Слайд 9
Арнольд К., Рейтерман Р. Архитектурное проектирование сейсмостойких зданий
/ -М.: Стройиздат, 1987. -195с.
Поляков С. В. Сейсмостойкие конструкции зданий.
- М.: Высш.школа, 1968. -326с.
СНиП РК 2.03-30-2006
Строительство в сейсмических районах
СН РК 2.03-12-2001
Указания по проектированию монолитных зданий для сейсмических районов
Архитектурное проектирование
сейсмостойких зданий
Слайд 11Землетрясение - это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие
в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или
верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.
Слайд 13 Виды землетрясений
Тектонические землетрясения - вызываются движениями земных
пластов.
Вулканические землетрясения - вызываются движениями магмы по каналу вулканов,
происходят вблизи вулканов, во время оживления их деятельности.
Обвальные землетрясения - вызываются обвалами в горах, провалами земли, при обрушениях в крупных подземных пещерах.
Техногенные землетрясения - вызываются деятельностью человека - строительство водохранилищ, откачка нефти, газа и подземных вод, сильные взрывы.
Слайд 14Основные понятия и характеристики землетрясения:
Под очагом тектонического землетрясения понимается
замкнутый объем земного вещества, в котором в течение достаточно короткого
времени (до 1-3 минут) произошли разрушения.
Гипоцентр или фокус землетрясения – зона внутри земли, в пределах которой зарождаются колебания. Ее глубина от поверхности земли может изменяться в весьма широких пределах — от нескольких сотен метров до 300—700 км, а иногда и более.
Чем глубже гипоцентр землетрясения, тем при прочих равных условиях больше площадь распространения его влияния.
Эпицентр - проекция гипоцентра на поверхности Земли.
В области эпицентра преобладают вертикальные смещения.
Глубина очага - расстояние от поверхности Земли до гипоцентра.
У неглубоких землетрясениях глубина очага составляет 5-40км, при глубоких от 300 до 700км и более.
Площадь (длина) вспоровшейся части разлома - может быть от нескольких метров при неощутимых землетрясений и до нескольких сотен километров при крупнейших землетрясениях.
Вспарывающаяся трещина может остановиться в глубине, а может достичь поверхности Земли.
Слайд 15
Длительность сильных толчков - при средних землетрясениях от 2 до
5 секунд, при сильных 20-90 секунд.
Радиус района землетрясения - при
средних землетрясениях 5-15км, при сильных 50-160км.
Cейсмические волны – распространение упругих колебаний от гипоцентра в виде глубинных продольных. Продольные, поперечные, поверхностные, волны Релея.
Слайд 16Интенсивность землетрясения - степень ущерба от землетрясения в определенном месте.
Определяется в баллах с помощью специальных шкал:
12-балльная шкала ММ (разработана
в 1902 году итальянским вулканологом Меркали, модернизированная и принятая в США).
12-балльная шкала МSК - 64 (разработана в 1964 году сейсмологами С.В. Медведевым (СССР), В. Шпонхойером (ФРГ) и В. Карником (ЧССР), принята в СНГ и некоторых странах Европы.
Баллы – условные ступени шкал интенсивности, определяющие силу землетрясений на поверхности Земли.
Cопоставление наиболее часто используемых сейсмических шкал (по H. B. Шебалину):
шкала Pосси – Фореля (в испаноязычных странах), шкала типа Mеркалли (Eвропейская шкала Mеркалли - Канкани - Зиберга, 1917;
модифицированная шкала Mеркалли, 1931, США; шкала MSK-64, СССР),
шкала Японского метеорологического агентства.
Слайд 17Классификация землетрясения по интенсивности
Слайд 20Классификация повреждений каменных и кирпичных зданий :
Степень 1. Легкие повреждения
(нет повреждений конструкций): волосяные трещины в немногих стенах. Отпадение маленьких
кусков штукатурки.
Степень 2. Умеренные повреждения (легкое повреждение конструкций, умеренные повреждения неконструктивных элементов): трещины во многих стенах; падение относительно больших кусков штукатурки; падение части дымовых труб.
Степень 3. Существенные или тяжелые повреждения (умеренные повреждения конструкции, тяжелые повреждения неконструктивных элементов): большие протяженные трещины в большинстве стен; черепицы соскальзывают с крыши. Дымовые трубы ломаются на уровне крыши; разрушение отдельных неконструктивных элементов.
