1. Классификация методов антисейсмического усиления
Решение задач обеспечения целостности конструкции, или минимизации повреждений на основе конструктивных решений и специфических свойств зданий, является насущно необходимым в условиях регионов активных сейсмических проявлений. В современных конструктивных решениях нельзя повысить сейсмостойкость, только повысив величины сечений, прочность, вес. Конструкция может быть более прочной, но не обязательно экономически эффективной, потому что и вес, и инерционная сейсмическая нагрузка могут увеличиться еще больше. Требуются новые эффективные методы сейсмозащиты. Эти методы предусматривают изменение массы или жесткости, или демпфирования системы в зависимости от ее перемещений и скоростей. В настоящее время известно более 100 запатентованных конструкций сейсмозащиты. Традиционные методы получили широкое распространение в различных странах, подверженных сейсмической опасности, и являются общепризнанными. Однако специальные методы сейсмозащиты во многих случаях позволяют снизить затраты на усиление и повысить надежность возводимых конструкций. В последние десятилетия в Японии, США, Новой Зеландии, странах СНГ предложены десятки различных технических решений специальной сейсмозащиты зданий и инженерных сооружений. Многие из этих предложений реализованы на практике. Общая классификация систем сейсмозащиты может быть представлена в виде cхемы, представленной на рисунке. В соответствии со сложившейся терминологией в теории виброзащиты будем подразделять специальную сейсмозащиту на активную (имеющую дополнительный источник энергии) и пассивную.
В данный момент существуют предложения по активной сейсмозащите, включающей дополнительные источники энергии и элементы, регулирующие работу этих источников, однако ее реализация требует значительных затрат на устройство и эксплуатацию. Это исключает возможность широкого применения активной сейсмозащиты для строительных конструкций. Ниже рассматриваются специальные методы пассивной сейсмозащиты, не использующие дополнительных источников энергии. Эти метод подразделяются на сейсмогашение и сейсмоизоляцию.
В системах сейсмогашения, включающих демпферы и динамические гасители, механическая энергия колеблющейся конструкции переходит в другие виды энергии, что приводит к демпфированию колебаний, или перераспределяется от защищаемой конструкции к гасителю.
Технология изготовления и применения газобетона и пенобетона ...
... бетоны относятся к изоляционно-строительным материалам и применяются для изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНА, Изготовление изделии из неавтоклавного ... бетоны классифицируются в первую очередь по способу получения пористой структуры на газобетоны и пенобетоны. Получение пористой структуры возможно также путем испарения значительного ...
В системах сейсмоизоляции обеспечивается снижение механической энергии, получаемой конструкцией от основания, путем отстройки частот колебаний сооружения от преобладающих частот воздействия.
Различают адаптивные и стационарные системы сейсмоизоляции. В адаптивных системах динамические характеристики сооружения необратимо меняются в процессе землетрясения, «приспосабливаясь» к сейсмическому воздействию. В стационарных системах динамические характеристики сохраняются в процессе землетрясения.
Наибольшее распространение среди систем стационарной сейсмоизоляции получили сейсмоизолирующие фундаменты (СФ), которые достаточно широко применяются в отечественной и зарубежной практике сейсмостойкого строительства.
При проектировании зданий, оснащенных сейсмоизоляцией и демпферами, необходимо, помимо спектрального расчета, выполнять прямой динамический расчет с использованием инструментально зарегистрированных акселерограмм, что, в свою очередь, повышает требования к сейсмологическим прогнозам для площадки строительства.
Расчеты, выполненные Я.М. Айзенбергом, показали, что относительные горизонтальные сейсмические перемещения перекрытий в сейсмоизолированных зданиях существенно ниже, чем в неизолированных зданиях. Соответственно, повреждения при сильных землетрясениях в сейсмоизолированных зданиях значительно ниже, чем зданий неизолированных. Существенно ниже экономические потери. Применение сейсмических демпферов усиливает положительные эффекты.
Таким образом, применение сейсмоизоляции и сеймогашения при правильном проектировании может значительно повысить такие характеристики как:
- надежность зданий;
- сохранность и надежность оборудования;
- экономические показатели зданий;
- отсутствие необходимости восстановительных работ после сильных землетрясений;
- комфорт для жителей.
