Сейсмопояс при строительстве дома из кирпича
Сейсмопояс при строительстве дома
Сейсмопояс — залитый цементным раствором каркас из арматуры или сетки, служащий стяжкой для всего здания. Он имеет другие названия: разгрузочный пояс, арматурный пояс, армопояс, армированный пояс.
Сейсмопояс при строительстве дома обычно закладывают в фундамент. Его металлическая арматура выполняет ряд функций:
— повышает сопротивляемость фундамента перепадам температур, сдвигам грунта (греч. seismos — колебание),
— укрепляет стены здания, не давая им деформироваться,
— уменьшает продольные нагрузки, порождённые неравномерностью нагрузок на основание и силами выпирания грунта,
— уменьшает проседание и деформацию фундамента,
— выравнивает неравномерные точечные нагрузки, возникающие из-за строительных погрешностей,
Устанавливают сейсмопояса в строениях, расположенных в районах с рыхлым грунтом, повышенной сейсмической активностью, колебаниями грунта рядом с железной дорогой, испытательным полигоном, автострадой с интенсивным движением.
Современная технология индивидуального строительства ТИСЭ позволяет самостоятельно устанавливать сейсмопояс. При строительстве дома своими руками можно укладывать ленточный, столбчатый или свайный фундамент, исходя из особенностей грунта. Технология монтажа сейсмопояса зависит от вида фундамента. Но в каждом случае его размещают после установки опалубки.
Монтаж сейсмопояса в укладываемом по периметру ленточном фундаменте представляется засыпкой песчаной подушки на дно котлована. Сверху неё располагают кирпичи и по ним устанавливают арматурный каркас. Диаметр арматуры для сейсмопояса должен быть не менее 12 мм. В котловане с шириной и глубиной 40 х 80 см высота каркаса не должна превышать 60-70 см, Поперечины укладывают из ребристой арматуры на расстояние до 40 см, они образуют каркасные ячейки. Арматура в ленточном фундаменте заливается железобетоном или бутобетоном не менее чем на 2 см выше каркаса.
Столбчатый фундамент из бетонных или железобетонных блоков ставят на пучинистом грунте под углами каркасных построек в местах пересечения стен или перегородок, несущих основную нагрузку. Это постройки с небольшой нагрузкой на грунт — дома, бани, дачи и т.п.
Сейсмопояс столбчатого фундамента устраняет возможность деформации опорных столбов. Наиболее простой способ армирования столбчатого фундамента — установка каркаса из рифлёной арматуры диаметром 10-14 мм. Его располагают по окружности (периметру) столбов или вертикально в 8-10 см от опалубки, фиксируют гладкой проволокой каждые 50-70 см. Столбы связывают ростверком (балкой, объединяющей головные участки столбов и служащей опорой для строения). Он обеспечит более равномерную усадку здания, исключающую образование трещин.
Как сделать сейсмопояс при строительстве дома своими руками на слабом грунте, где устанавливают наиболее сложный вид фундамента — свайный? Он применяется как основа под другие виды фундамента при строительстве дач, хозяйственных построек, коттеджей. Сваи забиваются в землю на 3-12 м, после чего на них монтируют ростверк — верхнюю часть, выполняющую функцию опоры для строения. Концы арматурных прутков диаметром 10-12 мм, выходящие из свай, связывают с арматурным каркасом ростверка, опирающегося на оголовки свай и передающего грунту нагрузку от сооружения. Залитая бетоном конструкция по сути является сейсмопоясом.
Принимая решение об установке сейсмопояса в фундаменте, необходимо помнить, что способ армирования металлического каркаса как основы прочности строения зависит от вида фундамента.
Делаем армопояс (сейсмопояс) своими руками
12 октября, 2014. Прочитано 16460 раз(а)
Армированный пояс – специальная конструкция, которая применяется для надежной фиксации кирпичной кладки, по причине недостаточно крепкого фундамента, различных погодных катаклизмов и т.д. Рассмотрим процесс изготовления армопояса на примере двухъярусного дома из ракушняка.
Как делается армопояс своими руками?
Этап 1. Подготовка опалубки
Для создания каркаса под армопояс необходимо приготовить деревянные доски для опалубки. Толщина доски 40 мм, а ширина 200 мм. После это при помощи направляющих, как показано на фото выполняем скрепление опалубки. Для этого используем гвозди 90-120 мм, выступающие части которых аккуратно загибаем. Направляющие также необходимо будет прикрепить к несущей стене для жесткости конструкции.
Важно
Этап 2. Фиксируем опалубку
По ширине стены изготавливаются направляющие элементы из доски или бруска. Для фиксации к доске 40 мм используем гвозди. Это делается для того, чтобы в процессе заливки бетона, наша опалубка не разошлась.
Этап 3. Заделываем стыки
Выполняем небольшой замес, который используем для замазывания торцевых щелей по всему периметру опалубки. Для этого лучше всего использовать густой раствор, который не будет стекать в эти щели, а будет их закупоривать.
Этап 4. Армирование
Для этого нам понадобиться рифленая арматура, которая будет укладываться вдоль всей стену по периметру опалубки. Укладывать рифленую арматуру необходимо в два ряда, один ряд будет укладываться ближе к внешней стене, а другой ближе к внутренней.
В обязательном порядке, весь армопояс необходимо проварить сваркой, все стыки и соединения, как показано на фото. Выступающие углы армопояса необходимо загнуть, по периметру в углах арматуру выгибаем по направлению опалубки. В итоге у нас должен получиться два цельных армированных кольца по периметру всего здания.Рекомендация. Армировать перегородки не обязательно, их достаточно просто залить бетонным раствором по общему уровню.
Этап 5. Сетка
Сверху арматуры устанавливаем сетку квадратами, как показано на фото. Для фиксации сетки к арматуре используем специальную вязальную проволоку. Связывать сетку необходимо по всему периметру здания без пропусков. Высота армопояса должна составлять как минимум 15 сантиметров.
Этап 6. Фиксация опалубки
Для того чтобы в процессе заливки бетона, у нас не разошлась опалубка в верхней части, мы используем доски для скрепления с промежутком, как показано красной линией на фото внизу. Фиксируем доску, скрепляющую к опалубке при помощи гвоздей.
Этап 7. Заготовка бетонного раствора
Раствор не обязательно делать как для кладки кирпича, можно использовать из песчано-гравийной смеси. То есть можно использовать песок и гравий более крупных фракций, можно добавить немного щебня. Используем марку цемента 400 или 300, при использовании 400 марки на 1-ну часть цемента добавляем 4 части песчано-гравийной смеси, если 300 марка цемента, то на 1-ну часть цемента добавляем 3 части песчано-гравийной смеси. Для того, чтобы отмерять уровень заливки раствора необходим с внутренней стороны прибить гвозди на высоту 15 сантиметров, которые соединить строительной ниткой. Таким образом, у нас получиться уровень, по которому мы и будем заливать наш раствор. После того как раствор по всему периметру здания будет залит по верхней точке уровня, ему необходимо настояться в течение 2-3 недель. В зависимости от погодных условий его необходимо будет периодически смачивать водой, чтобы бетонная стяжка набрала крепость и не трескалась.
Это особенно важно в жаркое время года.Когда армирование закончено и бетонная стяжка готова, можно переходить к установке крыши или укладке плит перекрытия. Как Мы видим — сделать своими руками сейсмопояс достаточно просто, используя вышеописанные рекомендации.
Сейсмопояс при строительстве дома из ракушечника
Сейсмопояс при строительстве дома
Услышав такое пугающее название, человек подозревает, что речь идёт об укреплении домов в сейсмически неустойчивых районах. В какой-то степени так и есть, только не обязательно ждать землетрясения, чтобы это проверить.
Сейсмопояс или армирующий пояс (армпояс) – это два названия одного и того же сооружения, которое предназначено для защиты здания от растрескивания. А уже трещины могут появляться по разным причинам.
Естественных ход грунта
Ещё школьный курс географии гласит, что грунт движется со скоростью примерно 5 сантиметров в год. Конечно, мы не можем ощутить такого колебания, но можем заметить его последствия. Сейсмопояс при строительстве дома укрепляет верхнюю, самую наименее защищённую часть стен и не даёт им расходиться в стороны. Фундамент может колебаться и двигаться, а стены при таких колебаниях не будут спокойно стоять. Но если по периметру стен присутствует армпояс, то последствия в виде трещин могут обойти здание стороной. Могут – потому что многое зависит от качества выполнения армпояса.
Хрупкость строительных материалов
Пеноблок, ракушечник и им подобные материалы для возведения стен не всегда могут выдерживать точечную нагрузку. Например, если поверх стен укладываются П-образные плиты перекрытия, которые в определённых местах могут просто продавить верхний ряд стены. Или же, если говорить о конструкции кровли, то балки перекрытия могут сделать то же самое – продавить стену. Хрупкость пено- или газоблоков нельзя ставить им в укор, так как это можно расценивать необходимостью, если при производстве хотели получить теплый материал. Но спасение есть – это армпояс.
На фото хороша видна полоска между плитой перекрытия и ракушечником — это и есть армпояс или сейсмопояс.
Как сделать сейсмопояс
Строительные правила и нормы предписывают, что армпояс должен быть высотой не менее 15 сантиметров и шириной на всю ширину стены. Однако, если ширина стены превышает полметра, то армпояс можно сделать несколько уже.
- Укладка арматуры. Потому и такое название – армированный пояс – что там присутствует армирование. Из арматуры делается каркас, который напоминает такое же сооружение для изготовления фундамента. Все операции традиционные: арматуру лучше вязать, а не варить, укладка должна происходить таким образом, чтобы арматура не доходила до поверхности будущего сейсмопояса на 3-6 см. Некоторые мастера, планируя армпояс заранее, делают укладку арматуры за 2-3 ряда до окончания возведения стен. то есть выводят концы арматуры, чтобы потом их можно было скрепить с общим каркасом.
- Монтаж опалубки. В качестве материала применяют фанеру, ОСБ, металлические листы или щиты из досок. Важным моментом можно считать установку опалубки так, чтобы жидкий бетон не вытекал между опалубкой и стеной. Для закрепления опалубки в стены вбивают стальные пруты, на них ставят щиты, а их верхние края скрепляют. Сбоку щиты подпирают балками. Некоторые стараются сделать максимально плотное прилегание нижнего края опалубки к стене и прикручивают опалубку дюбелями. Только если материал хрупкий, то сделать это сложно – стена не сможет удержать такой вес.
- Заливка бетоном. Самой оптимальной будет пропорция цемента, песка и наполнителя (щебня) по формуле 1 : 3 : 5. Щебень лучше применять мелкой и средней фракции, а готовый бетон не просто выливать внутрь опалубки, а трамбовать. Вручную или с помощью строительного вибратора – это уже как получится. Но только пренебрегать трамбовкой не стоит, ведь сейсмопояс только тогда будет эффективен, когда он прочный.
Несколько советов
- Арматуру лучше подбирать не менее 14 мм в диаметре.
- Если для опалубки применяется фанера или ОСБ, то сторону, которая будет граничить с бетоном, лучше обработать. В противном случае материал быстро впитает влагу, что не очень хорошо для армпояса.
- Сейсмопояс делается там, где планируется перекрытие дома. Если дом двухэтажный, то и сейсмопоясов тоже будет два.
- Если речь идёт о строительстве своими руками, то заливку бетоном в идеале проводить в течении одного дня.
Вместо заключения
Сейсмопояс при строительстве дома играет важную роль. Он помогает равномерно распределить нагрузку от кровли и перекрытия, а также способствует укреплению стен. Только не стоит полагаться на него полностью и считать его панацеей от трещин – трещины в кирпичной стене «лечатся» другими способами и об этом мы уже писали.
Армопояс: назначение и технология изготовления своими руками
Любой дом без исключения, построенный из блочных материалов, постоянно подвергается воздействиям всевозможных природных сил – его осадка, вспучивание почвы и другие подвижки грунта, даже сильные ветра и ливни могут негативно сказаться на целостности строения. Именно по этой причине сверху стен делается бетонный армопояс. О нем и пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно изучим технологию изготовления армопояса и определимся с его назначением.
Армопояс для дома фото
Армопояс: назначение и конструкция
Армирующий пояс (или, как его еще называют, сейсмопояс) позволяет увеличить прочностные характеристики дома и предотвратить его растрескивание в результате подвижек грунта и воздействия на него стихийных сил природы. Кроме того, этот элемент строения способствует равномерному распределению нагрузок от находящихся над ним тяжелых конструкций. К примеру, если речь идет о бетонных перекрытиях, то они укладываются именно на армопояс. Не стоит заблуждаться в том, что если в доме устраиваются перекрытия из дерева, надобность в армопоясе отпадает – он должен замыкать стены любого дома вне зависимости от типа его перекрытия. Мы же строим на века и хотим, чтобы дом достался детям в нормальном состоянии, не правда ли?
Сейсмопояс при строительстве дома фото
С назначением разобрались, теперь перейдем к его конструкции. Стандартный армопояс имеет два элемента – это жестко сваренный объемный каркас из арматуры и тяжелый бетон, в который помещается арматура. Вещь достаточно простая, но в изготовлении отличается обилием тонкостей и сложностей.
Армированный пояс для дома фото
Как сделать армированный пояс: последовательность работ, тонкости и нюансы
Чтобы понять всю серьезность работ, а заодно и детально разобраться с вопросом, как изготавливается армированный пояс, разобьем технологию его изготовления на несколько этапов – так сказать, попробуем составить небольшую инструкцию для пользователя.
