Что такое сейсмостойкость строительство

Конструктивные системы зданий с применением технологии легких стальных тонкостенных конструкций неуклонно набирают популярность благодаря своим огромным преимуществам по сравнению с традиционными техническими решениями. В результате присущей технологии ЛСТК конкурентоспособности их использование постепенно увеличивается как при изготовлении несущих конструкций зданий, так и при изготовлении ненесущих конструкций. В то же время фактическое отсутствие национальных норм сейсмического проектирования требует разработки программ и выполнения научно-исследовательских и опытно конструкторских работ по исследованию поведения зданий из ЛСТК в условиях сейсмических воздействий. В статье затронуты основные проблемы сейсмостойкого строительства зданий из ЛСТК, приведены результаты отечественных и зарубежных исследований.

Ключевые слова

Для цитирования:

Бубис А.А., Гизятуллин И.Р., Доттуев А.И., Назмеева Т.В. Сейсмостойкость зданий из каркасно-обшивных конструкций с каркасом из стальных холодногнутых оцинкованных профилей. Вестник НИЦ «Строительство». 2021;31(4):98-109. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-98-109

Правила сейсмостойкого строительства. Д/Ф

For citation:

Bubis A.A., Gizyatullin I.R., Dottuev A.I., Nazmeeva T.V. Seismic resistance of frame-cladding buildings with a cold-formed galvanized steel profile framing. Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2021;31(4):98-109. (In Russ.) https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-98-109

Введение

Свыше 25 % территории Российской Федерации относится к сейсмоактивным районам, при этом значительную площадь занимают чрезвычайно опасные в сейсмическом отношении 8–9 и свыше балльные зоны по шкале MSK-64. Некоторая часть из этих территорий особо привлекательна для освоения, поскольку обладает богатыми запасами природных ресурсов, другая часть территорий представляет собой зоны активного отдыха населения. Несмотря на труднодоступность, сейсмическую опасность, сложные грунтовые и климатические условия, строительство зданий и сооружений в сейсмоактивных районах активно развивается. Развитие данных территорий ставит перед строительной отраслью новые задачи по обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений.

Учитывая вышеуказанные факторы, применение традиционных строительных технологий для определенного класса зданий (малоэтажные и здания средней этажности) является менее рентабельным и привлекательным. В то время как технология строительства из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) обладает рядом преимуществ при строительстве зданий в сейсмоопасных районах, таких как: индустриальность изготовления, отсутствие мокрых процессов на строительной площадке, легкость, долговечность и экономичность. Примеры построенных на территории Российской Федерации зданий из ЛСТК представлены на рис. 1. Однако знания о сейсмическом поведении конструктивных систем зданий на основе ЛСТК по-прежнему ограниченны, что, несомненно, является препятствием к их массовому применению.

Галилео. Сейсмоустойчивые здания

Рис. 1. Примеры построенных зданий из ЛСТК: а – трехэтажный трехподъездный многоквартирный жилой дом в г. Архангельске; б – 21-квартирный жилой дом в г. Никольске

Fig. 1. Examples of constructed LGSF buildings: a – three-storey three-entrance apartment building in Arkhangelsk; б – 21-apartment residential building in Nikolsk

Конструкции зданий сприменением ЛСТК

Основными конструктивными элементами каркасно-обшивных конструкций по технологии ЛСТК в зданиях являются стены и диски перекрытий (покрытий). Принцип устройства каркасно-обшивной конструкции состоит в том, что элементы каркаса из стальных холодногнутых профилей заполняются эффективным утеплителем и обшиваются плитными материалами с последующей отделкой, и, выполняя совместную работу, образуют таким способом единую конструкцию (стену или перекрытие (покрытие)).

Каркасно-обшивные конструкции стен состоят из вертикальных стоек, расположенных на расстоянии от 300 до 600 мм, концы которых крепятся к направляющим, поддерживающим стойки. Для направляющих и стоек используются холодногнутые профили, изготовленные из оцинкованной стали толщиной до 4 мм. Для строительных конструкций, как правило, применяют следующие типы сечений профилей (рис. 2) [1]:

• С-профиль– холодногнутый профиль, образованный стенкой, двумя полками и двумя отгибами на полках. В зависимости от размера полок С-образные профили могут быть равнополочными и неравнополочными (рис. 2а и 2б соответственно). С-профиль применяется для несущих и ограждающих конструкций, для стоек и балок, элементов ферм и стропил.
• Швеллерообразный профиль– холодногнутый профиль, образованный стенкой и двумя полками, расположенными по одну сторону от стенки под прямым углом (рис. 2в). Используется в качестве направляющей для объединения элементов из С-профилей в общую работу (панель) и последующего их крепления к фундаменту или другим конструкциям. Швеллерообразный профиль запрещается использовать для несущих стоек каркаса стен, в связи с его низкой сопротивляемостью потери устойчивости ввиду отсутствия отгибов на полках.
• Z-профиль– холодногнутый профиль, образованный стенкой и двумя полками, расположенными по разные стороны от стенки. Z-профили могут быть равнополочными и неравнополочными (рис. 2г). Z-профиль применяется, как правило, для прогонов и элементов фахверка, но допускается использовать комбинированные сечения из нескольких Z-профилей для несущих и ограждающих конструкций.
• Σ-профиль– С-образный профиль со стенкой, усиленной сгибом или рифом (рис. 2д и 2е соответственно). Σ-профили могут быть равнополочными и неравнополочными. Применяются для несущих и ограждающих конструкций, для стоек и балок, элементов ферм и стропил. Наличие рифа повышает сопротивление профиля потери устойчивости. Рекомендуется для длинных стоек.
• Ω-профиль (П-образный или шляпный профиль)– холодногнутый профиль, образованный тремя стенками, две из которых одинакового размера и направлены в одну сторону и двумя полками, направленными наружу профиля (рис. 2ж). Как правило, изготавливают равнополочные П-профили, которые применяют для обрешетки и прогонов.

Рис. 2. Основные типы сечений холодногнутых профилей [1]: а – С-образное равнополочное сечение (С-профиль); б – С-образное неравнополочное сечение (С-профиль); в – швеллерное сечение (швеллерообразный профиль); г – Z-образное сечение (Z-профиль); д – Σ-образное сечение (Σ-профиль); е – Σ-профиль с вытянутым вдоль стенки рифом; ж – П-образное сечение (Ω-профиль)

Fig. 2. Main section types of cold-formed profiles [1]: a – C-shaped equal-flange (C-profile); б – C-shaped unequal (C-profile); в – U-shaped (U-profile); г – Z-shaped (Z-profile); д – Σ-shaped (Σ-profile); е – Σ-profile with a reef elongated along the wall; ж – Ω-shaped (Ω-profile)

Типовое применение каркасно-обшивных конструкций по технологии ЛСТК в области ненесущих ограждающих конструкций – перегородки, подвесные потолки и фасадные системы (устройство заполнений проемов наружных стен, навесные фасадные панели). Каркасно-обшивные конструкции перегородок, как правило, изготавливаются из C- и швеллерообразных холодногнутых профилей. Направляющие из швеллерообразных профилей крепятся к полу и потолку, а стойки из С-профилей обычно размещаются на расстоянии, равном половине ширины панелей обшивки (обычно не более 600 мм), которые представляют собой гипсокартонные, гипсоволокнистые, цементные и прочие листы, прикрепленные к каркасу из ЛСТК через самонарезающиеся винты. Перегородки, изготовленные из каркасно-обшивных конструкций, могут достигать очень высоких технических характеристик. Например, высота стен может достигать до 12 м, звукоизоляция до 80 дБ, а предел огнестойкости до 120 мин.

Распространенные решения каркасов подвесных потолков из ЛСТК обычно изготавливают по одноуровневой технологии, когда несущие профили расположены в одном уровне (рис. 3а) и по двухуровневой технологии (рис. 3б), когда несущие профили расположены в разных уровнях. В помещениях с ограниченной высотой, как правило, применяется конструктивное решение каркаса потолка из ЛСТК, состоящего из профилей перегородочных систем, которые крепятся не к потолку, а к ограждающим конструкция помещения (стенам) (рис. 3в).

Рис. 3. Распространенные решения подвесных потолков из ЛСТК: а – каркас подвесного потолка по одноуровневой технологии; б – каркас подвесного потолка по двухуровневой технологии; в – каркас потолка c креплением к ограждающим конструкция помещения (стенам)

Fig. 3. Common solutions for LGSF suspended ceilings: a – one-level suspended ceiling frame; б – two-level suspended ceiling frame; в – ceiling frame with attachment to the cladding structure of the building (walls)

Каркасы из ЛСТК также применяются для изготовления ограждающих конструкций зданий (рис. 4). Основным преимуществом использования ограждающих конструкций из ЛСТК является значительное снижение материальных и трудовых затрат, при этом использование рассматриваемой технологии позволяет сохранять высокие качественные и эксплуатационные характеристики.

Сопротивление сейсмическому воздействию конструкций из ЛСТК обеспечивается с помощью различных систем: крестообразной связи из стальных лент (рис. 5а), панелей наружной и внутренней обшивок (рис. 5б), смешанные решения, совмещающие применение связей и панелей обшивок.

Рис. 4. Применение каркасов из ЛСТК в ограждающих конструкциях зданий

Fig. 4. Application of LGSF in cladding structures of buildings

Рис. 5. Элементы, сопротивляющиеся сейсмическому воздействию [2]:
а – конструкция стены из ЛСТК с крестообразной связью;
б – конструкция стены из ЛСТК с панелями обшивки

Fig. 5. Elements resistant to seismic impact [2]:
a – LGSF wall structure with a cruciform connection;
б – LGSF wall structure with cladding panels

В каркасных конструкциях стен из ЛСТК с крестообразными связями рассеивание энергии сейсмического воздействия происходит за счет деформирования (растяжение–сжатие) связей и развития в них пластических деформаций, в то время как в конструкциях стен из ЛСТК с панелями обшивок, рассеивание энергии сейсмического воздействия происходит за счет деформации соединений обшивок и каркаса, а также повреждения панелей обшивок. При сопротивлении сейсмическим силам оба конструктивных решения испытывают существенное снижение прочности и жесткости.

Нормативное регулирование

В настоящее время в России правила проектирования и методы расчета конструкций из ЛСТК регламентируются требованиями СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов» [3].

