Сочи — один из самых сложных городов с точки зрения строительных технологий. Южный город расположился в предгорьях, для которых характерны не только оползни. Северный Кавказ является областью сейсмической активности. Кавказские горы считаются молодыми, и процесс их формирования ещё не закончен.
Это значит, что в Сочи могут происходить землетрясения — подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений в земной коре. По данным специалистов, землетрясения в Сочи могут достигать 8-9 баллов. Правда, такие сильные колебания происходят здесь редко.
По данным доцента кафедры геоинформионных систем географического факультета КубГУ Елены Антошкиной последнее разрушительное землетрясение мощностью 7-8 баллов случилось на территории Северного Кавказа в прошлом веке. Однако, это не значит, что в наш век сильных колебаний земной коры не происходит. Прогнозировать землетрясения довольно сложно. В настоящий момент российские учёные разрабатывают систему, с помощью которой можно предсказать землетрясения с точностью до часа. Однако, для того, чтобы ввести её в повседневную жизнь необходимо время и, конечно же, средства.
Момент обрушения жилого дома после землетрясения в турецком Измире
Пока единственное, на что нам можно уповать, это строительные технологии, разработанные для укрепления зданий. Многие из них позволяют строениям выстоять даже при девятибальных землетрясениях. Как выбрать дом, который выстоит в случае колебаний земной коры? Об этом журналу BesinesS рассказал инженер-конструктор архитектурной компании «АС про», более 40 лет занимающийся проектированием зданий в Сочи, Валерий Вечерский.
BS: Валерий Борисович, чем строительство в Сочи отличается от строительства в средней полосе, и намного ли технологии, укрепляющие здания, способствуют повышению стоимости возводимого объекта?
В.Б.: Технологии, которые применяются в районах, где нет сейсмики, для Сочи не годятся. Приёмы, укрепляющие здание были известны ещё в советские времена. Разработаны СНиПы для строительства в cейсмических районах. Задача застройщика — чётко следовать СНиПам.
Перед началом строительства необходимо провести геологические изыскания, чтобы понять, какой вид грунта характерен для участка, где будет расположен новый дом. По результатам геологичских изысканий уточняется сейсмичность участка строительства. Согласно уточнённой сейсмичности ведётся расчёт конструкций здания и выбирается сечения элементов и их армирование. Но и этого ещё недостаточно. В нашем регионе должны использоваться строительные материалы с повышенными прочностными свойствами согласно требованиям СНиПа.
Что же касается стоимости, то технологии, повышающие сейсмическую стойкость здания, способствуют его удорожанию примерно на 30%. Причём, чем выше сейсмика, тем больше и удорожание.
BS: В Сочи строят дома по самым разным технологиям. Есть здания с несущими стенами из мелкоштучной кладки, с железобетонным или металлическим каркасом, с несущими железобетонными стенами.
Испытание дома в Ташкенте, вибродинамические испытания
В.Б.: Сложно сказать, что один дом будет прочнее, а другой нет. Здесь всё зависит от этажности. Здание выше пяти этажей не может быть из мелкоштучной кладки, железобетонный каркас не может быть выше 12 этажей и т.д. В каркасных зданиях выше пяти этажей должна прослеживаться диафрагма — это жёсткая монолитная стена, которая работает на горизонтальную (сейсмическую) нагрузку.
Здания выше 12-ти этажей должно быть либо с монолитными стенами, либо каркас должен быть из металла. В Сочи есть примеры таких зданий. Например, санаторий «Автомобилист». Это высотное здание на металлическом каркасе было построено ещё в советские годы.
BS: Все эти детали легко отследить на этапах строительства, но, если дом уже отделан, увидеть это невозможно. На что обращать внимание покупателю?
В.Б.: Прежде всего, на наличие разрешительной документации от города. Если многоквартирный дом выстроен на участке под ИЖС — в 90% случаев он построен не в соответствии с требованиями, без геологических исследований, проекта и необходимых экспертиз.