- Каркас из арматуры. Начать его сборку нужно с того, что загнать в верх стены арматуру, т.е. просверлить отверстия и просто вбить в них отрезки арматуры. Сделать это необходимо в местах пересечения стен (нужно установить квадратом по четыре штыря – они зададут габариты каркаса) и вдоль стен с промежутком в метр–полтора. После этого вооружаемся мягкой вязальной проволокой и крепим нижний ряд продольной арматуры на высоте 3–4см от края стены. После того как продольная арматура будет установлена, соединяем два параллельно идущих прута короткими перемычками – установить их нужно через каждые 250–300мм. Точно таким же способом монтируются и вертикально стоящие отрезки, на которые впоследствии будет установлен верхний ряд арматуры. Эта арматура крепится с таким же шагом, как и горизонтальная – длина отрезков зависит от толщины армопояса. Как правило, монолитный пояс изготавливается толщиной от 200 до 250мм – исходя из этого следует определить длину вертикальной арматуры. Она должна быть немного короче. К вертикально стоящей арматуре снова прикручиваются длинные продольные пруты, которые впоследствии соединяются короткими отрезками арматуры – здесь все точно так же, как и с нижней частью каркаса.
Как сделать армированный пояс: каркас из арматуры
Армопояс перекрытия: опалубка
Бетонирование армопояса фото
Как сделать армопояс фото
На этом, пожалуй, можно и закончить. Уточню лишь оду деталь, касающуюся гидроизоляции сейсмопояса. Если вы планируете монтировать крышную конструкцию из дерева или металла, то армопояс следует накрыть рубероидом или современным прорезиненным битумным материалом для гидроизоляции. Таким способом вы защитите каркас крыши от влаги, поступающей из стен.
Сейсмопояс при строительстве дома | DEPSTROI.RU
Услышав такое пугающее название, человек подозревает, что речь идёт об укреплении домов в сейсмически неустойчивых районах. В какой-то степени так и есть, только не обязательно ждать землетрясения, чтобы это проверить.
Сейсмопояс или армирующий пояс (армпояс) – это два названия одного и того же сооружения, которое предназначено для защиты здания от растрескивания. А уже трещины могут появляться по разным причинам.
Естественных ход грунта
Ещё школьный курс географии гласит, что грунт движется со скоростью примерно 5 сантиметров в год. Конечно, мы не можем ощутить такого колебания, но можем заметить его последствия. Сейсмопояс при строительстве дома укрепляет верхнюю, самую наименее защищённую часть стен и не даёт им расходиться в стороны. Фундамент может колебаться и двигаться, а стены при таких колебаниях не будут спокойно стоять. Но если по периметру стен присутствует армпояс, то последствия в виде трещин могут обойти здание стороной. Могут – потому что многое зависит от качества выполнения армпояса.
Хрупкость строительных материалов
Пеноблок, ракушечник и им подобные материалы для возведения стен не всегда могут выдерживать точечную нагрузку. Например, если поверх стен укладываются П-образные плиты перекрытия, которые в определённых местах могут просто продавить верхний ряд стены. Или же, если говорить о конструкции кровли, то балки перекрытия могут сделать то же самое – продавить стену. Хрупкость пено- или газоблоков нельзя ставить им в укор, так как это можно расценивать необходимостью, если при производстве хотели получить теплый материал. Но спасение есть – это армпояс.
На фото хороша видна полоска между плитой перекрытия и ракушечником — это и есть армпояс или сейсмопояс.Как сделать сейсмопояс
Строительные правила и нормы предписывают, что армпояс должен быть высотой не менее 15 сантиметров и шириной на всю ширину стены. Однако, если ширина стены превышает полметра, то армпояс можно сделать несколько уже.
- Укладка арматуры. Потому и такое название – армированный пояс – что там присутствует армирование. Из арматуры делается каркас, который напоминает такое же сооружение для изготовления фундамента. Все операции традиционные: арматуру лучше вязать, а не варить, укладка должна происходить таким образом, чтобы арматура не доходила до поверхности будущего сейсмопояса на 3-6 см. Некоторые мастера, планируя армпояс заранее, делают укладку арматуры за 2-3 ряда до окончания возведения стен. то есть выводят концы арматуры, чтобы потом их можно было скрепить с общим каркасом.
- Монтаж опалубки. В качестве материала применяют фанеру, ОСБ, металлические листы или щиты из досок. Важным моментом можно считать установку опалубки так, чтобы жидкий бетон не вытекал между опалубкой и стеной. Для закрепления опалубки в стены вбивают стальные пруты, на них ставят щиты, а их верхние края скрепляют. Сбоку щиты подпирают балками. Некоторые стараются сделать максимально плотное прилегание нижнего края опалубки к стене и прикручивают опалубку дюбелями. Только если материал хрупкий, то сделать это сложно – стена не сможет удержать такой вес.
- Заливка бетоном. Самой оптимальной будет пропорция цемента, песка и наполнителя (щебня) по формуле 1 : 3 : 5. Щебень лучше применять мелкой и средней фракции, а готовый бетон не просто выливать внутрь опалубки, а трамбовать. Вручную или с помощью строительного вибратора – это уже как получится. Но только пренебрегать трамбовкой не стоит, ведь сейсмопояс только тогда будет эффективен, когда он прочный.
Несколько советов
- Арматуру лучше подбирать не менее 14 мм в диаметре.
- Если для опалубки применяется фанера или ОСБ, то сторону, которая будет граничить с бетоном, лучше обработать. В противном случае материал быстро впитает влагу, что не очень хорошо для армпояса.
- Сейсмопояс делается там, где планируется перекрытие дома. Если дом двухэтажный, то и сейсмопоясов тоже будет два.
- Если речь идёт о строительстве своими руками, то заливку бетоном в идеале проводить в течении одного дня.
Вместо заключения
Сейсмопояс при строительстве дома играет важную роль. Он помогает равномерно распределить нагрузку от кровли и перекрытия, а также способствует укреплению стен. Только не стоит полагаться на него полностью и считать его панацеей от трещин – трещины в кирпичной стене «лечатся» другими способами и об этом мы уже писали.
Армирование дома из газобетона и кирпича
Армопояс — слой из железобетона, который укладывается по всему периметру строящегося дома вдоль его внешних несущих стен для увеличения их прочности. Такой железобетонный пояс позволяет сохранить целостность строения при проседании и даже при сдвиге грунта. Особо важно наличие такого пояса при строительстве домов из газоблоков, не особо устойчивых к деформациям на изгиб. В таких случаях на армопояс ложится вся нагрузка, возникающая при деформации постройки.
СК «PLAT» выполняет в комплексе строительства «под ключ» домов из газобетонных блоков все работы по расчету и укладке армирующего пояса или, как его еще называют, сейсмопояса.
Назначение армопояса в конструкции дома
Позволяет увеличить сопротивляемость строительной конструкции различным постоянно действующим деформирующим нагрузкам, связанным с неравномерной усадкой строения, неравномерной осадкой почвы под постройкой, с небольшими сдвигами почвы, с ветрами, осадками сезонными и суточными температурными колебаниями и пр.
При возведении крыши часто требуется крепить брус к верхушкам стен. При этом следует помнить, что газобетон не способен выдерживать точечную нагрузку, то есть крепление болтами здесь исключено, и кроме того, вертикальная нагрузка для таких блоков, при большом количестве их достоинств, не особо желательна. Следовательно, и по этой причине нужен армированный пояс, который не только придаст жесткости всей конструкции здания, но и обеспечит равномерное распределение нагрузки на каркас.
Итак, при строительстве прочного дома из газобетонных блоков устройство армопояса необходимая операция, причем, этот пояс должен быть замкнутым и охватывать всю длину периметра дома.
Виды и особенности армирования с помощью железобетонных поясов
В процессе строительства загородного дома из газоблоков используются несколько армированных поясов.
- Первый армопояс — ростверк. Его формируют при укладке ленточного фундамента или фундамента из блоков ФБС. Бетон заливается в траншею, выкопанную под фундамент. В качестве арматуры используется стальная сетка. Ширина ростверка зависит от параметров фундамента. В отличие от других поясов, ростверк делают не только под внешние стены, но и под капитальные внутренние. Устройство ростверка обязательно, поскольку от него зависит прочность будущего дома.
- Второй армопояс укладываются поверх фундамента. Его укладка позволяет равномерно распределить нагрузку от всего дома на фундамент. Этот пояс желательно формировать при строительстве дома, но в некоторых случаях можно обойтись без него. Однако вопрос должен решать специалист.
- Укладку третьего пояса осуществляют поверх газоблоков, под плиты межэтажных перекрытий. Этот армопояс, стягивая стены и не позволяя им разойтись, защищает дом от появления трещин. Кроме того, он распределяет нагрузку на стены от плит перекрытия, принимает на себя и распределяет нагрузку над дверными и оконными проемами, что дает возможность использовать не усиленные балки, а простые перемычки.
- Четвертый пояс укладывается под мауэрлат — деревянную балку, на которую опираются стропила. Для кирпичных стен допустимо крепление мауэрлата без укладки армопояса, поскольку такие стены надежно удерживают анкера, с помощью которых мауэрлат к ним крепится. При строительстве дома из легких газоблоков, пеноблоков армопояс необходим — именно он будет служить основой для крепления крышной конструкции с помощью анкерных болтов, воспримет нагрузку от нее и примет на себя усилия от действия снега и ветра.
Строительная компания «PLAT» в комплексе работ по строительству дома «под ключ» осуществляет расчет и укладку всех необходимых армированных поясов, обеспечивающих прочность, надежность дома, его устойчивость и сопротивляемость любым природным явлениям.
Армопояс: назначение и принцип монтажа
Содержание статьи:
Армопояс: назначение и конструкция
Как сделать армированный пояс: последовательность работ, тонкости и нюансы
Любой дом без исключения, построенный из блочных материалов, постоянно подвергается воздействиям всевозможных природных сил – его осадка, вспучивание почвы и другие подвижки грунта, даже сильные ветра и ливни могут негативно сказаться на целостности строения. Именно по этой причине сверху стен делается бетонный армопояс. О нем и пойдет речь в этой статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно изучим технологию изготовления армопояса и определимся с его назначением.
Армопояс для дома фото
Армопояс: назначение и конструкция
Армирующий пояс (или, как его еще называют, сейсмопояс) позволяет увеличить прочностные характеристики дома и предотвратить его растрескивание в результате подвижек грунта и воздействия на него стихийных сил природы. Кроме того, этот элемент строения способствует равномерному распределению нагрузок от находящихся над ним тяжелых конструкций. К примеру, если речь идет о бетонных перекрытиях, то они укладываются именно на армопояс. Не стоит заблуждаться в том, что если в доме устраиваются перекрытия из дерева, надобность в армопоясе отпадает – он должен замыкать стены любого дома вне зависимости от типа его перекрытия. Мы же строим на века и хотим, чтобы дом достался детям в нормальном состоянии, не правда ли?
Сейсмопояс при строительстве дома фото
С назначением разобрались, теперь перейдем к его конструкции. Стандартный армопояс имеет два элемента – это жестко сваренный объемный каркас из арматуры и тяжелый бетон, в который помещается арматура. Вещь достаточно простая, но в изготовлении отличается обилием тонкостей и сложностей.
Армированный пояс для дома фото
Как сделать армированный пояс: последовательность работ, тонкости и нюансы
Чтобы понять всю серьезность работ, а заодно и детально разобраться с вопросом, как изготавливается армированный пояс, разобьем технологию его изготовления на несколько этапов – так сказать, попробуем составить небольшую инструкцию для пользователя.
- Каркас из арматуры. Начать его сборку нужно с того, что загнать в верх стены арматуру, т.е. просверлить отверстия и просто вбить в них отрезки арматуры. Сделать это необходимо в местах пересечения стен (нужно установить квадратом по четыре штыря – они зададут габариты каркаса) и вдоль стен с промежутком в метр–полтора. После этого вооружаемся мягкой вязальной проволокой и крепим нижний ряд продольной арматуры на высоте 3–4см от края стены. После того как продольная арматура будет установлена, соединяем два параллельно идущих прута короткими перемычками – установить их нужно через каждые 250–300мм. Точно таким же способом монтируются и вертикально стоящие отрезки, на которые впоследствии будет установлен верхний ряд арматуры. Эта арматура крепится с таким же шагом, как и горизонтальная – длина отрезков зависит от толщины армопояса. Как правило, монолитный пояс изготавливается толщиной от 200 до 250мм – исходя из этого следует определить длину вертикальной арматуры. Она должна быть немного короче. К вертикально стоящей арматуре снова прикручиваются длинные продольные пруты, которые впоследствии соединяются короткими отрезками арматуры – здесь все точно так же, как и с нижней частью каркаса.
Как сделать армированный пояс: каркас из арматуры
- Теперь дело за опалубкой. Здесь можно пойти двумя путями: соорудить разборную конструкцию из досок или установить несъемную опалубку. Наиболее оптимальным вариантом является разборная конструкция – собрать ее можно практически из любого листового материала или из обыкновенной доски. В процессе установки опалубки нужно проконтролировать уровень ее верхнего края – перепады не должны превышать 1см. Вообще в этом отношении лучше воспользоваться несъемной или комбинированной опалубкой, одна сторона которой будет несъемной, а вторая после застывания бетона удалится. Если вы планируете утеплять фасад пенопластом, то с лицевой стороны дома можно установить несъемную опалубку из полистирола – в дальнейшем она станет элементом утепляющего слоя. С внутренней же стороны ограничить бетон можно доской или ОСП. Наибольшую трудность в таких конструкциях вызывает соединение двух частей опалубки для армопояса перекрытия – здесь придется хорошенько подумать и укрепить ее части так, чтобы в процессе бетонировки раствор не раздвинул их в стороны. Установив деревянные распорки внутрь опалубки и стянув ее части продетой насквозь проволокой, можно смело переходить к следующей стадии работ по изготовлению армирующего монолитного пояса.
Армопояс перекрытия: опалубка
- Бетонировка. Здесь все достаточно просто, за исключением доставки бетона на верх стены – с этим вопросом вы и сами разберетесь. Единственное, что можно рассказать о технологии бетонировки сейсмопояса при строительстве дома, так это о качестве бетона и способе его приготовления. Что касается качества, то это не ниже чем марка B15, а если говорить о самостоятельном приготовлении, то это ведро цемента, два ведра песка и два ведра щебня. Бетон лучше готовить густой – он не так сильно раздавливает опалубку. Единственный нюанс в таком растворе – это необходимость его тщательного уплотнения. За отсутствием глубинного вибратора, можно воспользоваться виброшлифовальной машинкой. Ее мощности и частоты вибрации будет вполне достаточно для уплотнения сравнительно небольшого количества бетона.