В некоторых странах действуют нормативно-технические документы для проектирования зданий из ЛСТК [4, 5]. При этом только в некоторых из них: AISI S400 [6], ASCE 7 [7] и NBCC [8] устанавливают требования к проектированию зданий из ЛСТК для их строительства в сейсмоопасных районах. В Еврокоде по сейсмическому проектированию EN 1998-1 [9] отсутствует отдельный раздел, посвященный проектированию зданий из ЛСТК.

Наиболее развитым нормативно-техническим документом по проектированию зданий из ЛСТК, возводимых в сейсмических районах, является североамериканский стандарт AISI S400 [6]. В частности, AISI S400 [6] регламентирует следующие конструктивные решения с применением ЛСТК: каркасно-обшивные конструкции несущих стен с панелями обшивок из деревянных конструкционных панелей; каркасно-обшивные конструкции несущих стен с панелями обшивок из стального листа; каркасно-обшивные конструкции несущих стен с крестообразными связями из стальных лент; рамные каркасы с болтовыми соединениями (по принципу стальных каркасов на основе горячекатаного металлопроката); каркасно-обшивные конструкции перегородок, обшитые деревянными панелями с одной стороны и гипсокартонными панелями с другой; каркасно-обшивные конструкции перегородок, обшитые гипсокартонными панелями c двух сторон. Для каждого конструктивного решения AISI S400 [6] устанавливает требования к расчету и проектированию конструктивных элементов, а также регламентирует правила конструирования рассеивающих элементов.

Результаты выполненных исследований

Экспериментальные исследования по изучению поведения каркасно-обшивных конструкций из ЛСТК под действием сейсмических нагрузок начались в конце 80-х – начале 90-х гг. [10][11]. В последние годы было проведено множество экспериментальных исследований по сейсмостойкости зданий из ЛСТК, как по решениям с обшивками, так и с ленточными стальными связями.

Бо́льшая часть этих исследований была сосредоточена на статических испытаниях, в то время как динамические испытания всей конструктивной системы здания с применением ЛСТК были очень редки. В предыдущие годы испытания каркасов из ЛСТК с применением сейсмоплатформ выполнялись в США и Европе, хотя первый эксперимент был проведен в Австралии [12]. В США, в рамках проекта «CFS-NEES» проводились испытания на сейсмоплатформе двухэтажного натурного экспериментального образца здания (рис. 6а), конструкции стен и перекрытий которого были обшиты ориентированно-стружечными плитами (ОСП) [13].

В Италии в рамках европейского проекта «ELISSA» были проведены исследования, включающие испытания на сейсмоплатформе полномасштабного двухэтажного здания (рис. 6б) с облицовкой конструкций стен гипсовыми панелями [14]. В рамках проекта «LAMIEREDIL» [15] была проанализирована сейсмическая реакция двух трехэтажных моделей в масштабе 1:3, выполненных из ЛСТК с ленточными крестообразными связями (рис. 7).

Результаты выполненных исследований полномасштабных фрагментов зданий с применением сейсмоплатформ свидетельствуют о целесообразности учета ненесущих и ограждающих элементов и конструкций зданий при расчете и проектировании зданий в сейсмоопасных районах. Учет ненесущих и ограждающих элементов и конструкций при проведении экспериментальных исследований свидетельствовал об увеличении сдвиговой жесткости испытанных образцов фрагментов зданий до 4,5 раза [13][14].

Активные исследования ведутся в области исследования соединений элементов каркаса между собой и в области исследования поведения ненесущих конструкций из ЛСТК [15–19]. На базе Центра исследований сейсмостойкости сооружений (ЦИСС) ЦНИИСК им. В.А.

Кучеренко проведены экспериментальные исследования навесных фасадных панелей производства фирмы ООО «Сен-Гобен Строительная Продукция Рус» при действии динамических нагрузок, моделирующих сейсмические воздействия интенсивностью 7–9 баллов по шкале MSK-64 (рис. 8а).

Экспериментальные исследования предусматривали проведение статических и динамических испытаний фасадных панелей. Опытные образцы фасадных панелей были изготовлены из стальных холодногнутых оцинкованных профилей с обшивками из гипсокартонных листов марки «Gyproc Стронг» толщиной 12,5 мм и цементно-стружечных плит марки «Тамак» толщиной 12 мм. При проведении динамических испытаний фасадной панели возбуждение колебаний осуществлялось с помощью вибромашины ВИД-12М, установленной на специальную виброплатформу маятникового типа. Вибромашина ВИД-12М позволяет обеспечить необходимые параметры динамических воздействий на исследуемые образцы в широком диапазоне частот и инерционных нагрузок путем возбуждения механических колебаний платформы в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

В процессе испытаний ускорение виброплатформы по данным акселерометров, установленных на ней, изменялось в интервале от 0,7 до 10,9 м/с 2 в горизонтальном направлении и от 0,1 до 1,6 м/с 2 в вертикальном направлении. Ускорения контрольных точек образцов по данным акселерометров изменялись в интервале от 0,6 до 13,4 м/с 2 в горизонтальном направлении и от 0,1 до 1,6 м/с 2 в вертикальном направлении. По результатам динамических испытаний фасадной панели механическая безопасность, конструктивная целостность и эксплуатационная пригодность системы не были нарушены.

Для оценки сдвигового сопротивления и предельных перекосов фасадных панелей были проведены испытания на сдвиговые статические нагрузки (рис. 8б).

По результатам испытаний на статическую нагрузку, при достижении нагрузки N = 15 кН и перемещениях торцевых стенок фасадной панели, равных ~1,4 мм, на образце фасадной панели появились первые трещины с шириной раскрытия 0,1–0,2 мм в местах крепления наружной цементно-стружечной плиты к стальному каркасу фасадной панели. При достижении нагрузки N = 25,35 кН произошло разрушение наружной цементно-стружечной панели в местах ее крепления при помощи самонарезающих винтов к стальному каркасу (рис. 9). При дальнейшем нагружении образца наблюдался рост деформаций при неизменной величине нагрузки.

Рис. 6. Экспериментальные образцы зданий из ЛСТК: а – общий вид экспериментального образца здания проекта «CFS-NEES» на этапе 2e [13]; б – общий вид экспериментального образца здания проекта «ELISSA» [14]

Fig. 6. Experimental samples of LGSF buildings: а – general view of the experimental sample of the “CFS-NEES” project building at the 2e stage [13]; б – general view of the experimental sample of the “ELISSA” project building [14]

Рис. 7. Полномасштабные испытания экспериментального образца проекта «LAMIEREDIL» [15]

Fig. 7. Full-scale tests of an experimental sample of the “LAMIEREDIL” project [15]

Рис. 8. а – Экспериментальный образец фасадной панели в процессе динамических испытаний; б – общий вид силовой рамы для испытаний на перекос образца фасадной панели

Fig. 8. а – Experimental sample of the facing panel during the dynamic testing; б – the general view of the load frame for obliquity tests of the facing panel sample

Рис. 9. Характер разрушения цементно-стружечной плиты в зоне: а – нижнего стыка соединения обшивок к стальному каркасу; б – верхнего стыка соединения обшивок к стальному каркасу

Fig. 9. а – Nature of the destruction of the cement bonded particle board in the zones of the lower; б – the upper joint of the sheathing joint to the steel frame

Специалистами ЦИСС ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко при поддержке Ассоциации развития стального строительства (АРСС) подготовлена и начата обширная программа экспериментальных исследований несущих и ненесущих конструкций зданий из ЛСТК, а также их элементов для улучшения понимания и расширения знаний о сейсмическом поведении несущих и ненесущих конструкций зданий из ЛСТК при действии сейсмических нагрузок. Экспериментальные исследования предусматривают испытания различных типов конструктивных решений несущих стеновых и навесных фасадных панелей, перегородок из ЛСТК с разнообразными видами и комбинациями наружных и внутренних обшивок, а также образца двухэтажного фрагмента здания из ЛСТК на статические и динамические нагрузки, моделирующие сейсмические воздействия.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке нормативно-технических и организационно-методических документов, в частности при подготовке изменений к СП 14.13330.2018 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах», в части расчета и проектирования несущих и ненесущих конструкций из ЛСТК, возводимых в сейсмоопасных регионах с расчетной сейсмичностью площадок 7–9 баллов по шкале MSK-64.

По результатам краткого обзора проведенных исследований можно сделать следующие ключевые выводы.

На сегодняшний день отсутствие нормативных требований к проектированию каркасов зданий из ЛСТК, возводимых в сейсмоопасных районах, сдерживает ее широкое распространение в строительстве в РФ.

Сейсмическое поведение конструкций зданий из ЛСТК характеризуется существенным снижением прочности и жесткости. На динамическую реакцию всего здания в значительной степени влияют ненесущие и ограждающие элементы и конструкции, что может привести к значительному увеличению поперечной жесткости и сопротивлению сейсмическим воздействиям здания.

Первостепенной задачей будущих исследований является преодоление разрыва между существующими нормативными документами зарубежных стран и нормативными документами России в отношении расчета и проектирования зданий из ЛСТК в сейсмоопасных районах.

Список литературы

2. Shakeel S. Numerical evaluation of the behaviour factor of lightweight steel lateral force resisting systems according to FEMA P695 / S. Shakeel, L. Fiorino, R. Landolfo // Proceedings of the 7th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2019). – Crete, Greece, 2019. https://doi.org/10.7712/120119.7348.20812

3. СП 260.1325800.2016. Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов: свод правил: введ. 04.06.2017. – Москва, 2016. – 124 с.

6. North American Standard for Seismic Design of Cold Formed Steel Structural Systems: AISI S400-15 / American Iron and Steel Institute (AISI). – Washington, DC, USA, 2015.

7. Minimim Design Loads for Buildings and other Structures: ASCE 7–10 / American Society of Civil Engineers. – Reston, VA, USA, 2010.

8. National Building Code of Canada [Electronic Resource] / National Research Council of Canada (NRCC). – Ottawa, ON, Canada, 2005. – Mode of access: https://nrc.canada.ca/en/certifications-evaluations-standards/ codes-canada/codes-canada-publications/national-building-code-canada-2005

10. Shear wall resistance of lightgage steel stud wall systems: Final technical report, prepared for national science foundation under grant no. R-8716-6263, Dec 1988 / S.A. Adham, V. Avanessian, G.C. Hart [et al.].

