Сеизмичноустойчиви строително-конструктивни системи в България - 22 Септември 2013 - Cтроителен Инженер

Главна | Моят профил | Регистрация | Изход | Вход | RSS

реклама

*

Статистики

Реклама в сайта

Стани Фен

like-button.net

онлайн радио

Онлайн Радио Избери радио и кликни „Слушай?

БГ


Времето

Нашата анкета

Каква е вашата професия
Общо отговори: 168

Търси

Главна » 2013 » Септември » 22 » Сеизмичноустойчиви строително-конструктивни системи в България
15:45
Сеизмичноустойчиви строително-конструктивни системи в България

В България се ползуват няколко строително-конструктивни системи за земетръсна устойчивост:

              - Едропанелно строителство - това е безскелетна система от плътни  носещи  стени и  плочи, изграждана  по сглобяем  начин и представляваща кутиеобразни пространства с голямо съпротивление срещу сеизмично въздействие. Този тип сгради имат значителна коравина и в напречно и в надлъжно направление. Монолитноста им се дължи на множество  стоманени  свързващи  части, но те крият  и една потенциална  опасност - корозията. Ако  строителството е  извършено качествено, тези сгради имат живот 50-60 години ( Първите едропанелни жилищни сгради в България са построени през 1958-59 г.Чрез санирането на сградите,животът им се удължава с 20-30г)

             - Системата "Лийфт-слеб", чиято българска интерпретация се знае като "пакетно-повдигащи плочи". Тази система е хибридна. Плочите се изливат  на  земята, след което се издигат до съответните им места. Стълбищната клетка, която се издига, най-често е монолитно и предварително изградена и играе роля на ядро. При необходимост се издигат  допълнителни  вертикални диафрагми (носещи стени), които имат голяма носеща способност.

            - Пълзящ кофраж (ПК) е система, която има  много големи  съпротивителни възможности срещу хоризонтални силови въздействия. Всички стени са носещи - от монолитен стоманобетон.Единственият  риск тук е в некачествено изпълнение на конструкцията.

           - Едроплощен пълзящ кофраж  (ЕПК) - това е една изцяло монолитна система, която сама по себе си е еквивалент за сигурност.  Системата най-често е безскелетна с носещи стени и клетъчен строеж.

          - Тухлените сгради - най-лабилните и сеизмично-неустойчиви;

Съществуват сгради, чиято конструкция не е "кораво" свързана с фундамента, а е "окачена" на него посредством прости метални възли.  И по време на трусове колебанията на почвата (и на фундамента) не се предават на сградата. Тя остава относително неподвижна в резултат на своята голяма маса и инертност. Това са т. нар. сгради-сеизмографи,  които  са "нечувствителни" на земетръс, но построяването им е доста скъпо.
Много често партерът на жилищни и обществени сгради се използува за магазини, ресторанти и други обширни свободни пространства и в него колоните са "стройни и гъвкави",заменящи зидове или стоманобетонни диафрагми и могат "да поемат" деформациите по време на трус.
Очевидно става въпрос за две противоречиви изисквания:
            - гъвкавостта, която предполага относително малки напречни сечения на конструктивните елементи и от друга страна
            - високата носеща способност, която изисква големи сечения.

