Интенсивность землетрясений в разных странах оценивается по различным сейсмическим шкалам. По принятой в СССР шкале (ГОСТ 6249—52) опасными для зданий и сооружений считаются землетрясения, интенсивность которых достигает 7 баллов и более. В районах, где прогнозируемая максимальная интенсивность землетрясений (сейсмичность, сейсмическая активность) не превышает 6 баллов, проведение специальных антисейсмических мероприятий (при проектировании и строительстве), как правило, не предусматривается. Сейсмичность районов, подверженных землетрясениям, определяется по картам сейсмического районирования. Для уточнения сейсмичности площадки (участка) строительства проводятся соответствующие изыскания (см. Сейсмическое микрорайонирование).
строительство в районах с сейсмичностью, превышающей 9 баллов, весьма неэкономично. Поэтому в нормах указания ограничены районами 7—9-балльной сейсмичности. Обеспечение полной сохранности зданий во время землетрясений обычно требует больших затрат на антисейсмические мероприятия, а в некоторых случаях практически неосуществимо. Учитывая, что землетрясения (особенно сильные) происходят сравнительно редко, нормами допускается возможность повреждения элементов конструкций, не представляющего угрозы для безопасности людей или сохранности ценного оборудования.
Степень сейсмического воздействия на здания (сооружения) в значительной мере зависит от грунтовых условий. Наиболее благоприятными в сейсмическом отношении считаются прочные скальные грунты. Сильно выветренные или нарушенные геологическими процессами породы, просадочные грунты, районы осыпей, плывунов, горных выработок неблагоприятны, а иногда и непригодны для устройства оснований сооружений; в тех случаях, когда строительство всё же осуществляется в таких геологических условиях, прибегают к усилению оснований и осуществляют дополнительные мероприятия по сейсмозащите сооружений. Это приводит к значительному удорожанию строительства.
Сейсмостойкость сооружения обеспечивается как выбором благоприятной в сейсмическом отношении площадки строительства, так и разработкой наиболее рациональных конструктивной и планировочной схем сооружения, специальными конструктивными мероприятиями, повышающими прочность и монолитность несущих конструкций, создающих возможность развития в конструктивных элементах и узлах пластических деформаций, значительно увеличивающих сопротивляемость сооружений действию сейсмических сил. Большое значение для повышения сейсмостойкости сооружений имеет высокое качество строительных материалов и работ.
История архитектуры и строительства города Алматы
... недалеко кокандские войска побуждали ускорить строительство оборонительных сооружений. Фортификационные работы не прекращались, но одновременно велось и гражданское строительство. В случае взятия городка неприятелем ... 430 гектаров, передана под юрисдикцию музея истории г. Алматы для создания специализированного музея под открытым небом. История свидетельствует, что уйсуни, предки современного ...
Сейсмостойкое строительство, Сейсмостойкое строительство
сейсмостойкого строительства
- Понимать, что происходит при взаимодействии строительных объектов с трясущимся основанием.
- Предвидеть последствия возможных толчков.
- Проектировать, возводить и поддерживать в надлежащем состоянии сейсмические объекты
Сейсмически прочное сооружение не обязательно должно быть громоздким и дорогим как, например, Пирамида Кукулькана в городе майя Чичен-Ица.
В настоящее время наиболее эффективным и экономически целесообразным инструментом в сейсмостойком строительстве являетсявибрационный контроль cейсмической нагрузки и, в частности, сейсмическая изоляция, позволяющая возводить сравнительно легкие и недорогие постройки.
Сейсмическое нагружение
сейсмический нагружение виброконтроль демпфер
Сейсмическое нагружение
сейсмической нагрузки
- Интенсивности, продолжительности и частотных характеристик ожидаемого землетрясения
- Геологических условий площадки строительства
- Динамических параметров сооружения
Сейсмическое нагружение, Сейсмическая защита
Исходя из того, что прочность стали примерно в 10 раз выше, чем у самого качественного бетона и каменной или кирпичной кладки, понятие сейсмостойкость ассоциируется с достаточно прочной постройкой, с мощным стальным каркасом или стенами, способными выстоять расчётное землетрясение без полного разрушения и с минимальными человеческими жертвами. Примером такой постройки может служить изображенный рядом спальный корпус Университета Беркли, усиленный наружной антисейсмической стальной фермой.
