Сейсмоустойчивые здания ПОДГОТОВИЛ

Сейсмоустойчивые здания ПОДГОТОВИЛ СТУДЕНТ СТРОИТЕЛЬНОГО КОЛЛЕДЖА: Черных Николай

Принципы строительства сейсмоустойчивых зданий Чуть более года назад профессор Университета Колорадо Роджер Билхэм опубликовал свой доклад, в котором говорилось, что при современном росте урбанизации и увеличении населения, к середине XXI века потребуется более миллиарда жилых строений, а человечество столкнется с новым оружием массового уничтожения - таким оружием станет. . . обыкновенный жилой дом. Объясняя свой парадоксальный вывод, ученый ссылается на то, что власти и архитекторы не уделяли и не будут в будущем уделять должного внимания возведению сейсмоустойчивых зданий, а также укреплению уже имеющихся. Причина банальна - для строительства таких зданий требуются существенно большие затраты. Роджер Билхэм предрекает, что в этом веке должно произойти землетрясение, числом жертв превосходящее гаитянское, в котором пострадало порядка 230 тысяч человек.

История развития После того, как в 2010 году случилась страшная трагедия на Гаити, ученые отметили, что многих жертв можно было бы избежать, если бы на острове уделялось должное внимание строительству сейсмоустойчивых зданий. Профессор Чак Де. Метс из Northwestern University заявил, что свою роль в появлении такого количестве жертв сыграло безответственное строительство. Здания, не рассчитанные на столь мощный удар, складывались как картонные домики, становясь могилами для людей. Случись подобное землетрясение в Калифорнии, жертв было бы на порядок меньше. Вывод профессора подтверждают следующие факты: землетрясение в Армении 1988 года магнитудой 6, 9 баллов по шкале Рихтера унесло жизни 25 тысяч человек, а годом спустя, при аналогичном землетрясении в Калифорнии погибли только 63 человека. Эти цифры, как считает Чак Де. Метс, наглядно иллюстрируют огромную роль сейсмоустойчивых зданий в спасении жизней во время землетрясений. Изначально в Ленинакане (современное название - Гюмри) велось лишь монолитное домостроение. Однако это - многоступенчатая

работа. Необходимо было искать новые пути развития технологий строительства. И они были найдены. Специально для Ленинакана были разработаны сборные конструкции, которые выдержали бы землетрясения до 9 баллов. Дома из сборных конструкций возводились в полтора раза быстрее, чем монолитные дома, к тому же они оказались экономичнее, так как себестоимость строительства была на 30% ниже себестоимости монолитных домов. Специалисты компании "Стройтехника" принимали участие в ликвидации последствий землетрясения и строительстве сейсмоустойчивых зданий в Армении. Стоит заметить, что даже по прошествии более чем 20 -и лет со дня землетрясения в Армении технология не потеряла своей актуальности, хотя, без сомнения, появились и новые пути решения проблемы обеспечения сейсмоустойчивости зданий. Один из распространённых способов сейсмоустойчивого строительства - возведение зданий на фундаменте с большим запасом несущей прочности. Например, в России по такому принципу построены экспериментальные дома в городе Усть-Лабинск. Здесь возводят 4 -5 - этажные здания на усиленном фундаменте, соответствующем дому в 9 этажей для обычных сейсмоусловий.

Состав материала Для того чтобы успешно противостоять землетрясениям ученые разрабатывают и новые строительные материалы. В частности, представители высшей школы из Мичигана создали новый вид бетона, получивший название "эластичный" бетон. Он, как следует из названия, отличается повышенной эластичностью и гибкостью. Интересной особенностью материала можно считать способность самовосстанавливаться под воздействием дождя или снега. Эти необычные свойства бетону обеспечивает добавление минералов, которые входят в состав морских раковин. Возникшие в результате нагрузки трещины в этом удивительном бетоне, со временем затягиваются, и прочность материала остается неизменной. Однако и некоторые известные с древности строительные материалы отличаются сейсмоустойчивостью. В частности, к таким материалам относится глина. В Таджикистане построено немало сейсмоустойчивых зданий именно из этого материала, с добавлением древесины эластичных сортов дерева, таких как, например, тутовник. Для строительства такого здания прежде всего изготавливают деревянную

стойку, нижнюю и верхнюю обвязочную балку, (именно так веками строили дома в Средней Азии), а затем, во время постепенного возведения глиняных стен, в них "вплетаются" ветки деревьев. По словам и. о. заведующего лаборатории Института сейсмостойкого строительства Джумы Рузиева такой дом выдержит девятибалльное землетрясение. Описанная технология применяется в Таджикистане, очевидно, из-за необходимости экономить на строительной технике и материалах. И её недостатком можно признать то, что это возможно только в малоэтажном строительстве. Ещё одна инновация в отрасли строительных материалов: применение высокопрочной арматуры при бетониовании опалубки элементов зданий и сооружений. В настоящее время осуществляется производство сейсмоустойчивой арматуры класса прочности 500 МПа.

Принципы строительства Произошедшее землетрясение в Японии подтолкнуло ученых Страны восходящего Солнца и самих выступить в СМИ с заявлением о том, какими должны быть сейсмоустойчивые здания и какие принципы необходимо соблюдать при их строительстве. Следует использовать симметричные конструктивные схемы. При строительстве требуется равномерно распределять жесткость конструкции и массу. Однородность и монолитность конструкции обеспечивается благодаря применению укрепленных сборных элементов. К особенностям строительства стоит отнести и создание антисейсмических швов - двойные стены или двойные ряды несущих стоек. Они как бы разрезают дом на самостоятельные, независимые друг от друга отсеки. Не допускается при строительстве использовать перегородки из ручной кирпичной кладки в зданиях выше пяти этажей. В качестве строительных материалов для сейсмоустойчивых зданий рекомендуются панельные блоки, изготовленные с применением вибрации в специальных заводских условиях. В растворы необходимо добавлять пластификаторы и адгезирующие добавки, которые повышают сцепление раствора со строительным материалом. Еще одно правило возведения сейсмоустойчивых зданий - бетонные или кирпичные перегородки должны армироваться и анкероваться по всей длине. Предпочтительные формы объектов при строительстве в сейсмоопасной зоне - прямоугольный, круглый, квадратный или шестиугольный дом. Строения в виде книжек, с вытянутыми одной или двумя сторонами категорически не подходят. Фундаменту во время строительства всегда должно придаваться особое значение, особенно если речь идет о сейсмоустойчивых зданиях. Известна методика применения сейсмоизолирующих подушек из бетона и полимерных материалов, когда возникнет эффект скольжения по ним здания во время землетрясения

Строительство в Японии Японцы иногда сравнивают свою страну со стволом бамбука, окованным сталью и завернутым в пластик. Туристские достопримечательности, которые, прежде всего, предстают взорам иностранцев, и впрямь кое в чем схожи с экзотической оберткой, сквозь которую местами проглядывает сталь современной индустриальной Японии. Легко подметить новые черты на лице этой страны. Труднее заглянуть в ее душу, прикоснуться к скрытому от посторонних глаз бамбуковому стволу, почувствовать его упругость. Все старинные памятники архитектуры в Японии построены из дерева. Эта особенность дальневосточного зодчества обусловлена рядом причин: Во-первых, заготовка материалов и строительство из камня требовали значительно больше усилий, чем использование дерева, Во-вторых, строительный материал также определялся климатом, длинным жарким и влажным летом и довольно короткой и сухой зимой. Чтобы легче переносить жару, помещения делались легкими и открытыми, с приподнятым над землей полом и крышей, имевшей длинные свесы, защищающие от солнца и частых дождей. Каменная кладка не позволяла обеспечить естественную вентиляцию помещений. Дерево меньше нагревается от жары летом, а зимой меньше охлаждается, лучше поглощает влагу. В-третьих, что существенно, дерево лучше переносит толчки землетрясений, каждодневно случающихся на Японских островах. В-четвертых, имело значение и то, что деревянный дом можно было разобрать и собрать в новом месте, что весьма затруднительно в отношении каменного.

Дома в Японии Для традиционной японской архитектуры характерны сооружения с массивными крышами и относительно слабыми стенами. При возведении дома сначала устанавливались опоры и балки конструкции, позволяющие поддерживать крышу. Пространство дома организовывалось крышей и модульным расположением опор; дизайн сводился к заполнению промежутков между опорами и балками. С одной стороны, плоскости стен делили внутреннее пространство на отдельные комнаты, а с другой - сами стены, в зависимости от их материала и роли барьера, изменяли взаимоотношение между отдельными опорами конструкции дома. В этом суть традиционного японского дизайна: если структура заранее задана, дизайн состоит в выравнивании и перестановке уже существующих отношений. Таким образом, можно говорить о том, что японские домостроители уже давних времен применяют принцип «навесных фасадов» в технологии каркасного домостроения. Частые землетрясения послужили причиной появления сейсмоустойчивых технологий, позволяющих минимизировать разрушения, травмирование и гибель людей.

Яркое тому подтверждение - производимые в широчайшем ассортименте фасадные панели для наружной облицовки зданий. В технологии производства облицовочных материалов учтены все требования, которые только может предъявить требовательный заказчик: многообразный дизайн, пожаростойкость, технологичность монтажа, сейсмоустойчивость, простота эксплуатации.

Конструкции в Японии, стране деревянной архитектуры, редко бывают тяжелыми и массивными. Всегда где-то присутствуют уравновешивающие, - а точнее возносящие ввысь, - легкие и изящные детали. Древнейшими архитектурными памятниками Японии являются синтоистские и буддийские культовые сооружения - святилища, храмы, монастыри. Храмовые постройки почти лишены окраски и украшений. Вся красота этих простых и практичных построек создается за счет цельного неокрашенного дерева. Еще одним важным аспектом традиционной архитектуры Японии является взаимоотношение дома и окружающего пространства, в частности сада. Японцы не рассматривали внутреннее и внешнее пространство как две отдельные части, скорее оба перетекали друг в друга. Другими словами, нет той границы, где кончается внутреннее пространство дома и начинается внешнее.

Зоны сейсмической активности и их расположение Расположение эпицентров землетрясений по земной поверхности подчиняется определенной закономерности. До девяноста процентов землетрясений происходит на территории 2 -х узких сейсмических поясов, которые окаймляют земной шар. Это средиземноморский пояс, который охватил Индонезию, Гималаи, Малую Азию, Черное и Средиземное моря, Португалию и острова Зеленого Мыса с боковой ветвью, протянувшейся в сторону Центрального Китая. В этом поясе происходит до 21 процента всех землетрясений. И тихоокеанский пояс, который протянулся вдоль западного берега Америки, к востоку и северу от Австралии и по восточному побережью Азии. Здесь происходит 68 процентов землетрясений. На протяжении последних ста лет за пределами данных поясов произошло не больше 11 процентов землетрясений. В южной и средней части Атлантического океана также есть очаги землетрясений. Кроме того, небольшие пояса располагаются вдоль Урала и в Африке от реки Нил через район Великих озер.

Причины возникновения землетрясений Обычно землетрясения происходят в местах чередования гор со впадинами. Области, в которых располагаются большие равнины, являются асейсмичными. Дело в том, что на участках с расчлененным рельефом концентрируются области со значительными тектоническими напряжениями, в то время, как равнины представляют собой устойчивые области. Области вулканизма также в большинстве своем совпадают с областями землетрясений. Специалисты заметили, что одних случаях после землетрясений прекращаются извержения вулканов, а в других – в результате землетрясений происходило оживление вулканической деятельности. Так, к примеру, Везувий прекратил действовать после Лиссабонского землетрясения. Это подтверждает наличие связи между процессами движения материи в подкорковом слое. Согласно статистике ежегодно на Земле происходит приблизительно 1 катастрофическое землетрясение, сто – с разрушительными последствиями и один миллион, ощутимых в местах населенных людьми.

продолжение… Причины возникновения землетрясений до конца не ясны. В основном ученые придерживаются мнения, что землетрясения возникают в результате происходящих в глубинных слоях Земли смещений вещества, связанных с кручением, скольжением или моментальным сдвигом пластов. В качестве доказательства этого приводятся данные о расположении гипоцентров землетрясений вдоль ранее существовавших разломов в земной коре (зона в южной части Крыма, вдоль берега Охотского моря, разлом Сан-Андерс и другие). Плоскости разломов, как правило, имеют наклон в сторону суши, которая по ним движется в сторону моря. Под действием этих движений возникают напряжения, приводящие к повторным разрывам, а они вызывают землетрясения. В качестве доказательств разрывного происхождения землетрясений приводятся данные о том, что поперечные волны, возникающие при сдвигах, более интенсивны, чем продольные волны. При простом сжатии и растяжении вещества, не сопровождавшемся разрывом, продольные волны обладали бы большей интенсивностью.