11. Shear wall resistance of lightgage steel stud wall systems / S.A. Adham, V. Avanessian, G.C. Hart [et al.] // Earthquake Spectra. – 1990. – Vol. 6, no. 1. – P. 1–14. https://doi.org/10.1193/1.1585555

12. Lateral performance of cold-formed steel-framed domestic structures / E.F. Gad, C.F. Duffield, G.L. Hutchinson [et al.] // Engineering Structures. – 1999. – Vol. 21, no. 1. – P. 83–95. https://doi.org/10.1016/ S0141-0296(97)90129-2

13. Seismic response and engineering of cold-formed steel framed buildings / B.W. Schafer, D. Ayhan, J. Leng [et al.] // Structures. – 2016. – Vol. 8. – P. 197–212. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2016.05.009

14. Fiorino L. Shake table tests of a full-scale two-story sheathing-braced cold-formed steel building / L. Fiorino, V. Macillo, R. Landolfo // Engineering Structures. – 2017. – Vol. 151. – P. 633–647. https://doi. org/10.1016/j.engstruct.2017.08.056

15. Campiche A. Numerical Modelling of CFS Three-Story Strap-Braced Building under Shaking-Table Excitations. Materials 2021, 14, 118. https://doi.org/ 10.3390/ma14010118.

16. Serrette R. Wood structural panel to cold-formed steel shear connections with pneumatically driven knurled steel pins / R. Serrette, D. Nolan // Pract. Period. Struct. Des. Constr. – 2017. – Vol.

22, no. 3. – P. 04017002. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000321

17. Experimental fragility analysis of cold-formed steel-framed partition wall systems / C. Jenkins, S. Soroushian, E. Rahmanishamsi [et al.] // Thin-Walled Structures. – 2016. – Vol. 103. – P. 115–127. https:// doi.org/10.1016/j.tws.2016.02.015

18. Seismic performance of cold-formed steel wall systems in a full-scale building / X. Wang, E. Pantoli, T.C. Hutchinson [et al.] // Journal of Structural Engineering. – 2015. – Vol. 141, no. 10. – P. 04015014. https://doi. org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001245

19. Seismic performance evaluation of plasterboard partitions via shake table tests / G. Magliulo, C. Petrone, V. Capozzi [et al.] // Bulletin of Earthquake Engineering. – 2014. – Vol. 12, no. 4. – P. 1657–1677.

Об авторах

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Александр Александрович Бубис, заместитель руководителя центра исследований сейсмостойкости сооружений

2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Ильнур Раэлевич Гизятуллин, заведующий сектором расчета сооружений лаборатории сейсмостойких сооружений и инновационных методов сейсмозащиты

2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Артур Исмаилович Доттуев, заведующий лабораторией обследования и усиления сейсмостойких конструкций

Источник: vestnik.cstroy.ru

Горная энциклопедия — сейсмостойкое строительство

(a. earthquake ingeneering; н. erdbebensicheres Bauen; ф. construction sismoresistante, construction antisismique; и. construction resistente a las sacudidas sismicas) строительство, осуществляемое в p-нах, подверженных землетрясениям, c учётом воздействия на здания и сооружения сейсмич. сил. B CCCP комплекс мероприятий и средств, обеспечивающих сейсмостойкость сооружений, устанавливается нормативными документами в зависимости от сейсмичности p-на стр-ва, повторяемости землетрясений в данном p-не, грунтовых условий, значения объекта, конструктивных особенностей сооружений и ряда др. факторов.

Cейсмичность p-на стр-ва характеризуется интенсивностью возможных землетрясений в данном p-не и определяется по картам Сейсмического районирования. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах. Для её оценки используются разл. шкалы сейсмич. балльности, в CCCP принята 12-балльная шкала MSK-64. Oпасными для сооружений считаются p-ны c сейсмичностью св. 6 баллов.

Повторяемость наиболее сильного землетрясения (1 раз в 100, 1000 и 10000 лет) учитывается при расчёте сооружений на прочность и устойчивость и может изменять предельную несущую способность конструктивных элементов на 15-30%.

Pасчётная сейсмичность p-на стр-ва уточняется по данным детального сейсмич. районирования и Сейсмического микрорайонирования в зависимости от местных геол. и инж.-геол. условий и наличия локальных очагов землетрясений. Hаибольшее влияние на степень воздействия землетрясений на сооружения оказывают грунтовые условия.

Более благоприятны для строительства в сейсмич. p-нах скальные грунты. Интенсивность сейсмич. воздействия увеличивается на участках c песчанистыми, глинистыми, насыпными грунтами, a также при высоком уровне грунтовых вод. Участки c крутизной склона св.

15В°, сильной разрушенностью пород, просадочными грунтами, a также p-ны, где наблюдаются осыпи, оползни, обвалы, плывуны и сели, неблагоприятны, a иногда и непригодны для C. c. При необходимости стр-ва сооружений на таких площадках предпринимают дополнит. меры по укреплению оснований и конструкций сооружений. Cейсмостойкость сооружений обеспечивается как выбором благоприятной в сейсмич. отношении площадки стр-ва, так и разработкой наиболее рациональных конструкций и схем сооружения, применением материалов, обеспечивающих развитие в конструктивных элементах и узлах сооружений при больших нагрузках пластич. деформаций.

Pасчёт конструкций зданий и сооружений (подбор сечений и длин элементов конструкций и т.п.) осуществляется по нормативным документам. Cейсмич. нагрузки на сооружения определяются в зависимости от сейсмичности p-на стр-ва, характера и интенсивности движения грунта при землетрясении, a также от характеристик самого сооружения.

Cлучайный характер сейсмич. движения грунта, обусловленный разл. глубиной и расстоянием до очага возможного землетрясения, геол. и др. условиями p-на стр-ва, сильно затрудняет задачу определения точного значения сейсмич. нагрузок. Kроме того, интенсивные землетрясения в заданном p-не бывают сравнительно редко, что не позволяет накопить статистич. данные.

Поэтому методы определения сейсмич. нагрузок основаны на использовании приближённых моделей. Первые методы расчёта на действие сейсмич. сил, разработанные в нач. 20 в., были основаны на т.н. статич. теории, в соответствии c к-рой сооружение рассматривалось как абсолютно жёсткое тело, все точки к-рого движутся так же, как и основание сооружения.

Cейсмич. нагрузка на сооружение в этом случае определялась как произведение соответств. масс на ускорение грунта при землетрясении. Co 2-й пол. 20 в. принят т.н. динамич. метод расчёта сооружений на сейсмостойкость, рассматривающий сооружение как систему c одной, многими, бесконечным числом степеней свободы. Pасчёт проводится c учётом динамич. характеристик сооружения и внеш. воздействия (периода и формы колебаний, распределения инерционных масс по высоте сооружения) и c применением реальных и синтезир. (на ЭВМ) акселерограмм землетрясений.

При стр-ве подземных сооружений раздельно учитывают сейсмич. давление, вызванное изменением напряжённого состояния среды при прохождении в ней сейсмич. волн, и сейсмич. нагрузки от собств. веса сооружений и веса вышезалегающего свода пород. строит. нормами предусматривается ряд обязат. конструктивных требований и ограничений, обеспечивающих сейсмостойкость зданий, возводимых в сейсмич. p-нах: напр., размеры сооружений в плане, высота зданий; в протяжённых зданиях и сооружениях co сложной конструкцией устраивают антисейсмич. швы (в виде парных стен, рам или контрфорсов, парных колонн на общем фундаменте и т.п.). Предусматривается спец. армирование фундаментов и стен подвалов.

B перекрытиях кирпичных и каменных зданий по периметру стен устраивают антисейсмич. пояса из железобетона (монолитные или плотно стыкующиеся сборные c непрерывистым армированием). Aнтисейсмич. пояса верх. этажей соединяют c основанием зданий вертикальными выпусками арматуры.

При расчётной сейсмичности 9 баллов в горизонтальные швы (в пересечениях стен) и углы подвалов зданий укладывают арматурные сетки c продольной арматурой (площадь сечения не менее неск. см2), дверные и оконные проёмы в каменных стенах лестничных клеток обрамляют железобетоном, в зданиях c тремя и более этажами и несущими каменными или кирпичными стенами выходы из лестничных клеток устраивают по обе стороны здания. При проходке горн. выработок в сейсмич. p-нах на участках пересечения их тектонич. разломами, по к-рым возможна подвижка, увеличивают сечения тоннелей, для компенсации продольных деформаций обделки применяют деформац. швы, конструкция к-рых допускает смещение элементов обделки при сохранении гидроизоляции и т.п.

При расчётной сейсмичности 7 баллов обделку горн. выработок выполняют из набрызг-бетона c анкерным креплением, подпорные стены изготовляют из железобетона, порталы тоннелей из бетона и железобетона. Pасчётная сейсмичность сооружения повышается на 1-2 балла для ответств. объектов (атомные электростанции, крупные гидротехн. сооружения, объекты хим. пром-сти, высотные здания и др.) и снижается для менее ответств. объектов, проектирование к-рых ведётся c учётом возможности возникновения в конструкциях локальных повреждений при сильных землетрясениях. B случаях, когда разрушение объекта не приводит к гибели людей, порче ценного оборудования и не прерывает производств. процессы, a также для временных зданий и сооружений допускается их возведение без антисейсмич. мероприятий. Перечень зданий и сооружений и их расчётной сейсмичности определяется по спец. таблицам, подготавливаемым мин-вами и ведомствами.

При увеличении расчётной сейсмичности на 1 балл стоимость антисейсмич. мероприятий возрастает примерно на 4% от стоимости строительно-монтажных работ. Cтр-во зданий и сооружений в p-нах c сейсмич. активностью св. 9 баллов опасно и может быть разрешено только Госстроем союзных республик.

Литература: Cейсмостойкие сооружения и теория сейсмостойкости, M., 1978; Поляков C. B., Cейсмостойкие конструкции зданий, 2 изд., M., 1983.

Источник: www.terminy.info

Эффективные способы повышения сейсмостойкости существующих причальных сооружений

Горгуца Р.Ю., Григорьев Д.В. Статья «Эффективные способы повышения сейсмостойкости существующих причальных сооружений» из сборника материалов международной научно-практической конференции в Санкт-Петербурге. 2017 г.

В работе представлен анализ актуальных нормативных документов и регламентов в области строительства причальных сооружений в сейсмически опасных районах. Рассмотрено и проведено сравнение вариантов усиления конструкций с целью повышения их сейсмостойкости.

Все сооружения, возводимые в Российской Федерации, проектируются и строятся с учетом требований и рекомендаций соответствующих нормативных документов (СНиП, РД, СП и т.п.). Морские причальные гидротехнические сооружения (далее – причальные ГТС) не исключение. Для причальных ГТС, расположенных в сейсмически опасных районах, как и для иных сооружений повышенной ответственности, существуют отдельные нормы и требования для проектирования с учетом сейсмичности площадки строительства.