Бетонирование армопояса фото
- Ну и завершающий этап решения вопроса, как сделать армопояс, – это контроль застывания бетонной смеси. Сразу же после заливки бетон лучше накрыть целлофаном, уменьшив таким способом испарение влаги. Спустя пару дней, когда бетон наберет первичную прочность, опалубку можно снять (если, конечно, она разборная), а влажность набирающего прочность бетона поддерживать периодическим увлажнением. Следует понимать, что чем медленнее происходит процесс высыхания бетонного пояса, тем большую прочность он набирает.
Как сделать армопояс фото
На этом, пожалуй, можно и закончить. Уточню лишь оду деталь, касающуюся гидроизоляции сейсмопояса. Если вы планируете монтировать крышную конструкцию из дерева или металла, то армопояс следует накрыть рубероидом или современным прорезиненным битумным материалом для гидроизоляции. Таким способом вы защитите каркас крыши от влаги, поступающей из стен.
Автор статьи Александр Куликов
тонкости правильного обустройства сейсмопояса при строительстве, подбор размера
При возведении блочных помещений важным этапом является обустройство армированного пояса. Его прокладывают в конце каждого этажа, что необходимо для придания жесткости и укрепления постройки. При отсутствии навыков в строительстве процедуру по созданию армопояса в доме из газобетона лучше доверить опытным специалистам. А также можно изучить основные тонкости работы и выполнить ее своими руками.
Общая информация и предназначение
Основное предназначение монолитного пояса по газобетону заключается в обеспечении надежности и долговечности дома. Дело в том, что в процессе эксплуатации стеновые конструкции могут подвергаться самым различным воздействиям, включая:
- Ветер.
- Неравномерную усадку важных элементов.
- Температурные скачки, которые могут возникать при смене сезонов и даже в течение суток.
- Просадку почвы под тяжестью фундамента.
Армированный пояс (другое название — сейсмопояс) способен принимать часть нагрузок на себя, тем самым продлевая срок службы конструкции и предотвращая ее разрушение. Как известно, у бетона есть свойство отлично справляться со сжимающими нагрузками, при этом наличие встроенной арматуры сохраняет жесткость стен при растягивающих воздействиях.
Тандем двух материалов позволяет домам из газобетона не деформироваться при колоссальных нагрузках, превышающих нормативные. Конструкция обеспечивает нужное ребро жесткости в помещении из газосиликатных материалов, что существенно продлевает срок службы постройки и предотвращает ее разрушение. Необходимость обустройства сейсмопояса при строительстве дома из газобетона обусловлена такими причинами:
- Армированный пояс принимает на себя неравномерные нагрузки, которые возникают в стеновых конструкциях.
- На этапе возведения стропильной системы кровли нередко возникает точечное перенапряжение блоков из газосиликата, что, в свою очередь, становится причиной появления трещин и сколов. Подобная проблема замечается и при использовании анкеров или шпилек для крепления системы к несущим конструкциям.
- Если применяются висячие стропила, то сейсмопояс становится распором, распределяющим нагрузки от крыши на всю постройку.
К армированным поясам предъявляется одно основное требование — неразрывность и надежность. Ее обеспечивают посредством круговой заливки участка из железобетона.
Перед началом монтажных работ важно провести массу расчетов и подобрать подходящий размер. Ширина будущей конструкции должна соответствовать ширине стены, где она будет установлена, а высота — не меньше 18 сантиметров. Именно точность высоты играет ключевую роль в жесткости армопояса.
Подготовка опалубки
Большинство современных людей доверяют процедуру возведения сейсмопояса опытным специалистам. При отсутствии строительных навыков такое решение может стать оптимальным, однако если приложить небольшие усилия и разобраться с пошаговым руководством, то армированный пояс для дома из газоблока можно сделать своими руками.
Итак, весь процесс условно разделяют на следующие этапы:
- Подготовка опалубки.
- Утепление (если оно предусматривается проектом).
- Сбор и монтаж каркаса из арматуры.
- Заливка бетонного раствора.
По сути, подобный процесс мало чем отличается от обустройства перемычек в окнах.
После проведения расчетов можно начинать подготовку опалубки. В большинстве случаев подобную конструкцию возводят из сборных частей, например, крупных щитов из досок. И также вместо досок можно использовать мебельные щиты. Готовую опалубку фиксируют на стеновой конструкции:
- В боковой части, используя куски арматуры или проволоки.
- Сверху (для этого заранее сооружают ребра жесткости из деревянных обрезков, которые прибивают к верху параллельных опалубочных щитов с шагом в полтора метра).
Для предотвращения сдвига конструкции самую тяжелую часть дополнительно закрепляют арматурой. Что касается толщины досок щита, то она определяется высотой, с которой будет подаваться раствор бетона. Алгоритм простой: чем больше показатель высоты, тем толще должна быть опалубка.
Чтобы предотвратить вытекание раствора через всевозможные щели и зазоры, любые негерметичные углы и повороты нужно тщательно покрыть герметиком.
Установка каркаса
Дальше необходимо провести монтаж каркаса из арматуры, который состоит из прочных стальных элементов толщиной 12 мм и вязальной проволоки. Конструкцию устанавливают внутрь опалубки непосредственно на специальные подставки из пластика (нередко их заменяют брусками из дерева шириной 3 сантиметра).
Важный совет: на этапе производства каркаса лучше не сваривать элементы. Дело в том, что подобный подход нарушает прочность конструкции и становится причиной развития коррозийных процессов внутри бетона.
Затем каркас покрывается раствором бетона, а опалубку демонтируют с помощью гвоздодера через заданный промежуток времени. В летний период он составляет 24 часа с момента монтажа, а в зимний — 72 часа.
Не секрет, что бетон существенно превосходит газосиликат в плане теплопроводности, поэтому использовать подобный способ возведения опалубки можно лишь при наличии тщательного наружного утепления стен. В противном случае стеновые конструкции будут подвергаться замерзанию в зоне армопояса. Однако применение следующей методики предотвращает подобную неприятность.
Несъемная конструкция из U- блоков
Чтобы избежать существенной потери тепла, в местах стыка бетона и газосиликата применяется несъемная опалубка. Для ее создания принято использовать заводские U -блоки со стандартной коробчатой формой. Сам процесс возведения конструкции состоит из следующих этапов:
- Самый верхний ряд блоков обрабатывается клеем, после чего на него помещают блоки пустотой вверх.
- Внутрь стеновых конструкций помещают пенополиуретан, пенополистирол или каменную вату для обеспечения дополнительной теплоизоляции.
- Каркас из металлических элементов укладывается по такому же способу, как и при возведении опалубки.
- В итоге заливается бетонная смесь.
Если использовать такую методику, то необходимость осуществлять монтаж и демонтаж опалубочной конструкции попросту исчезнет, при этом скорость работы существенно возрастет. Однако стоят U -образные блоки существенно дороже, чем классические деревянные щиты. К тому же в этом случае нужно дополнительно распиливать газобетон для опалубки.
Кроме вышеупомянутых способов, для установки каркаса можно задействовать и комбинированный способ. Он заключается в выкладывании блоков толщиной 150 миллиметров на наружные части стен, а также сооружение опалубки из деревянных щитов внутри.
Утепление сейсмопояса
При обустройстве армопояса на газобетоне под деревянные перекрытия важно уделить должное внимание утеплению будущей конструкции. Это требуется только в тех случаях, если проектом дома не предусматривается комплексное утепление наружной части стен. При выполнении такой работы используются всевозможные материалы с хорошими теплоизоляционными свойствами. В их числе:
- ЭППС (экструдированный пенополистирол). Материал характеризуется низкой теплопроводностью и невысокой стоимостью.
- Пенопласт марки ПСБ-25. Характеризуется низким показателем теплопроводности и дешевизной. При этом его хрупкость не считается минусом, так как в конструкции сейсмопояса утепляющая часть не подвергается нагрузкам.
- Различные минеральные ваты. Из-за способности поглощать влагу из раствора такой материал не пользуется большой популярностью. При контакте с водой теплоизоляция существенно ухудшается, поэтому лучше отказаться от минеральной ваты в качестве утеплителя.
Жители средних широт могут утеплять свои дома материалом толщиной 50 миллиметров. Его нужно нарезать на полоски, которые соответствуют по размеру высоте армированного пояса, а затем установить внутрь опалубки со стороны наружной стены. Дополнительно фиксировать утеплитель не нужно, так как он надежно прижмется раствором.Армирование и заливка бетоном
Будущий каркас создается на основе 4 или больше продольно размещенных стержней диаметром 10−14 миллиметров (точные размеры зависят от проекта). Форма конструкции в поперечном срезе должна быть квадратной или прямоугольной. После этого арматуру фиксируют к основным элементам каркаса посредством проволоки из стали диаметром 6−8 мм. Максимально допустимый шаг — 40−50 миллиметров.
Что касается расстояния между краем сейсмопояса и арматурой, то оно зависит от среды эксплуатации. Точные показатели предоставляются в соответствующей документации. Готовый каркас нужно поместить в опалубку, а затем покрыть смесью бетона.
Специалисты рекомендуют заранее рассчитать требуемое количество и размеры арматуры для бетонного пояса, чтобы купить ее вместе с материалами для армирования фундамента и стен. Таким образом можно будет сэкономить на доставке. А также лучше покупать товар на металлобазах, где он продается гораздо дешевле, чем в строительных гипермаркетах и официальных торговых точках.
Если речь идет об армопоясе, который сооружался под мауэрлат, то перед заливочными работами необходимо установить крепежные шпильки. В противном случае нужно будет проделывать отверстия под шпильки в готовом каркасе, что требует дополнительных затрат времени и усилий. Перед заливкой бетона шпильки покрывают полиэтиленом (можно заменить его обычными целлофановыми пакетиками, например, из-под бутербродов, и закрепить скотчем). Такое действие предотвратит попадание бетона на резьбу.
При выборе бетона нужно использовать продукцию, маркой не ниже М200, а также щебень. И хоть марку определяет проектировщик, чаще всего для заливочных работ используется смесь под номером М250 с наполнителем из гравийного щебня.
Заливают конструкцию равномерно по всему объему опалубки посредством бетононасоса со специальной воронкой, которая оборудована запорным механизмом. Если объемы небольшие, то можно использовать ручной способ заливки армопояса. Для этого нужно будет переносить раствор в ведрах. По завершении работ смесь следует уплотнить штыкованием или с помощью вибрации. А также можно использовать обычный строительный мастерок.
Кирпичный пояс
Нередко вместо металлического армопояса для газобетона под балки перекрытия устанавливается кирпичный пояс. По сути — это обычная кладка кирпичей, которая дополнительно укрепляется арматурой между рядами. Использовать такие конструкции не рекомендуется, что объясняется низкой прочностью и массой других недостатков. Даже наличие арматуры не сильно улучшает прочность такого пояса.
К тому же два-три ряда кирпичей не способны обеспечить стабильное распределение нагрузки на стену, что может стать причиной появления всевозможных деформаций и трещин. В худшем случае произойдет полное разрушение стены, поэтому допускать такой риск крайне не рекомендуется. Однако недобросовестные строители нередко задействуют кирпичные армированные конструкции, пытаясь упростить свою работу и существенно сэкономить средства.
Важно понимать, что устройство армированного пояса для стен из газобетона — очень важный этап строительства, к которому нужно относиться со всей ответственностью. Только качественный сейсмопояс сможет обеспечить надежность и долговечность здания независимо от окружающих воздействий.
Необходимо ли возводить армопояс для газосиликатных конструкций во всех случаях? На самом деле нет. Ведь если речь идет о сооружении небольшого дачного домика, то стены можно укрепить другим способом, более дешевым и простым. Достаточно поместить металлические шпильки в стену и забетонировать их. Крепежные элементы устанавливаются на 2−3 ряда от верха кладки, при этом они должны полностью проходить через брус.
При возведении более сложных построек наличие армированного пояса — обязательное условие и залог большого срока эксплуатации дома.
Армопояс для одноэтажного дома из газобетона
Армопояс является важной частью газобетонного дома и представляет из себя кольцевую монолитную конструкцию. Армированный пояс заливается для перекрытий и для крепления кровли, а точнее мауэрлета. Причем, армопояс нужен не только под плиты перекрытия, но и под деревянные балки.
Но нужен ли армопояс для одноэтажного дома? Да, нужен, и мы объясним причины.
Также мы рассмотрим задачи армопояса, требования к его ширине и высоте, утепление, армирование, опалубку и схемы крепления кровли к армопосу.
Для чего нужен армопояс
- Укрепление несущих стен.
- Равномерное распределение вертикальных точечных нагрузок.
- Сдерживание горизонтальных усилий.
- Минимизировать вероятность появления трещин.
- Для закрепления мауэрлата.
Виды армопоясов
Межэтажный армопояс под обычные плиты перекрытия должен быть самым мощным, так как на него передается нагрузка от перекрытий, стен второго этажа и кровли. Рекомендуемая толщина – 200-250 мм и высота 200-300мм. Продольная арматура – 12 диаметра.
Отметим, что для одноэтажного дома межэтажные армопояса не требуется.
Для деревянных перекрытий толщину армопояса можно немного уменьшить, так как сами деревянные балки и деревянный настил весят гораздо меньше, чем бетонный. Задача армопояса в данном случае – равномерное распределение точечных нагрузок от балок.
Рекомендуемая толщина армопояса – 150-200 мм и высота от 150 мм. Продольная арматура – 10-12 диаметра.
Армопояс под мауэрлат необходим для распределения нагрузки от кровли на газобетонные стены, а также для крепления деревянного мауэрлата при помощи шпилек. Сами шпильки замуровываются в армопоясе.
Если у вас именно одноэтажный дом с холодным чердаком, то вам будет достаточно одного армопояса под мауэрлат, а балки будут опираться на тот же армопояс. Варианты такого крепления смотрите на схеме.
Отметим, что более правильным является строительство по проекту, где каждый элемент просчитан, и имеет определенную прочность по СНиП. Это позволит избежать ненужных расходов на материалы. Но в случае его отсутствия, можете прислушиваться к нашим советам.