Но двете  изисквания  могат  да се "примирят" при едно детайлно изследване на конструкцията.  Гъвкавите сгради имат голям период на собствени трептения и остават извън динамичния спектър на земетресенията. Доминиращият период на трусовете практически надхвърля 0,8-1 секунда. Единственият проблем при гъвкавите сгради е, че твърде много навлизат в динамичния спектър на ветровете.
Навлизайки в професионалното строително ежедневие, откриваме,  че най-големи поражения земетръсната  стихия  нанася  на обикновените тухлени сгради. Въпреки, че строителният  бизнес  се превърна в последно време в  мощна  индустрия, светът  като цяло си е останал "едноетажен". Малко на брой са мегалополисите. В повечето градски и крайградски части,  селскостопански и  промишлени  зони се строят  ниски  сгради. Еднофамилната  сграда се  явява  като основна урбанистична единица. Тухлените сгради като цяло са най-слаби и най-разпространени.
                Най-подходящ материал за противоземетръсното строителство си остава стоманобетонът. В извъниндустриалното строителство  неговата  приложимост  е твърде  ограничена поради високата цена. В жилищното строителство се пласират широко евтините местни  материали, каквито са тухлата, камъкът и дървото. Като изключим дървото, останалите материали са с най-лошите сеизмични характеристики.
                Както знаем, зидарията е крехък монолит, съставен от малки, повтарящи се елементи (тухли), свързани  помежду  си със строителен разтвор. С течение на времето той се втвърдява и придобива известна якост на натиск и здравина. При земетресение така изградените сгради могат да поемат вертикалните натоварвания, но не и хоризонталните  силови  натоварвания,  които  пораждат в стените големи опънни напрежения, сцеплението между тухлите лесно се преодолява и се отварят характерни пукнатини. Най-тежко е  положението на напречно разположените стени - те се "отлепват" от  съседните перпендикулярни стени и бързо рухват. Така вече е нарушена опората - рухва и покривът. Рухва всичко. За да се избегне това, е необходимо да не се пренебрегва факта, че тухлената сграда  е пространствена система и с няколко допълнителни мерки може да се предпази, ако към нея се подходи ангажирано. Това става по няколко начина. Един от тях е възможността зидарията да се освободи от несвойствената за нея функция да поема опънни напрежения. Целта може да се постигне чрез умело вложени малки количества стоманобетон в зидовете като във всичките  им  пресечни  точки  през  3-4  м по дължината на стените следва да се изливат малки колонки, най-често с широчината на зида. Друг възможен начин  е в горния  край  на зидовете да се излеят антисеизмични пояси. Така тухлените сгради, строящи се в районите около София, застрашени от геодинамичните процеси ще станат сеизмично- устойчиви. При  едно  земетресение опънните напрежения ще се насочат по ъглите (във вертикално направление) и на нивото на етажите (в хоризонтално направление), за да  се поемат от стоманобетонния скелет.
                  При тухлените сгради много често първите етажи се градят с тухли четворки, а горните - с единични тухли.Значителната разлика в относителното тегло измества центъра на тежестта на сградата по-високо, което намалява устойчивостта на цялата сграда и я прави лабилна по време на земетресение.
                  За проектирането на антисеизмичното строителство от особено значение е т.нар. спектрален метод, чиято същност се състои в определяне на максималните ускорения, скорости и премествания на сградите по време на земетресенията в зависимост от двете главни динамични характеристики на сградите и от особеностите на земетресението.
Надеждното осигуряване на сградите има два основни компонента:
1. Да се определят сеизмичните райони и силата на земетресенията в тях (задачата е изцяло сеизмологична).
2. Строежите да се проектират и изпълняват така, че да издържат на     очакваното сеизмично въздействие (задачата е изцяло в ръцете на   строителния инженер, инвеститора и строителния предприемач).                                          
                Първата компонента изисква микросеизмично райониране на разглежданата територия, втората - спазване на строителните норми, определени за района, качеството на влаганите в строежа материали и качественото изпълнение на сградата.
Съсредоточаването на населението в големите центрове, развитието на скъпи технологии, сложни подземни комуникации и тяхното особено значение за осигуряване на нормалния живот са предпоставки, които твърде усложняват ситуацията при природни бедствия, каквито са земетресенията и свлачищата.
               Това е причина напоследък да се обръща особено внимание върху анализа на наблюдаваната уязвимост на строителните системи, за да се получи в интегрална форма рискът от земетресенията и отраже нието на тези бедствия върху физическите и икономическите процеси на обществото.
                Това означава, че определянето на уязвимостта трябва да се базира на сеизмичния хазарт като вероятност да се случи в даден район за даден период от време земетресение с даден магнитуд, което да породи  въздействие с  дадено  разпределение на  интензивностите  и вероятността за разрушение на даден тип система.
