CC BY
82СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИ
ОПАСНЫХ РАЙОНАХ Атабиева М.М. , Баттаев Ш.А. , Джанкулаев А.А.
1Атабиева Мариам Мурадиновна - студент бакалавриата;
Баттаев Шамиль Азрет-Алиевич - студент бакалавриата;
2
Джанкулаев Адам Амерханович - студент бакалавриата, Институт архитектуры, строительства и дизайна Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, г. Нальчик
Аннотация: в данной статье рассматриваются технологии в строительстве, позволяющие повысить сейсмозащиту. Ключевые слова: нагрузки, сейсмика, каркас, жесткость, сейсмозащита.
Землетрясения - разрушительное явление, которое появляется внезапно и уходит с последствиями. По всему миру землетрясения унесли множество жизней из-за того, что здания не выдерживали и обрушались. Но наука и технологии не стоят на месте и мы знаем, где на земном шаре находятся самые сейсмически опасные районы и как противостоять этому явлению.
Для каждого района существует нормативное значение баллов, которое должно выдержать здание, построенное на данной территории. В одном городе это может быть 8 баллов, а в другом 3 балла. К очень опасным районам Земли относятся Западное побережье Северной и Южной Америки, Япония, Индонезия. В России к сейсмически опасным районам относятся Кавказ, Курило-Камчатская зона, Байкальский рифт, Алтай, Саяны, Чукотка, Сахалин и Приамурье.
Уже 7-ми бальное (МБК-64) землетрясение является разрушительным, а во всех вышеуказанных районах сейсмических сотрясений достигает 8-9 и 9-10 баллов по 12-балльной макросейсмической шкале. Потому внедрение
и использование технологий сейсмозащиты актуально в нашей стране.
Величина сейсмической нагрузки на здание или сооружение в большинстве случаев зависит от:
- интенсивности, продолжительности и частотных характеристик ожидаемого землетрясения;
- геологических условий площадки строительства;
- динамических параметров сооружения.
Первыми в истории строителями, которые задумались о сейсмозащите построек были Инки и другие древние жители Перу. Они производили сухую кладку стен, суть которой заключалась в подгонке камней друг к другу с такой точностью, что между камнями невозможно просунуть и ножа. И все это без раствора.
Также еще одной технологией является амортизация ударов. Эта технология взята из индустрии автостроения. Амортизаторы уменьшают магнитуду вибраций, превращая кинетическую энергию колебаний в тепловую энергию, которая может быть рассеяна через тормозную жидкость. В строительстве инженеры устанавливают на каждом уровне здания подобные гасители колебаний, один конец которых крепится к колонне, другой к балке. Каждый гаситель состоит из поршневой головки, которая движется в цилиндре, наполненном силиконовым маслом. Во время землетрясения горизонтальное движение здания заставляет двигаться поршни, оказывая давление на масло, что преобразует механическую энергию землетрясения в тепло.
Иное решение, особенно для небоскребов, предполагает подвешивание огромной массы у вершины здания, как маятника. Стальные тросы поддерживают массу, в то время как тягучие жидкие амортизаторы располагаются между массой и защищаемым зданием. Когда во время землетрясения здание раскачивается, маятниковая сила заставляет его двигаться в обратном направлении, рассеивая энергию. Такая технология называется инерционный демпфер [1].
Еще одной возможностью защитить здания от разрушения являются углеводородные оболочки. Эта технология может использоваться не только на новых зданиях, но и на уже готовых постройках. Усиленная углеродным волокном пластиковая оболочка (fiber-reinforced plastic wrap, FRP) оборачивается вокруг опорных бетонных колонн и далее закачивают под давлением эпоксидную смолу между материалом и колонной. И так возможно сделать 6-8 слоев. Такая технология позволяет укреплять уже поврежденные здания или просто построенные здания и повысить их сейсмическую защиту до 38%.
Еще один метод, один из самых действенных, является изоляция фундамента, создание как бы «парящего» фундамента. Суть данной технологии заключается в изоляции здания от фундамента, что позволяет как бы зависнуть над трясущейся землей во время землетрясения и минимизировать сейсмическую нагрузку [2].
Сегодня японские инженеры вывели эту технологию на новый уровень. Их система позволяет зданию парить на воздушной подушке. Вот как это работает. Сенсоры на здании распознают сигналы сейсмической активности. Сеть сенсоров передает сигнал воздушному компрессору, который за полсекунды нагнетает воздух между зданием и фундаментом. Подушка поднимает здание на 3 см над землей, изолируя его от толчков, которые могут его разрушить. Когда землетрясение прекращается, компрессор выключается и здание опускается на место.
Конечно все это делается, чтобы не допускать жертв и трагедий. Но травмы получают не только от обрушения зданий, но, например, в небоскребах осколки окон могут так же причинить вред людям, окна самая хрупкая часть здания. И как всегда на поприще технологий отличились японцы. В остеклении небоскребов они применяют тонкие стальные нити внутри стекла, чтобы не образовывались большие и опасные осколки.
Конечно при землетрясении подвергаются сейсмической нагрузке не только здания, но и иные сооружения, такие как
дороги, мосты и т.д. И для обеспечения их безопасности так же имеются современные технологии. Например, шок-трансмиттеры. Эти гидравлические устройства перераспределяют внезапные динамические нагрузки, возникающие из-за землетрясения. Шок-трансмиттеры существенно повышают срок службы мостов и без учета сейсмических ударов, так как они также способны смягчить усилие от экстренного торможения поездов и транспорта на мосту во время ДТП.
Список литературы
1. Клаф Р., Пензиен Дж. Динамика сооружений. М.: Стройиздат, 1979. 320 с.
2. Гордеев В.Н. и др. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. 482 с. - ISBN 978-5-93093-404-5.