Армирование армопояса
Сама схема армирования представляет из себя квадрат. Основную растягивающую нагрузку на себя принимает продольная арматура, которая делается из прутьев 10-12 диаметра. Поперечные рамки можно изготовить из арматуры 6-8 диаметров. Задача рамок – удерживать продольную арматуру в определенном положении.
На углах арматуру обязательно нужно загибать и усиливать г-образными хомутами. Минимальный перехлест арматуры – 500 мм. Вяжется каркас вязальной проволокой. Защитный слой бетона для каркаса должен составлять минимум 25 мм со всех сторон.
Бетон для заливки армопояса должен быть очень прочным, примерно класса B22,5. Состав бетона: цемент 500-й марки, песок, щебень (1:2:3), воды нужно добавлять 80% от объема цемента. Для большей пластичности используйте пластификатор. Увеличение количества воды понизит прочность бетона.
Опалубка для армопояса
Опалубку можно сделать как съемную, так и несъемную. Несъемная подходит для более толстых стен, где есть возможность установить газобетонные U-блоки или же тонкие блоки из газобетона. Также не забывайте про утепление армопояса экструдированным пенополистиролом, который нужно укладывать с внешней стороны. Толщина утеплителя 30-50 мм.
Съемная опалубка для армопояса делается из деревянных брусков и плит OSB. Чтобы опалубка не разъехалась в процессе заливки, шаг брусков должен составлять 40 см. Для большей надежности опалубку стягивают шпильками или проволокой.
Когда можно нагружать армопояс
Если заливка происходила в теплое время года, то армопояс можно нагружать уже через 10 дней, если же в холодное, то лучше выждать 3-4 недели. В продаже есть специальные добавки, ускоряющие твердение бетона. Также не забывайте проливать армопояс водой, чтобы он лучше набрал прочность и не покрылся усадочными трещинами.
устройство и назначение при строительстве из газобетона. Статьи компании «ООО «Торговый Дом ВТМ». Поставки строительных материалов»
Газобетон – универсальный материал для возведения стен, но при строительстве из газобетона возникает несколько технических вопросов, которые требуют решения. Одна из главных особенностей газобетона со знаком минус – его нелюбовь к точечным нагрузкам.
Важно знать: при монтаже перекрытий дома или крыши появляется необходимость в одной важнейшей конструкции — армированном поясе.
Кто-то считает, что для дома из газобетонных блоков армопояс не нужен, но большинство строителей все же склоняются к единому мнению — без него обойтись нельзя.
Что же такое армопояс, для чего служит и из чего он состоит?
По сути армирующий пояс — это цельная (монолит) конструкция из железобетона, опоясывающая дом по всему периметру. Названий может быть много: армопояс, армирующий, армированный разгрузочный пояс или сейсмопояс.
Армированный пояс создается для повышения надежности стен и фундамента, укрепления их и увеличения жесткости и сопротивления различным нагрузкам, как извне, так и снаружи. Это и проседание грунта, и температурные сезонные колебания, разные виды осадков, деформация элементов конструкции и прочее. Отсюда и название — разгрузочный.
При использовании в качестве строительного материала газобетонных блоков, иногда возникают вопросы: использовать готовые U-блоки для армопояса или распиливать обычные и из их частей собирать тот же U-образный блок.
Так в чем же разница?
Безусловно, у простых блоков цена ниже. От них отпиливаются куски нужной толщины и размера, с наружной стороны они садятся на клей. Из минеральной ваты или пенополистирольной плиты устраивается тепловой контур толщиной 5-10 см, а с внутренней стороны стены ставим 5-сантиметровый блок или опалубку.
Получаем ту же U-образную форму, куда помещается армопояс, но уходит больше времени и сил, чем при применении U-блоков.
Стоимость U-блоков будет несколько выше, но таким образом экономится время, и повышается скорость работы, а зачастую, это основополагающие моменты в любом строительстве.
Для тех, кому подходит более быстрый и удобный вариант, рекомендуется использовать U-блоки, которые в ассортименте представлены на нашем сайте. Если время терпит, подойдут и обычные распиленные газобетонные блоки.
Чаще всего, первый армопояс ставят под перекрытия между этажами путем укладки поверх газобетонных блоков. Таким образом, он предотвращает появление трещин в стенах, стягивает их по всему периметру дома и не дает стенам «гулять».
Второй устанавливается под кровельными балками, принимая на себя вес крыши и ветровую нагрузку. Причем здесь в конструкцию пояса вставляются специальные шпильки, на которые ложится перекрытие. Это делается для того, чтобы крыша держалась ровно, и ее нагрузка на стены была равномерной.
Конструкция армирующего пояса
Теперь о самой конструкции армирующего пояса: он выполняется из арматурных прутьев диаметром не менее 12 мм, хотя некоторые строители, бывает, используют и меньший диаметр.
Каркас должен иметь форму квадрата или прямоугольника. Арматура и перемычки соединяются между собой вязальной проволокой. Иногда применяется крепление арматуры при помощи сварки (например, на стыках или пересечении стен). Вес такой конструкции весьма приличный, поэтому собирается каркас непосредственно в том месте, где он и будет находиться.
Далее следует заливка всего разгрузочного пояса, но здесь хотим обратить ваше внимание: стержни арматуры не должны касаться поверхности газобетонных блоков, то есть отступать от стен и основания минимум на 5 см. Для этого используются подставки: куски кирпича или специальные крепежные звездочки, которые продаются на любом рынке.
Итак, заливка бетоном осуществляется вручную и за один раз, чтобы он лучше схватился и равномернее застыл. После бетонирования убираются пустоты внутри смеси, то есть придается однородность. Это легко сделать обычным арматурным прутом или вибратором для бетона (О разновидностях бетона и для чего он применяется, читайте в статье Бетон и его классификация).
Рекомендуем Вам посмотреть подробное видео о заливке армопояса дома из газоблоков:
Если вы задумываетесь о том, какой материал выбрать для строительства дома, читайте наши статьи: Из чего построить дом: выбор стенового материала; Плюсы и минусы газобетона.
Принципы сейсмического проектирования| WBDG
Введение
Эта страница ресурса представляет собой введение в концепции и принципы сейсмического проектирования, включая стратегии проектирования сейсмоустойчивых зданий для обеспечения здоровья, безопасности и защищенности людей и имущества, находящихся в здании.
Суть успешного сейсмического проектирования состоит из трех частей. Во-первых, группа проектировщиков должна применять подход к проектированию с учетом множества опасностей, который учитывает потенциальные воздействия сейсмических сил, а также все основные опасности, которым подвержена территория.Во-вторых, требования, основанные на характеристиках, которые могут превышать минимальные требования безопасности жизнедеятельности действующих сейсмических норм, должны быть установлены для надлежащего реагирования на угрозы и риски, создаваемые природными опасностями для предназначения здания и жителей. В-третьих, и так же важно, как и другие, поскольку силы землетрясения являются динамическими, и каждое здание реагирует в соответствии со своей собственной сложностью проекта, важно, чтобы команда проектировщиков работала совместно и имела общее понимание терминов и методов, используемых в процессе проектирования сейсмических сооружений. .
Кроме того, как правило, здания, спроектированные для защиты от землетрясений, должны также противостоять взрывам (терроризму) или ветру, неся меньше повреждений. Например, если бы федеральное здание в Оклахоме было спроектировано в соответствии со стандартами сейсмического проектирования, ущерб, нанесенный взрывом, был бы намного меньше (см. Отчет MAT FEMA 277). Для получения дополнительной информации см. Раздел WBDG «Проектирование зданий для противодействия угрозам взрыва», посвященный защите от сейсмических воздействий и взрывов.
Описание
Около половины штатов и территорий США — более 109 миллионов человек и 4 человека.3 миллиона предприятий и большинство других густонаселенных регионов земли подвержены рискам сейсмических опасностей. Только в США средняя прямая стоимость ущерба от землетрясения оценивается в 1 миллиард долларов в год, в то время как косвенные коммерческие потери оцениваются в более чем 2 миллиарда долларов в год.
Сейсмичность США
A. Происхождение и измерение землетрясений
Тектоника плит, причина землетрясений
Землетрясения — это сотрясение, перекатывание или внезапное сотрясение земной поверхности.По сути, земная кора состоит из серии «плит», плавающих внутри, непрерывно движущихся (от 2 до 130 миллиметров в год), расширяющихся от центра, опускающихся по краям и восстанавливающихся. Трение, вызванное столкновением, расширением или погружением плит (одна плита скользит под другой), создает напряжения, которые, будучи высвобождены, заставляют землетрясение распространяться через кору в виде сложного волнового движения, вызывая разрушение грунта (в виде поверхностных разломов). [трещина в земле], оползни, разжижение или проседание) или цунами.Это, в свою очередь, может вызвать от незначительного ущерба до полного разрушения застроенной среды вблизи места землетрясения.
Обвал-оползень — Аляска, 1964
Повреждения от разжижения — Ниигата, Япония, 1964
Saada Hotel (ранее) — Агадир, Марокко, 1960
Гостиница Саада (после) разрушения грунта — Агадир, Марокко, 1960
Измерение сейсмических сил
Чтобы охарактеризовать или измерить влияние землетрясения на землю (а.к.а. движение грунта) обычно используются следующие определения:
- Ускорение — это скорость изменения скорости, измеряемая в «g» с при 980 см / с² или 1,00 g.
- Например,
- 0,001 г или 1 см / сек 2 воспринимается людьми
- 0,02 г или 20 см / сек 2 приводит к потере равновесия
- 0,50 г — это очень много, но здания могут пережить его, если продолжительность короткая и если масса и конфигурация имеют достаточное демпфирование
- Например,
- Скорость (или скорость) — это скорость изменения положения, измеряемая в сантиметрах в секунду.
- Смещение — это расстояние от точки покоя, измеряемое в сантиметрах.
- Продолжительность — это продолжительность цикла разряда.
- Магнитуда — это «размер» землетрясения, измеренный по шкале Рихтера, которая колеблется от 1 до 10. Шкала Рихтера основана на максимальной амплитуде определенных сейсмических волн, и сейсмологи подсчитали, что каждая единица шкалы Рихтера увеличивает энергию в 31 раз. Шкала магнитуд моментов — это недавняя мера, которая становится все более часто используемой.
Если уровень ускорения совмещен с длительностью, определяется мощность разрушения. Обычно чем больше продолжительность, тем меньшее ускорение может выдержать здание. Здание может выдерживать очень высокое ускорение в течение очень короткого промежутка времени пропорционально демпфирующим мерам, встроенным в конструкцию.
Интенсивность — это количество повреждений, вызванных землетрясением на местном уровне, которое можно охарактеризовать с помощью 12-го уровня Модифицированной шкалы Меркалли (MM), где каждый уровень обозначает определенное количество разрушений, связанных с ускорением грунта.Ущерб от землетрясения будет варьироваться в зависимости от расстояния от очага (или эпицентра), местных почвенных условий и типа конструкции.
B. Воздействие землетрясений на здания
Сейсмическая терминология (Определения терминов, используемых на этой странице ресурсов, см. В Глоссарии сейсмической терминологии )
Вышеупомянутые сейсмические измерения используются для расчета сил, которые землетрясения действуют на здания. Сотрясение земли (толчки вперед и назад, в стороны, вверх и вниз) создает внутренние силы внутри зданий, называемые инерционной силой (F инерциальной ), которая, в свою очередь, вызывает наибольший сейсмический ущерб.
F Инерциальный = Масса (М) X Ускорение (А).
Чем больше масса (вес здания), тем больше создаются внутренние силы инерции. Легкая конструкция с меньшей массой обычно является преимуществом в сейсмическом проектировании. Большая масса создает большие боковые силы, тем самым увеличивая вероятность смещения колонн, отклонения от вертикали и / или коробления под действием вертикальной нагрузки (эффект дельты P).
Землетрясения генерируют волны, которые могут быть медленными и длинными или короткими и резкими.Длина полного цикла в секундах составляет Период волны и является инверсией Частоты . Все объекты, включая здания, имеют естественный или основной период , при котором они вибрируют при сотрясении. Естественный период является основным фактором при сейсмическом проектировании, хотя другие аспекты проектирования здания также могут в меньшей степени способствовать мерам по смягчению воздействия. Если период ударной волны и собственный период здания совпадают, то здание «резонирует» и его колебания увеличиваются или «усиливаются» в несколько раз.
Высота является основным определяющим фактором фундаментального периода — каждый объект имеет свой собственный фундаментальный период, при котором он будет колебаться. Период пропорционален высоте здания.
Почва также имеет период от 0,4 до 1,5 сек., Для очень мягкой почвы 2,0 сек. Мягкие почвы обычно имеют тенденцию к увеличению тряски в 2-6 раз по сравнению с каменными. Кроме того, период грунта, совпадающий с естественным периодом постройки, может значительно усилить ускорение здания и, следовательно, учитывается при проектировании.
Высокие здания будут подвергаться нескольким режимам вибрации, но для сейсмических целей (за исключением очень высоких зданий) основной период или первая мода обычно является наиболее значимой.
Расчетные сейсмические факторы
Следующие факторы влияют на дизайн здания. Важно, чтобы команда разработчиков понимала эти факторы и разумно с ними обращалась на этапе проектирования.
Торсион : объекты и здания имеют центр масс, точку, по которой объект (здание) может быть уравновешен без вращения.Если масса распределена равномерно, то геометрический центр пола и центр масс могут совпадать. Неравномерное распределение массы расположит центр масс за пределами геометрического центра, вызывая «кручение», создающее концентрацию напряжений. Определенное количество скручивания неизбежно в любой конструкции здания. Однако симметричное расположение масс приведет к сбалансированной жесткости в любом направлении и сохранит скручивание в пределах допустимого диапазона.
Демпфирование : Здания в целом являются плохими резонаторами для динамических ударов и рассеивания вибрации путем ее поглощения.Демпфирование — это скорость поглощения естественной вибрации.