Сейсмоизоляция зданий и сооружений.
Идея сейсмоизоляции была реализована еще в средние века. Так, при строительстве среднеазиатских минаретов в фундаменты укладывались специальные «камышовые пояса» или подушки из сыпучего материала. Однако теория сейсмоизоляции получила развитие только в последние 20-25 лет. Первые работы в этой области были направлены на снижение инерционных сейсмических нагрузок путем снижения периода основного тона колебаний сооружения. Рассмотрение нормативных графиков коэффициентов динамичности, приведенных в нормах различных стран, показывает, что амплитуды спектральных кривых по мере увеличения периода собственных колебаний убывают. Это обстоятельство послужило причиной многочисленных предложений, обеспечивающих низкочастотную настройку сооружений вообще, и к применению разнообразных систем их сейсмоизоляции в особенности.
Существующие системы сейсмоизоляции на основании принятой выше классификации подразделяются на две группы:
- адаптивные
- стационарные
Причем стационарные системы могут иметь или не иметь возвращающую силу, действующую на сейсмоизолированные части сооружения. Приведем некоторые конструктивные примеры, иллюстрирующие принцип работы систем сейсмоизоляции.
- Стационарные системы сейсмоизоляции
Наиболее типичным приемом устройства сейсмоизоляции при наличии возвращающей силы являются здания с гибким нижним этажом. Гибкий этаж может быть выполнен в виде каркасных стоек, упругих опор, свай и т. п. Один из возможных вариантов конструктивного исполнения гибкого этажа представлен на рис.1. Конструкция состоит из гибких опор, выполненных из пакета упругих стержней небольшого диаметра, между размещенных надземной и подземной частями здания.
Мониторинг зданий и сооружений
... уникальных зданий и сооружений -, Система мониторинга технического состояния несущих конструкций -, Система мониторинга инженерно, Усиление -, Восстановление -, Реконструкция 1. Общие правила проведения обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений - Обследование и мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводятся ...
Упругие опорные элементы в виде подвесок использованы в здании по проекту Ф.Д. Зеленькова в Ашхабаде. Схематичный чертеж фундамента на рис.2.
Рис.2. Схема фундамента.
Принцип сейсмоизоляции заключается в смещении периода собственных колебаний сооружения (для жестких конструкций обычно T= 0,3 — 1 секунда) в область более высокого периода (T = 2-3 секунды), что позволяет существенно снизить ускорения воздействующие на пролетные строения при землетрясении. То есть позволяет «изолировать» пролетное строение от фундамента конструкции. Это достигается путем размещения подходящих эластичных опорных частей для возможности обеспечения необходимых перемещений фундамента и опор относительно пролетного строения.
Эти две задачи сейсмоизоляции одновременно реализованы в резино-металлических сейсмоизоляторах со свинцовым сердечником, которые используются для усиления сейсмостойкости мостов и сооружений. Эффективность таких опорных частей обусловлена высокой диссипацией энергии свинцовым стержнем. Такая опорная часть ведёт себя как упруго-пластический элемент: обеспечивает сейсмоизоляцию и ограничивает воздействие сейсмической нагрузки на сооружение. Резино-металлические сейсмоизоляторы со свинцовым сердечником обеспечивают дополнительные демпфирующие свойства опорной части при сейсмическом воздействии. Свинцовый сердечник рассеивает энергию, в то время как резино-металлический сейсмоизолятор обеспечивает перемещения и рецентрирование. Свинцовый сердечник имеет свойство рекристаллизации и сохраняет свои характеристики при неограниченном количестве циклов перемещения.
Свойства резины:
На рис.3. ниже представлена конструкция резино-металлических сейсмоизоляторах со свинцовым сердечником и гистерезисные кривые резиновых опорных частей без свинцового сердечника (пунктирные линии) и со свинцовым сердечником (сплошные линии).
Наличие свинцового сердечника существенно улучшает демпфирующие свойства опорных частей.
Рис. 3. Конструктивные примеры резинометаллических опор.
