Schemele structurale ale clădirilor, în ceea ce privește răspunsul lor la impacturile seismice, sunt împărțite în mod rigid, flexibil, mixt și masiv.
În funcție de raportul dintre dimensiunile dintr-o structură flexibilă, pot apărea deformări de forfecare. Prima formă de oscilație în frecvență și configurație corespunde deformărilor la îndoire și nu forfecării.
Structurile rigide au pereți și diafragme în planul de acționare a sarcinilor seismice. Tulpinile de forfecare sunt predominante. În structurile de tip mixt sub influența încărcărilor orizontale, rulmentul este un element vertical îndoit.
Analiza consecințelor cutremurelor a permis dezvoltarea unor principii generale pentru proiectarea clădirilor rezistente la seismic [2, 10 - 12, 40, 46, 50, 57].
1 Reducerea sarcinii seismice. În clădirile cu o schemă structurală rigidă, reducerea sarcinii se realizează prin reducerea greutății structurilor; cu un circuit flexibil - cea mai bună combinație de rigiditate dinamică cu caracteristici de amortizare.
2 Distribuția uniformă a rigidităților și a masei. Pereții sunt simetrici față de axa longitudinală și transversală a clădirii. Clădirea însăși trebuie să aibă o formă simplă. Cu o configurație complexă, este împărțită prin suturi anti-seismice în compartimente simple. Cusăturile antiseismice sunt realizate prin ridicarea pereților perechi și a cadrelor.
3 Principii de rezistență monolitică și elementară a elementelor. Articulațiile articulate sunt situate în afara zonei de forțe maxime care rezultă din cutremure. În clădiri se asigură lucrări comune ale pereților și plafoanelor, traverselor și coloanelor.
În clădirile fără rame, lucrarea spațială a pereților și plafoanelor este asigurată de legături rigide și puternice. În clădirile de piatră, ele aranjează centuri anti-seismice, limitează distanțele dintre zidurile paralele (Tabelul 7.5).
Furnizarea de condiții care facilitează dezvoltarea elementelor de deformare plastică în elementele structurale. Cu posibilă supraîncărcare a clădirilor în timpul cutremurului, structurile nu ar trebui să se descompună, ci să poată lucra din plastic.
7.5 Distanța limită între pereți
Distanțele, m, cu seismicitate estimată, scoruri
Creșterea conformității dă naștere unei absorbții crescute a energiei seismice și amortizării oscilațiilor. Dimensiunile limită pentru lungime și înălțime sunt date în [40, Tabel. 29].
Observăm principalele cerințe pentru soluții constructive.
Construcția clădirilor. Se preferă clădirile cu un cadru transversal de susținere. În timpul cutremurului, ansamblurile de carcase sunt distruse în mare parte. Bazele stâlpilor și îmbinările bolțurilor cu stâlpii sunt în special deteriorate. Se realizează construcția de clădiri cu beton armat și schelet metalic. Cu o seismicitate calculată de 7 și 8 puncte, este permisă utilizarea clădirilor cu ziduri de piatră exterioare și cadre interne. Înălțimea acestor clădiri nu trebuie să depășească șapte metri.
Construcții de piatră. Pereții zidari trebuie să fie construiți din panouri sau blocuri de piatră, fabricate în fabrică cu ajutorul vibrațiilor sau din zidărie în soluții cu aditivi care măresc aderența mortarului în cărămidă.
Pentru construcția în zone seismice, nu este permisă utilizarea pietrelor cu goluri mari și pereți subțiri, zidărie cu umplutură.
rezistența temporară la întinderea axială a articulațiilor ne-bandaje. Primul - Rb> 180 kPa, al doilea - Rb,> 120 kPa.
Cu o seismicitate calculată de 7 puncte, este permisă utilizarea zidăriei la Rb> 60 kPa. În acest caz, înălțimea clădirii este limitată la trei etaje, lățimea pereților este estimată a fi nu mai mică de 0,9 m, iar deschiderile - nu mai mult de 2 m.
Pereții zidului clădirii din compartimente sunt fabricați din același material. Atunci când se utilizează diferite materiale, este aranjată o cusătura de lucru de-a lungul înălțimii dintre aceste materiale și o centură antiseismică. Lățimea pereților, deschideri, raportul dintre lățimea peretelui despărțitor cu lățimea deschiderii, proiecțiile pereților în planul, streașină limită takeaway valori limită în funcție de seismicitate calculată. Dacă deschiderile trebuie să aibă o lățime care depășește limita, ele sunt tăiate cu un cadru din beton armat.