В 70-е годы, в СССР уже были редакции нормативных документов для проектирования и строительства причальных ГТС в сейсмически опасных районах, это: СНиП II-А.12-62, СНиП II-А.12-69*, затем новая редакция СНиП II-7-81* и уже более известный в настоящее время российский свод правил: СП 14.13330.2014.

Сравнивать все эти документы в данной работе мы не будем, однако, хочется обратить внимание на карты общего сейсмического районирования (ОСР), которые прилагались к каждой редакции СНиПа и менялись в процессе каждого переиздания.

Сравнение карт общего сейсмического районирования для различных водных бассейнов, при переиздании сейсмических норм.

Благодаря представленной таблице наглядно видна последовательность повышения сейсмичности отдельных районов при введении в действие более современного нормативного документа. Но ведь причальные сооружения уже построены, никто их не реконструировал и не усилял при выходе той или иной редакции сейсмического СНиПа. Для дальнейшей безопасной работы все эти сооружения требуют дополнительного сейсмоусиления.

Рассмотрим более подробно некоторые виды конструкций причальных ГТС, находящихся в сейсмически опасных районах.

Причальные ГТС типа «больверк»

«Больверк» или тонкая подпорная стенка – самый распространенный тип конструкции причальных ГТС. Подобные сооружения хорошо себя зарекомендовали в гидротехническом строительстве и широко применяются на всей территории нашей страны.

В качестве примера рассмотрим конструкцию причалов №№1-3, рас­положенных на мысе Сигнальный в морском порту Петропавловск-Камчат­ский.

Рис. 1 – Мыс Сигнальный и причалы №№ 1-3 в морском порту Петропавловск-Камчатский

Причалы построены в 1955-1957 годах. Год последней реконструкции – 1983. Конструкция типа «больверк» выполнена из шпунта Ларсен 5, заанкеренный за анкерную плиту тягами диаметром 75 мм. Конструктивный разрез рассматриваемого сооружения приведен на рис. 2.

Рис. 2 – Конструктивный разрез причалов №№ 1-3

При расчете подобных конструкций на основное сочетание воспользуемся рекомендациями РД 31.31.55-93 [1]. Определим активное и пассивное давление на лицевую стенку, вычислим усилия в элементах конструкции.

Выполняя же расчет на особое сочетание усилий (сейсмика), обратимся к методу пересчета бокового давления на лицевую стенку, согласно РД 31.3.06-2000 [2]. Суть метода заключается в пересчете коэффициентов активного и пассивного давления грунта на лицевую стенку с учетом сейсмического воздействия, в определении новых внутренних усилий в элементах конструкции.

Рис. 3 – Построение эпюр активного и пассивного давлений грунта при основном и особом сочетании

Наглядно видно, что при особом сочетании нагрузок (сейсмика) активное давление грунта увеличилось, а пассивное уменьшилось. Отсюда следует вывод, что возрастают и внутренние усилия в элементах конструкции.

Получается, что если сооружение безаварийно эксплуатируется в обычном режиме, то при сейсмическом воздействии (по новым, современным нормам) оно без повреждений не сможет воспринять расчетные нагрузки.

В разные периоды времени проводились обследования, и выполнялся анализ конструкций типа «больверк» подвергшихся серьезным сейсмическим воздействиям. В результате подобных работ был выявлен ряд конструктивных особенностей, недочетов и ошибок в конструкции подобных причальных ГТС, которые повлекли к серьезным разрушениям. Рассмотрим конкретные прошедшие землетрясения.

Тохоку, Япония 2011 г. Великое восточно-японское землетрясение. У побережья префектуры Мияги северо-восточнее Токио произошло одно из самых сильных землетрясений за последние годы. Магнитуда подземных толчков составляла 9,0 баллов. Весь мир облетели кадры последствий этого поистине опустошительного землетрясения и цунами, последовавшего за ним.

Тяжелейший урон от воздействия стихии понесли и причальные ГТС. Многие конструкции были частично повреждены. А некоторые полностью разрушены. Наиболее характерными повреждениями тонких подпорных стенок являлись обрывы анкерных тяг и последовавшие вслед за этим, сверхнормативные перемещения лицевых стенок, провалы в покрытии и дальнейшее полное разрушение.

Рис. 4 – Последствия подземных толчков и цунами в Тохоку, Япония, 2011 г.

Еще одно землетрясение произошло в районе морской базы Пуэрто-Монт, Чили в 1960 г. Его еще называют Великим Чилийским землетрясением. В результате подземных толчков магнитудой 9.3-9.5 баллов анкерные крепления больверков оказались разрушены в местах нарезной части тяги (там, где соединения с муфтами). Отдельные разрывы произошли в местах крепления анкеров к шпунтовым стенкам из-за коррозии закладных деталей.

Рис. 5 – Последствия подземных толчков в Пуэрто-Монт, Чили в 1960 г.

Представленная ранее конструкция причалов №№1-3 тоже перенесла серьезное землетрясение. 4 мая 1959 г. произошла серия подземных толчков магнитудой примерно 8 баллов. В результате толчков в морском порту Петропавловск-Камчатский наиболее сильные повреждения получили конструкции находящиеся в процессе возведения или при недостаточной прочности анкерных тяг.

На основании этих наблюдений, можно сделать выводы:

– Обрывы анкерных тяг свидетельствуют о возросшей горизонтальной нагрузке, возникающей при сейсмическом воздействии (см. рис. 3);

– Именно анкерные тяги должны быть усилены в первую очередь, т.к. именно они воспринимают передающуюся на лицевую стенку горизонтальную составляющую сейсмической нагрузки;

– Если не повышать несущую способность существующих причальных ГТС, расположенных в сейсмически опасных районах, то с ними может произойти абсолютно то же самое, что и в Японии, Чили.

В настоящее время нет ни одного нормативного документа, регламентирующего непосредственно сейсмоусиление существующих сооружений, в котором были бы представлены наиболее актуальные и современные методы повышения сейсмостойкости. Приходится следовать требованиям и рекомендациям для строительства новых сооружений и прибегать к помощи РД 31.31.38-86 [3], (разработанный для полной реконструкции причальных сооружений) для возможности повышения сейсмостойкости причальных ГТС.

Рассмотрим варианты усиления, представленные в РД 31.31.38-86 [3], и попробуем применить эти решения для сейсмоусиления рассматриваемого причала. Вот некоторые из них:

Рис. 6 – Варианты усиления конструкции типа «больверк».

– Погружение шпунтовой оторочки и новая анкерная система;

– Устройство разгрузочной плиты;

– Погружение экранирующих рядов;

– Возведение нового сооружения;

– Устройство грунтовых анкеров;

– Закрепление грунта основания причала и др.

Большинство этих методов является чрезвычайно трудоемким и требуют значительных затрат материальных ресурсов.

Компания ООО «Морстройтехнология», проанализировав возможные варианты, применила способ сейсмоусиления существующей конструкции посредством установки грунтовых анкеров. По сравнению с остальными способами, приведенными на рис. 6, грунтовые анкера наиболее эффективно способны воспринять горизонтальную составляющую сейсмической нагрузки. Именно этот способ позволяет существенно повысить несущую способность конструкции причала без значительных трудозатрат и капиталовложений.

Рис. 7 – Установка грунтовых анкеров для сейсмоусиления рассматриваемых причалов №№1-3 в морском порту Петропавловск-Камчатский.

Аналогичное решение было принято при сейсмоусилении и реконструкции причала №28 в морском порту Новороссийск.

Рис. 8 – Установка грунтовых анкеров на причале №28 в морском порту Новороссийск.

Рассмотрим еще один вариант сейсмоусиления причала типа «больверк».

Причалы №№34,35 в морском порту Восточный, выполненные в виде тонкой подпорной стенки. Год постройки – 1986. Паспортная сейсмостойкость – 7 баллов.

В настоящее время сейсмичность района повышена до 8-ми баллов. Сооружение необходимо сейсмоусилять.

Проанализировав возможные варианты и учтя пожелание заказчика о реконструкции существующих подкрановых и железнодорожных путей, компания ООО «Морстройтехнология» и приняла решение произвести сейсмоусиление рассматриваемых причалов посредством закрепления грунтов методом струйной цементации (Jet-технология). Данный метод позволяет существенно повысить характеристики грунта засыпки причала, снизить момент в лицевой стенке и анкерную реакцию при возросшей сейсмической нагрузке.

Более подробно о технологиях по закреплению грунтов в гидротехническом строительстве рассмотрено в статье «Реконструкция причалов типа «больверк» путем изменения характера работы сооружения с распорного на гравитационное» [4].

Рис. 9 – Устройство грунтоцементных свай на причалах №№ 34, 35 в порту Восточный.

Поверочные расчеты в программном комплексе PLAXIS 2D показали, что после выполнения закрепления грунтов сейсмостойкость конструкции причала повысилась до необходимых 8 баллов.

Стоит отметить, что обследование причалов после землетрясения в Тохоку показало, конструкции причалов, на которых было проведено подобное закрепление грунтов, оказались наименее пострадавшими

Причальные ГТС эстакадного типа

Следующий рассматриваемый тип конструкций, который также распространен при строительстве причальных ГТС – это конструкции эстакадного типа.

В качестве примера рассмотрим причал №16 в морском порту Новороссийск. Год постройки – 1962. Причал выполнен в виде высокого свайного ростверка с подпричальным откосом. Свайное основание представлено преднапряженными железобетонными сваями диаметром 1,6 м, объединенными верхним строением. Подпричальный откос представляет собой послойную укладку сортированным камнем.

Рис. 10 – Конструкция причала №16 в Морском торговом порту Новороссийск.

В настоящее время сейсмичность района, где расположен причал, по-высилась с паспортных 7 до 9 баллов.

Конструкция рассчитывалась в программном комплексе SCAD Office методом конечных элементов. Проводилось преобразование статических нагрузок в массы, добавлялась присоединенная масса воды в сваях. В ре-зультате расчета на сейсмическое воздействие 9 баллов были выявлены сверхнормативные перемещения конструкции, моменты в сваях, превы-шающие допустимые, и принято решение по сейсмоусилению.

Как и с конструкцией «больверк», для данного типа причальных ГТС нет никакой разработанной нормативной базы для повышения непосред-ственно сейсмостойкости, поэтому обратимся к РД 31.31.38-86 [3] и рас-смотрим конструктивные решения, которые можно применить для этого типа сооружений.

Рис. 11 – Варианты усиления конструкции эстакадного типа.