Многие застройщики могут показать покупателю фото или видео, сделанные на различных этапах строительства дома. Но на нём нельзя увидеть всех необходимых нюансов. Фотографии, например, не могут дать полное представление о том, соблюдались ли требования к качеству стройматериалов. Так что наличие фото или видео — это лишь половина дела.
Ни один дом не может строится без авторского надзора. Он должен осуществляется на всех этапах строительства. Специалисты организации, разрабатывающие проект здания, должны следить за его реализацией постоянно, а каждый шаг стройки должен закрепляться соответствующим актом. Проектировщикам необходимо оценивать все нюансы, в том числе и класс стройматериалов.
В акте должно быть записано, что арматура соответствует чертежу с таким-то номером. Этот чертёж хранится у застройщика, и к нему прикладывается акт осмотра с подписью проектировщика. Показ подобных документов покупателю законом не регламентируется. Но любой уважающий себя застройщик, конечно, заинтересован в том, чтобы у покупателя не было никаких сомнений в качестве его труда. Так что тому, кто при строительстве соблюдал все необходимые требования, выгодно показать такие документы тем, кто хочет приобрести у него недвижимость.
BS: В нашем городе есть много домов, построенных по панельной технологии. Это принцип конструктора, когда одна готовая панель укладывается на другую. Насколько такой вид дома уместен для района с высокой сейсмикой?
В.Б.: С точки зрения сейсмики панельные дома — очень правильная технология. Это уже подтверждено опытом. После землетрясения, случившегося в Спитаке, туда были отправлены специалисты различных НИИ, задача который была обследовать состояние зданий. Согласно их исследованиям, лучшую сейсмоустойчивость показали именно панельные дома.
Если все технологии на этапе строительства соблюдены, то панельный дом — один из самых безопасных. Но только в том случае, если панели соединены между собой металлическими деталями. Требования СНиПов к сварке панелей должны чётко соблюдаться, в сейсмическом районе её должно быть гораздо больше. И качество бетона, из которого изготавливаются панели должно быть соответствующим.
BS: В последнее время у сочинцев пользуются популярностью быстровозводимые дома, построенные по самым разным технологиям. Они вполне доступны по цене, а южный климат позволяет жить в них круглый год. Те же дома из сруба, которые испокон веков строились в средней полосе, в Сочи теперь можно встретить довольно часто. Смогут ли они выстоять во время сильного землетрясения?
В.Б.: Срубы нам подходят, но есть рекомендации по укреплению таких домов. Брёвна должны соединяться металлическими нагелями. При малоэтажном строительстве тоже необходимо соблюдать сейсмические требования. Для деревянных домов разработаны отдельные СНиПы, и там есть целая глава, посвящённая их строительству в сейсмических районах.
Щитовой деревянный дом в районе, где возможны землетрясения, не может быть выше двух этажей, а завод-изготовитель таких домов должен проводить их испытания на сейсмоустойчивость. Вообще, если вы покупаете дом по быстровозводимой технологии, то вам должны показать сертификаты на то, что его разрешено строить в зон с активной сейсмикой.
При малоэтажном строительстве необходимо обращать внимание на фундамент здания. В средней полосе, например, будет достаточно обычного фундамента, выложенного из блоков. Для Сочи имеет огромное значение геологические изыскания. Землетрясения ведь не единственная беда нашего города, есть ещё оползни. С ними мы сталкиваемся постоянно.
Поэтому, прежде чем приступить к строительству, необходимо провести геологические изыскания, чтобы понять существует ли опасность оползня. И, если есть опасность их возникновения, надо проводить противооползневые работы. Материально — это очень дорогое удовольствие, но такие меры необходимы.
Источник: aspro.ortox.ru
Новые строительные технологии при борьбе с землетрясениями
Трагедия в Японии – землетрясение и последовавшее за этим цунами привело к огромному числу жертв – более 13 тысяч человек. Можно ли было уменьшить человеческую смертность от стихии? Пора подводить итоги, и искать технологии, которые позволят строить более сейсмоустойчивые здания.