Пластичность : Пластичность — это свойство материала (например, стали) изгибаться, изгибаться или перемещаться, но он не работает только после того, как произошла значительная деформация. Неэластичные материалы (например, плохо армированный бетон) резко разрушаются в результате крошения. Хорошая пластичность может быть достигнута с помощью тщательно проработанных стыков.
Прочность и жесткость : Прочность — это свойство материала сопротивляться приложенным силам и выдерживать их в безопасных пределах.Жесткость материала — это степень сопротивления прогибу или дрейфу (дрейф — это горизонтальное относительное смещение от этажа к этажу).
Конфигурация здания : Этот термин определяет размер и форму здания, а также структурные и неструктурные элементы. Конфигурация здания определяет способ распределения сейсмических сил внутри конструкции, их относительную величину и проблемные аспекты проектирования.
- Обычная конфигурация Здания имеют стены, устойчивые к сдвигу, или непромокаемые рамы, или скрепленные рамы и обычно имеют:
- Низкое отношение высоты к основанию
- Равная высота пола
- Симметричные планы
- Единообразные разрезы и отметки
- Максимальное сопротивление кручению
- Короткие пролеты и резервирование
- Пути прямой нагрузки
- Нерегулярная конфигурация Здания — это здания, которые отличаются от определения «Обычная» и имеют проблемные концентрации напряжений и скручивание.
Здания переворачиваются редко — разваливаются или «блин»
Soft First Story — это неоднородность прочности и жесткости для поперечной нагрузки на уровне земли.
Стены прерывистого сдвига не выстраиваются последовательно одна на другую, вызывая «мягкие» уровни.
Изменение прочности по периметру и Жесткость , например, открытый фронт на уровне земли, обычно вызывает эксцентриситет или скручивание.
Входящие углы в форме H , L , T , U , + или [] создают концентрацию напряжений во входящем углу и кручении. Сейсмические конструкции должны адекватно разделять входящие углы или усиливать их.
Знание периода здания, скручивания, демпфирования, пластичности, прочности, жесткости и конфигурации может помочь определить наиболее подходящие устройства сейсмического проектирования и стратегии смягчения последствий.
C. Стратегии и устройства сейсмического проектирования
Мембраны : Полы и крыши могут использоваться как жесткие горизонтальные плоскости или диафрагмы для передачи поперечных сил на вертикальные противостоящие элементы, такие как стены или рамы.
Стены сдвига : стратегически расположенные усиленные стены представляют собой стены сдвига и способны передавать поперечные силы от перекрытий и крыш к фундаменту.
Стяжные рамы : Вертикальные рамы, передающие поперечные нагрузки с полов и крыш на фундаменты.Как и стены, работающие на сдвиг, скрепленные рамы предназначены для восприятия боковых нагрузок, но используются там, где стены, работающие на сдвиг, нецелесообразны.
Моментостойкие рамы : Соединения колонны / балки в стойких к моменту рамах спроектированы так, чтобы выдерживать как сдвиг, так и изгиб, тем самым устраняя пространственные ограничения сплошных стен, работающих на сдвиг, или жестких рам. Соединения колонны и балки тщательно спроектированы так, чтобы они были жесткими, но при этом допускали некоторую деформацию для рассеивания энергии с использованием преимущества пластичности стали (железобетон также может быть спроектирован в качестве устойчивой к моменту рамы).
Эксцентриковая балочная рама, с рычажными тягами
Устройства рассеивания энергии : Повышение сопротивляемости конструкции здания увеличит сотрясение, которое может повредить содержимое или функцию здания. Устройства рассеивания энергии используются для минимизации тряски. Энергия будет рассеиваться, если пластичные материалы деформируются контролируемым образом. Примером может служить эксцентриковая распорка, при которой контролируемая деформация элементов каркаса рассеивает энергию. Однако это не устранит и не уменьшит повреждение содержимого здания.Более прямое решение — использование устройств рассеивания энергии, которые действуют как амортизаторы в движущемся автомобиле. Срок постройки будет увеличен, и здание «переживет» тряску в допустимых пределах.
Изоляционные опоры основанияиспользуются для изменения передачи сил от земли к зданию.
Изоляция основания : Эта стратегия сейсмического проектирования включает отделение здания от фундамента и поглощение ударов.По мере того, как земля движется, здание движется медленнее, потому что изоляторы рассеивают большую часть удара. Здание должно быть спроектировано так, чтобы действовать как единое целое или «жесткая коробка» соответствующей высоты (во избежание опрокидывания) и иметь гибкие подключения к инженерным сетям для обеспечения возможности движения в основании. Базовую изоляцию проще всего включить в конструкцию нового строительства. В существующих зданиях может потребоваться сделать изменения более жесткими, чтобы их можно было перемещать как единое целое с фундаментом, отделенным от надстройки, чтобы вставить изоляторы основания.Дополнительное пространство («ров») должно быть предусмотрено для горизонтального смещения (все здание будет двигаться вперед и назад на целый фут или более). Модернизация базовой изоляции — дорогостоящая операция, которая чаще всего подходит для объектов с высокой стоимостью активов и может потребовать частичного или полного удаления людей из здания во время установки.
Пассивное рассеяние энергии включает в себя введение таких устройств, как демпферы, для рассеивания энергии землетрясения, вызывающей трение или деформацию.
Материалы, используемые для изготовления эластомерных изоляторов , представляют собой натуральный каучук, демпфирующую резину или другой эластомер в сочетании с металлическими деталями. Фрикционные изоляторы также используются и изготавливаются в основном из металлических частей.
Высокие здания нельзя изолировать от основания, иначе они перевернутся. Поскольку они очень гибкие по сравнению с малоэтажными зданиями, их горизонтальное смещение необходимо контролировать. Это может быть достигнуто за счет использования амортизаторов , которые поглощают значительную часть энергии, делая смещение допустимым. Модернизировать существующие здания с помощью демпферов часто проще, чем с помощью изоляторов основания, особенно если приложение является внешним или не мешает жильцам.
Существует много типов демпферов, используемых для смягчения сейсмических воздействий, в том числе:
- Истерические демпферы используют деформацию металлических частей
- Вязкоупругие демпферы растягивают эластомер в сочетании с металлическими частями
- Фрикционные демпферы используют металл или другие поверхности при трении
- Вязкие демпферы сжимают жидкость в поршневом устройстве
- В гибридных амортизаторах используется комбинация эластомера и металла или других деталей
Д.Контроль неструктурных повреждений
Все объекты, не являющиеся частью структурной системы, считаются «неструктурными» и включают такие строительные элементы, как:
- Наружная облицовка и навесные стены
- Парапетные стены
- Навесы и шатры
- Дымоходы и дымовые трубы
- Перегородки, двери, окна
- Подвесные потолки
- Маршруты выезда и въезда
- Механическое, сантехническое, электрическое и коммуникационное оборудование
- Лифты
- Мебель и оборудование
Эти предметы должны быть стабилизированы с помощью распорок, чтобы предотвратить их повреждение или полное разрушение.Строительные машины и оборудование могут быть оснащены сейсмозащитными устройствами, которые представляют собой модифицированные версии стандартных виброизоляторов.
Убытки, возникающие в результате неструктурных повреждений, могут быть кратны потерям конструкции. Во время землетрясений в Лома-Приэте, Нортридже и Кобе убытки и разрушение целых предприятий были очень высокими из-за как структурных, так и неструктурных сейсмических повреждений.
Приложение
Принципы и стратегии сейсмического проектирования и строительства применяются в рамках системного подхода, который соответствует соответствующему ответу на конкретные условия посредством следующих основных этапов:
1.Анализировать условия на площадке
Местоположение и физические свойства объекта в первую очередь влияют на весь процесс проектирования. Следующие вопросы могут служить контрольным списком для определения целей сейсмического проектирования.
- Где находится ближайшая неисправность?
- Присутствуют ли неконсолидированные естественные или искусственные засыпки?
- Есть ли вероятность оползня или разжижения на участке или рядом с ним?
- Есть ли уязвимые транспортные, коммуникационные и инженерные сети?
- Есть ли на объекте опасные материалы, которые необходимо защитить?
- Есть ли вероятность столкновения с соседними зданиями?
- Существует ли подверженность потенциальному наводнению в результате цунами, сейша или прорыва плотины?
Учитывайте критически важные угрозы или угрозы непрерывности бизнеса, связанные с сейсмичностью на соседних площадках или в других местах поблизости, которые могут сделать площадку проекта недоступной или вызвать потерю коммунальных услуг, угрозу пожара или выброс токсичных материалов на площадку.Проведите геологические исследования для обнаружения рыхлых грунтов или неконтролируемых насыпей, которые могут усилить подвижность грунта. Твердые плотные грунты остаются более стабильными, а твердые плотные породы являются наиболее предсказуемой и сейсмически безопасной основой здания.
2. Определение целей сейсмического проектирования
Рекомендуется подход к установлению целей сейсмического проектирования, основанный на характеристиках. Это определяет уровень предсказуемого поведения здания, реагируя на максимально возможное землетрясение. Оценка угрозы / уязвимости и анализ рисков могут использоваться для определения желаемого уровня производительности для строительного проекта.Вот некоторые предлагаемые цели сейсмического проектирования:
- Соответствовать местным строительным нормам, обеспечивающим «Безопасность жизни», что означает, что здание может в конечном итоге обрушиться, но не во время землетрясения.
- Проект с учетом поддающихся ремонту структурных повреждений, необходимой эвакуации здания и приемлемой потери бизнеса в течение установленного количества дней.
- Проект с учетом поддающихся ремонту неструктурных повреждений, частичной или полной эвакуации и приемлемой потери бизнеса в течение установленного количества дней из-за ремонта.
- Проект с учетом поддающихся ремонту структурных повреждений, отсутствие необходимости в эвакуации и приемлемая потеря бизнеса в течение установленного количества дней из-за ремонта.
- Отсутствие структурных повреждений, ремонтопригодные неструктурные повреждения, отсутствие эвакуации и приемлемые потери бизнеса в течение установленного количества дней из-за ремонта.
- Отсутствие структурных или неструктурных повреждений, а также отсутствие убытков для бизнеса, вызванных ими (за исключением повреждения собственного оборудования арендаторов, такого как картотеки, книжные полки, мебель, офисное оборудование и т. Д.если не закреплен должным образом).
Что касается силы землетрясения, она также может быть обозначена как «низкая», «умеренная» или «большая» в качестве еще одной матрицы для классификации угроз и установления соответствующих целевых показателей эффективности здания.
3. Выбор / проектирование соответствующих структурных систем
Цели сейсмического проектирования могут сильно повлиять на выбор наиболее подходящей структурной системы и связанных систем здания для проекта. Некоторые варианты конструкции и соответствующие сейсмические свойства:
- Деревянный или деревянный каркас (хорошее поглощение энергии, легкий вес, соединения каркаса имеют решающее значение).
- Стены из армированной каменной кладки (хорошее поглощение энергии, если стены и пол хорошо интегрированы; во избежание растрескивания решающее значение имеет соотношение перемычек и опор)
- Стены из железобетона (хорошее поглощение энергии, если стены и пол хорошо интегрированы; соотношение перемычек и опор имеет решающее значение для предотвращения образования трещин)
- Стальной каркас со стенами, заполненными каменной кладкой (хорошее поглощение энергии, если размеры пролета небольшие и план здания однородный)
- Стальная рама, усиленная (важны широкие распорки, детализация и пропорции)
- Стальная рама, устойчивая к моменту (хорошее поглощение энергии, соединения имеют решающее значение)
- Стальная рама, эксцентрично закрепленная (отличное поглощение энергии, соединения имеют решающее значение)
- Сборный железобетонный каркас (плохие характеристики без специальных энергопоглощающих соединений)
Конструктивная и архитектурная детализация, а также контроль качества строительства очень важны для обеспечения пластичности и естественного демпфирования, а также для сохранения ограниченного и ремонтопригодного диапазона повреждений.Перспектива структурных и неструктурных повреждений вряд ли будет устранена без разумного использования устройств, рассеивающих энергию. Стоимость добавления энергорассеивающих устройств составляет 1-2% от общей стоимости конструкции. Это не так много, особенно когда речь идет о стоимости жизненного цикла здания. В течение 30–50-летнего жизненного цикла стоимость незначительна.
Существует множество строительных норм и правил и государственных стандартов, касающихся проектирования и строительства для снижения сейсмической опасности.Как упоминалось ранее, строительные нормы и правила в первую очередь носят предписывающий характер и определяют сейсмические зоны и минимальные коэффициенты безопасности для «проектирования». Нормы, относящиеся к сейсмическим требованиям, могут быть местными, государственными или региональными строительными нормами или поправками и должны быть тщательно изучены профессиональным проектировщиком.
Многие правительственные агентства на федеральном уровне имеют сейсмические стандарты, критерии и специалистов по программам, которые участвуют в крупных строительных программах и могут дать дальнейшие рекомендации по особым требованиям.
- Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA)
Предоставляет ряд сетевых «Сообществ по ликвидации последствий стихийных бедствий», организованных вокруг вопросов, связанных с множественными опасностями, включая Сообщество по стихийным бедствиям, связанным с землетрясениями, с основными публикациями FEMA по сейсмической тематике. - Международный совет по кодам (ICC)
ICC была основана в 1994 году для разработки единого набора всеобъемлющих и скоординированных национальных строительных норм и правил. Учредителями ICC являются Building Officials и Code Administrators International, Inc.(BOCA), Международная конференция строительных служащих (ICBO) и Southern Building Code Congress International, Inc. (SBCCI). - Национальная программа уменьшения опасности землетрясений (NEHRP)
Программа FEMA по борьбе с землетрясениями была учреждена в 1977 году в соответствии с Законом о снижении опасности землетрясений 1977 года, принятым в качестве государственного закона 101-614. Целью Национальной программы уменьшения опасности землетрясений (NEHRP) является снижение риска для жизни и имущества от будущих землетрясений. FEMA является ведущим агентством среди четырех основных федеральных партнеров NEHRP, ответственным за планирование и координацию Программы. - Стандарты сейсмической безопасности для существующих зданий, находящихся в федеральной собственности или в аренде — отчет Межведомственного комитета NIST по сейсмической безопасности в строительстве (ICSSC RP 6) (NISTIR 6762)
Дополнительные ресурсы
Определения терминов, используемых на этой странице ресурсов, см. В Глоссарии сейсмической терминологии .
WBDG
Задачи проектирования
Функциональный / Оперативный — Обеспечение безопасности и здоровья жильцов, Безопасность / SafeSecure / Безопасность — Снижение естественных опасностей, Безопасность / Безопасность — Обеспечение безопасности жильцов здания и имущества
Руководства и спецификации
Руководство по проектированию ограждающих конструкций здания
Отделение стеновых систем
Организации
Сайты
- Подразделение по смягчению последствий Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям (FEMA). Одной из особенностей сайта FEMA является библиотека карт, содержащая: картографические продукты ГИС и данные о последних стихийных бедствиях, а также стихийные бедствия текущего и предыдущего года и пользовательские карты опасностей, которые могут быть создается путем ввода почтового индекса и выбора из множества типов опасности, чтобы помочь определить риски стихийных бедствий в любом районе.Кроме того, Отдел технических услуг по картированию опасностей наводнений Управления по смягчению последствий поддерживает и обновляет карты Национальной программы страхования от наводнений.
- Информационный центр по смягчению последствий — Центр обмена информацией служит для предоставления библиотеки динамических ресурсов, тем самым улучшая обнаружение и доступность литературы по смягчению последствий.
- Центр природных опасностей — Центр природных опасностей, расположенный в Университете Колорадо, Боулдер, Колорадо, США, является национальным и международным центром обмена информацией о стихийных бедствиях и адаптации человека к опасностям и бедствиям.
- Seismosoft — с 2002 года предоставляет специалистам по сейсмологическим инженерам доступ к мощным и современным аналитическим инструментам.
- Национальный центр информации о землетрясениях Геологической службы США
Публикации
Как проектируют сейсмостойкие здания
На протяжении всей истории мы строили впечатляющие строения и города только для того, чтобы они могли столкнуться с силами природы. Землетрясения — одна из самых разрушительных сил Земли: сейсмические волны, распространяющиеся по земле, могут разрушать здания, уносить жизни и обходятся огромными деньгами в связи с потерей и ремонтом.
По данным Национального центра информации о землетрясениях, ежегодно происходит в среднем 20 000 землетрясений, 16 из которых являются крупными стихийными бедствиями. 20 сентября 2017 года в столице Мексики произошла авария магнитудой 7,1 балла, в результате которой погибло около 230 человек. Как и в случае с другими землетрясениями, ущерб был вызван не самим землетрясением, а обрушением зданий с людьми внутри, что сделало сейсмостойкие здания обязательными.
За последние несколько десятилетий инженеры внедрили новые конструкции и строительные материалы, чтобы лучше оборудовать здания, способные выдерживать землетрясения.Читайте дальше, чтобы узнать, как сегодня проектируются сейсмостойкие здания.
Как землетрясения влияют на зданияПрежде чем мы рассмотрим особенности, важно понять, как землетрясения влияют на искусственные сооружения. Когда происходит землетрясение, оно посылает ударные волны по земле в короткие короткие промежутки времени во всех разных направлениях. Хотя здания, как правило, оборудованы для того, чтобы справляться с вертикальными силами своего веса и тяжести, они не могут справляться с поперечными силами, создаваемыми землетрясениями.
Эта горизонтальная нагрузка вызывает вибрацию стен, полов, колонн, балок и соединительных элементов, удерживающих их вместе. Разница в движении между низом и верхом зданий вызывает чрезмерное напряжение, вызывая разрыв опорной рамы и обрушение всей конструкции.
Как сделать здание сейсмостойкимЧтобы спроектировать сейсмостойкое здание, инженерам необходимо укрепить конструкцию и противодействовать силам землетрясения. Поскольку землетрясения высвобождают энергию, которая толкает здание с одного направления, стратегия состоит в том, чтобы здание толкнуло в противоположном направлении.Вот некоторые из методов, которые помогают зданиям выдерживать землетрясения.
1. Создайте гибкий фундамент
Один из способов противостоять наземным силам — это «поднять» фундамент здания над землей. Изоляция основания предполагает строительство здания на гибких прокладках из стали, резины и свинца. Когда основание движется во время землетрясения, изоляторы вибрируют, а сама конструкция остается устойчивой. Это эффективно помогает поглощать сейсмические волны и предотвращать их распространение через здание.
2. Противодействие сил с демпфированием
Возможно, вы знаете, что в автомобилях есть амортизаторы. Однако вы могли не знать, что инженеры также используют их для строительства сейсмостойких зданий. Подобно их использованию в автомобилях, амортизаторы уменьшают силу ударных волн и помогают зданиям замедляться. Это достигается двумя способами: с помощью устройств контроля колебаний и маятниковых демпферов.
Устройства контроля вибрации
Первый метод предполагает размещение демпферов на каждом уровне здания между колонной и балкой.Каждый демпфер состоит из поршневых головок внутри цилиндра, заполненного силиконовым маслом. Когда происходит землетрясение, здание передает энергию вибрации поршням, давит на масло. Энергия преобразуется в тепло, рассеивая силу колебаний.
Мощность маятника
Еще один метод демпфирования — сила маятника, используемый в основном в небоскребах. Инженеры подвешивают большой шар на стальных тросах с системой гидравлики наверху здания.Когда здание начинает раскачиваться, мяч действует как маятник и движется в противоположном направлении, чтобы стабилизировать направление. Как и демпфирование, эти функции настроены так, чтобы соответствовать частоте здания в случае землетрясения и противодействовать ей.
3. Защитить здания от вибраций
Вместо того, чтобы просто противодействовать силам, исследователи экспериментируют с тем, как здания могут полностью отклонять и перенаправлять энергию землетрясений. Это нововведение, получившее название «сейсмический плащ-невидимка», включает создание плаща из 100 концентрических пластиковых и бетонных колец и закопание его на глубине не менее трех футов под фундаментом здания.
Когда сейсмические волны входят в кольца, они вынуждены проходить через внешние кольца для облегчения прохождения. В результате они по существу выводятся из здания и рассеиваются в пластинах в земле.
4. Укрепление конструкции здания
Чтобы выдержать обрушение, здания должны перераспределять силы, проходящие через них во время сейсмического события. Стены, работающие на сдвиг, поперечные распорки, диафрагмы и стойкие к моменту рамы являются центральными элементами армирования здания.
Стены со сдвигом — полезная строительная технология, которая помогает передавать силы землетрясения. Эти стены из панелей помогают зданию сохранять форму во время движения. Стенки, работающие на сдвиг, часто поддерживаются диагональными поперечными распорками. Эти стальные балки обладают способностью выдерживать сжатие и растяжение, что помогает противодействовать давлению и толкающим силам назад к фундаменту.
Диафрагмы — центральная часть конструкции здания. Состоящие из этажей здания, крыши и расположенных над ними настилов, диафрагмы помогают снять напряжение с пола и оттолкнуть вертикальные конструкции здания.
Рамы, устойчивые к моменту, обеспечивают большую гибкость при проектировании здания. Эта конструкция размещается между стыками здания и позволяет колоннам и балкам изгибаться, в то время как стыки остаются жесткими. Таким образом, здание способно противостоять большим силам землетрясения, предоставляя проектировщикам больше свободы при размещении элементов здания.
Сейсмостойкие материалыХотя амортизаторы, маятники и «плащи-невидимки» могут в определенной степени рассеивать энергию, материалы, используемые в здании, в равной степени ответственны за его устойчивость.
Сталь и дерево
Чтобы строительный материал выдерживал напряжение и вибрацию, он должен обладать высокой пластичностью — способностью подвергаться большим деформациям и растяжению. Современные здания часто строятся из конструкционной стали — компонента стали, которая бывает разных форм, что позволяет зданиям изгибаться без разрушения. Дерево также является удивительно пластичным материалом из-за его высокой прочности по сравнению с его легкой структурой.
Инновационные материалы
Ученые и инженеры разрабатывают новые строительные материалы с еще большим сохранением формы.Такие инновации, как сплавы с памятью формы, способны выдерживать большие нагрузки и возвращаться к своей первоначальной форме, в то время как пластиковая пленка, армированная волокном, сделанная из различных полимеров, может оборачиваться вокруг колонн и обеспечивать до 38% большую прочность и пластичность.
Инженеры также обращаются к природным элементам. Липкие, но жесткие волокна мидий и соотношение прочности и размера паучьего шелка имеют многообещающие возможности для создания структур. Бамбук и материалы, напечатанные на 3D-принтере, также могут функционировать как легкие взаимосвязанные конструкции неограниченного количества форм, которые потенциально могут обеспечить еще большую устойчивость зданий.
За прошедшие годы инженеры и ученые разработали методы создания эффективных сейсмоустойчивых зданий. Сегодняшние технологии и материалы являются передовыми, поэтому строительство еще не может полностью выдержать мощное землетрясение без повреждений. Тем не менее, если здание может позволить своим жителям сбежать без разрушения и спасти жизни и сообщества, мы можем считать это большим успехом.
Источники:
Как работает Stuff 1, 2 | REIDsteel | Ришаб Инжиниринг | Искатель | Футуризм | VIATechnik | Интересная инженерия | Architizer | kcFED | National Geographic
Похожие сообщения
Строительный «пояс» предлагает дешевый и быстрый ремонт повреждений в результате землетрясения
Это поврежденный стык здания второго этажа перед испытанием с помощью металлических ремней, подвергшихся последующему натяжению.Предоставлено: Университет Шеффилда.Через четыре года после землетрясения в январе 2010 года 145 000 человек в Гаити по-прежнему остаются без крова. Дешевая и простая технология ремонта поврежденных землетрясением зданий, разработанная в Университете Шеффилда, может помочь сократить эти задержки, быстро сделав здания безопасными и пригодными для жилья.
Недавние испытания показали, что поврежденное здание, отремонтированное с использованием этого метода, могло выдержать сильное землетрясение — аналогичное по масштабу и близости к зданиям, разрушившимся во время землетрясения на Гаити.
Технология включает обертывание металлических лент вокруг каждого этажа здания, которые затем натягиваются вручную или с помощью инструментов со сжатым воздухом. Он разработан для использования в зданиях с железобетонным каркасом — обычная строительная техника во всем мире, включая такие страны, как Гаити. В отличие от других методов ремонта, он не требует дорогих материалов или высокого уровня технических знаний, что делает его идеальным для использования в развивающихся странах.
Ведущий исследователь, профессор Кипрос Пилакутас, объясняет: «Обвязка очень похожа на пояс тяжелоатлета, поскольку все предметы плотно сжаты для уменьшения напряжения на бетонных колоннах конструкции.
Бетон хорошо работает при сжатии, но не при растяжении, поэтому его необходимо армировать для использования в строительстве. Если арматура неисправна или повреждена, ремонт может стоить очень дорого.
«Наш метод не только очень быстро делает здание стабильным, но и увеличивает способность здания деформироваться без разрушения, делая его более устойчивым к дальнейшим землетрясениям».
Это тот же строительный шов, который был подвергнут последующему натяжению с помощью металлических лент и испытан на вибростоле до уровня землетрясения силой 7 баллов.Предоставлено: Университет Шеффилда.Команда протестировала эту технику на полномасштабном двухэтажном здании, построенном в соответствии со старыми европейскими стандартами, не имеющими достаточного армирования, чтобы выдерживать землетрясения. Эта конструкция типична для многих зданий в развивающихся странах, а также для многих средиземноморских зданий, построенных до 1980-х годов.
Здание построено на специально разработанном «качающемся столе», который может имитировать движение грунта, вызванное землетрясениями.Во время первого испытания здание было почти на грани обрушения после небольшого землетрясения, близкого по масштабу к 4 баллам по шкале Рихтера, с примерно в 10000 раз меньшей энергией, чем землетрясение на Гаити.
Затем здание было отремонтировано с использованием металлических ремней с последующим натяжением и проведено повторное испытание. Исследователи не смогли разрушить здание во время сильного землетрясения, аналогичного по масштабу землетрясению на Гаити силой 7 баллов в эпицентре, и остановили испытание на этом этапе.
Профессор Пилакутас надеется, что новая технология не только ускорит реакцию на сильные землетрясения, но и в первую очередь может предотвратить нанесение ущерба. Стоимость материалов для типичной колонны небольшого здания составляет около 20 фунтов стерлингов, а для завершения укрепления бригаде из двух человек потребуется около 2 часов.Для типичного небольшого дома с 6 колоннами сейсмическая реабилитация будет стоить около 200 фунтов стерлингов и может быть завершена за несколько дней, вместо того, чтобы стоить несколько тысяч фунтов и потребовать месяцев с другими традиционными методами восстановления, такими как обшивка из стальных пластин или бетона.
«В идеале, правительства не должны ждать, пока случится бедствие, но должны выявлять здания, подверженные риску, и предпринимать шаги, чтобы сделать их достаточно прочными, чтобы выдержать любые будущие землетрясения», — говорит он.«Поскольку этот метод вызывает минимальные нарушения и дешев в применении, он идеально подходит для приведения существующих зданий в соответствие со стандартами — как в развивающихся странах, так и в зонах риска землетрясений в Европе».
Модернизация сейсмозащиты может спасти жизни
Дополнительная информация: «Полномасштабные испытания на вибростоле на некондиционном здании из ЖБИ, отремонтированном и усиленном металлическими ремнями, подвергнутыми последующему натяжению» опубликовано в Journal of Earthquake Engineering , DOI: 10.1080 / 13632469.2013.847874 Предоставлено Университет Шеффилда
Ссылка : Строительный пояс предлагает дешевый и быстрый ремонт повреждений, нанесенных землетрясением (2014 г., 13 января) получено 7 мая 2021 г. с https: // физ.org / news / 2014-01-belt-cheap-quick-earthquake.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
U.S. Обновление модели землетрясения улучшает обзор уязвимости деревянного каркаса
В этом году отмечается 23-я годовщина смертельного и разрушительного землетрясения M6.7 Northridge, которое произошло в долине Сан-Фернандо недалеко от Лос-Анджелеса 17 января 1994 года. 12,5 млрд застрахованных убытков. 1 В округе Лос-Анджелес были повреждены более 79 000 деревянных каркасных домов — 95% всех поврежденных зданий. Из 79 000 примерно 70% были домами на одну семью, такими как дом, показанный на Рисунке 1.Рис. 1. Один из десятков тысяч домов с деревянным каркасом на одну семью, которые были повреждены в результате землетрясения в Нортридже в 1994 году. (Источник: FEMA)Учитывая преобладание деревянных каркасных конструкций в Соединенных Штатах, землетрясение в Нортридже подчеркивает важность точного моделирования этого типа строительства.