Степень 4. Очень тяжелые повреждения (тяжелые повреждении конструкции, очень тяжелые повреждения неконструктивных элементов): серьезные разрушения стен, частичные разрушения конструкции здания.
Степень 5. Уничтожение (очень тяжелые разрушения конструкции): полное или почти полное обрушение зданий.
Слайд 21 В соответствии с правилами сейсмостойкого строительства, сейсмостойким является
здание,
если повреждения в нем не превышали
3-й степени.
Слайд 22
Если здание в результате землетрясения расчетной интенсивности получило повреждения 4-й
и 5-й степени, то такое здание является несейсмостойким.
В Нефтегорске строительство
домов велось по проекту, на котором было написано: «не строить в сейсмически опасных районах».
Слайд 23 Сейсмостойкое строительство подразумевает такое состояние здания, при котором появившиеся в
нем повреждения (трещины, сдвиги), в конечном итоге не приведут ни
к гибели людей, ни к потере материальных ценностей.
Слайд 24Силы инерции
Реакция здания на движение грунта
Fи=ma
Слайд 25Период колебаний здания и резонанс
Первые три формы собственных колебаний зданий
а
- основная; б, в - вторая и третья; 1 -
узел колебаний
Реакция здания на движение грунта
Слайд 26Кручение в здании простой конфигурации
Кручение
Реакция здания на движение грунта
Жесткие
и гибкие балки
Прочность и жесткость
Слайд 27Влияние конфигурации здания на сейсмостойкость
Размеры зданий
Высота зданий
Горизонтальные размеры
Геометрические пропорции
Симметрия
Распределение и
концентрация усилий
Слайд 28Показатель плотности, т.е. количество внутренних стен и перегородок (отношение линейного
размера для перегородок к площади плана):
а — высокое; б —
среднее, в — низкое;
Конструктивные решения (плотность плана)
Влияние конфигурации здания на сейсмостойкость
Слайд 29Углы зданий
Влияние конфигурации здания на сейсмостойкость
Слайд 30 Плотность плана – отношение полной площади вертикальных
несущих элементов (колонн, стен, связей жесткости) к полной площади пола
Слайд 32Нарушение симметрии простых планов
Слайд 33Влияние крутящих моментов на
конструктивное решение
Слайд 34Уменьшение вероятности появления крутящих моментов
1. Каркасная конструкция с равной жесткостью
и прочностью по периметру всего здания.
2. Увеличение жесткости открытых фасадов
за счет дополнительных диафрагм у открытых фасадов или вблизи них.
3. Усиленные рамные или связевые каркасы (сплошные стеновые элементы)
Слайд 37
Здание следует разделять антисейсмическими швами на
отсеки, если:
1. Здание имеет сложную неправильную конфигурацию в плане и
по высоте
2. Размеры зданий (отсеков) больше нормативных и имеет неправильную форму.
Слайд 38Антисейсмические швы должны разделять здания и сооружения по всей высоте.
Антисейсмические
следует выполнять путем возведения парных стен, парных рам или рамы
и стен
Ширина антисейсмического шва, вне зависимости от результатов расчетов, при высоте здания или сооружения до 5 м - не менее 50 мм, а при большей высоте здания – увеличиваются на 30 мм на каждые 5 м высоты здания.
Слайд 41Влияние характеристик грунта на сейсмичность территории
Слайд 42Размеры зданий (или отдельных отсеков)
в зависимости от сейсмичности площадки
Знаменатель
– для зданий с ж/б или металлическим каркасом,
Числитель – для
остальных зданий
Слайд 434.1.3. Здания или отдельные отсеки, как правило, должны иметь правильную
форму в плане.
Выступы стен зданий или отсеков в плане не
должны превышать:
- на строительных площадках сейсмичностью 7 баллов: для каменных зданий -2 м; для крупнопанельных, объемно-блочных, каркасных и со стенами из монолитного железобетона -6 м;
- на строительных площадках сейсмичностью 8 и 9 баллов: для каменных зданий - 1м; для крупнопанельных, объемно-блочных, каркасных и со стенами из монолитного железобетона - 3 м;
Суммарная площадь всех выступающих и западающих частей не должна превышать 20% площади этажа в плане.
Слайд 44Высота здания в зависимости от конструктивной схемы
и сейсмичности строительной площадки
Слайд 45
Проектирование монолитных зданий в сейсмических районах
Расстояния между антисейсмическими швами и
высота монолитных зданий
Слайд 46Основные типы монолитных зданий
Здания с несущими монолитными стенами;
Здания со стволами
(ядрами жесткости), обстроенные каркасом;
Здания с наружными монолитными стенами и внутренним
каркасом.
Слайд 47Здания с несущими стенами
разделяются на:
- перекрестно-стеновые здания, имеющие несущие
продольные и поперечные стены, на которые по контуру опираются перекрытия,
-
поперечно-стеновые здания, в которых перекрытия опираются на поперечные стены, а продольные стены воспринимают лишь сейсмические нагрузки,
- продольно-стеновые здания, в которых перекрытия опираются на продольные стены.
Слайд 48При проектировании монолитных зданий рекомендуется использовать вертикальное зонирование несущих стен
путем назначения различной толщины стен, применения различных классов бетона по
прочности на сжатие или принятия различных процентов армирования.
Толщина монолитных несущих стен назначается из условий обеспечения прочности, теплопроводности и звукоизоляции, но принимается не менее 120 им для зданий высотой до 5 этажей и не менее 160 мм - для зданий высотой более 5 этажей, при минимальной толщине стен верхних пяти этажей 120 мм
Слайд 49Проектирование кирпичных зданий в сейсмических районах
Расстояния между осями поперечных стен
или заменяющих их рам
Слайд 50Ширина простенков кирпичных стен в сейсмических районах
Слайд 51Вынос карнизов в сейсмических районах
Слайд 52Антисейсмический пояс должен устраиваться на всю ширину стены. В наружных
стенах толщиной 510 мм и более ширина пояса может быть
меньше на величину до 150 мм. Высота пояса должна быть не менее 150 мм.
Слайд 53Назначение антисейсмических поясов
- увеличение
жесткости перекрытий;
- обеспечение совместной работы перекрытия с несущими стенами:
- выполнение
функции распределительной плиты и уменьшение вероятности среза кирпичной кладки плитами перекрытий;
- препятствует выпадению плит перекрытий (выдергиванию), т.к. пояса подобию обручей охватывают стены здания;
- повышение сопротивляемости стен растяжению и срезу в углах и в местах пересечений стен;
-препятствует отрыву стен в местах пересечений;
- препятствует деформациям кирпичной кладки из плоскости стен при сейсмических воздействиях, направленных перпендикулярно их плоскостям, и распределяют эти усилия на другие стены, совпадающие по направлению с воздействием;
- уменьшают возможность выпадения стен из плоскости по высоте при сейсмических колебаниях;
- предохраняют кирпичную кладку от разрушения при «таранном» действии элементов перекрытия, особенно торцов настилов в местах их заделки в стену;
- обеспечение совместной работы лестничных площадок и лестниц с несущими стенами;
- позволяют заанкерить парапетную часть кирпичной кладки и кирпичных столбов к несущим стенам.
Слайд 54Комплексные конструкции – специальные мероприятия по повышению сейсмостойкости кирпичных зданий
-
Вертикальное армирование кирпичной кладки и штукатурки раствором марки не ниже
100 или торкретбетоном;
Включение вертикальных монолитных железобетонных сердечников связанных с антисейсмичными поясами;
Устройство в кладке внутреннего железобетонного слоя (трехслойная каменно-монолитная кладка)
Слайд 551. Первый и каждые 2 последующие ряда кладки газобетонных блоков
необходимо армировать. Для стен толщиной 400 мм не менее 2-х
стержней по 8 мм.
2. При армировании подоконной зоны арматуру завести на 900 мм от края проема в обе стороны.
Антисейсмические мероприятия
3. Устроить железобетонные монолитные сердечники по углам и в пролетах здания на всю высоту. Предусмотрев заранее арматурные выпуски из фундамента не менее Сердечники выполнять сечением 200x200 мм и ориентировать к внутренней поверхности наружной стены.
4. Устроить антисейсмический пояс во всех уровнях перекрытий по всем продольным и поперечным стенам. Сечением не менее 200х150(h) мм, Антисейсмический пояс и железобетонные сердечники должны быть связаны между собой.
Слайд 57Расстояния между осями поперечных стен или заменяющих их рам