Рис.4. Гистерезисные кривые: сдвигающая сила (кН) — перемещение(мм):
Фундаменты опоры моста (2)
... , , (A=71.68 м²) Конструкция фундамента приведена на рисунке 2.2 Рисунок 2.2 — Конструкция фундамента 5 Расчет по несущей способности ... грунта у опоры; гидрологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и ... ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ 1 Выбор материала фундамента В соответствии с требованиями норм СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» в качестве материалы фундамента ...
для обычной резинометаллической опорной части (пунктирные линии) и для резинометаллической опорной части со свинцовым сердечником (сплошные линии).
Здания на резинометаллических опорных частях получили широкое распространение за рубежом: в Японии, Англии, Франции. Исследования сооружений на резинометаллических опорах указывают на их высокую надежность, однако стоимость самих фундаментов оказывается значительной и может достигать 30% от стоимости здания. Некоторые конструктивные примеры резинометаллических опор, используемых за рубежом, представлены на рис. 3.
Серьезной проблемой при проектировании сооружений на упругих опорах явилась сложность обеспечения их прочности при значительных взаимных смещениях сейсмоизолированных частей фундамента. Это послужило причиной широкого распространения кинематических опор при сооружении сейсмоизолирующих фундаментов. Здания на гравитационных кинематических опорах были построены в Севастополе,Навои,Алма-Ате, Петропавловске-Камчатском.
Пример конструкции сейсмоизоляции гравитационного типа представлен на рис. 5. На рис. 5 подвижные опорные части в виде эллипсоидов вращения размещены между надземной частью здания и фундаментом. Принцип действия такой конструкции состоит в том, что во время землетрясения центр тяжести опор поднимается, в результате чего образуется гравитационная восстанавливающая сила. При этом колебания здания происходят около положения равновесия, и их начальная частота и период зависят от геометрических размеров используемых опор.
Рис.5. Сейсмоизоляционное устройство гравитационного типа
Необходимо отметить, что построенные фундаменты этого типа не имеют специальных демпфирующих устройств, и при длиннопериодных воздействиях силой более 8 баллов, согласно выполненным расчетам, возможно падение здания с опор. Это указывает на опасность фундаментов на кинематических опорах, если в них не предусмотрены дополнительные демпфирующие элементы.
При значительном объеме строительства зданий и сооружений с сейсмоизоляцией на упругих кинематических опорах до настоящего времени отсутствуют данные об их поведении при землетрясениях, а имевшие место разрушения таких зданий указывают на необходимость детального обоснования их сейсмостойкости.
Сейсмоизоляция, не обеспечивающая возвращающей силы, действующей на сейсмоизолированные части конструкции, реализуется путем устройства скользящего пояса. Одно из наиболее известных технических решений такого типа — сейсмоизолирующий фундамент фирмы Spie Batignolle и Electricite de France.
Конструкция антисейсмической фрикционной опоры показана на рис. 6. Опора, поддерживающая верхнюю фундаментную плиту, состоит из фрикционных плит, армированной прокладки из эластомера (неопрена), нижней фундаментной плиты, бетонной стойки, опирающейся на нижнюю фундаментную плиту. Жесткость опор в вертикальном направлении примерно в 10 раз выше, чем в горизонтальном.
К настоящему времени с применением сейсмоизолирующих опор указанного типа построены здания АЭС в г. Круа (Франция) и в г. Кольберг (ЮАР).
Сейсмоизолирующий фундамент фирмы Spie Batignolle является классическим примером сейсмоизоляции с последовательным расположением упругих и демпфирующих элементов. При относительно слабых воздействиях, когда горизонтальная нагрузка на опорную часть не превосходит сил трения, система работает в линейной области; при увеличении нагрузки сила трения преодолевается и происходит проскальзывание верхней фундаментной плиты относительно нижней. При этом удается в несколько раз снизить нагрузки на оборудование и здание.
Опыт реализации нестандартных методов проектирования и строительства ...
... сооружение, что позволяет более реально оценивать взаимодействие системы. В первую очередь для всех перечисленных выше высотных зданий был рассмотрен плитный вариант фундамента на естественном основании - наиболее простое, технологичное ... более жесткими, приближается к отметке 10-15 м от поверхности земли. В связи с этим фундаментные конструкции анализировались исходя из возможности их применения в ...
Рис.6. Сейсмоизолирующий фундамент.
Несмотря на ряд достоинств сейсмоизолирующего фундамента Spie Batignolle, рассмотренная конструкция имеет ряд недостатков. Критический анализ французского решения имеется, в нем, в частности, отмечается, что выполненные теоретические расчеты фундамента производились на высокочастотные воздействия, при этом взаимные смещения фундаментных плит не превосходили 20 см.
Однако при длиннопериодных воздействиях, задаваемых акселерограммами землетрясений в Бухаресте (1978 г.), Ниигате (1923 г.), Мехико (1985 г.), нормированными на ускорение 0,4g, взаимные смещения фундаментных плит приближаются к 1 м. Для снижения этих смещений встает необходимость увеличения сил трения, что, в свою очередь, ведет к увеличению ускорений колебаний и снижению эффективности работы фундамента.
В качестве конструктивных недостатков фундамента следует отметить невозможность избежать неравномерного давления на опоры при строительстве на нескальных грунтах, отсутствие средств регулирования сил трения, сложность смены прокладок во время эксплуатации.
- Адаптивные системы
Рассмотренные выше примеры сейсмоизоляции представляют собой системы, в которых динамические характеристики сохраняются в процессе землетрясения. Наряду с этими решениями в практике сейсмостойкого строительства получили распространение адаптивные системы. В этих системах динамические характеристики сооружения необратимо меняются в процессе землетрясения, «приспосабливаясь» к сейсмическому воздействию.
Идея адаптивных систем сейсмозащиты состоит в том, чтобы в процессе землетрясения изменять динамические характеристики конструкции так, чтобы в результате собственные частоты здания «ушли» из опасного резонансного диапазона. Этого можно достигнуть двумя способами: посредством выключающихся или включающихся связей. Первый тип связей — это специально предусмотренные «слабые» конструктивные элементы здания, предназначенные для разрушения при землетрясении, что уменьшает жесткость здания и, соответственно, собственные частоты колебания сооружения. К этому способу можно отнести устройство «слабых» растворных проливок на границе между верхом фундамента и кладкой стен. К адаптивным мерам по сейсмозащите здания можно отнести, например, использование свинцовых прокладок, встреченных в кладке опор купола Св. Софии константинопольской. Второй тип связей в нормальной обстановке не участвует в работе конструкции, а включается только в процессе землетрясения при определенной величине перемещений. Это могут быть установленные с зазором ограничители, провисающие растяжки и т.п. К этому типу можно причислить устраиваемые в процессе строительства храмов воздушные связи. Их необходимость при строительстве не вызывает сомнения, а после его завершения, по мере твердения раствора в кладке, они выключаются из работы. Характер соединения таких связей обеспечивает их определенную подвижность в ненагруженном состоянии, а при сейсмическом воздействии они способны воспринимать часть нагрузки.
Основы проектирования сейсмостойких зданий и сооружений
... повышению и обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений, названный активным способом сейсмозащиты (нетрадиционный поход). Этот способ предусматривает снижение величины инерционных сейсмических нагрузок на сооружения за ... специализированных проектных и научных организаций. С целью получения достоверной информации о работе конструкций при землетрясениях и колебаниях прилегающих к зданиям грунтов в ...
Пример конструктивного решения зданий с выключающимися связями приведен на рис. 7.
В нижней части здания между несущими стойками нижнего этажа установлены связевые панели, отключающиеся при интенсивных сейсмических воздействиях, когда в спектре воздействия преобладают периоды, равные или близкие к периоду свободных колебаний сооружения. После отключения панелей частота свободных колебаний падает, период колебаний увеличивается, происходит снижение сейсмической нагрузки. При низкочастотном воздействии период собственных колебаний здания со связевыми панелями значительно ниже величин преобладающих периодов колебаний грунта, поэтому резонансные явления проявляются слабо и связевые панели не разрушаются.
Применение выключающихся связей наиболее эффективно в том случае, когда уверенно прогнозируется частотный состав ожидаемого сейсмического воздействия. В качестве недостатков необходимо отметить, что после разрушения выключающихся связей во время землетрясения необходимо их восстановление, что не всегда практически осуществимо. Кроме того, как известно, в некоторых случаях в процессе землетрясения в его заключительной стадии происходит снижение преобладающей частоты воздействия. Вследствие этого возможно возникновение вторичного резонанса и потеря несущей способности конструкций здания. В этом случае требуется применение конструктивных мероприятий, что приводит к дополнительным затратам на строительство.
- Сейсмогашение
Использование систем с повышенным демпфированием сводится к введению в конструкцию здания специальных устройств, повышающих рассеяние энергии, что приводит к уменьшению сейсмических ускорений системы. Примером таких устройств могут служить устройство известняковых карнизов в уровне пят арок и сводов, являющихся также и распределительными плоскостями нагрузок. В принципе сам тип кладки из чередующихся слоев кирпича и камня является средством распределения и гашения нагрузок горизонтальных сейсмических волн.
Демпфирование характеризуется переводом энергии колебаний системы в другой вид энергии. Например, в демпферах внутреннего трения энергия колебаний расходуется на пластические деформации элементов конструкции моста — чаще всего, каких-либо связей. Демпферы трения скольжения предусматривают трансформацию энергии колебаний в кинетическую энергию взаимных перемещений элементов по трущимся поверхностям и тепловую энергию.
- Использование демпфирующих устройств имеет ряд особенностей
- появление остаточных деформаций и изменение взаимоположения элементов сооружения в результате сейсмических воздействии, требующие восстановления исходного положения после землетрясения;
- нелинейный характер работы системы, существенно затрудняющий расчет моста.
Достаточно простыми для реализации в мостостроении представляются демпферы трения скольжения с использованием «сдвигающихся» опорных частей. Такие опорные части состоят из верхнего и нижнего балансиров, имеющих традиционную конструкцию, и дополнительных металлических листов, разметенных между опорным листом пролетного строении и верхним балансиром и соединяемых высокопрочными болтами. Усилие затяжки болтов может быть подобрано таким, чтобы при часто повторяющихся землетрясениях небольшой силы, на которую и рассчитываются все конструкции моста, фрикционная связь между дополнительными листами не нарушалась, по при превышении заданного значения сейсмической силы усилия в элементах моста не увеличатся, т.к. произойдет сдвижка пролетного строения относительно опоры.
Динамический расчет и обеспечение устойчивости зданий
... Цель динамического расчета конструкций зданий следующая: определение динамических нагрузок и их классификация по частотности и динамичности; расчет собственных колебаний и определение основных динамических характеристик зданий; расчет вынужденных колебаний и определение амплитуды динамических перемещений и проверка выполнения физиологических и технологических ...
Многочастотный успокоитель колебаний или, сокращенно, МУК является системой устройств для вибрационного контроля, установленной на высотном здании или другом сооружении, которая колеблется с определёнными резонансными частотами данного объекта под сейсмической нагрузкой.
Каждый МУК включает в себя ряд междуэтажных диафрагм, обрамленных набором выступающих консолей с различными периодами собственных колебаний и работающих как инерционные демпферы. Использование МУК позволяет сделать здание как функциональным, так и архитектурно привлекательным.
Приподнятое основание здания является инструментом вибрационного контроля в сейсмостойком строительстве, который может улучшить работу зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой.
Эффект Приподнятого основания здания (ПОЗ) основан на следующем. В результате многократных отражений, диффракций и диссипаций сейсмических волн в процессе их распространения внутри ПОЗ, передача сейсмической энергии в надстройку (верхнюю часть здания) оказывается сильно ослабленной. Эта цель достигается за счёт соответствующего подбора строительных материалов, конструктивных размеров, а также конфигурации ПОЗ для конкретной площадки
Демпфирование вертикальной конфигурацией предназначено для улучшения работы зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой за счёт предотвращения резонансных колебаний с помощью дисперсии сейсмической энергии проникающей в эти здания и сооружения. Пирамидальные постройки не перестают привлекать внимание архитекторов и инженеров также благодаря их устойчивости при ураганах и землетрясениях. Конический профиль здания не является обязательным для этого метода вибрационного контроля. Аналогичный эффект может быть достигнут с помощью соответствующей конфигурации таких характеристик как массы этажей и их жесткости.
Гистерезисный демпфер предназначен для улучшения работы зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой за счёт диссипации сейсмической энергии проникающей в эти здания и сооружения. Имеются, в основном, четыре группы гистерезисных демпферов, а именно:
- Жидкостный вязкоупругий демпфер
- Твердый вязкоупругий демпфер
- Металлический вязкотекучий демпфер
- Демпфер сухого трения
Каждая группа демпферов имеет свою специфику, свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать при их применении.
- Динамические гасители колебаний (ГК)
Для уменьшения инерционных сил, возникающих в сооружениях при землетрясениях, используют системы с повышенными характеристиками затухания. Эти системы особенно эффективны для конструкций башенного типа.
По курсу: «Новые строительные технологии» Тема Легкие тонкостенные ...
... возведения зданий и сооружений. Преимущества каркасных домов из ЛСТК. Быстровозводимые здания иногда ошибочно считают временными сооружениями. По ... строительной технике при строительстве быстровозводимых зданий. Масса любого монтажного элемента конструкций здания не превышает 100 кг. ... снижению нагрузок от собственного веса и сейсмических нагрузок, уменьшению транспортных расходов и трудозатрат ...
При использовании динамических гасителей необходимо осуществлять регулирование масс элементов системы и жесткости связей между ними, при котором обеспечивается противофазность колебаний отдельных элементов, приводящая к снижению инерционных усилий. Такая настройка системы осложняется широким спектром характеристик сейсмических воздействий, изменением жесткостных характеристик элементов в зависимости от величины усилий в них (прежде всего, железобетонных и бетонных конструкций), неопределенным характером работы таких элементов, конусов насыпей, деформационных швов и др.
В зависимости от конструктивного выполнения упругих связей динамические гасители делятся на три группы:
- Пружинные
- Маятниковые
- Комбинированные
Инерционный гаситель, который является одним из устройств для вибрационного контроля, представляет собой массивный бетонный блок, установленный на высотном здании или другом сооружении, который колеблется с резонансной частотой данного объекта с помощью специального пружиноподобного механизма под сейсмической нагрузкой.
Для этой цели, например, инерционный демпфер небоскреба Тайбэй 101 оборудован двумя маятниковыми подвесками, на 92-ом и 88-ом этажах, весящими 660 тонн каждая.
Недостаток этого технического решения заключается в сложности систем и больших материальных затратах на их содержание.
Наиболее перспективным направлением разработки систем с динамическими гасителями колебаний следует считать использование опорных частей, включающих дополнительные упругие элементы, выполненные в виде изгибаемых вертикальных стержней, размещенных под нижним балансиром стандартной опорной части. Жесткость стержней подбирается таким образом, чтобы колебания пролетного строения были противофазны колебаниям опоры. Стержни могут иметь жесткостные характеристики, различные в направлениях вдоль и поперек оси моста, а также могут быть снабжены дополнительной связью, разрушающей при заданной балльности землетрясения.
- Традиционные сейсмозащитные мероприятия
Обычные мероприятия по сейсмозащите зданий и сооружений сводятся в основном к повышению несущей способности элементов и конструкций. Такая сейсмозащита осуществляется в соответствии со строительными нормами «Строительство в сейсмических районах». При этом выполняемые мероприятия не снижают сейсмических нагрузок на здания и сооружения, а только их учитывают.
Мероприятия традиционной сейсмозащиты заключаются в использовании строительных материалов высокого качества, тщательности выполнения конструкций, правильном выборе строительной площадки, в расположении и взаимосвязи несущих элементов зданий. Среди таких конструкций первое место по значению занимает фундамент. Существуют такие варианты сейсмического усиления фундамента, как уширение фундамента к подошве, усиление основания при помощи свай. Также очень важно качество элементарных строительных материалов: кирпича, каменных блоков и раствора.
Гражданские здания и их конструкции
... 33 - грунтовая влага Расположенные внутри здания отдельные опоры и балки образуют внутренний каркас здания. Перекрытия Крыша является конструктивным элементом, защищающим помещения и конструкции здания от атмосферных осадков. Она состоит из ...
Выбор площадки строительства
Расчётная сейсмичность района строительства уточняется по данным детального сейсмического районирования и сейсмического микрорайонирования в зависимости от местных геологических и инженерно-геологических условий и наличия локальных очагов землетрясений. Наибольшее влияние на степень воздействия землетрясений на сооружения оказывают грунтовые условия. Более благоприятны для строительства в сейсмических районах скальные грунты. Интенсивность сейсмического воздействия увеличивается на участках с песчанистыми, глинистыми, насыпными грунтами, а также при высоком уровне грунтовых вод. Участки с крутизной склона свыше 15°, сильной разрушенностью пород, просадочными грунтами, а также районы, где наблюдаются осыпи, оползни, обвалы, плывуны и сели, неблагоприятны, а иногда и непригодны для сейсмостойкого строительства. При необходимости строительства сооружений на таких площадках предпринимают дополнительные меры по укреплению оснований и
Конструктивные меры защиты зданий от сейсмических нагрузок
Рекомендуется при проектировании принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы и добиваться равномерного распределения жесткостей конструкций и масс. Следует соблюдать требование равнопрочности элементов несущих конструкций, не должны допускаться слабые узлы и элементы, преждевременный выход которых может привести к разрушению сооружения, до исчерпания несущей его способности. В зданиях и сооружениях из сборных элементов рекомендуется располагать стыки вне зоны максимальных усилий, необходимо обеспечивать однородность и монолитность конструкций за счет применения укрепленных сборных элементов. В конструкциях и их соединениях следует предусматривать условия, облегчающие развитие пластических деформаций, обеспечивающие при этом общую устойчивость сооружения.
В многоэтажных зданиях большую роль на их сейсмостойкость оказывают конструкции междуэтажных перекрытий и покрытий, работающих как диафрагмы жесткости, обеспечивающие распределение сейсмической нагрузки между вертикальными несущими элементами. Сборные железобетонные перекрытия и покрытия зданий должны быть замоноличенными, жесткими в горизонтальной плоскости и соединенными с вертикальными несущими конструкциями.
Объемно-планировочные решения сейсмостойких зданий
Существенное влияние на сейсмостойкость зданий оказывает выбор объемно-планировочных схем, их формы и габаритов. Анализ последствий сильных землетрясений показывает, Что наиболее предпочтительными формами сооружений в плане являются круг, многоугольник, квадрат и близкие им по формам очертания. Такие здания находятся в лучших условиях, с точки зрения возникновения в них крутильных колебаний. Однако такие формы не всегда соответствуют требованиям планировки, поэтому чаще всего применяется прямоугольная форма с параллельно расположенными пролетами, без перепада высот смежных пролетов и без входящих углов. В случае, если возникает необходимость создания сложных форм в плане здания, то его следует разрезать по всей высоте на отдельные замкнутые отсеки простой формы.
Конструктивные решения отсеков во время землетрясения должны обеспечивать независимую работу каждого из них. Достигается это устройством антисейсмических швов, которые могут быть совмещены с температурными или осадочными. Кроме этого, здания разделяются антисейсмическими швами также в том случае если его смежные участки имеют перепады высот 5 м и более (при расчетной сейсмичности 7 баллов) допускается в одноэтажных зданиях высотой до 10 м антисейсмические швы не устраивать).
Лестничные клетки в зданиях предусматривают закрытыми с оконными проемами в наружных стенах. Расположение и количество определяются расчетом в соответствии с нормативными документами по противопожарному проектированию; рекомендуется принимать не менее одной лестничной клетки между антисейсмическими швами.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/stroitelstvo-v-seysmicheskih-rayonah/
1. Уздин А.М. и др. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений. СПб, 1993. 176 с.
- Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов. М.: Стройиздат, 1976. 232 с.
- Айзенберг Я.М.
Сейсмоизоляция высоких зданий // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №4, 2007. С. 41-43.
- СНиП II -7-81. Строительство в сейсмических районах. М.: Госстрой России, 2000. 318 с.
- Авидон Г.Э., Карлина Е.А.
Особенности колебаний зданий с сейсмоизолирующими фундаментами
- А.М. Курзанова и Ю.Д. Черепинского // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №1, 2008.С. 42-44.
- ОДМ 218.2.002-2008 «Рекомендации по проектированию и установке полимерных опорных частей мостов».