Однако не следует навязывать зданию почти непосильную задачу — сопротивляться сокрушительному землетрясению. Лучше дать этому зданию возможность как бы парить над трясущейся землей. Провозгласить такую цель, конечно, значительно проще, чем достичь её практически.
На фото справа показана модель 18-этажного здания на виброплатформе, на котором проводятся испытания в режиме Нортриджского землетрясения, записанного недалеко от его эпицентра. Блок из четырёх сейсмопротекторов (вид сейсмической изоляции) поможет зданию резко повысить его сейсмостойкость и выдержать сотрясение.
Испытания проводились на мощной виброплатформе (12.2 м на 7.6м) одного из крупнейших в Соединенных Штатах специализированных испытательных полигонов, который принадлежит Университету Калифорния Сан-Диего и входит в национальную систему Сети Имитации Сильных Землетрясений. С помощью этой виброплатформы можно создавать и воссоздавать землетрясения любой амплитуды и частотного спектра сидя за пультом управления.
Сейсмический анализ
анализ сейсмостойкости
Трехмерная диаграмма сейсмостойкости модели здания.
Анализ сейсмостойкости
Однако спектры реакции хороши лишь для систем с одной степенью свободы. Использование пошагового интегрирования с трехмерными диаграммами сейсмостойкости оказываются более эффективным методом для систем со многими степенями свободы и со значительной нелинейностью в условиях переходного процесса кинематической раскачки.
Жизненный цикл зданий из Самана
... из самана Особо следует обратить внимание на то, что конструкции всякого саманного сооружения должны быть тщательно изолированы от возможного проникновения сырости. Как правило, влага в ... условиях нужно считать серьезной угрозой, возможно, самой существенной опасностью для всех саманных и других зданий из необожженной глины. Это приложение описывает условия, при которых вода может ...
Экспериментальная проверка сейсмостойкости
Экспериментальная проверка сейсмостойкости, или исследование сейсмостойкости, необходимо для понимания действительной работы зданий и сооружений под сейсмической нагрузкой. Онa бывает, в основном, двух видов: полевaя (натурнaя) и на сейсмоплатформе.
Удобнее всего испытывать модель здания на сейсмоплатформе, воссоздающей сейсмические колебания — если, конечно, у вас нет времени дождаться настоящего землетрясения.
Такие лабораторные испытания проводятся на больших или меньших моделях зданий и сооружений уже в течение многих лет, однако стоимость их довольно высока. Чтобы снизить эту стоимость, рекомендуется применять Performance Factor Procedure, впервые предложенную для экспериментальной проверки эффективности сейсмической изоляции.
Виброконтроль
Виброконтроль (vibration control) является системой устройств для уменьшения сейсмической нагрузки на здания и сооружения. Все эти устройства можно классифицировать как пассивные, активные и гибридные. Ниже кратко описаны некоторые устройства и методы виброконтроля.
Сухая кладка стен
Первыми строителями, обратившим особое внимание на сейсмостойкость капитальных построек, в частности, стен зданий, были инки, древние жители Перу.
Особенностями архитектуры инков является необычайно тщательная и плотная (так, что между блоками нельзя просунуть и лезвия ножа) подгонка каменных блоков (часто неправильной формы и очень различных размеров) друг к другу без использования строительных растворов.
Благодаря этим особенностям кладка инков не имела резонансных частот и точек концентрации напряжений, обладая дополнительной прочностью свода. При землетрясениях небольшой и средней силы такая кладка оставалась практически неподвижной, а при сильных — камни «плясали» на своих местах, не теряя взаимного расположения и при окончании землетрясения укладывались в прежнем порядке.
Эти обстоятельства позволяют считать сухую кладку стен инками одним из первых в истории устройств пассивного виброконтроля зданий.
Сейсмический амортизатор
Сейсмический амортизатор: общий вид
Испытание сейсмического амортизатора в CSUN
Сейсмический амортизатор
Недавно сейсмические амортизаторы под именем Metallic Roller Bearings были установлены в жилом 17-этажном комплексе в г.Токио, Япония.
Инерционный демпфер
Инерционный демпфер на высотном здании Тайбэй 101
инерционный демпфер
Для этой цели, например, инерционный демпфер небоскреба Тайбэй 101 оборудован двумя маятниковыми подвесками, на 92-ом и 88-ом этажах, весящими 660 тонн каждая.
