Строительство в сейсмических зонах.
Некоторые особенности строительства в сейсмических зонах.
Сейсмическая зона - территория, подверженная землетрясениям. В России таких зон более чем достаточно, да и вообще, на нашей планете их не мало.
Существует масса причин, по которым, происходят землетрясения, ученые до сих пор не знают и дискутируют о многих из них. Одна из основных причин возникновения сейсмической активности - это движение литосферных плит.
Самое страшное, что есть в землетрясениях - это то, что их невозможно предсказать, есть масса методик, пытающихся это сделать, но эффективность их находится на низком уровне.
Хотелось бы остановиться на вопросе строительства в сейсмозонах. В данной статье я буду простым языком и на простых примерах рассказывать о необходимых мероприятиях при строительстве домов в сейсмических районах. Возьму для примера одно из высотных зданий в городе Сочи.
Смотрим на металлические связи под сеткой
Сочи - сейсмоопасный район, имеющий даже 10-и бальные площадки сейсмической активности, т.е. максимальные, на них строить запрещено, хотя иногда дают специальное разрешение на строительство.
Российские нормы запрещают строить дома более 16-и этажей в 9-и бальной зоне, что же делать если надо и хочется выше?
Рассмотрим пример 28-и этажного здания (на фото). Подобные здания выходят за рамки строительных норм и требуют специальных технических условий, в которых рассказывается и доказывается о целесообразности принятых конструктивных решений для противостояния сейсмическому воздействию.
Что происходит со зданием во время землетрясения? Если не уходить глубоко в теорию, то все просто, дом стоит на земле, земля начинает двигаться, причем двигается она как в горизонтальном, так и вертикальном направлении с разными ускорениями, частотами и амплитудами. Если собрать карточный домик. Или как я домик из CD на тетрадке - будем считать ее землей, а потом резко дергануть, то, в общем можно сказать, что мы сымитировали землетрясение.
Обычное состояние здания
Резкое смещение основания, вызванное сейсмическими силами
Катастрофа
5 секунд и готово...
Из-за того, что здание имеет большую массу оно стремиться остаться на месте. Здание инертно к резким сейсмическим колебаниям, а земля при этом двигается, если конструкция здания, оказывается, не достаточно прочна для восприятия подобного воздействия, то происходит катастрофа. Масса плит перекрытий и их продольная жесткость несопоставимы с жесткостью поперечных стен, перекрытия просто выламывают опоры под собой (стены и колонны), происходят разрушения и всякие гадости.
Поэтому, в нашем, 28-и этажном здании применяют комбинированную систему, поперечные сейсмические усилия воспринимают поперечные железобетонные стены, а продольные усилия - металлические крестообразные связи, расположенные по фасаду здания.
Если, такие связи поставить в модельку из CD, то она просто напросто не разрушиться от дерганья тетрадкой. Таким образом, у нас здание не разрушается при землетрясении.
а теперь смотрим ниже
Никогда не упадет
Здания, которые строятся в сейсмических зонах имеют совершенно другие нормы проектирования, в этих нормах изначально заложены диафрагмы жесткости, связи, ограничения этажности, чего нет в обычных зданиях. Существует еще много разных технологий и методов по снижению сейсмического воздействия на здание, или технологий не позволяющих проводить к катастрофам.
На мой взгляд, хоть наука и занимается вопросами землетрясений, но она еще обладает очень малым количеством информации. Наблюдения за территориями сейсмостойкого строительства ведутся очень не давно (около 100 лет) и в основном все здания запроектированы на эмпирические данные, которые должны идти в запас прочности и надежности по отношению к реальным. Предсказывать и говорить о том, какое будет землетрясение, когда, с какой частотой, ускорением, амплитудой и т.д. - это очень и очень условный прогноз. Строители и ученые уже не раз ошибались и с определением бальности площадок (Нефтегорск), и с определением характера землетрясения (Спитакское и Калифорнийское землетрясения).
Поэтому, только серьезный запас прочности, точность, четкость и правильность всех сделанных работ начиная от обследования площадки строительства и заканчивая качеством залитого бетона, могут являться гарантами безопасности, в высотных зданиях, построенных в сейсмической зоне.
P.S. Есть один западный ученый, который говорит, зачем вообще так замарачиватся и вкладывать миллионы в изучение сейсмики, если можно строить обычные здания и просто их страховать. Да, вероятность землетрясений не велика и страховые компании подымутся на этом деле в разы быстрее, чем на ОСАГО, но гарантом безопасной жизни в России является государство, а оно запрещает подобные вещи.