– Погружение новых свай, в том числе наклонных;

– Погружение экранирующих элементов;

– Возведение нового сооружения и т.п.

Рассмотрев возможные варианты сейсмоусиления, компания «Мор­стройтехнология» решила применить вариант закрепления конструкции грунтовыми анкерами, устанавливаемыми на край существующего сооружения и погружаемые до не разжижаемых грунтов. Анкера, как и в случае с больверками, располагаясь по направлению к действующей горизонтальной составляющей сейсмической нагрузки, наиболее эффективно способны эту нагрузку воспринять. Подобный метод позволяет беззначительных земляных и свайных работ существенно уменьшить перемещения конструкции и вернуть изгибающие моменты в сваях в рамки допустимых.

Рис. 12 – Схема установки грунтовых анкеров.

Рис. 13 – Схема деформаций причального сооружения.

Согласно поверочным расчетам, конструкция стала устойчива на сей-смическое воздействие в 9 баллов.

Гравитационные сооружения. Сооружения из массивовой кладки.

Последний рассматриваемый тип конструкции – это гравитацион-ные сооружения, выполненные из массивовой кладки.

В качестве примера возьмем причал базы боновых заграждений нефтерайона «Шесхарис» в морском порту Новороссийск.

Год постройки – 1966, год последней реконструкции – 1978. Соору-жение выполнено в виде правильной кладки бетонных блоков с монолит-ной ж.б. надстройкой. Согласно паспорту причального сооружения – сей-смостойкость 7 баллов. В настоящее время проводятся проработки вариан-та усиления существующего сооружения с учетом требований действующей нормативной документации.

Эпюры усилий, действующие на сооружение при основном и особом сочетании (сейсмика), приведены на рис. 14. Представлено увеличенное за счет сейсмических коэффициентов [2] активное давление грунта и допол-нительная волновая нагрузка. В ходе расчетов была выявлена недостаточ-ная устойчивость сооружения на плоский сдвиг при горизонтальной сей-смической нагрузке. Принято решение о проведении мероприятий по уве-личению сейсмостойкости.

Рис. 14 – Причал базы боновых заграждений нефтерайона Шесхарис МТП Новороссийск. Конструктивный разрез.

На данный тип сооружений, как и на рассмотренные ранее, не суще-ствует актуальных норм и рекомендаций для повышения непосредственно сейсмостойкости. Воспользуемся РД 31.31.38-86 [3] и проанализируем предлагаемые варианты усиления конструкции.

Рис. 15 – Варианты усиления конструкции гравитационных сооружений.

– Возведение нового сооружения;

– Устройство разгрузочных плит;

– Закрепление грунта засыпки;

– Устройство анкерных системи др.

Рассмотрев возможные варианты, компания «Морстройтехнология» приняла схему усиления конструкции грунтовыми анкерами.

На рис. 16 представлена схема сейсмоусиления конструкции. Часть грунтовых анкеров – вертикальные, устанавливаемые через специально пробуриваемые алмазным буром отверстия, а другая часть – классические наклонные. Вертикальные анкера служат для объединения отдельных друг от друга ярусов конструкции, а наклонные (близкие к горизонтали) рассчитаны на восприятие горизонтальной сейсмической нагрузки.

Рис. 16 – Усиление сооружения из массивовой кладки грунтовыми анкерами.

Результатом проведенных мероприятий стало повышение сейсмо-стойкости сооружения до проектных 9 баллов.

Вывод

На основе проведенного анализа, можно сделать следующие выво-ды.

В России, в сейсмически опасных районах, существует ряд причальных ГТС, сейсмостойкость которых, ниже нормативной, в силу изменившихся норм и стандартов. Подобная ситуация может привести к катастрофическим последствиям (аналогичным в Японии и Чили) в случае возник-новения землетрясения.

На нормативном уровне, необходимо закрепить понятие «сейсмоусиление» причальных ГТС. Разработать свод правил для повышения сей-смостойкости причальных ГТС, в которых будут представлены современные и высокотехнологичные методы по усилению конструкций сооружений.

Литература

1. РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений»;

2. РД 31.3.06-2000 «Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских ГТС типа больверк»;

3. РД 31.31.38-86 «Инструкция по усилению и реконструкции причальных сооружений»;

4. Николаевский М.Ю., Горгуца Р.Ю., Соколов А.В. «Реконструкция прича-лов типа «больверк» путем изменения характера работы сооружения с распорного на гравитационное»;

5. Кульмач П.П. «Сейсмостойкость портовых гидротехнических сооружений» – М.: Транспорт, 1970. – 312 с.

6. American Society of Civil Engineers (ASCE). Tohoku, Japan, earthquake and tsunami of 2011: survey of port and harbor facilities, northern region. 2014.

Источник: morproekt.ru

Сейсмоустойчивость монолитного дома

28 мая 1995 года, в Сахалинском городе Нефтегорске, произошло мощнейшее землетрясение. Погибло более 2000 человек, это – две трети населения. Сила толчков в самом городе была порядка 7,5 баллов. В эпицентре землетрясения, которое было в ненаселенном районе – порядка 11 баллов.

“заведующий лабораторией института литосферы Георгий Кофф заявил, что удар стихии не выдержали именно те 17 крупноблочных домов, которые не были предназначены для сейсмоопасных районов. В Нефтегорске дома рассыпались целиком, такого не было даже в Спитаке в 1988 году. Он предположил, что такие дома возводились с целью удешевления строительства. В результате из завалов извлекают живыми в основном жильцов верхних этажей, а находившиеся внизу люди стали жертвами экономии, которая проводилась в 1960-е годы.” (из Википедии)

Итак, пример этой трагедии показателен – в сейсмоопасных зонах нельзя экономить на домах, иначе потом придется тратиться на компенсации семьям погибших и раненых, и постройку нового жилья. Но, например, те районы Сибири, где только что произошло землетрясение, никогда не считались сейсмоопасными! Никакие нормы не предписывали там возводить специальные дома.

И, вот, в этой связи, вопрос, есть ли у кого-то информация по сейсмоустойчивости типовых зданий массовой застройки?

Я думаю, в свете произошедших недавно толчков, стоит поговорить об этом..

И, напоследок, выложу еще одну нарытую мной цитату:

Надо сказать, что я не могу оценить верность написанного, ибо я далек от инженерии и строительства. Хотелось бы услышать мнение более грамотных в этих вопросах людей.

dima745511
Надо сказать, что я не могу оценить верность написанного, ибо я далек от инженерии и строительства. Хотелось бы услышать мнение более грамотных в этих вопросах людей.

всё примерно верно. на самом деле тут сложение вероятности множества факторов – ученые пытаются угодать тектонику плит земли и следствия в виде землетрясений, нормативно-техническая документация пытается объяснить популярно мнение ученых, проектировщики пытаются найти компромисс между деньгами застройщика и требованиями НТД, строители пытаются найти компромисс между качеством и прибылью..
это в теории.

а на практике, вот недавно изменили нормы по сейсмике для краснодарского края – в результате при реконструкции промышленных корпусов суммарно на 20 тыс. кв. метров стоимость мероприятий по повышению сейсмостойкости до 7 баллов получилась порядка 60 млн. руб.

будут ли эти мероприятия реализовывать, а за счет кого? а как быть со зданиями и сооружениями которые не попали под реконструкцию? а если не тряхнет? а если тряхнет, но на 8 баллов?

вообщем, сплошная теория вероятности.
а правильная изба рулит – она гибкая, да.

есть ли у кого-то информация по сейсмоустойчивости типовых зданий массовой застройки?

купил квартиру в монолитно-кирпичной новостройке, написано устойчивость 7 балов. Сколько на самом деле хз. Ибо строят их на от”””сь.

А как называется этот проект, не знаете?

написано устойчивость 7 балов. Сколько на самом деле хз. Ибо строят их на от”””сь.

Бум..)

Ого! Это что, Китай?

Крепко строят Упал как кубик, даже не рассыпался..

Интересно, это какая ж должна быть ошибка в проектировании/выполнении работ, чтобы ТАК дом рухнул.

dima745511
Интересно, это какая ж должна быть ошибка в проектировании/выполнении работ, чтобы ТАК дом рухнул.

Может, арматуру покрали?

Видно же, что свайное поле целиком фундаментом вытащено. Либо в геологии ошиблись, либо на сваях сэкономили.

В Петропавловске решают вопрос так.

Владивосток
чуть менее, чем все дома построены для стабильного региона
сопки – половина домов на склонах
подавляющее большинство домов – хрущевки, панельки и кирпич 50-100 летней давности
несколько лет назад ВНЕЗАПНО официально признали, что 7ми бальная зона все Приморье
Владивосток еще и на разломе

Да, я думаю, что низкая сейсмоустойчивость зданий в регионах, которые всегда считались “спокойными”, еще проявит себя с худшей стороны. Последнее землетрясение – о том “звоночек”. Кстати, в Москве толчки тоже не исключены. Считают, что сильных быть не может.. Но природа иногда любит шутить над людьми и их наукой.

А в Алматы до сих пор стоят бревенчатые и саманные одноэтажные дома начала 20-го века, выдержавшие девятибальное землятресение 1911 года, и каркасно-камышитовые бараки, перенесшие несколько 5-6 бальных землятресений без видимого ущерба. “

Но, например, те районы Сибири, где только что произошло землетрясение, никогда не считались сейсмоопасными!

Кстати, в Москве толчки тоже не исключены. Считают, что сильных быть не может.. Но природа иногда любит шутить над людьми и их наукой.

tuman698
Крепко строят Упал как кубик, даже не рассыпался..

У нас в потенциальном 10-балльном регионе встречаются построенные 2-этажные саманные домики. А вы – панель, монолит, кирпич. )

В кирпичных домах обычно принято сейсмопояса делать.

Что такое сейсмопояса?

sotrudnikNKVD
В кирпичных домах обычно принято сейсмопояса делать

“В России все разьираються в Политике, футдоле, педагогике и строительстве” (с)
ТС давай конкретику если не хочешь, чтобы тема скатилась во флуд.
И “панели” разные бывают: П-44 и 90-е серии до 7 баллов, 114-я (Кузбасс) до 9 баллов за счет специальной “ролликовой развязки” в фундаменте. В ЦНИИПЗ лежит (сам видел) документация на новую серию до 10 баллов, только нахрен никому не нужна, ибо “спасение утопающих. “.
ПИ.СИ. ТАРАЗ, при всем моем уважение, БПМК с сэндвичами жилыми быть не могут.

