СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ
Способность сооружения выполнять свои функции после расчетного замлетрясения: предотвращать глобальное обрушение, обеспечивать пожарную безопасность и устойчивость к афтершокам.
Городской пейзаж, Петропавловск-Камчатский
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
— Преимущественно использование материалов, конструкций и конструктивных схем, обеспечивающих снижение сейсмических нагрузок;
— Принимать более симметричные конструктивные и объемно-планировочные решения из рассматриваемых объемно-планировочных концепций, с равномерным распределением нагрузок на перекрытия, масс и жесткостей конструкций в плане и по высоте;
— Располагать стыки элементов вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность, однородность и непрерывность конструкций;
— Предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающие устойчивость сооружения.
Не следует применять конструктивные решения, допускающие обрушение сооружения в случае разрушения или недопустимого деформирования одного несущего элемента.
Симметрия в архитектуре
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
СП 14.13330.2018 применяется для строительства на территории Российской Федерации с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов по шкале MSK-64. Для районов с балльностью 6 баллов правила применяются только для объектов повышенного уровня ответственности, когда это требуется другими нормативными документами. Для площадок с сейсмичностью более 9 баллов проектирование осуществляется по специальным указаниям уполномоченного федерального органа исполнительной власти.
ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПУАТАЦИЮ
Снижают сейсмостойкость
— Высокий возраст дома; — Аварийное состояние; — Перепланировки и пристройки, организованные без учета усиления конструкций; — Наличие цокольного этажа с широкими пролетами; — Стены из кирпича — Многоэтажное строительство — Сложная архитектурная форма фасада: выступы, перепады высот, неоднородные по толщине стены; — Строительство без проведения предварительных геодезических исследований;
Повышают сейсмостойкость
— Фундамент-плита; — Стены из железобетона / панелей / дерева; — Веранды и террасы жестко соеденены с конструкциями дома; — Регулярная проверка и ремонт кровли, металлических конструкций, водосточных труб, инженерного оборудования; — Малоэтажное строительство; — Квадратный дом, одинаковая толщина несущих стен; — Монолитные межэтажные перекрытия.
Карта интенсивности землетрясений в России
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА НАГРУЗКИ
Расчет выполняется на особое сочетание нагрузок, включающее:
— Собственный вес конструкций (постоянная нагрузка); — Вес отделки, оборудования, мебели, людей (временные нагрузки); — Собственно сейсмическая нагрузка — инерционные силы, возникающие из-за колебаний основания.
Они умножаются на понижающие коэффициенты сочетаний (ψ). Сейсмическая нагрузка рассматривается как знакопеременная.
РАСЧЕТНЫЕ СИТУАЦИИ
Расчётное землетрясение (РЗ): Рассчитано на среднюю интенсивность. Его цель — чтобы здание выстояло с минимальными повреждениями, сохранив функциональность.
Контрольное землетрясение (КЗ): Более мощное, часто в 2 раза сильнее расчетного. Цель — предотвратить обрушение здания и гибель людей, допуская значительные повреждения конструкций. Оценить общую устойчивость, несущую способность и способность к перераспределению усилий за счет пластических деформаций. Проверить отсутствие прогрессирующего обрушения.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗДАНИЯМ I. Антисейсмические швы
Разделить здание сложной формы на динамически независимые отсеки простой конфигурации.
Устройство швов обязательно, если:
— Здание имеет сложную форму в плане (Г-, П-образную и т. д.);
— Смежные части здания имеют перепад высот ≥ 5 м;
— Существенно различаются массы или жесткости смежных частей.
Конструкция: Шов выполняется парными стенами или рамами. Должен разделять все конструкции, включая фундамент (если не совпадает с осадочным швом). Ширина: Определяется расчетом как сумма амплитуд колебаний смежных отсеков. Минимальная ширина: 30 мм для зданий до 5 м, +20 мм на каждые следующие 5 м высоты. Расстояния между швами: Ограничены (для каменных зданий — 80 м при 7-8 баллах, 60 м при 9 баллах).
II. Ограничения этажности и высоты
Для каждого типа конструктивной системы установлена предельная этажность/высота в зависимости от расчетной сейсмичности.
Монолитные и панельные дома строят высокими (до 16+ этажей), тогда как каменные и кирпичные ограничивают 1–4 этажами для обеспечения безопасности. Решающими являются жесткость каркаса, армирование и грунтовые условия.
Превышение этажности допускается при применении специальных систем сейсмозащиты (изоляция, демпфирование).
III. Фундаменты
Наиболее эффективны свайные (в том числе с винтовыми сваями) и плитные фундаменты, способные выдерживать высокие сейсмические нагрузки.
Фундамент должен закладываться на прочных грунтах ниже уровня промерзания и поверхностных волн, предпочтительно на одной отметке для всего здания.
Применяется высокопрочный железобетон, арматура с повышенной пластичностью.
При возведении зданий на разных отметках или сложной конфигурации применяются антисейсмические швы для предотвращения взаимных ударов.
Использование специальных фундаментов с демпферами или резиновыми подушками, которые отделяют здание от грунта и гасят колебания.
Ленточный фундамент
Сейсмоизоляционные резиновые опоры (сейсмоизоляторы) — это конструктивные элементы, предназначенные для снижения сейсмических сил и горизонтальных смещений. Эти опоры обычно включают в себя резиновые опоры с высоким демпфированием (процесс гашения, ослабления или предотвращения нежелательных колебаний, вибраций и резонанса в механических, электрических и акустических системах) и свинцовые резиновые опоры, каждая из которых обладает различными свойствами рассеивания энергии.
Подшипники эффективно поглощают вибрации, а подшипники из свинцовой резины обладают высокой пластичностью. Создавая гибкий слой между надстройкой и фундаментом, сейсмоизоляционные подшипники увеличивают период колебаний конструкции, снижают ускорение и защищают целостность конструкции.
Они широко применяются на автомагистралях, железнодорожных мостах, в жилых комплексах, больницах и критически важных объектах инфраструктуры в различных сейсмических зонах и грунтовых условиях.)
Сейсмоизоляционные резиновые подшипники
Одним из преимуществ установки сейсмоизоляторов в здании является то, что они повышают его сейсмостойкость без необходимости утяжеления или повышения жесткости. Следовательно, помимо эффективной защиты здания от землетрясений, сейсмоизоляторы снижают экономические потребности при их строительстве по сравнению с другими альтернативами, делая их безопасными, и расширяют гибкость их дизайна и архитектуры.
IV. Перекрытия и покрытия
Преимущественно монолитные. Должны работать как жесткие горизонтальные диски, обеспечивающие пространственную работу здания и распределение сейсмических сил между вертикальными конструкциями.
Сборные перекрытия соединяются между собой и с вертикальными конструкциями сваркой, болтами, замоноличиванием шпонок или устройством монолитных обвязочных поясов.
Длина опирания плит на стены увеличена (мин. 120 мм для кирпичных стен).
Деревянные перекрытия допускаются с ограничениями (в малоэтажных зданиях при 7-8 баллах).
V. Лестницы
Лестничные клетки должны быть закрытыми.
Сборные лестничные марши, как правило, должны иметь шарнирное опирание с одного конца для свободного горизонтального смещения. Жесткое закрепление с двух концов допускается только при расчете узлов на возникающие усилия.
Запрещается устройство отдельно стоящих лестничных клеток.
ПРОЕКТ СЕЙСМОСТОЙКОГО ДВЕНАДЦАТИЭТАЖНОГО ОДНОПОДЪЕЗДНОГО ДОМА НА 59 КВАРТИР
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ
Абсолютное движение: Суммарное движение точек сооружения, складывающееся из переносного движения основания и относительного движения вследствие деформации конструкции.
Акселерограмма: Фактическая или синтезированная запись ускорения грунта или сооружения во времени при землетрясении. Является основой для динамического расчета.
Динамический метод анализа: Прямое численное интегрирование уравнений движения сооружения, заданного в виде акселерограмм. Позволяет учесть нелинейные эффекты.
Линейно-спектральный метод (ЛСМ): Упрощенный метод расчета, при котором сейсмические нагрузки определяются по спектрам реакции (коэффициентам динамичности), зависящим от периода собственных колебаний конструкции и категории грунта.
Исходная сейсмичность: Фоновая балльность района, определяемая по картам Общего сейсмического районирования (ОСР) для средних грунтовых условий.
Расчетная сейсмичность: Фактическая балльность на конкретной строительной площадке, получаемая путем уточнения исходной с учетом местных грунтовых условий (СМР — сейсмическое микрорайонирование).
Сейсмостойкость: Способность сооружения выполнять свои функции после РЗ: предотвращать глобальное обрушение, обеспечивать пожарную безопасность и устойчивость к афтершокам.