Orizonturile zidăriei orizontale sunt întărite cu plase, ceea ce promovează dezvoltarea deformărilor plastice. Consolidați împerecherea pereților de piatră. Pentru a aplica această grilă orizontală cu armare aria secțiunii transversale longitudinală a cel puțin 1 cm2 și 1,5 m lungime plase puse prin 70 cm în înălțime, când calculată seismic. 7 - 8 puncte și 50 cm la 9 puncte.
Capacitatea portantă a clădirii din piatră este mărită de armarea verticală a zidăriei, prin includerea în ele a elementelor din beton armat vertical, a căror armare este asociată cu centuri antiseismice. Ramele din beton armat sunt conectate la zidărie cu plasă de armare, care sunt puse în zidărie cu 70 cm.
În ceea ce privește suprapunerile și acoperirile clădirilor de piatră, centurile antiseismice sunt aranjate de-a lungul tuturor pereților longitudizi și transversali. Acestea cresc rezistența la distrugerea pereților în colțuri și conjugări, a preveni pierderea unor zone mari de ziduri, clădiri oferă spațiu pentru a lucra, reuni perioadele de vibratii structuri individuale cu diferite rigiditate dinamică. Curele de ranforsate realizate de obicei lățime egală cu grosimea peretelui 25. înălțimea de 50 cm. Armătură secțiune transversală este determinată prin calcul, dar luate cel puțin la 4010L-am calculat seismic 7-8 și cel puțin 4012L-I la 9 puncte seismicitate. Cureaua antisemică a etajului superior este legată de ancore și zidărie.
Forțele de tracțiune între elementele de podea sunt percepute prin legături speciale de metal, schimbând forțele dintre plăci - aderența mortarului sau a betonului, cu care sunt umplut canelurile și cheile din beton. Jumper, de regulă, aranjat pe întreaga grosime a peretelui și încorporat în zidărie la o adâncime de cel puțin 350 mm. Scări ancorate în zidărie.
Sisteme speciale de protecție seismică. La baza zidurilor monumentelor arhitecturale care au supraviețuit, au fost găsite plăcuțe moi (la nivelul superior al fundațiilor) din perne de trestie, argile din plastic și alte materiale locale. Arhitecții Asiei Centrale au consolidat îmbinarea slăbită a subsolului cu baza. Grosimea cusăturii a ajuns la înălțimea cărămizii. Când au construit mausolee într-un pământ stancos, gropile au fost umplute cu pământ vărsat, nisip și fundație au fost ridicate de-a lungul lor. Prin această decizie, concentrația de solicitări în fundații a scăzut, iar perna solului a stins parțial oscilațiile la sol de înaltă frecvență în timpul cutremurelor. Alte soluții inginerești au fost de asemenea utilizate pentru a reduce efectele fundațiilor bazate pe cutremure asupra părților subterane ale clădirilor. Am propus rulmenți cu role, fundații cu capete sferice.
În [40, 46] se remarcă următoarele direcții în crearea structurilor care măresc protecția seismică a clădirilor:
• structuri cu suport suspendat;
• structuri cu rulmenți cu role; inclusiv rulmenți cu role cu amortizor hidraulic;
• Proiectări cu conexiuni unilaterale pornite și deconectate (sistemul în timpul cutremurelor cu variație unilaterală a rigidității evită rezonanța la orice frecvență dinamică a acțiunii seismice);
• structuri cu vibrații ale amortizoarelor (de exemplu, amortizoare hidraulice) între fundație și părțile suport ale clădirilor;
• structuri cu proprietăți disipative crescute sub forma unei benzi izolante seismice în fundație;
• Construcții ale fundațiilor cu grătare mari și proprietăți disipative crescute.
Măsurile structurale de protecție a clădirilor operate sunt împărțite în trei grupe:
• măsuri de reducere a mișcării și deformării suprafeței pământului în clădirea protejată;
• măsuri de prevenire a daunelor structurale;
• recomandări pentru corectarea situației clădirii.
Primul grup include: divizarea clădirilor în compartimente cu dispozitivul de dilatare; construcția de șanțuri compensatorii în jurul clădirii; izolarea terenului de sub clădire din masivul de schimbare cu ajutorul puțurilor profunde de foraj. Cusăturile de deformare ar trebui să separe compartimentele adiacente ale clădirilor în înălțime, inclusiv acoperișul și, de regulă, fundațiile. Șanțurile de compensare sunt folosite pentru a proteja clădirile de deformările orizontale de compresie. Acestea sunt aranjate la o distanță de 1,3 m de clădire la un unghi de 20 ° față de direcția de acțiune a deformărilor orizontale ale suprafeței pământului. Trenurile sunt rupte la 20 cm sub fundul fundațiilor.