Еще год назад ученый из Университета Колорадо Роджер Билхэм выступил с заявлением для прессы – урбанизация и рост населения к концу или даже к середине XXI века приведет к появлению нового оружия массового уничтожения. Им станет. обыкновенный жилой дом.
Свой, казалось бы, абсурдный на первый взгляд вывод ученый объясняет нежеланием властей и застройщиков возводить сейсмоустойчивые здания. А то, что появление новых людей потребует и новых зданий – сомневаться не приходится. Профессор Роджер Билхэм озвучивает цифру в один миллиард новых жилых объектов. Господин Билхэм предрекает, что в XXI веке и, возможно, очень скоро случится землетрясение, которое превзойдет по количеству жертв гаитянское землетрясение, о время которого погибло более 200 тысяч человек.
Напомним, произошедшая на Гаити в 2010 году трагедия вызвала шквал публикаций на тему того, как можно было бы избежать столь масштабной катастрофы. Американский профессор Чак ДеМетс заявил, что если бы не безответственное строительство, огромного числа жертв можно было бы избежать. Бедные гаитяне жили в домах, которые, как картонные домики сложились при первых земных толчках.
Если бы подобно гаитянскому землетрясение произошло в Калифорнии, говорит господин ДеМетс, то жертв было бы на порядок меньше. Эту мысль подтверждает следующий факт – во время землетрясения в Армении в 1988 году магнитудой почти 7 баллов погибло 25 тысяч человек, а в Калифорнии при аналогичных обстоятельствах всего 63 человека. Роль сейсмоустойчивых зданий для спасения жизни людей очевидна.
Пожалуй, оди из самых интересных способов противостоянию землетрясениям предлагают французско-британские ученые-энтузиасты. Они вроде бы знают, как сделать так, чтобы здания становились невидимыми для подземных содроганий земли. Идея, как сделать дом невидимым для землетрясения, заимствована из авиации. Проектируют же сегодня истребители, которые не улавливают радары.
Американские военные самолеты частично отклоняют, частично поглощают «ищущие» сигналы радара. Ученые создали волнорез из меди, пластика и других материалов, который отражает волны, возникающие во время землетрясения. При экспериментах ученые направили на свои волнорезы волны, частота которых была такой же, как и частота волн во время землетрясений. Волнорезы с успехом поглощали и рассеивали волны. Не исключено, что ноу-хау европейских ученых в будущем будет использоваться повсеместно.
Сегодня же применяют несколько другие способы строительства сейсмоустойчивых зданий. В частности, в Усть-Лабинске дома в четыре и пять этажей строят на фундаменте, который в обычных условиях предназначается для дома в девять этажей.
В Америке для борьбы со стихиями природы разработали эластичный бетон. В этот удивительный материал добавляются минералы, которые содержатся в морских раковинах. В эластичном бетоне под воздействием влаги — дождя или снега затягиваются трещины.
…А в это время в Таджикистане сейсмоустойчивые здания строят из глины с добавлением древесины. Для этого изготавливается деревянная стойка, к ней крепятся нижняя и верхняя обвязочные балки. При поэтапном возведении стен из глины в конструкцию вплетаются ветки дерева, как правило, тутовника.
Один из способов строительства сейсмоустойчивых зданий был апробирован в Армении. В Ленинакане, ныне город Гюмри, ПО «Стройтехника» строила дома с использованием специально разработанных сборных конструкций, которые способны выдержать землетрясение в 9 баллов.
В целом же к сегодняшнему времени строительная отрасль выработала определенные аксиомы строительства сейсмоустойчивых зданий. В частности, при строительстве необходимо распределять массу и жесткость равномерно на всех участках здания. Необходима однородная и монолитная конструкция, требуются антисейсмические швы, то есть в два ряда несущие стойки или двойные стены.
