownicach prowadzono bez rusztowań za pomocą żurawi pływających. Po ustawieniu pierwszego rzędu belek, a przed ich usztywnieniem, podmuch wiatru zrzucił je do rzeki |
| 1945-12-04 | [5] | Most im. ks. Józefa Poniatowskiego | Most łukowy z jazdą górą | Niedostateczna sztywność podnoszonych łuków |
| 1954-08-15 | [3] | Liceum Serva w San Mateo | Stropodach w rzucie 20x21,5 m dostosowany do metody "lift slabs" oparty na 9-ciu słupach wysokości 4,8 m | Brak stężeń podłużnych, po zmontowaniu 7 kondygnacji , pod wpływem parcia wiatru budynek runął |
| 1954-09-24 | [5] | Hala w Raciborzu | Stalowa konstrukcja złożona ze słupów i wiązarów kratowych o rozstawie 5 m i rozpiętości 24 m i 30 m z suwnicami. | Hala runęła na skutek wyboczenia pasa górnego , co spowodowało zwichrzenie kratownic (ziszczenie skrętne), co doprowadziło do ścięcia śrub łączących doczołowe połączenia wiązara sze słupem. Katastrofę zapoczątkował brak stężeń połaciowych wiązarów - przewidziane docelowo żelbetowe płyty panwiowe. miały na czas montażu zbyt duże luzy w otworach płyt |
| 1955 | [4] | Dach we wschodniej części Los Angeles | Dźwigary blachownicowe o rozp.. ok 30 m i zmiennej wysokości | Wskutek zbyt małej sztywności(mimo zamontowania większości płatwi) dźwigary uległy zwichrzeniu runęły. Po katastrofie wprowadzono wymagania, by wszystkie blachownice zmiennej wysokości usztywniać co najmniej co 9 m prętami o nośności nie mniejszej niż 4,5 kN zarówno w poziomie pasa górnego jak i dolnego |
| 1956 | [2] | Kratowy most przez Bug w Siemiatyczach | Stalowy most kratowy | Podczas podłużnego nasuwania przęsła - przechyliły się drewniane podpory tymczasowe i przęsło runęło do rzeki |
| 1956 | [4] | Konstrukcja ramowa w Long Beach | Stalowe ramy spawane o rozpiętości 48,8 m | Z jednej strony ramy usztywnione były ramownicami poprzecznymi i płatwiami, a z drugiej strony - odciągami linowymi. Podczas zamiany odciągów linowych na ramy, przy porywistym wietrze, cała konstrukcja runęła. |
| 1956-04-07 | [3] | Automatyczny garaż w Cleveland | 8-kond. garaż z 10 słupami o wys. 19 m, montowany metodą "lift slabs" | Po podniesieniu i zaklinowaniu stropów przy silnym wietrze konstrukcja odchyliła się 2 m od pionu. Uszkodzoną konstrukcję naprawiono |
| 1958-09-06 | [3] | Budynek Spółki Union Carbide w Toronto | Konstrukcja ramowa stalowa o rzucie 20x66 m i wysokości 11 kondygnacji | Brak stężeń podłużnych, po zmontowaniu 7 kondygnacji , pod wpływem parcia wiatru budynek runął |
| 1959 | [4] | Budynek gimnazjum w Beaver | Stalowe łuki 2-przegubowe rozp.. 62,2 m i strzałce 11,3 m | łuki montowano na krążynach. Po założeniu ściągów zmontowaniu płatwi oraz stężeń pionowych4 łuki runęły po zaczepieniu liny do jednego z nich. Brak było połaciowego stężenia poprzecznego |
| 1959-05-01 | [3] | Budynek przemysłowy w Westburg | Stropodach stalowy - dwuteowniki oparte na blachownicach | Brak podłużnych usztywnień budynku |