Значение деревянных каркасных зданий
Древесина является наиболее широко используемым строительным материалом в Соединенных Штатах, особенно для жилых домов.Данные переписи показывают, что по всей стране из 14 000 многоквартирных домов, построенных в 2015 году, более 87% были деревянными. Из 648 000 частных домов, построенных в этом году, более 93% были деревянными. А в подверженном землетрясениям западным штатам США примерно 98% всех существующих домов — от скромных жилищ до роскошных особняков — представляют собой деревянные каркасные конструкции, такие как ряд домов на холмистой улице в Сан-Франциско, показанный на Рисунке 2.
Рисунок 2. Дома с деревянным каркасом в районе Аламо-Сквер в Сан-Франциско.(Источник: Бернард Ганьон)Значительные изменения в жилищном фонде США за последние 50-60 лет привели к усилению внимания к различным первичным и вторичным характеристикам деревянных каркасных жилищ и их влиянию на уязвимость. Например, общая площадь в квадратных футах увеличилась как из-за распространения многоэтажных деревянных каркасных конструкций, так и общей тенденции увеличения размеров помещений в зданиях.
Последствия исторических землетрясений в Соединенных Штатах снова и снова показывают, что здания с деревянным каркасом обычно хорошо себя чувствуют во время землетрясений.Незначительный или средний ущерб обычно приводит к небольшим денежным потерям; однако из-за преобладания деревянных каркасных конструкций накопленные общие убытки () могут быть значительными для страховщика, имеющего в своем портфеле большое количество деревянных каркасных зданий.
Ключевые обновления оценки уязвимости деревянных каркасов
Обновление модели землетрясения AIR для США в 2017 году включает несколько важных улучшений для моделирования уязвимости деревянных каркасных конструкций, которые мы обсудим в следующих разделах.
Зонирование: влияние региона на уязвимость
Традиционно деревянные каркасные конструкции редко получали выгоду от инженерного проектирования, главным образом потому, что до 1990-х годов практика деревянного строительства не была унифицирована единообразно по всей стране. В отличие от положений по сейсмическому проектированию инженерных бетонных и стальных зданий, для которых требуется точный расчет сейсмической силы и сопротивляемости, положения по сейсмическому проектированию для одно- и двухквартирных жилых домов и таунхаусов (в основном с деревянным каркасом) были менее конкретными. .
Первый свод правил, касающихся строительства деревянных каркасных жилищ, был опубликован в начале 1970-х годов. Это не было обязательным, и его требования не применялись повсеместно местными строительными департаментами. В отсутствие обязательного кодекса обычная практика строительства деревянных каркасов примерно соответствовала положениям Кодекса строительства одно- и двухсемейного жилья и предписаниям других строительных норм (например, Единых строительных норм и правил, UBC). Однако с ростом осведомленности об уязвимости деревянных каркасов, вызванной землетрясением в Нортридже в 1994 году, последующие редакции строительных норм и правил для строительства деревянных каркасов стали обязательными во все большем числе юрисдикций по всей стране.
В 2000 году первый Международный жилищный кодекс (IRC) был опубликован Советом по международным кодексам (ICC), организацией, издающей Международные строительные нормы и правила (IBC). IRC был разработан с особым намерением контролировать проектирование и строительство отдельно стоящих одно- и двухквартирных домов и таунхаусов, а также других жилых помещений (включая общежития и квартиры менее трех этажей). Кодекс был принят очень быстро правительствами многих штатов и местными властями, и к концу 2002 года версия IRC 2000 года уже использовалась или была принята в большинстве штатов.По состоянию на февраль 2017 года IRC использовался или был принят 49 штатами и округом Колумбия.
В рамках моделирования землетрясений AIR зонирование сейсмической уязвимости определяет географические регионы, которые следовали аналогичным тенденциям в практике строительства и принятии кодекса с течением времени. В обновленной модели землетрясения США зонирование уязвимости для деревянных каркасных конструкций получено из регионов с умеренной и высокой сейсмичностью, где требуется предписывающее сейсмическое проектирование, как определено в IRC.На рисунке 3 показаны семь зон с отчетливой сейсмичностью и методами строительства, реализованными в модели: Калифорния, Тихоокеанский северо-запад, Невада, Межгорный сейсмический пояс, Ново-Мадридская сейсмическая зона, Южная Каролина и остальные прилегающие Соединенные Штаты.
Рис. 3. Зонирование уязвимости деревянных каркасных конструкций в обновленной модели землетрясения AIR для США от 2017 года отражает регионы, где предписывающее сейсмическое проектирование требуется в последних версиях IRC.(Источник: AIR)Помимо принятия норм и практики строительства, соблюдение норм является важным фактором, влияющим на уязвимость деревянных каркасных конструкций. Чтобы учесть различия в соблюдении строительных норм, которые могут привести к колебаниям в качестве строительства, AIR включила шкалу оценки эффективности строительных норм (BCEGS ® ), чтобы определить соблюдение юрисдикцией принятых строительных норм и качество исполнения. Программа BCEGS была учреждена дочерней компанией AIR ISO ® для оценки того, как строительные нормы и правила соблюдаются в конкретном сообществе. 2
В прибрежных районах Атлантического побережья и Мексиканского залива современные деревянные каркасные дома спроектированы и построены таким образом, чтобы выдерживать боковые нагрузки, создаваемые ураганными ветрами. В результате сейсмостойкость этих сооружений также ниже. Модель AIR учитывает эти побочные преимущества за счет включения дополнительной зоны уязвимости вдоль этих прибрежных районов, которая перекрывается зонированием, показанным на рисунке 3.
Возрастные группы: влияние года постройки на уязвимость
В обновленном U.S. модель землетрясения, периоды времени, в течение которых определенные методы строительства и положения по проектированию принципиально остаются неизменными, называются «возрастными диапазонами». Возрастные группы определяются путем определения основных этапов развития практики проектирования и строительства. Предполагается, что здания, расположенные в одной и той же зоне уязвимости и построенные в одном возрастном диапазоне, обладают аналогичными сейсмическими характеристиками. Точное моделирование сложной эволюции изменения пространственной и временной уязвимости по всей стране достигается за счет комбинации надлежащим образом определенных сейсмических зон и возрастных диапазонов.
На рисунке 4 показана относительная уязвимость двухэтажных деревянных каркасных домов, построенных в разные годы в Лос-Анджелесе. За исключением временного увеличения в середине 1960-х годов, о котором мы поговорим чуть позже, с течением времени произошло довольно последовательное снижение уязвимости (то есть улучшение сейсмических характеристик).
Рис. 4. Относительная уязвимость двухэтажных деревянных домов на одну семью в Лос-Анджелесе с разбивкой по годам постройки. (Источник: AIR)Более высокие характеристики недавно построенных зданий можно отнести к более совершенным стандартам и строительным нормам (требующим пересмотра плана и более частых проверок со стороны строительных чиновников), что приводит к лучшему дизайну, более качественным строительным материалам, более сложным требованиям. вниз систем, чтобы противостоять опрокидыванию, специально изготовленное оборудование для обеспечения более надежных путей загрузки, лучшего качества изготовления и более строгого соблюдения правил на протяжении всего процесса проектирования и строительства.Кроме того, более высокие сейсмические характеристики нового строительства по сравнению со старым частично объясняются тем фактом, что дерево является натуральным материалом, который может разрушаться по мере старения конструкций, что со временем приводит к повышенной уязвимости. Более высокая уязвимость односемейных домов до 1940 года была очевидна при обследовании ущерба после землетрясения М6.6 в Сан-Фернандо 1971 года в Южной Калифорнии. 3
Относительная уязвимость, показанная на Рисунке 4, согласуется с данными наблюдений за повреждениями после землетрясения в Нортридже 1994 года, которые показали, что деревянные каркасные здания, построенные в 1940-х и 1950-х годах, в среднем работали лучше, чем построенные в 1960-х годах.Почему новая конструкция была более уязвимой? Хотя дома строились с использованием традиционных методов в 1940-х и вплоть до 1970-х годов, дома, построенные во время и сразу после Второй мировой войны, обычно имели более простую геометрию как в плане, так и по высоте, были меньше по размеру, имели меньшие комнаты и имели все меньше и меньше окон и дверей. проемы в наружных стенах, которые обеспечивают большую часть боковой поддержки деревянных каркасных зданий. Архитектурные особенности, представленные в 1960-х годах, привели к появлению домов с меньшим количеством твердых внешних и внутренних перегородок, что привело к снижению боковой несущей способности этих домов.Кроме того, в течение 1960-х годов предполагалось, что характеристики штукатурки и гипсокартона выше, чем на самом деле. 4
В дополнение к изменениям уязвимости по мере развития кодексов и архитектурных стилей в пределах штата, относительная уязвимость деревянных каркасных конструкций варьируется от региона к региону страны, поскольку кодексы и строительные методы не были приняты и не применялись в в то же время по США.
Дополнительные отличительные признаки уязвимости
В то время как уязвимость деревянных каркасных домов в целом снижалась со временем (как показано на Рисунке 4 для двухэтажных односемейных домов), наблюдались существенные различия между сейсмическими характеристиками одно- и двухэтажных домов. история дома.Например, во время землетрясения в Сан-Фернандо в 1971 году было замечено, что из всех современных домов одноэтажные жилища работали лучше, чем дома другой высоты. 5 Кроме того, детальная оценка данных о повреждениях зданий после землетрясения в Нортридже в 1994 году показала, что двухэтажным и более высоким деревянным зданиям в 2,5 раза чаще, чем одноэтажным деревянным зданиям, была присвоена «Красная метка» («Красная метка»). Указывает на то, что здание небезопасно для проживания). 6
Принимая во внимание аналогичные наблюдения для нескольких исторических землетрясений, модель AIR различает уязвимость одноэтажных и многоэтажных деревянных каркасных зданий, включая современный деревянный каркас, облицовку из кирпича и тяжелую древесину.На рис. 5 показана относительная уязвимость одно- и двухэтажных домов на одну семью с деревянным каркасом, построенных в 1980 году в Лос-Анджелесе.
Рис. 5. Двухэтажные дома на одну семью с деревянным каркасом более уязвимы, чем одноэтажные дома. (Источник: AIR)Разница в производительности объясняется несколькими причинами. Во-первых, многие многоэтажные здания с деревянным каркасом подвержены «проблеме мягкого этажа», когда жесткость или прочность конструкции на первом этаже намного ниже, чем на других этажах из-за больших проемов (например, гаражных ворот или открытых планировок этажей). , а на верхних этажах больше разделенных комнат.Кроме того, сейсмический спрос определяется комбинированным воздействием частотности колебаний грунта и естественного периода зданий. Естественный период одноэтажного здания обычно короче, чем у двухэтажного, что означает, что два деревянных каркасных здания разной высоты, вероятно, будут испытывать разные спектральные ускорения. Спектральное ускорение, испытываемое одноэтажным зданием с деревянным каркасом, обычно ниже, чем у двухэтажного здания во время землетрясения, что приводит к снижению сейсмической нагрузки и, как правило, к уменьшению повреждений и потерь для одноэтажных зданий.
Также было замечено, что более крупные дома с более высокой стоимостью, как правило, более подвержены землетрясениям. Хотя может показаться нелогичным, что более дорогие дома хуже работают, есть несколько инженерных объяснений, подтверждающих это наблюдение. Во-первых, исследования после землетрясений в Сан-Фернандо в 1971 году и в Нортридже в 1994 году показали, что подавляющее большинство повреждений жилых построек было нанесено внутренней и внешней отделке. Анализ данных Verisk 360Value ® показывает, что для более дорогих домов большая часть стоимости дома сосредоточена в наиболее уязвимой внутренней и внешней отделке.Следовательно, ожидаемые убытки выше для более крупных дорогостоящих домов, на внутреннюю и внешнюю отделку которых приходится большая доля стоимости. Кроме того, комнаты в больших домах, как правило, тоже больше, с более длинными пролетами без опор. Эти более длинные пролеты более подвержены повреждениям во время землетрясения, что делает эти дома более уязвимыми, чем их аналоги стандартного размера. Обновленная модель землетрясения AIR для США явно моделирует явную уязвимость дорогостоящих домов (также называемых недвижимостью с высокой чистой стоимостью).
Управление риском землетрясений в США посредством точного моделирования деревянных каркасных конструкций
Точное моделирование деревянных каркасных конструкций является очень важным компонентом любой модели, которая направлена на оценку потерь от землетрясений в Соединенных Штатах. Это особенно характерно для сейсмически активных регионов Калифорнии, Орегона и Вашингтона, где деревянные каркасы являются преобладающим методом строительства жилых домов.
В целом здания с деревянным каркасом хорошо себя чувствуют во время землетрясений, и уровень ущерба для каждого здания низкий.Однако общие потери могут быть высокими из-за значительного количества деревянных каркасных конструкций в Соединенных Штатах. Кроме того, даже строгое соблюдение строительных норм не является гарантией от значительных убытков, поскольку строительные нормы и правила предназначены для предотвращения смертельных случаев и травм в результате обрушения здания, но не обязательно предназначены для предотвращения денежных потерь из-за повреждения здания. В обновлении 2017 года временное и пространственное разрешение модели AIR увеличено с учетом эволюции методов строительства зданий с деревянным каркасом без инженерных конструкций в Соединенных Штатах.Сейсмическая уязвимость одноэтажных и двухэтажных жилых домов различается, как и уязвимость больших дорогостоящих домов.