                 Познаването на сеизмичния хазарт и уязвимостта е необходимо при дефинирането на специфичния риск. Специфичният риск означава  каква  степен на загуби  се очаква в зависимост от избрания елемент на риск. Под елемент на риска се разбира население, строителни конструкции, различни комуникации, икономика и др. Намирането на пълния  риск се явява  резултат от специфичния  риск и неговите елементи.
Разпределението на сеизмичния хазарт  може да се определи чрез интензивността или  посредством  функцията на  вероятната плътност, или посредством вероятността за поява на земетресения  с определена интензивност на въздействие. Уязвимостта зависи от много променливи. Определянето й е твърде сложен въпрос, за решаването, на който е необходимо натрупване на богат статистически материал от станали земетресения. Очакваната и приемливата уязвимост са параметри, необходими на практиката, тъй като те се отнасят до строителството на нови  и специални  съоръжения. Обикновено обаче, наблюдаваната уязвимост се отнася до стари и недобре осигурени строителни системи. Определянето на очакваната уязвимост въз основа на наблюдаваната е свързано с редица трудности. Те могат да се избегнат чрез приемливи опростявания.
                     Анализът, който бе направен върху последиците от земетресението, станало  в Румъния на  04.03.1977 г. и  опита  от  земетресението с  епицентър във  Велинград  на  03.11.1977 г. показаха, че липсва достатъчна готовност за регистриране и описание на наблюдаваната уязвимост. Липсват изчерпателни форми за класификация на разрушенията и тяхното степенуване.
За определяне на наблюдаваната уязвимост в резултат от макросеизмично обследване е необходимо да се разполага със следното:          
1. "Биографични" данни за строителната система : местонахождение, година на построяването, проектирана ли е за поемане на земетръс, според кой правилник (отговорът информира за каква степен на въздействие е осигурен обектът), функционалност на конструкцията (жилищна, административна, индустриална, търговска или друг вид обществено здание, резервоар или друго съоръжение ), застроена площ,
конфигурация на сградата и азимутна ориентация, брой етажи, вид покривна конструкция, данни за вида и качеството на строителните материали, направени  преустройства в първия  етаж. Към данните дотук са необходими още сведения за минали натоварвания на конструкцията, условия на фундиране (инженерно- и хидрогеоложка обстановка), тип и материал на фундамента.
          2. Данни за елементите на конструкцията, вид на елементите, носещи вертикален и на тези, носещи хоризонтален товар, наличие на укрепващи елементи, вид на стълбищата, вид на външни панели (ако има такива) - материал, посочване на наличните външни (балкони, парапети, еркери, комини) и вътрешни (облицовки, прегради, витрини) елементи.
          3. Описание и систематизиране на повредите в конструктивните и  неконструктивните  елементи  на  системата, като  под конструктивни елементи се разбират всички, поемащи хоризонтално натоварване (носещи стени, рамки с пълнежни стени, шайби, стълбищни и асансьорни клетки), а под неконструктивни - елементите, повредите, в които не са свързани с промяна в якостните и деформационните свойства на строителната система (архитектурни елементи, прегради, парапети, еркери, комини, външни  окачени  панели  и др.), данни за типа разрушения във фундамента (потъване, плъзгане, усукване), за влиянието на заобикалящите сгради. След като повредите в системата бъдат идентифицирани, те се степенуват съгласно класификацията, приложена в макросеизмичната скала.
               Степенуване на повредите с отделяне на поведението на конструктивни и неконструктивни елементи при земетресение е направено от Шебалин от една страна, в Скопския институт за противоземетръсно строителство и инженерна сеизмология от друга, а е предложено и в САЩ. Опитът от макросеизмични обследвания в България позволява да бъде направена по-детайлна редакция на скалата на повредите от  предлаганите досега чрез  включване на  ефекти върху неносещи и архитектурни елементи, върху стълбища и местата им на запъване в стените и върху покривни конструкции.
               Известно е, че получените повреди в системите са функция от динамичните им характеристики и характеристиките на земното движение. Важни характеристики на строителните системи са:
               - способност за поемане на хоризонтално натоварване;
               - геометрия;
               - качество на материалите;
               - изпълнение на строежа и др.
Тези особености на системите могат да бъдат оценени.
Важни характеристики на сеизмичното въздействие са интензивността, продължителността и честотния състав на трептенията. На сегашния етап на възможности и наличния фактически материал обаче, е нереализируемо отчитане на влиянието на всички изброени характеристики.
Когато стоманобетонните конструкции се проектират рационално с  приемане на антисеизмични мероприятия, тяхната уязвимост намалява и се доближава до уязвимостта на стоманените конструкции. Следователно при оптимално проектиране може да се намали уязвимостта, без да се правят иначе скъпо струващи стоманени конструкции.
              Установяването на нивото на уязвимост на различните типове строителни системи е нов проблем, който изисква натрупване на богата статистическа информация за наблюдаваната уязвимост. Решаването на този проблем ще даде възможност за по-точно определяне на сеизмичния риск.