Al doilea grup include următoarele: consolidarea fundațiilor și a pereților cu benzi din beton armat; consolidarea secțiunilor purtătoare ale grinzilor și coloanelor, plăci, panouri; o creștere a suprafeței de susținere a plăcilor, a grinzilor, a grinzilor și a barelor de feronerie, a nodurilor de interfață cu structurile de susținere și span. Pentru a reduce influența lucrărilor miniere pe coloane, stâlpi și pereți, se recomandă aranjarea îmbinărilor flexibile - distanțiere între fundații la nivelul tălpii lor. Pereții clădirilor fără rame sunt armate cu curele din beton armat, corzi metalice, chei din beton armat și chei metalice. Între bornele ferestrei sunt armate cu beton armat și cleme metalice.
Al treilea grup de măsuri constructive include diverse metode de corectare a poziției clădirilor: ridicarea structurilor sau a părților de clădiri cu cricuri hidraulice; Coborârea clădirii prin dezvoltarea unui strat de sol sub fundație; ecranarea clădirilor în scopul izolării de efectul distructiv al cutremurelor datorită distribuției inegale a undelor seismice în diverse medii; pretensionarea armăturii în îmbinările pereților exteriori.
Studiul caracteristicilor dinamice ale clădirilor și structurilor. Vibrațiile clădirilor sunt create de vibratoare,
instalat pe podele, aplicarea de sarcini statice în clădire în nivelurile de suprapunere și descărcarea imediată a acestora, încărcările dinamice transmise la clădire prin sol. Pentru a studia caracteristicile dinamice, metoda electrică de modelare este larg utilizată.
Dăm câteva date despre perioadele de oscilații naturale ale clădirilor (Tabelul 7.6). Perioada oscilațiilor naturale ale unei clădiri depinde de: dimensiunile din plan, înălțimea, suprafața și proprietățile mecanice ale pereților, caracteristicile solurilor de fundație, structura portantă a structurii,
7.6 Valorile experimentale ale perioadelor de oscilații naturale ale clădirilor și structurilor
Perioadele de oscilații naturale ale clădirilor cu o schemă constructivă rigidă sunt estimate aproximativ prin formule empirice:
unde - numărul de etaje, - coeficientul, în funcție de construcția clădirii și tipul de bază - înălțimea clădirii,
m; B - lățimea sau lungimea clădirii; g = 9,81 m / s2.
Prognoza cutremurelor. Pentru a reduce riscul unor consecințe grave din cauza exploziei și a substanțelor periculoase la foc, distrugerea clădirilor și a structurilor, se face o estimare a cutremurelor. Sunt oferite mai multe ipoteze ale prognozei. Una dintre ele stabilește dependența de timp a apariției unei rupturi a crustei pământului pe valoarea deformării limitative a solului e0 [57]. Rata de acumulare a deformațiilor. Potrivit lui Rikitake (Japonia), diferența de deformații se supune gaussianului
Atunci când se utilizează distribuția Weibul, gradul de risc
Probabilitatea unei discontinuități în interval este egală cu probabilitatea cumulată a discontinuității -
Timpul mediu de rupere
- probabilitate densitate funcție.
Exemplu de calcul al fundației depozitelor de mică adâncime în regiunile seismice
Calcularea capacității portante a fundației coloanei, a cărei talpă are dimensiunile: L = 3,6 m, I = 4,0 m, adâncimea depunerii cu? = 2,9 m. Compoziția și caracteristicile fizice și mecanice ale solurilor sunt prezentate în tabelul nr. 7.7. Baza pentru calcularea primei limite de stare pentru o combinație specială de sarcini, luând în considerare seismicitatea a 7 puncte. Pe fundație există o sarcină orizontală de încărcare orizontală T = 99,46 kN, momentul M = 1064,18 kN • m.
7.7 Caracteristicile fizice și mecanice ale solurilor
Exemplu de calcul al fundațiilor în regiunile seismice
Calculul fundatiei cu piloti pentru o combinatie speciala de sarcini, in aceleasi conditii de baza, cu o seismicitate calculata a regiunii de 7 puncte. Piloții sunt utilizați cu o lungime de 9 m și o secțiune de 30 x 30 cm de beton B25 cu armătură precomprimată. Adâncimea fundației grilei este de 3,4 m de suprafața pământului. Capetele superioare ale piloților sunt încastrate rigid în grilă, excluzând posibilitatea de a întoarce capetele piloților. Încărcare verticală orizontală T = 99,46 kN; moment M = 1064.18
Trimiteți-le prietenilor: