Землетрясение – это вибрация земной поверхности волнами, исходящими от источника возмущения в земле в результате высвобождения энергии в земной коре. По сути, это внезапное и преходящее движение или серия движений земной поверхности, возникающих в ограниченном подземном движении из-за нарушения упругого равновесия земной массы и распространяющихся оттуда во всех направлениях.
Причины большого количества жертв во время землетрясений:
Общие рекомендации по сейсмостойкому проектированию
Дрейф:
Это максимальное боковое смещение конструкции по отношению к общей высоте или относительное межэтажное смещение. Общий индекс смещения – это отношение максимального смещения крыши к высоте сооружения, а межэтажное смещение – это отношение максимальной разницы бокового смещения в верхней и нижней части этажа, деленное на высоту этажа.
Неструктурные элементы и структурные не сейсмические элементы в первую очередь повреждаются из-за смещения. Чем выше поперечная жесткость, тем меньше вероятность повреждения. Смещение этажа в любом этаже под воздействием минимальной заданной расчетной боковой силы с коэффициентом безопасности, равным единице, не должно превышать 0,004 от высоты этажа.
Разделение между соседними блоками или зданиями:
Два соседних здания или два соседних блока одного здания с разделительным швом между ними должны быть разнесены на расстояние, равное величине R, умноженной на сумму расчетных смещений этажей, как указано выше, для каждого из них, чтобы избежать повреждающего контакта, когда два блока отклоняются друг к другу.
Мягкий этаж:
Мягкий этаж или гибкий этаж – это этаж, в котором боковая жесткость составляет менее 70% от жесткости вышележащего этажа или менее 80% от средней боковой жесткости трех вышележащих этажей.
В случае зданий с гибким этажом, таких как первый этаж, состоящий из открытых пространств для парковки, т.е. зданий на сваях, необходимо принять специальные меры для увеличения боковой прочности и жесткости мягкого этажа.
Для таких зданий проводится динамический анализ, включающий эффекты прочности и жесткости заполнителей и неупругие деформации в элементах, особенно в мягком этаже, и элементы проектируются соответствующим образом. В качестве альтернативы, после проведения анализа землетрясения следует принять следующие критерии проектирования, пренебрегая влиянием перегородок на других этажах.
Когда уровни этажей двух одинаковых соседних зданий находятся на одинаковых высотных отметках, коэффициент R может быть принят равным R/2.
a) Колонны и балки мягкого этажа должны быть рассчитаны на 2,5-кратный сдвиг этажа и моменты, рассчитанные при указанных сейсмических нагрузках.
b) Кроме колонн, спроектированных и детализированных для расчетных сдвигов и моментов этажа, стены сдвига, расположенные симметрично в обоих направлениях здания на максимально возможном расстоянии от центра здания, должны быть спроектированы исключительно для 1,25-кратного бокового сдвига этажа.
Фундамент:
Для сооружений в сейсмических зонах III, IV и V следует избегать использования фундаментов, подверженных значительным дифференциальным осадкам вследствие подземных толчков. Отдельные фундаменты или оголовки свай должны быть соединены связями, за исключением случаев, когда отдельные фундаменты опираются непосредственно на скальную породу.
Все связи должны быть способны воспринимать при растяжении и сжатии осевую силу, равную Ah/A, умноженную на большую нагрузку колонны или оголовка сваи, в дополнение к другим расчетным силам, где Ah – расчетное значение горизонтального спектра.
Проекции:
a) вертикальные выступы:
Резервуары, парапеты башен, дымовые трубы и другие вертикальные консольные выступы, пристроенные к зданиям и выступающие над кровлей, должны быть спроектированы и проверены на устойчивость для 5-кратного расчетного горизонтального сейсмического коэффициента Ah. При анализе здания вес этих выступающих элементов будет объединен с весом крыши.
b) горизонтальные выступы:
Все горизонтальные выступы, такие как карнизы и балконы, должны быть спроектированы и проверены на устойчивость для 5-кратного расчетного вертикального усилия, равного 10/3 Ah. Эти увеличенные расчетные силы для вертикальных или горизонтальных выступов предназначены только для проектирования выступающих частей и их соединения с основными конструкциями.
Это означает, что при проектировании основной конструкции такое увеличение учитывать не нужно.
Форма здания:
Следует избегать очень стройных зданий. Большие свесы и выступы притягивают большие силы землетрясения. Следует избегать тяжелых масс, таких как большие резервуары для воды и т.д., расположенные в верхней части. Небольшие водяные баки, если они предусмотрены, должны быть правильно соединены с каркасной системой. Здание должно быть достаточно удалено от крутых склонов. Здание должно быть построено на заполненной почве.
Следует избегать асимметрии, так как они подвержены кручению, а крайние углы испытывают очень большие силы землетрясения.
Демпфирование:
Демпфирование – это удаление кинетической энергии и потенциальной энергии из вибрирующей конструкции, в результате чего амплитуда вибрации неуклонно уменьшается. Некоторые вибрации вызваны начальным смещением или начальной скоростью. Благодаря демпфированию эти вибрации уменьшаются по амплитуде.
- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Взаимодействие грунта со структурой – эффекты, анализ и применение в проектировании.
- Факторы, влияющие на степень повреждения зданий при землетрясении.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Высотные сооружения.
- Принципы концептуального проектирования сейсмостойких сооружений.