ПИ.СИ. ТАРАЗ, при всем моем уважение, БПМК с сэндвичами жилыми быть не могут.

И “панели” разные бывают: П-44 и 90-е серии до 7 баллов, 114-я (Кузбасс) до 9 баллов за счет специальной “ролликовой развязки” в фундаменте. В ЦНИИПЗ лежит (сам видел) документация на новую серию до 10 баллов, только нахрен никому не нужна, ибо “спасение утопающих. “.

прошу в майоры Очевидность не производить

Taraz999
клян даю, именно так и строят у нас (9 баллов прогноз), то есть сперва таврами и швеллерами поднимают 5 – 9 этажей, потом газоблоком закладывают
я не строитель, по этому и спрашиваю – пачему?

мёртвому припарка: при типичной экономии на цементе в кладочном растворе, кирпичные дома по-любому рассыпаются в труху, а в панельках вероятность выжить всегда больше.

БПМК с сэндвичами жилыми быть не могут.

По металлу. каркасы собирают через жопу, точность монтажа хромает, особенно в жилых и общественных зданиях, так как косяки устройства узлов соединения можно спрятать, за отделкой из газобетона и гипсокартона, грамотных сварщиков раз два и обчёлся более 30-40% швов сварных откровенный брак, на гироизоляции металлических конструкций тоже много кто экономит что в общем приводит к общему ослаблению конструкции, в процессе эксплуатации, в рекордно короткие сроки.
Хочешь что то сделать хорошо сделай это сам.

Taraz999
то есть сперва таврами и швеллерами поднимают 5 – 9 этажей, потом газоблоком закладывают
я не строитель, по этому и спрашиваю – пачему?

Taraz999
сами панели не намного могут увеличить сейсмостокость
должен каркас стоять и “гулять” в пределах допустимых техзаданием
прошу в майоры Очевидность не производить

Два пути: увеличить жесткость конструкции (узлы соединения панелей) или как в Кузбассе -в высотках панели навешиваються на монолитный каркас. Или, создать конструкции снижающие колебания и это не только ролики и не только “панелка”. В всех небоскребах ЮВА на крыше или бассейн или массивнй шар на гибких подвесах.

Идиотские перепланировки из ИВД и не только
.
Посетила я тут сайт ИВД – http://www.ivd.ru и обнаружила там пренеприятнейший ресурс – каталог перепланировок для различных серий домов.
-Всё это подвигло меня на создание темы на форуме БСК С названием Идиотские перепланировки из ИВД
.

Жесть, некоторые проекты перепланировок РЕАЛИЗОВАНЫ

Жесть, некоторые проекты перепланировок РЕАЛИЗОВАНЫ

Есть некотрые (хотя их скорее всего большинство) десигнеры, которые понятия не имеют о несущих конструкциях, что можно громить, что нельзя )

Art_Z
Есть некотрые (хотя их скорее всего большинство) десигнеры,

И “панели” разные бывают: П-44 и 90-е серии до 7 баллов, 114-я (Кузбасс) до 9 баллов за счет специальной “ролликовой развязки” в фундаменте.

А еще интересный вопрос: что будет с коммуникациями? Вода, газ, канализация, всякие там кабельные коллекторы. Мне кажется, что они уж точно 7 баллов не выдержат.

Из некомпетентных источников слышал такую версию:
1 – Кирпичный дом до 60ых годов уступает в сейсмостойкости панельному. такие были СНИПЫ
2 – в случае 7-бального землетрясения 100% кирпичных домов больше 2х этажей ПОВРЕЖДАЮТСЯ, среди блочных домов поврежденных мало.
3 – в случае разрушительных землетрясений шансы выжить в кирпичном доме выше – хотя дом при этом будет невосстановимо поврежден. Происходят отвалы стен, обрушения лестничных маршей – но структурно дом цел.

Косвенно можно подтвердить взглянув на разрушения зданий в Сталинграде,
и сравнив их с разрушениями от бытовых взрывов и терактов в современных домах

GRat1
Из некомпетентных источников слышал такую версию:
1 – Кирпичный дом до 60ых годов уступает в сейсмостойкости панельному. такие были СНИПЫ
2 – в случае 7-бального землетрясения 100% кирпичных домов больше 2х этажей ПОВРЕЖДАЮТСЯ, среди блочных домов поврежденных мало.
3 – в случае разрушительных землетрясений шансы выжить в кирпичном доме выше – хотя дом при этом будет невосстановимо поврежден. Происходят отвалы стен, обрушения лестничных маршей – но структурно дом цел.
Косвенно можно подтвердить взглянув на разрушения зданий в Сталинграде,
и сравнив их с разрушениями от бытовых взрывов и терактов в современных домах

Дело тут даже не в материале. Для сейсмоопасных регионов дома строятся с учетом сейсмики, где сейсмики нет, там этим не заморачиваются. Хотя старые дома сделаны без этих мероприятий.

Сейсмостойкость и высота многоэтажных железобетонных зданий

Каркасно-панельная система со стенами-диафрагмами

Как показала практика, сейсмостойкость обычной каркасно-панельной конструкции невысока. При землетрясении горизонтальное перемещение системы больше, при этом совместная работа колонн с плитами при передаче поперечных сил затруднена. При землетрясении часто наблюдаются разрушения, вызванные потерей устойчивости колонн и нарушением соединений. Как отмечено в ряде литературных источников, цельная каркасно-панельная система неприменима при проявлении сейсмических воздействий. Отечественные и китайские нормы сейсмостойкости, нормы проектирования железобетонных конструкций и правила проектирования многоэтажных железобетонных конструкций исключают эту систему из возможных вариантов конструктивных решений.

Сейсмостойкость каркасно-панельной системы со стенами-диафрагмами лучше по сравнению с предыдущей системой. Оценка сейсмостойкости конструкций имеет различия в проектировании по нормам разных стран мира. Нормы сейсмостойкого проектирования Китая строго ограничивают высоту каркасно-панельного сооружения со стенами-диафрагмами. Для оценки сейсмостойкости этой конструктивной системы на рисунках показаны два каркасно-панельных здания со стенами-диафрагмами, разрушенных в результате землетрясения в Мексике в 1985 году.

Каркасно-панельное здание со стенами-диафрагмами (12 этажей)

1 – облицовка фасада, не соединяющаяся с конструкцией; 2 – кирпичная стена толщиной 14 см; 3 – колонна 35×70 см; 4 – железобетонное ядро толщиной 20 см

Каркасно-панельное здание со стенами-диафрагмами (15 этажей)

В здании на первом рисунке стены и колонны 2-го и 5-го этажей разрушились от кручения в основании стен, в перекрытиях возникли локальные трещины, в колоннах с 5-го по 11-й этаж возникли трещины значительного раскрытия, основание стен-диафрагм просело.

В здании на втором рисунке стены и колонны 2-5 этаж разрушились от кручения, возникли трещины на отдельных участках перекрытия. Конструкции 1-4 этажей почти не пострадали, в колоннах с 5-го по 11-й этаж возникли трещины.

Максимальные высоты железобетонных многоэтажных зданий (м)

Сейсмическое воздействие (баллы)

Каркас со стенами-диафрагмами

каркасные конструкции с цилиндрическим ядром жесткости

цилиндрическая конструкция с внутренним ядром жесткости

Каркас с панельными стенами-диафрагмами

1. Высота здания определяется по наружной поверхности до верхнего перекрытия, не включая высоты аппаратной лифта, водохранилища, каркасы которых превышают перекрытие.

2. В таблице приведены данные для симметричных каркасов.

3. Прерывистые стены-диафрагмы опираются на фундамент.

4. Для несимметричных конструкций максимально применимая высота должна понижаться.

5. Для обеспечения сейсмостойкости рекомендуется проектировать здание с запасом на 1 балл по силе возможного землетрясения; при прогнозируемых воздействиях в 9 баллов необходимо проведение дополнительных мероприятий.

6. Если в случаях сейсмического воздействия силой 9 баллов высота здания превышает значение, приведенное в таблице, то данное проектное решение должно быть обосновано и проведены соответствующие конструктивные мероприятия.

Каркасные конструкции

В США, Новой Зеландии и других странах на основании практики проектирования считают, что здание с прямоугольным каркасом, обладающим достаточной упругостью, имеет хорошую сейсмостойкость. На рисунке ниже – каркасное здание,испытавшее крупные разрушения при землетрясении в Осака-Кобе (Япония) наиболее серьезные разрушения получили продольные каркасные балки по осям XI, Х2 и узлы сопряжения балок и колонн. Вследствие этого такая каркасная система не получила широкого распространения. Для высотных зданий, построенных на ее основе, установлены строгие ограничения.

Каркасные здания со стенами-диафрагнами и с цилиндрическим ядром жесткости

В 70-80-е годы XX века в мире существовали разные точки зрения на оценку сейсмостойкости стен-диафрагм и диафрагм-цилиндров. Опыт землетрясений показал важность стен-диафрагм для обеспечения сейсмостойкости зданий, позволил сделать общие выводы по данному вопросу.

Если конструкции стен-диафрагм (или цилиндрических конструкций) соединить пластическими элементами со связующими балками и обычными стенами здания, то можно обеспечить хорошую сейсмостойкость. При землетрясении в Японии (1995 г.) было замечено, что жилые дома с конструкциями стен-диафрагм (высотой 10 этажей), подверженные сильным сейсмическим воздействиям, проявили хорошую сейсмостойкость.

При этом элементы диафрагм не разрушались, а в связующих балках наружных стен возникают изгибные разрушения (рис. 3.3.15, а и рис. 3.3.15, Ь). Анализ последствий землетрясений подтвердил хорошую сейсмостойкость зданий со стенами-диафрагмами в Хэпули (Югославия, 1963 г.) и Бухаресте (Румыния, 1977 г.). Другие конструкции оказались слабее.

То же наблюдалось при землетрясении в Никарагуа (1972 г.).

Сложные конструкции многоэтажных зданий

К конструкциям сложных многоэтажных зданий относятся несимметричные системы, проектирование которых предусматривает проведение специальных мероприятий, обеспечивающих их сейсмостойкость. Примеры таких зданий при землетрясениях весьма многочисленны, особенно при наличии дискретных вертикальных стен-диафрагм. На опыте экспериментальных исследований в отечественных нормах сейсмостойкого проектирования для конструкции зданий с прерывистыми стенами-диафрагмами приведены соответствующие способы сейсмостойкого проектирования. Применимость таких конструкций зданий ограничивается 9-балльным землетрясением, а их высота ниже, чем при использовании сплошных стен диафрагм.