Карты сейсмической опасности | FEMA.gov
Карты, представленные ниже, показывают, как опасность землетрясений различается в Соединенных Штатах. Опасности измеряются как вероятность землетрясения различной силы.
Как читать карты
Цвета на картах обозначают «категории сейсмических расчетов» (SDC), которые отражают вероятность землетрясений различной интенсивности.(Специалисты по проектированию и строительству используют SDC, указанные в строительных нормах и правилах, чтобы определить уровень сейсмостойкости, необходимый для новых зданий.)
В следующей таблице описан уровень опасности, связанный с каждым SDC, и соответствующие уровни тряски. Хотя в каждом SDC возможно более сильное сотрясение, оно менее вероятно, чем описанное сотрясение.
SDC / Цвет карты | Опасность землетрясения | Возможные последствия сотрясения |
---|---|---|
A / White | Очень малая вероятность возникновения разрушительных последствий землетрясения. | |
B / Серый | Могут возникать тряски средней интенсивности. | Умеренная дрожь — все почувствовали, многие напуганы. Передвинулась тяжелая мебель; несколько экземпляров упавшей штукатурки. Ущерб незначительный. |
C / Желтый | Возможна сильная тряска. | Сильная тряска — незначительные повреждения в зданиях хорошей конструкции и конструкции; от слабого до умеренного в хорошо построенных обычных структурах; значительный ущерб в плохо построенных конструкциях. |
D / Светло-коричневый D1 / Темно-коричневый D2 / Темно-коричневый | Может наблюдаться очень сильное встряхивание (чем темнее цвет, тем сильнее встряхивание). | Очень сильная тряска — небольшие повреждения специально разработанных конструкций; значительный ущерб в обычных капитальных зданиях с частичным обрушением. Ущерб большой в плохо построенных конструкциях. |
E / Красный | Рядом с основными активными разломами, способными вызывать наиболее сильные сотрясения. | Сильнейшее сотрясение — значительные повреждения специально спроектированных конструкций; каркасные конструкции выброшены из отвеса. Ущерб значительных зданий с частичным обрушением. Здания сдвинуты с фундамента. Тряска достаточно сильная, чтобы полностью разрушить здания. |
* Сокращенные описания из модифицированной шкалы интенсивности Меркалли (MMI).
SDC учитывают тип почвы на участке, так как бедные почвы могут значительно усилить землетрясение.Эти карты упростили это, приняв нормальные почвы класса «D», которые встречаются чаще всего.
При просмотре карт важно помнить, что районы с высокой сейсмической опасностью не обязательно подвержены высоким сейсмическим рискам. Определяемые как убытки, которые могут возникнуть в результате воздействия опасностей землетрясений, сейсмические риски определяются не только уровнями опасности, но и количеством людей и имущества, которые подвергаются опасностям, а также степенью уязвимости людей и имущества перед опасностями. .
Карты
Посмотрите на опасности землетрясений со всех концов Соединенных Штатов.
Данные для специалистов по проектированию зданий
Геологическая служба США в сотрудничестве с FEMA и Советом по сейсмической безопасности зданий (BSSC) разработала веб-приложение для сейсмического проектирования для проектировщиков зданий. Эта программа может использоваться для получения параметров движения грунта при землетрясении, необходимых для проектирования конструкций для конкретных географических местоположений в соответствии с последними справочными документами строительных норм.
Чтобы получить доступ к этому приложению, а также к картам сейсмического проектирования, на которых оно основано, перейдите на сайт U.S. Seismic Design Maps.
Проектирование на случай землетрясений: 7 зданий, защищающих от сейсмической активности
Архитекторы: Продемонстрируйте свои работы и найдите идеальные материалы для вашего следующего проекта с помощью Architizer. Производители: зарегистрируйтесь сейчас, чтобы узнать, как вас могут увидеть ведущие архитектурные компании мира.
Еще в 2014 году Центр архитектуры AIA представил выставку под названием «C о землетрясении: сейсмический расчет на грани», , исследуя, как особенности сейсмической инженерии могут быть объединены с современными архитектурными формами.Были исследованы новые здания, такие как Тайбэйский центр исполнительских искусств OMA, Современный еврейский музей Либескинда в Сан-Франциско и сейсмостойкий дом Hansha Reflection из Сингапура / Токио от Studio SKLIM, чтобы увидеть, как различные современные методы строительства и структурные системы могут обеспечить защиту новых конструкций от землетрясений. Мероприятия.
Здание, разрушенное во время чилийского землетрясения 2010 года. Фото с Wikimedia Commons
Стимулирование более широкого диалога о способах использования инженерии и архитектуры для обеспечения защиты от сейсмических событий постоянно актуально.Некоторые из крупнейших мегаполисов мира, включая Токио, Джакарту, Шанхай и Лос-Анджелес, расположены в высокоактивных сейсмических регионах, потенциально способных нанести разрушения миллионам людей.
Принципы сейсмического проектирования и проектирования конструкций на случай землетрясений включают в себя изолирующие конструкции основания, амортизаторы настроенной массы, легкие строительные материалы и усиленный фундамент для поглощения ударных волн. Поскольку многие архитекторы уже проектируют новые конструкции в сейсмоопасных районах метро, следующие здания включают инженерные принципы и системы поддержки, которые сочетают современный дизайн с принципами сейсмостойкости.
Дом на все времена от Rural Urban Framework, провинция Шэньси, Китай
В отличие от бесчисленных небоскребов из стекла и стали, построенных в городских районах Китая за последние пару десятилетий, декоративная ширма из красного глиняного кирпича, окутывающая Дом на все времена, представляет собой явно сельский взгляд на новое строительство в провинции Шэньси с использованием традиционных строительных технологий. Тем не менее, кирпичная структура делает больше, чем просто эстетический вид; бетонная колонна и конструкция крыши сочетаются со стенами с заполнением из сырцового кирпича, создавая новый гибрид, который удовлетворяет критериям сейсмостойкости.
Дом телевидения от Noriyosha Morimura Architects, Суита, Япония
Расположенный на V-образном бетонном фундаменте, Дом телевидения невесомо возвышается над землей — фактически на 1,5 метра. Этот прочный фундамент был специально разработан как устройство, поглощающее землетрясения, создавая прочный дом с элегантным промышленным дизайном, способный противостоять сейсмической активности префектуры Осака.
440 Дом от Fougeron Architecture, Пало-Альто, Калифорния
В то время как район метро San Francisco Bay славится своим непринужденным образом жизни, завидным климатом и непревзойденными пейзажами, в этом районе также происходят частые землетрясения — факт, который Fougeron Architecture должна была учитывать при проектировании Дома 440.Стальной каркас дома представляет собой переосмысление калифорнийского модернизма середины века. Он состоит из тонких колонн и балок, обеспечивая боковую поддержку во время землетрясения и подчеркивая присутствие дома в активной сейсмической зоне.
Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Рэй и Дагмар Долби, здание регенеративной медицины, , архитектор Рафаэль Виноли, Сан-Франциско
Исследовательский центр стволовых клеток и биологии развития Рафаэля Виноли площадью 80 000 квадратных футов является подвигом науки и техники.Горизонтально ориентированное научное здание расположено высоко на крутом склоне площадки, опираясь на космические фермы, опирающиеся на бетонные опоры, действуя как система сейсмической изоляции, поглощая силы землетрясения и способствуя большей связности между отделениями университетского городка.
SA. Дом by atelierA5, Токио
Для того, чтобы укрепить дом SA.a, построенный по принципу штабелирования, от сейсмической активности в Токио, atelierA5 установило железные пластинчатые распорки в задней части перемычек каждого этажа и встроенную мебель.Поскольку необходимость в сейсмостойкости на верхних этажах снижается, высота перемычки на каждом уровне меняется, чтобы обеспечить уединение с улицы.
Нарезанный пористый блок — CapitaLand Raffles City от Steven Holl Architects, Чэнду, Китай
В то время как диагональные балки разрезают геометрическую сетку жилых башен Стивена Холла в Чэнду, они также помогают укрепить здания в случае землетрясения, обеспечивая дополнительную поддержку. Белые бетонные конструкции также включают геотермальное отопление и охлаждение, а также системы сбора дождевой воды, чтобы создать новый символ города.
Биоклиматическая резиденция в Паянии от Gem Architects, Паяния, Греция
Помимо того, что биоклиматическая резиденция на окраине Афин была построена с учетом экологических характеристик, таких как альтернативные системы отопления, консольные системы затенения и усиленная вентиляция, она также была спроектирована таким образом, чтобы противостоять активной сейсмической зоне региона. Обладая легкой конструкционной системой и усиленным основанием, этот дом с металлическими панелями отличается индустриальной эстетикой и способен противостоять землетрясениям.
Изучите все свои архитектурные материалы через Architizer: Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться сейчас . Вы производитель и хотите наладить контакт с архитекторами? Кликните сюда.
готовится к большому
Внедрение сейсмических норм при строительстве зданий поможет спасти несколько жизней в наших сейсмоопасных городах
Применение сейсмических норм при строительстве зданий поможет спасти несколько жизней в наших сейсмоопасных городах
Что общего у Дели, Мумбаи и Калькутты с Катманду? Сейсмологи полагают, что в ближайшем будущем эти индийские мегаполисы, скорее всего, испытают сильное землетрясение.Даже если сила такого землетрясения будет ниже, чем землетрясение, разрушившее столицу гималайской страны, масштабы разрушений могут быть многократными. Причина? Землетрясения не убивают, здания убивают.
Согласно отчету Национального управления по борьбе со стихийными бедствиями (NDMA) за 2014 год «Сейсмическая модернизация поврежденных зданий и сооружений», более 25 000 человек погибли в результате обрушения зданий во время землетрясений за последние 25 лет. В отчете также указывается, что состояние и качество индийского строительного фонда очень низкое с точки зрения сейсмических характеристик.
Традиционные здания, построенные с использованием традиционных строительных материалов и строительных технологий, оказались лучше по сравнению с зданиями из железобетона (ЖБИ), чьи наблюдаемые характеристики были признаны крайне неудовлетворительными.
Чего не строить
Это миф, что большая часть ущерба наносится сотрясениями земли во время землетрясения. Но сотрясение земли — сложное явление. Когда земля под зданием грохочет, это заставляет здание раскачиваться.Распространено мнение, что в этом сценарии небоскреб будет более опасным, чем офисное здание меньшего размера, но на самом деле часто бывает наоборот.
Более высокие конструкции более гибкие. Они поглощают колебания землетрясений, распределяя их по высоте. Обычно это снижает воздействие землетрясения. В случае более коротких зданий сила землетрясения концентрируется из-за нехватки места для ее рассеивания, что часто приводит к обрушению. Именно поэтому трехэтажный жилой дом считается более уязвимым к землетрясениям, чем 30-этажный небоскреб.Поэтому при планировании сейсмостойкости более коротким зданиям требуются опорные элементы, чтобы выдерживать большие нагрузки.
Земля под строением так же важна, как и сама конструкция. Коренная порода поглощает больше ударных волн, чем песчаные почвы или свалки. Таким образом, здания на твердой скале пострадают в гораздо меньшей степени, чем на более мягких почвах. А если в более мягких почвах есть вода, они могут стать немного похожими на зыбучие пески во время землетрясения. Когда сейсмические волны проходят через насыщенный грунт, грунт теряет свою прочность и ведет себя как жидкость в процессе, называемом разжижением.Здания на разжиженном грунте проседают и часто опрокидываются.
Сейсмические коды
Как землетрясение повлияет на город, во многом зависит от того, как город, его жители, его правительства и соседи построили здания и гражданскую инфраструктуру. Фактически, инженерная сейсмическая безопасность требует тех же соображений, что и любое предприятие с недвижимостью — проектирование, строительство и расположение. Сегодня в Индии имеется довольно хороший набор сейсмических норм, охватывающих самые разные конструкции, от домов из глины или кирпичной кладки низкой прочности до современных зданий.Большинство из них стало обязательным для городов в сейсмических зонах. Однако ключ к обеспечению сейсмической безопасности заключается в наличии надежного механизма, который обеспечивает соблюдение и реализует эти положения норм проектирования. Регулярные случаи обрушения зданий, даже при отсутствии землетрясений, отражают, насколько неэффективно они применялись.
Немного больше для более безопасного завтра
В результате землетрясений в Лос-Анджелесе и Японии рухнули здания и автострады, построенные в соответствии со строгими сейсмическими стандартами.Это произошло из-за отсутствия понимания того, как конструкция будет вести себя в целом по отношению к ближайшему окружению во время землетрясения. Исследователи из IIT разработали таблицы сотрясений, которые могут подвергать масштабные модели зданий воздействию сил, подобных землетрясениям, чтобы помочь определить возможные отказы, которые необходимо исправить. Программное обеспечение компьютерного моделирования теперь доступно для помощи в сейсмическом проектировании.
Стоимость того, чтобы быть застигнутыми врасплох землетрясением, будет в несколько раз выше, чем небольшая дополнительная сумма, которую нам нужно вложить, чтобы сделать наши здания и города сейсмоустойчивыми.Необходимо улучшить соблюдение сейсмических норм. Кроме того, сейсмические нормы хороши для новых зданий, но также существует потребность в модернизации существующих зданий, чтобы сделать их более безопасными. У нас уже есть отличные руководящие принципы, но нет политики или рамок для начала этого масштабного проекта. NDMA призвал местные органы власти и граждан принять превентивные меры, но пока ничего конкретного не произошло. Пора двигаться быстрее.
Уроки можно извлечь из таких городов, как Токио и Сан-Франциско, которые регулярно борются с сотрясениями земли благодаря своей сейсмостойкой инженерии.Мы не можем остановить землетрясение, но мы можем предотвратить гибель людей и материальный ущерб, приняв меры сейчас.
Мы голос для вас; вы были для нас поддержкой. Вместе мы создаем независимую, надежную и бесстрашную журналистику. Вы также можете помочь нам, сделав пожертвование. Это будет иметь большое значение для нашей способности знакомить вас с новостями, перспективами и анализом с места, чтобы мы могли вместе внести изменения.