Гистерезисный демпфер
Жидкостный вязкоупругий демпфер в здании
Гистерезисный демпфер
- 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.
Современные методы сейсмоизоляции зданий и сооружений
... сооружения от преобладающих частот воздействия. Различают адаптивные и стационарные системы сейсмоизоляции. В адаптивных системах динамические характеристики сооружения ... место разрушения таких зданий указывают на необходимость детального обоснования их сейсмостойкости. Рисунок 3. ... на сейсмогашение и сейсмоизоляцию. В системах сейсмогашения, включающих демпферы и динамические гасители, механическая ...
Демпфирование вертикальной конфигурацией, Демпфирование вертикальной конфигурацией
Сравнительные испытания на вибростоле: слева — обычная модель здания, справа — модель, демпфированная вертикальной конфигурацией здания.
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.
Многочастотный успокоитель колебаний
Высотное здание с многочастотным успокоителем
Многочастотный успокоитель колебаний
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, Приподнятое основание здания
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 НОЗ для конкретной площадки.
Приподнятое основание здания (Elevated building foundation) 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 НОЗ для конкретной площадки строительства.
Свинцово-резиновая опора
Вибрационное испытание свинцово-резиновой опоры
Свинцово-резиновая опора
Однако механически податливые системы, какими являются сейсмически изолированные сооружения со сравнительно низкой горизонтальной жесткостью, но со значительной так называемой демпфирующей силой, могут испытывать значительные перегрузки, вызванные при землетрясении как раз этой силой.
Пружинный демпфер, Пружинный демпфер, Фрикционно-маятниковая опора, Фрикционно-маятниковая опора
Основные элементы фрикционно-маятниковой опоры (ФМО):
- сферически вогнутая поверхность скольжения;
- сферический ползунок;
- ограничительный цилиндр.
Исследование сейсмостойкости
Исследование сейсмостойкости (Earthquake engineering research) включает в себя как полевые так и аналитические и лабораторные эксперименты, имеющие целью объяснение известных фактов либо пересмотр общепринятых взглядов в свете вновь открытых фактов и теоретических разработок в области сейсмостойкого строительства.]
Тем не менее, основным практическим методом получения новых знаний в этoй области до сих пор является обследование поврежденных при землетрясениях сооружений.
Обзор существующих подходов к архитектурной реконструкции промышленных зданий
... и как следствие - гибком решении архитектурной реконструкции производственного здания. Литература [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/rekonstruktsiya-promyishlennyih-obyektov/ реконструкция здание архитектурный 1. Сысоева О.И. Реконструкция промышленных объектов: Учебное пособие. - Мн.: БНТУ, - 2005-136 ...
Главные мировые исследовательские центры по сейсмостойкости и сейсмостойкому строительству приведены ниже:
- Earthquake Engineering Research Institute (EERI)
- Earthquake Engineering Research Center
- Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER)
- John A. Blume Earthquake Engineering Center
- Consortium of Universities for Research in Earthquake Engineering (CUREE)
- Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research (MCEER)
- Earthquake Engineering Research Projects of CSUN
- George E. Brown, Jr. Network for Earthquake Engineering Simulation
- USGS Earthquake Hazards Program
- Office of Earthquake Engineering at Caltrans
- Earthquake Engineering Research Centre of Iceland
- Earthquake Engineering New Zealand
- Canadian Research Centers and Research Groups on Earthquake Engineering
- Hyogo Earthineering Researcquake Engh Center
- Laboratory for Earthquake Engineering of NTUA
- Earthquakes and Earthquake Engineering in The Library of Congress
- International Institute of Earthquake Engineering and Seismology
— National Center for Research on Earthquake Engineering
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/seysmostoykost-zdaniy-i-soorujeniy/
Руководство по проектированию сейсмостойких зданий и сооружений, т. 1—4, М., 1968—71;
— Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел А, гл. 12.
Строительство в сейсмических районах, М., 1970;
— Сейсмостойкое строительство зданий, М., 1971;
— Саваренский Е. Ф., Сейсмические волны, М., 1972;
— Современное состояние теории сейсмостойкости и сейсмостойкие сооружения М., 1973.