За счет этого дом как будто разрезается на независимые друг от друга отсеки, и разрушение одного отсека не приведет к разрушению всего дома. Для строительства в сейсмоопасной зоне подходят панельные блоки, сделанные в заводских условиях с применением вибрации. Кирпичные или каменные перегородки необходимо армировать по всей длине.
Фундамент играет огромную роль при строительстве, особенно в сейсмически опасной зоне. Если создать «подушки» из полимерных материалов или бетона, то здание будет «скользить» во время землетрясения, не будет разламываться по линиям, где возникает наибольшее напряжение. Оптимальная форма домов в опасных зонах – прямоугольный, круглый, квадратный или шестиугольный дом. Строения, где одна сторона вытянута или здание, напоминающее своим видом раскрытую книгу, в неблагоприятных с точки зрения сейсмологической ситуации, строить нельзя.
Описанные технологии позволяют противостоять землетрясениям. Очевидно, что в ближайшее время человечеству предстоит разрабатывать и новые технологии и строительные материалы, которые бы сделали пребывание в домах даже при сильном землетрясении, безопасным.
Обзор подготовлен ПО «Стройтехника»: заводы бетона, строительная техника, оборудование.
Источник: vsedlyastroiki.ru
Семь крупнейших сейсмостойких зданий в мире
Технологии
C тех пор, как человек начал возведение объектов, Земля все время грозится разрушить их. Человечество довольно быстро прознало про то, как строить сейсмостойкие здания, но сравнительно недавно эти структуры стало возможным сооружать поистине огромных размеров.
Благодаря новым технологиям и новым методам тестирования, некоторые из самых больших зданий сегодня могут оставаться в безопасности во время землетрясений. В большинстве самых массивных в мире зданий используются архитектурные элементы, которые также защищают в случае катастрофы.
Итак, семь крупнейших инновационных и надежно спроектированных сейсмостойких зданий в мире.
7. Бурдж-Халифа (Дубай, ОАЭ)
У Дубая есть масса стимулов сохранять Бурдж-Халифу, чтобы ни случилось. Это не только самое высокое здание в мире, но также и символ национального процветания. Башня высотой 2717 футов (более 800 метров) строилась инженерами таким образом, чтобы она могла противостоять землетрясениям намного большей силы, чем можно было бы ожидать в регионе.
По разным данным, башня может выдержать подземные толчки магнитудой 5,5 — 7,0 баллов по шкале Рихтера. Этот показатель гораздо выше любого числа всех произошедших в Дубае землетрясений.
Некоторое покачивание все-таки настигло и Бурдж-Халифу. В 2008 году, когда случилось землетрясение в соседнем Иране, где были разрушены здания, Бурдж-Халифа стойко выдержал испытание. Благодаря инженерным разработкам никакого ущерба зданию причинено не было.
6. U. S. Bank Tower (Лос-Анджелес, Калифорния)
С момента строительства в 1980-х годах в Лос-Анджелесе здания Bank Tower, оно оказалась находкой для режиссеров, которые сняли тысячи раз, как здание рушится по вине пришельцев, драконов и вулканов. В реальной жизни, однако, здание довольно прочное.
Являясь самым высоким зданием в сейсмически активном американском штате, Bank Tower имеет высоту 1018 футов (310 метров). Площадь сооружения составляет 1300 тысяч квадратных метров офисных помещений. Здание, по задумке строителей, должно выдерживать землетрясение магнитудой 8,3, которая считают ученые, сильнее, чем может случится в этом регионе.
5. Yokohama Landmark Tower («Башня-ориентир», Иокогама, Япония)
Японцы страдают от землетрясений с тех пор, как впервые оккупировали геологически активную цепь островов. В целом, они всегда строили свои здания с расчетом на то, чтобы оно выдержало землетрясение. И самое высокое здание в Японии Yokohama Landmark Tower («Башня-ориентир Иокогамы») не исключение.