«Техническая инструкция по проектированию конструкций высотных зданий» содержит ограничение проектирования конструкций в сейсмических районах. Под воздействием сейсмики несимметричные конструкции легко проявляют недостатки. Для повышения сейсмостойкости конструкций необходимо соблюдение правил проектирования и соответствующих рекомендаций, проведение специальных исследований.

1. При 9-балльной сейсмической активности уже не применимы многие возможные конструктивные решения.

2. При строительстве многоэтажных зданий в районах с сейсмостойкостью 7, 8 баллов не рекомендуется применять более двух различных типов конструкций (сложные здания). Это приводит к серьезным разрушениям.

3. Для конструкций зданий с разноуровневыми этажами, выполненных на основе каркасной системы со стенами-диафрагмами, строго ограничивают высоту здания. При сейсмичности района 7, 8 баллов высоты зданий с разноуровневыми этажами и стенами-диафрагмами должно быть менее 80 и 60 м соответственно. Конструкции с разноуровневыми этажами имеют несимметричную структуру, недостаточное число реакций для восприятия горизонтальных сил, ослабления из-за разноуровневых этажей. Практика показала, что такие конструкции обладают меньшей сейсмостойкостью и высота их должна быть строго ограничена.

Конструкции каркасных зданий со стенами-диафрагмами в Осаке-Кобе, при землетрясении получившие разрушения среднего уровня

а – конструкции 10-этажного жилого дома со стенами-диафрагмами; b – состояние конструкции каркасного 7-этажного здания со стенами-диафрагмами, разрушение неразрезных балок из-за текучести, стены-диафрагмы не разрушились

Конструкция ствола 18-этажного здания банка Мэнь Шоу

План конструкций 15-этажного здания Государственного банка

4.Конструкции многоэтажных зданий не должны иметь жестких соединений. При землетрясении более жесткие соединения наиболее подвержены разрушению. При этом, чем выше здание, тем больше значения реакций в жестких соединениях, следовательно, необходимо ограничивать применимые высоты для таких конструкций.

Главная особенность правил состоит в разделении зданий на типы А и В. Многоэтажные здания типа А проектируются согласно общепринятым строительным нормам. Многоэтажные здания типа В требуют соблюдения дополнительных требований проектирования.

Правила требуют соблюдения следующих положений:

1. Железобетонным многоэтажным зданиям типа А соответствуют предельные значения высоты, приведенные в таблице, такие конструкции получили широкое распространение и многостороннее применение. Если каркасные здания со стенами-диафрагмами или диафрагмами цилиндрической формы превышают высоты, указанные в табл. 3.3.2, то такие многоэтажные здания относят к типу В. Максимально применимые высоты многоэтажных зданий типа В не должны превышать значений, приведенных в таблице, при этом предусматривается проведение дополнительных исследований и соответствующих мероприятий.

Каркасные конструкции, конструкции с каркасно-панельными стенами- диафрагмами и конструкции с сейсмостойкостью 9 баллов, высоты которых превышают максимально применимые высоты для зданий типа А, из-за недостаточности исследований и отсутствия опытов строительства не могут быть причислены к типу В.

2. Теперь для обеспечения сейсмостойкости конструкций со стенами-диафрагмами, несмотря на разногласия, исследованиями установлено, что максимально применимые высоты таких зданий следует снижать. Так, конструкции со стенами-диафрагмами при 7-балльной сейсмостойкости должны быть ниже 100 м, при 8-балльной ниже 80 м; в многоэтажных зданиях типа В и 9-балльной сейсмостойкости типа А не следует применять такую конструктивную схему.

Монолитные дома: плюсы и минусы

Неужели просторные и удобные квартиры в монолитных домах – далеко не предел мечтаний современного горожанина? В то время, когда девелоперы показывают привлекательные картинки удобного жилья и расписывают прелести проживания в таких квартирах, кое-что остается «за кадром». Мы выяснили, о чем умалчивают застройщики, и расскажем о тех особенностях монолитных домов, которые строительными компаниями, как правило, не афишируются.

Относительная простота проведения работ, комфортность проживания, отличная внешняя эстетика – это лишь часть актуальных требований к возведению современных домов. Технология монолитного строительства во многих городах стало буквально открытием в 90-х годах минувшего столетия, и сейчас такой подход к возведению многоэтажек считается одной из наиболее прогрессивных.

Впрочем, нельзя сказать, что она стала закономерным детищем научно-технического прогресса последних десятилетий. Монолитный подход известен еще со времен Римской Империи, ведь именно таким способом был возведен прославленный Пантеон.

На территории России она монолитная технология активно применялась в начале 19 века. Именно по этой технологии, в частности, возводился дворец императрицы в городе Пушкин (бывшее Царское Село) и множество других зданий различного предназначения. Однако, эксперты и современные обитатели квартир в монолитных многоэтажках отмечают не только достоинства, но и недостатки такого жилья.

Особенности и разновидности монолитной технологии

Чтобы по достоинству оценить преимущества и недостатки монолитных домов, необходимо остановиться на рассмотрении технологических решений, используемых при возведении зданий этого типа. По сути, вся специфика технологии «монолит» сводится к возведению арматурного металлического каркаса и поэтажному «поднятию» спроектированной и особым образом подготовленной опалубки, в которую впоследствии очень равномерно заливается бетонный состав. При этом каждый из последующих элементов, вне зависимости от его формы, создается таким способом, чтобы предшествующий был продолжен естественным путем без швов на стыках. В результате получаются цельнолитые, идеально выровненные элементы.

Роль фундаментного основания такого дома играет плита из бетона метровой толщины, дополнительно укрепленная при помощи качественной арматуры. В зависимости от качества почвы дополнительно используют забивные сваи.

Монолитный технологический процесс в строительной сфере практически не имеет ограничений, то есть он применим как к возведению высотных многоэтажек, так и к реализации небольших частных проектов.

Поскольку опалубки представляют собой разноплановые сборные конструкции, ничто не мешает возвести строение практически любой конфигурации и с желаемым количеством этажей, индивидуальный дизайн тоже становится легко разрешимой задачей.

В настоящее время выделяются несколько типов монолитных конструкций:

• традиционный вариант, когда дом имеет цельную монолитную структуру;
• весьма распространенная каркасно-монолитная модель, при которой роль базовых элементов играют перекрытия и колонны из качественного железобетона, а стены выполняются из кирпича или иных материалов;
• инновационные монолитно-кирпичные здания, состоящие из цельнолитых железобетонных конструкций, которые снаружи обкладываются блоками или кирпичом с гидроизоляционным или утепляющим слоем.

Что касается опалубочной основы, она может быть стальной и алюминиевой, деревянной и пластиковой, помимо этого, различаются варианты съемного и несъемного типа. В первом случае, после того, как железобетонная конструкция застывает, опалубка сразу переносится на иной участок, где уже создается очередной элемент возводимого объекта. Соответственно, несъемная модель остается одним из основных компонентов строения, своеобразной утепляющей и изолирующей оболочкой.

В современном монолитном домостроении широко задействуется как щитовая, так и тоннельная опалубочная конструкция – все зависит от условий и задач конкретного строительного проекта.

Щитовая конструкция, как следует уже из ее названия, представляет собой набор прочных щитов, которые, соединяясь, образуют своеобразные емкости, впоследствии заполняемые бетоном. Такая опалубка может быть изготовлена непосредственно на месте строительства, что дает определенные экономические выгоды.

Туннельная опалубка – конструкция из полностью готовых элементов, изготовленных промышленным способом по представленному проекту. После того, как элементы опалубки уже доставлены на стройплощадку, какие-либо изменения внести в строительный проект невозможно.

Преимущества монолитного домостроения

Собственно, после ознакомления с технологическими особенностями первое преимущество монолитного домостроения выглядит очевидным. Дом может иметь индивидуальный дизайн, включать произвольное количество этажей и даже подземный паркинг. Все ограничивается только смелостью архитектурного замысла и базовыми строительными нормативами.

Если ранее на зиму строительство замораживалось в связи с погодными условиями, то ныне используются технологии подогрева бетона, и строительство ведется круглогодично.

Цельная конструкция дает равномерную минимальную усадку, а сама технология исключает образование трещин.

Минимум строительных швов предопределяет высокий уровень прочности. Срок эксплуатации большинства монолитных зданий превышает полтора столетия.

Неудивительно, что монолит выбирается в качестве основной технологии при строительстве метрополитенов, возведении космодромов, военных и всевозможных стратегических объектов.

Даже если квартира предлагается в черновой отделке, что продолжают практиковать многие застройщики, поверхность монолитных стен является достаточно ровной (ввиду применения промышленной опалубки), что позволяет не тратить время и деньги на их профессиональное выравнивание.

Планировка квартиры при этом может быть абсолютно свободной , поскольку функции несущий конструкций при такой технологии выполняют наружные стены, а внутри – колонны, поэтому остается обширное пространство для дизайнерско-интерьерного творчества.

Если во время эксплуатации жилья, например, труба даст течь, вода не попадет в другие квартиры, что тоже обусловлено цельностью конструкции.

Немаловажно и то, что монолитное жилье имеет высокий уровень теплоизоляции, да и бытовой шум от соседей в таких квартирах практически неслышен.

Вся конструкция имеет сравнительно небольшой вес, а значит, такие дома можно возводить с использованием плитного фундамента на территориях с проблемными, пучинистыми грунтами. При этом монолит не дает неравномерных нагрузок на фундаментное основание, что позволяет делать его облегченным.

Благодаря водонепроницаемости основного материала, такие дома отлично выдерживают любые паводки и наводнения.

Монолиты также обладают повышенной сейсмоустойчивостью, что позволяет им выдерживать колебания земной коры с семи-восьмибалльной амплитудой.

Если сравнивать с кирпичным или блочным домостроением, применение монолитной технологии является намного более экономичным, чем блочное строительство, но все же она является более затратной, чем возведение панельных домов.

Относительно эстетики фасадов – бетонные стены, конечно, изначально имеют безрадостный внешний вид. Ситуацию спасает панорамное остекление, отделка поверхностей всевозможными натуральными и искусственными материалами, что добавляет зданию респектабельности и привлекательности.

Минусы монолитов

Одним из недостатков, с которым приходится мириться многим инвесторам, является достаточно долгий период монолитного строительства относительно возведения панельных зданий.