| 1965-11-01 | [4] | Budynek Wydziału Zoologii Uniwersytetu w Aberdeen | Stalowy budynek sześciopiętrowy | W trakcie wykonywania połączeń na śruby sprężające wskutek parcia wiatru runął niedostatecznie sztywny szkielet |
| 1968 | [4] | Budynek szkoły w Atlancie | Stalowe belki parterowego budynku, oparte na słupach | W trakcie rektyfikacji środkowego rzędu słupów runęły trzy rzędy i oparte na nich belki |
| 1970-06-02 | [2], [5] | Most w Milford Hqaven L=808 m | 7-mio przęsłowa belka ciągła 5x76,7+149, 4+213,5 +149=77,1 o przekroju skrzynkowym wysokości 6 m i szerokości u góry 13 m, u dołu 6,7 m | Pierwsze przęsło montowano na rusztowaniach, drugie wspornikowo, w trakcie transportu ostatniego elementu drugiego przęsła runęło ono wraz z żurawiem wskutek przekroczenia naprężeń w środniku poprzecznej podpory usztywniającej |
| 1970-10-15 | [5] | Most West Gate w Malbourn | Pięcioprzęsłowa belka ciągła długości 848 m | Wyboczenie się środnika i niedostateczna sztywność poprzecznic |
| 1971-11-10 | [2], [5] | Most w Koblencji | Most drogowy, trójprzęsłowy 101-232-101=434 m | Podczas podnoszenia ostatniego segmentu o masie 85 Mg i długości 54 m załamała się belka główna w środku rozpiętości. Dla umożliwienia spawania automatycznego wycięto żebra na szerokości 0,45 m . Po wykonaniu spoin żebra nadsztukowano, ale nie przyspawano do blach poszycia. Blacha nie była usztywniona i utraciła stateczność |
| [5] | Hala przemysłowa | Siatka słupów 36x36 m, podciągi stalowe kratowe o rop. 32 m Wiązary kratowe o rop. 30 m. Pokrycie na przemian w poziomie pasa górnego i dolnego | Niedostateczne stężenie ściskanych pasów wiązarów | |
| [5] | Tymczasowa podpora mostu | Ruszt z dwuteowników wieńczących podporę pośrednią przy wspornikowym montażu mostu | Środniki nie zostały zabezpieczone przed utratą stateczności | |
| [5] | Budynek z dachem w konstrukcji stalowej | Rzut 31x65 m, przykryty 12-toma wiązarami | Wiązar runął wskutek niedostatecznego stężenia połaci | |
| [5] | Wielonawowa hala stalowni | Pięcionawowa hala o rozp.. 24 i 12 m, słupy żelbetowe, wiązary kratowe tworzące szedy | W drugim etapie zastosowano odmienny kierunek montażu, tak, że po zmontowania wiązara łączono jego pas dolny z pasem górnym uprzednio zmontowanego wiązara. W ten sposób pas górny montowanego wiązara nie był dostatecznie stężony | |
| [5] | Hala z dźwigarami łukowymi | Łuki trójprzegubowe o rozpiętości 54 m | Nadmierna smukłość podnoszonej powłoki łuku | |
| [5] | Galeria przenośnika | Stalowa galeria pięcioprzęsłowa | Wyboczenie się pionowych gałęzi trzeciej podpory galerii | |
| 11% Grupa {2} Wyjątkowe obciążenia konstrukcji (bardzo często uderzenia elementu podnoszonego w już zmontowaną konstrukcję) | ||||
| 1906 | [4] | Budynek Landsdowne w Ottawie | Stalowe wiązary dachowe | Zmontowano 6 wiązarów i roztroczono je linami. Podnoszony żurawiem bal drewniany wyślizgnął się z pęta i uderzył w liny roztraczajace. Runęła cała konstrukcja |
| 1906-04-23 | [3] | Budynek wystawowy w Ottawie | Stalowe wiązary kratowe | W czasie podnoszenia desek w skutek zerwania wielokrążka uderzyły one w odciąg linowy tymczasowo stężający wiązary |
| 1920-09-01 | [3] | Budynek gimnazjum w Indianapolis | Słupy i wiązary stalowe, stropy żelbetowe | Wyjątkowe obciążenia konstrukcji ustawianym na niej urządzeniem z niesprawnym hamulcem (szarpanie) |
| 1930-05-22 | [3], [4] | Piekarnia Gotfried w Nowym Jorku | 4-ro kondygnacyjny szkielet żelbetowy ze sztywnym zbrojeniem (dwuteowniki aw słupach żelbetowych) | Uderzenie demontowanym żurawiem w zmontowany już słup żelbetowy |
| 1934-12-13 | [3], [4] | Budynek gimnazjum Bayside w Nowym Jorku | 4-ro piętrowy szkielet stalowy | Uderzenie huśtającą się wiązką podnoszonych belek stalowych w szkielet |
| 1938 | [5] | Budynek gimnazjum w Everett | Wiązary stalowe o rozpiętości 34,4 m | Po zmontowaniu pięciu wiązarów podnoszono następny, który uderzył w wiązar piaty, pio czym kolejno wszystkie wiązary się zawaliły |
| 1939-05-19 | [3] | Audytorium szkoły w Everett | Wiązary stalowe o rozpiętości 14m | Ostatni podnoszony wiązar uderzył w wiązar już zmontowany, ale nie usztywniony |
| 1956 | [4] | Dach Audytorium w Cleveland | Stalowe dźwigary o rop. 20,7 m i wys. 0,91 m ustawione na słupach | Po zmontowaniu 4 dźwigarów roztoczonych tylko w jednym kierunku linami hak żurawia uderzył w jeden z dźwigarów. Runęło 4-ry dźwigary i 8-m słupów |
| 1959-97-01 | [3] | Gimnazjum Beaver Arena w Beaver | Stalowe luki dwuprzegubowe o rozpiętości 62 m | Przyłożono siłę dla założenia stężenia i spowodowano zsunięcie się tymczasowego usztywnienia linami. |
| 1966 | [5] | Kopuła stalowa w Klingston | Kopuła o średnicy 91,4 m z 24-tema żebrami kratowymi | Zmontowano (podparty na tymczasowej wiezy drenianej) pierścień centralny i 15 żeber. Przed odczepienim pietnastego żebra od haka żuraw zaczął odjeżdżać i pociągnął za sobą całą konstrukcję |
| 5% Grupa {3} Przeciążenie konstrukcji (np. składowanie materiałów w sposób przekraczający obciążenia dopuszczalne dla fazy wznoszenie - często składowanie materiałów izolacyjnych na dachu w trakcie montażu | ||||
| 1914-08-04 | [3] | Teatr w South St. Paul | Konstrukcja stalowa | Zmagazynowanie 22 Mg stali na wyższym stropie budynku |
| 1930-04-14 | [3] | Budynek firmy O'Brien | 8-kondygnacyjny budynek szkieletowy stalowy ze stropami żelbetowymi | Węzeł betoniarski zlokalizowano na ósmym piętrze. Wskutek awarii betoniarki, przy jednoczesnym nie wstrzymaniu dostaw kruszywa , wytężenie stropu wyniosło 17 kPa przy projektowanym 4,9 kPa |
| 1951-05 | [3] | Magazyn Safeway w Radwood City | Dreniane dźwigary łukowe o rozpiętości 32 m | Jeden koniec wiżara oparto na stemplu ustawionym na miękkim podłożu. Na dachu magazynowano płatwie i krokwiei przeciążonom źle podparty wiązar. Runlo siedem wiązarów |
| 1964 | [4] | Budynek 9-piętrowy w Paryżu | Stalowe ramy10-cio kondygnacyjne przystosowane do montażu "lift slabs" | Ramy podnoszone przez obrót. Wszytskie ramy runęly , gdy podnoszono ostatnią ramę za pomocą wielokrążków zaczepionych na wcześniej zmontowanej konstrukcji |
| 1971-02 | [2] | Wiadukt nad ulicą w Rio de Janeiro | Kablobtonowy wiadukt trójprżesłowy 34+48+34 m i szerokości 19 m | Obciązenie środkowego pręsła betoniarką i składowanymi materiałami doprowadziło do załamania konstrukcji |
| 2002-10 | Własny nadzór projektowy | Hipermarket HIT/OBI w Bytomiu | Przkrycie obiektu stalowe na słupach żelbetopwych ze stalową konstrukcją zadaszenia na bramamia ("Vordach" | Wskutek składowania rolek papy na konstrukcji stalowej wspornikowego zadaszenia, nastąpiło przeciązenie konstrukcji, skutkiem czego nastąpiło ścięcie śrub w połączeniu wieszków ze słupami |
| 6% Grupa {4} Niedostateczna wytrzymałość konstrukcji liczonej wg teorii I rzędu | ||||
| 1895-08 | [3] | Irland Building w Nowym Jorku | 8-kondygnacyjny budynek murowany z środkowymi rzędami słupów żeliwnych i podciągami H380 , a na nich sklepieni odcinkowe na H250 | Wskutek wadliwie wykonanego fundamentu zawalił się segment budynku |
| 1941-06-30 | [3] | Stacja pomp w Buffalo | Budynek w rzucie 30x100 m z wiązarami stalowymi n awysokosci 16 m | Po pokryciu połowy połaci dachu dachówką , dach ugiął się i następnie zawalił |
| 1950-06-06 | [3] | Budynek magazynowy w Buffalo | Stalowe słupy wysokości 3,5 m | Na niusztywniony słup o zbyt małym fundamencie wchodził monter , słup przewrócił się wraz z fundamentem |
| 1951-07-17 | [3] | Szpital Lankenan w Finlandii | Szkielet stalowy | Konstrukcja skręcona na śruby przed nitowaniem zawaliła się przy wietrze ok 65 m/h |
| 1954-05-09 | [3] | Budynek Atlas Terminal Corp. w Ojus | Budynek w rzucie 31x62 wys. 45 m wznoszono metodą "llift slabs" | Błędy podnoszenia płyt oraz wadliwe ich zaprojektowanie i wykonanie spowodowały zniszczenie płyt żelbetowych |
| [3] | Szkoła w Detroit | Stalowy wiązar o rozpiętości 18 m | Wadliwie wykonano styk pasa dolnego wiązara (brak nakąłdek). Uszkodzoną konstrukcję naprawiono | |
| [3] | Gimnazjum we wschodniej części Nowego Jorku | Śruby kotwiące słupa | Do zbyt krótkich śrub dospawano przedłużające je końcówki. Podczas pracy montera na słupie zerwały się źle wykonane spoiny | |
| Literatura: [1] (Dmitriew, 1956), [2] (Jarominiak, Rosset, 1960), [3] (McKaig, 1968), [4] (Feld, 1968) i [5] (Augustyn, Śledziewski, 1976) | ||||
Literatura
- Główny Inspektor Nadzoru Budowlanego, Katastrofy budowlane w 2015 roku, Warszawa, [https://www.gunb.gov.pl/sites/default/files/attachment/kat_2015.pdf ]
- Czapliński K., (1990), Realizacja obiektów budowlanych. Montaż konstrukcji, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
- Dmitriew F.D., (1956), Katastrofy budowli, tłum. z ros., Budownictwo i Architektura, Warszawa
- Jarominiak A., Rosset A., (1986), Katastrofy i awarie mostów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa
- McKaig T.H. (1968) Katastrofy i awarie budowlane, Arkady, Warszawa
- Feld. J., (1968), Construction Failure, Wiley Series of Practical Construction Guides, New York
- Augustyn J., Śledziewski E. (1976), Awarie konstrukcji stalowych, Arkady
________________________________
Comments : 0