Треxсотметровое сооружение сочетает в себе целый комплекс сейсмостойких мер. Все здание находится на роликовых конструкциях, которые позволяют земле под зданием колебаться, не затрагивая при этом сооружение. Кроме того, в здании установлены два инерционных демпфера, которые колеблются с резонансной частотой сооружения с помощью специального пружинного механизма. Даже если эти предосторожности не сработают, то сыграет роль тот фактор, что здание сооружено из гибких материалов, которые гнуться во время землетрясения, но не рушатся.
4. Тайбэй 101 (Тайбэй, Тайвань)
Бывшему королю небоскребов Тайбэй 101 понадобилось несколько крупных инженерных ухищрений, чтобы выдерживать частые землетрясения и тайфуны. Решение пришло в виде 730-тонного стального шара, который висит внутри него, как гигантский маятник, противодействующий любым покачиваниям.
Известный как настроенный демпфер массы, шар лежит внутри стропы, изготовленной из стальных тросов и имеет свои амортизаторы. Это позволяет Taipei 101 «гордо» высится над другими сооружениями, даже несмотря на то, что небоскреб уступил в 2010 году свое звание самого высокого здания в мире дубайскому Бурдж-Халифе.
3. Международный аэропорт им. Сабихи Гекчен (Sabiha Gökçen), (Стамбул, Турция)
Стамбульский аэропорт, расположенный в зоне, подверженной землетрясениям, стал после своего открытия в 2009 году крупнейшим сейсмостойким зданием в мире. Его способность устоять перед подземными толчками магнитудой 8,0 исходит от сейсмической системы изоляции, которая удерживает основной терминал — чудище, расползающееся на два миллиона квадратных метров, — от соприкосновений с землей.
Здание расположено на вершине 300 резиновых и стальных подшипников, которые позволяют ему двигаться из стороны в сторону, вперед и назад во время землетрясений. Инженеры из дизайнерской фирмы Arup тестировали систему на стойкость в симулированных землетрясениях 14 раз, прежде чем всего за 18 месяцев построили аэропорт.
2. Трансамерика (Transamerica Pyramid), (Сан-Франциско, Калифорния)
Самый высокий небоскреб Сан — Франциско обязан тремя десятилетиями своего существования массивной структурной технологии, которая позволяет ему противостоять угрозе землетрясения. Его пирамидальная структура расположена на конструкции из стали и бетона, предназначенной перемещаться одновременно с землетрясением, в то время как арматурные стержни соединяют здание в четырех местах на каждом этаже.
Кроме того, система треугольных связок поддерживает основу здания чуть выше первого этажа. Такие меры помогли 48-этажному зданию Transamerica Pyramid выдержать точки магнитудой 7,1. Землетрясение произошло неподалеку в горах Санта-Круз в 1989 году. Здание качалось тогда на верхних этажах из стороны в сторону, отклонившись почти на 30 сантиметров в течение более одной минуты, однако никаких повреждений не получило.
1. Башня Майор (Torre Mayor), (Мехико, Мексика)
57-этажный небоскреб в Мехико стоит возле эпицентра магнитудой в 8,1, который сравнял с землей большую часть города и убил более 10 тысяч горожан в 1985 году. Таким образом, башня был построена, чтобы выдерживать редкие, но мощные землетрясения магнитудой 9,0. Башня Майор представляет собой одно из самых сейсмоустойчивых наряду с лос-анджелевским Bank Tower сооружений в мире.
Верхнее строение здания имеет 21200 тонн стали и бетона со стальными колоннами, заключенными в железобетон, простирающимися до 30-го этажа; и стальные рамы, сконструированные на верхнем уровне. Но сердце крепления — это 98 сейсмических демпферов, которые напоминают гигантские амортизаторы, встроенные в стальное крепление.
Такая технология ранее использовалась американскими военными для защиты места запуска реактивных снарядов от воздействия ядерных ударов. Теперь она служит более мирным целям, гарантируя, что Torre Mayor, которое было открыто в июне 2003 года, остается одним из самых безопасных зданий в мире.
Источник: www.infoniac.ru