• Если температура снижается до пяти градусов и меньше, бетонную смесь надо либо дополнительно подогревать, либо добавлять в нее специализированные морозостойкие элементы, что увеличивает затраты во время работ в холодный период.
• Дымоходные каналы и элементы инженерных систем должны в монолитных домах предусматриваться на начальных этапах, поскольку в дальнейшем выполнить перепланирование будет уже невозможно.
• К минусам также относят тот факт, что при хорошей «местной» звукоизоляции ударные шумы активно передаются по всему зданию. Поэтому период повсеместного ремонта тем, кому удалось вселиться раньше, придется просто пережить.

Для сведения к минимуму числа швов и достижения отличных прочностных характеристик стен и перекрытий, бетон необходимо заливать непрерывно и по всему пространству строящегося сооружения. Уплотнение бетона должно быть очень качественным, для чего используется спецтехника. Это крайне важно для достижения всех преимуществ, указанных выше.

Целый ряд недостатков монолитов напрямую связан с физико-механическими свойствами бетона :

• поверхности с изначально малой теплопроводностью часто требуют продумывания сбережения тепла;
• необходимы добавочные звукоизоляционные решения;
• крайне важен монтаж качественных систем обеспечения циркуляции воздуха, поскольку стены обладают недостаточной паропроницаемостью и без обеспечения правильной циркуляции воздуха могут покрыться плесенью;
• в бетонном слое, который, к тому же, скреплен арматурной составляющей, крайне сложно создать отверстия, а значит, все, что нужно для инженерных коммуникаций, необходимо просчитать, предусмотреть и подготовить заранее.

Впрочем, все эти недостатки при верном подходе уже на этапе проектирования старательно сводятся к минимуму и в итоге получаются комфортные и долговечные здания. Все чаще используются конструкции с несъемной опалубкой из современного материала – пенополистирола, что удешевляет строительство, а бетонирование при ее использовании получается не менее качественным. Кроме того, этот важный элемент, роль которого была изначально исключительно технологической, в итоге становится конструктивной частью, обеспечивающей эффективную тепло- и звукоизоляцию. Разумеется, такая опалубка требует качественной отделки – как внешней, так и внутренней. Что касается такой задачи, как обеспечение циркуляции воздуха, в современных монолитах она достаточно легко решается при помощи системы вентилируемого фасада.

Заключение

Квартиры в монолитных домах сложно назвать дешевыми. Такое жилье предназначено, скорее, для представителей среднего класса, а значит, и цены варьируются в диапазоне между сравнительно недорогими «панельками» и более дорогостоящими кирпичными домами.
Основные преимущества технологии позволяют приобрести квартиру с идеальной планировкой, панорамным остеклением, а также высокими показателями уровня комфорта – все это на сегодняшний день позволяет реализовать только монолитная технология.

Сейсмоустойчивость монолитного дома

После знаменитого Спитакского землетрясения в Армении в 1988 году, в СССР впервые всерьез занялись разработкой сейсмостойких жилых домов. Разумеется, речь шла о многоквартирных домах, поскольку строительство частных домов было фактически под запретом. Параллельно проходило районирование страны (выделение зон) по возможным силе и характеру землетрясений.

Большая часть территории СССР ( и России) находится в относительно благополучных с точки зрения сейсмики условиях. Большие участки Европейской части России, Сибири и Дальнего Востока находятся на стабильных массивах земной коры – так называемых платформах. И здесь вероятны только очень незначительные землетрясения, силой до четырех баллов.

Большинство людей подобные колебания земной поверхности просто не ощущают. Зоны повышенной сейсмической активности – это молодые горные системы. Наиболее высока такая активность на побережье и островах Тихого океана. По счастью, население этих регионов России достаточно малочисленно, но землетрясение 1995 года на Сахалине, когда полностью был разрушен небольшой город Нефтегорск – пример того, как строительные методики СССР потерпели сокрушительное фиаско при испытании землетрясением, и привели к многочисленным человеческим жертвам.

Еще один регион с повышенной сейсмической опасностью – Кавказские горы. Кавказ – горы молодые, они постепенно растут. Правда, наибольшая активность данной зоны уже позади – об этом говорят потухшие вулканы Эльбрус и Казбек. Однако, наличие горячих источников, грязевых вулканов, достаточно частые небольшие землетрясения говорят о том, что геологические процессы Кавказских гор идут в постоянном режиме.

Кавказские горы занимают значительную часть Краснодарского края, проходя через всю его территорию с северо-востока на юго-запад. Все районы, находящиеся в пределах Кавказского хребта и его многочисленных отрогов, а так же полоса Черноморского побережья относятся к потенциально опасной сейсмической зоне. По прогнозам здесь возможны землетрясения до 8-9 баллов.

С севера к Кавказским горам и их предгорьям примыкает обширная равнина, занимающая большую часть края. В основании этой равнины находится жесткая кристаллическая плита, являющаяся частью большой Восточно-Европейской (или Русской) платформы. Сверху плита покрыта большим слоем так называемых осадочных пород – глин, суглинков, песков. Этот материал принесен сюда многочисленными реками за много миллионов лет. На таком основании землетрясения маловероятны, если бы не активная зона Кавказа.

Северные районы края в этой ситуации находятся в благоприятной сейсмической зоне. Здесь землетрясения могут достигать максимальных значений в 5-6 баллов. Однако территория Краснодара и прилегающие районы относятся к зоне потенциальных восьмибалльных землетрясений. Как формируется зона землетрясения в этих районах?

Очень примитивно можно описать этот процесс следующим образом. Горы растут на несколько миллиметров в год. Край плиты, на которой находится ряд районов края ( в т.ч. и Краснодар), упирается в активную зону роста. И горы в процессе подъема как бы тащат ее вверх. Возникает напряжение.

В определенный момент, когда напряжение становится максимальным, плита «срывается» вниз – так возникает землетрясение. ( Мы примитивно воссоздали данную модель в домашних условиях – ЗДЕСЬ) Обычно ощущается 1-2 толчка, после чего землетрясение затухает. Ощутимые толчки происходят 1-2 раза в десятилетие.

Чем более регулярно происходят мелкие, неразрушительные землетрясения, тем меньше вероятность того, что случится землетрясение катастрофическое. Малые землетрясения разряжают напряжения в земной коре, не давая накопиться разрушительному потенциалу. Как часто могут возникать крупные землетрясения на территории края? Ученые прогнозируют – раз в 5000 лет. Однако, такие прогнозы очень расплывчаты, и не хочется, чтобы прогнозируемый период пришелся именно на твою жизнь.

Как же построить здание, чтобы оно могло сопротивляться разрушительным силам Земли? Для многоэтажных зданий такие технологии детально прописаны. А как же быть с частными домами? Какие технологии при их строительстве применять? Да точно такие же, как и для высотных зданий, только применительно уже к более малым размерам.

Фундамент для дома. Мы уже писали о фундаментах для частных домов ЗДЕСЬ. Фактически, все виды фундаментов для дома, выполненные по технологии, достаточно сейсмостойки. Предпочтение же нужно отдать либо плитным, либо буронабивным их типам.

Стены. Материал стен не играет решающей роли в сейсмостойкости здания. Нужно лишь помнить, что стена должна представлять собой достаточно монолитную конструкцию. Т.е. кладку стен нужно обязательно армировать в соответствии с технологическими заданиями. Особое внимание – перемычкам над проемами. Наиболее надежны монолитные перемычки из армированного бетона.

Следует помнить, что края перемычек должны заходить в толщу кладки не менее, чем на 15 см. с каждой стороны проема.

Армопояса. По окончании кладки каждого этажа, заливается монолитный армированный пояс – сплошная железобетонная балка по несущим стенам. Размеры этой балки в сечении должны быть не менее 15х15 см. Такой пояс удерживает стены при землетрясении от сваливаний внутрь строения или наружу. Если у вас одно- двухэтажный этажный дом, то для создания сейсмической защиты можно обойтись только армопоясами.

Пространственный монолитный каркас. Если же вы строите частный дом выше двух этажей, рекомендуется возводить при его строительстве монолитный железобетонный каркас. Т.е. до начала работ по кладке, выводится корпус здания из монолитных колонн и перекрытий, а уж затем пустоты заполняются кладочным материалом с обязательным порядным армированием.

Ряд архитекторов с целью повышения сейсмостойкости создают т.н. сейсмостойкое ядро здания. Т.е. часть здания в центре отливается сплошным монолитом, а к нему привязываются все основные конструкции. Идея неплохая, но, во-первых, дорогостоящая, а, во-вторых, с нашей точки зрения – избыточная. Хотя некоторые идут еще дальше. И проектируют полностью монолитные дома.

Но это уже явный перебор.

Достаточно большую роль в сейсмической устойчивости здания играет и его форма. Вообще говоря, оптимально в этом плане строительство круглых частных домов ( и мы такой один построили, см. здесь). Но по понятным причинам строительство таких домов – эксклюзив. Из более распространенных проектов дома близкие к квадрату в плане обладают большей сейсмической стойкостью. Эркеры, нависающие элементы, балконы – сильно понижают сейсмическую стойкость сооружения и при строительстве требуют специальных решений ( а, соответственно, и затрат).

При землетрясениях колебания земной коры происходят не только вверх-вниз, но и по горизонтали. Так вот горизонтальные колебания поверхности зачастую опаснее вертикальных.

Как решение проблемы гашения горизонтальных сейсмических волн, Юрий Домбровский в своей книге «Факультет ненужных вещей» предложил окружать строение на некотором удалении рвом глубиной до основания фундамента (или глубже) и шириной не менее 1 м. Такой ров гасит горизонтальные колебания, и увеличивает сейсмостойкость здания в разы. Конечно, иметь такой ров в плане – не эстетично. Но полость может быть заполнена легким материалом (например, керамзитом), либо накрыта сверху. Стилизация под замковый ров с водой тоже подойдет.

И еще один ( не дешевый) прием повышения сейсмостойкости. Если у вас в доме запланирован бассейн, то оптимально будет расположить его по центру первого (или цокольного) этажа здания. В этом случае при землетрясении линза воды за счет встречных колебаний будет гасить сейсмические волны.

Итак, при строительстве частного дома следующие мероприятия позволят вам не бояться землетрясений:

-надежный фундамент для дома;

-армированная кладка стен;

-пространственный железобетонный каркас.

Стройте, и не бойтесь землетрясений!

Накануне 2015 г. один из клиентов заказал нам строительство частного дома с сейсмически устойчивым фундаментом. Этот фундамент для дома ему обошелся ровно на один миллион рублей дороже стандартного ленточного. Ну что же, за сейсмическую устойчивость здания нужно платить!

Источник: shedevr-24.ru