Съвременните аерокосмически методи и технически средства са едно изключително мощно средство за изучаване на геосферите - литосфера, атмосфера и хидросфера. В особено висока степен това се отнася за екстремалните и катастрофални явления  - земетресения, свлачища, наводнения, бури  и  урагани, горски  пожари  и  т.н., които възникват и се разпространяват в тези сфери на Земята. От борда на изкуствени спътници на Земята (ИСЗ), пилотирани космически кораби (ПКК), орбитални научноизследователски станции (ОНИС) и космически совалки (КС) се правят апаратурни и визуални  изследвания в няколко основни насоки.
            Най-важната насока е прогнозирането, състоящо се в търсене на аномално изменение на редица геофизични параметри, т.нар. предвестникови  параметри. Например, едно  модерно  направление  на геодезията, а именно космическата геодезия чрез  използване на GPS (Глобални позиционни системи) може  да регистрира  много слаби  геодинамични процеси - деформации  на  земната  кора от  порядъка на  милиметри. Това, заедно с други наземни изследвания - геоложки, геофизични и т.н., може да служи като прогностичен фактор за предсказване на катастрофални геодинамични процеси - земетресения и свлачища.                
             Опитът на напредналите в това отношение страни показва категорично, че надеждната и съвременна прогноза за екологично катастрофалните явления дава възможност за предприемане на технически  и организационни мероприятия, чрез които се намаляват значително материалните щети и човешките жертви.
            Другата насока е следене на развитието на опасния геопроцес, което  пък дава оперативна информация, необходима за оценка на правилността на взетите мерки и за евентуалната им корекция. Не по-маловажна е и оценката на отрицателните последствия от екокатастрофалните явления - годността на пострадалите съоръжения за по-нататъшна експлоатация и оценка на щетите.
             Съвременните космически изследвания заемат все по-важно място и в застрахователната дейност.  Много често в страните от западна Европа и в САЩ космически снимки се използват в  "прогностичната" политика на  Застрахователните компании  за определяне размера на застрахователната премия. Също така в съдебни спорове (например за щети от горски пожари) снимки от Космоса се приемат като безспорно доказателство за резмера на нанесените щети.  
И в края на тази безкрайна тема искам да вярвам, че "геотърговията" има какво да научи от геологията, че "геоинформатиката" е необходима за управлението на риска от негативната геодинамика, че "геоуязвимостта" в строителството може да се преодолее с помощта на геофизиката и инженерните решения за строителството на сгради "сеизмографи", чиято антисеизмична  конструкция не е излишен лукс, защото нито една парична стойност не може да бъде еквивалент за неизмеримата стойност на човешкия живот. Източник : wonder.blog.bg
Категория: Анализ | Преглеждания: 1557 | Добавено от: admin | Рейтинг: 4.7/3
Общо коментари: 0
Име *:
Email *:
Код *: