Курсовой проект по предмету «Безопасность зданий и сооружений» по направлению 5640100 «бжд»

Глава. Основные характеристики конструктивных решений в сейсмоопасных районах.

Географические районы, подверженные землетрясениям, называют сейсмическими. Причинами землетрясений могут быть явления, связанные с вулканическими процессами, разрывами глубинных слоев земли и т.д., которые сопровождаются колебаниями земной коры. Для зданий и соору­жений, расположенных в сейсмических районах, наиболее опасными явля­ются горизонтальные колебания поверхностных слоев почвы. В эпицентре землетрясения (зона образования землетрясения) опасными становятся и вертикальные колебания.

Интенсивность землетрясений принято оценивать в баллах по стан­дартной шкале, имеющей инструментальную и описательную части. В ин­струментальной части представляются количественные данные по замерам характеристик колебаний регистрирующими приборами, в описательной - приводятся характерные признаки поведения конструкций, разрушений и дефектов, проявляющихся при землетрясении. Землетрясения интенсивно­стью до 6 баллов специальных усилений конструкции, как правило, не тре­буют. При землетрясении силой 7-9 баллов необходимы специальные кон­структивные меры, обеспечивающие восприятие сейсмических нагрузок. Землетрясение силой 10 баллов сопровождается колебаниями такой силы, что их восприятие конструкциями зданий в большинстве случаев экономи­чески нецелесообразно. Поэтому в районах, где возможны землетрясения интенсивностью в 10 баллов, как правило, строительство не ведется.
Повышение сейсмостойкости здания достигается, во-первых, общей компоновкой конструктивной системы, при которой удовлетворяются тре­бования симметричности и равномерности распределения масс и жестко­стей (рам, связевых диафрагм и других конструктивных элементов), а во- вторых, конструктивными мерами, повышающими пространственную же­сткость здания в целом.
Первому требованию наиболее соответствуют здания с простым планом, например, в виде прямоугольника. Эти требования особенно актуальны для зданий с несущими каменными стенами, в которых прежде всего недопусти­мы изломы и выступы наружных стен в плане при расчетной сейсмичности 9 баллов и ограничены при 7- и 8-балльной расчетной сейсмичности.
При сложных очертаниях плана здания рекомендуется их разделять ан­тисейсмическими швами на отдельные блоки простой прямоугольной фор­мы. Антисейсмические швы, как правило, совмещают с температурными и деформационными швами.
Особые требования предъявляются к конструктивным решениям не­сущих элементов и их сопряжениям. Фундаменты в пределах одного блока должны залегать на одной глубине; на слабых грунтах устраивают перекре­стные фундаментные ленты или же сплошную фундаментную плиту; на хороших грунтах допустимы столбчатые фундаменты под колонны, однако при этом связанные поверху в обоих направлениях. Для многоэтажных зданий целесообразно устройство подвалов и свайного основания. Допус­кается использование практически всех типов свай, но с обязательным по­перечным армированием. При этом желательно, чтобы концы свай упира­лись в прочные грунты - скальные, крупнообломочные, плотные пески и глинистые грунты. Ростверки свайного фундамента должны быть непре­рывными и в одном уровне в пределах температурного блока.

Железобетонные перекрытия должны быть жесткими в своей плоско­сти и иметь надежное крепление к вертикальным несущим конструкциям. В этом плане большими преимуществами обладают монолитные и сборно­монолитные перекрытия. Сборные перекрытия обладают определенной податливостью в горизонтальной плоскости в основном из-за повышенной деформативности межплитных швов и зон опирания, причем практически на все виды деформаций - сжатие, растяжение и сдвиг. Повышенная жест­кость в этом случае может быть обеспечена специальными мерами - ис­пользование плит с более выраженными боковыми шпонками с одновре­менным повышенным контролем за заливкой швов, установкой арматурных каркасов в швы, устройство дополнительных связей между плитами и эле­ментами каркаса с установкой дополнительных закладных деталей и уст­ройством дополнительных выпусков арматуры.
Основные узловые сопряжения колонн с перекрытиями должны быть усилены дополнительным армированием: колонны - поперечной арматурой в виде сеток или спиралей; ригели - также поперечной и продольной при- опорной арматурой.
Для ограждающих конструкций в каркасных зданиях наиболее пред­почтительными являются легкие навесные панели и самонесущие стены, применяют также кирпичное заполнение. В конструкциях креплений сте­новых панелей целесообразно предусмотреть возможность минимального препятствия горизонтальным смещениям каркаса при сейсмическом воз­действии. Этому требованию отвечают, например, гибкие связи в виде арматурных стержней, препятствующих перемещению панелей из плоско­сти и незначительно сопротивляющихся нагрузкам в плоскости стеновых панелей.
В зданиях повышенной этажности рекомендуется предусматривать встроенные или выступающие лоджии со стенами, являющимися продол­жением соответствующих внутренних стен.
Перегородки и заполнения каркаса зданий рекомендуется выполнять из облегченных материалов также каркасной конструкции с соединениями к колоннам и перекрытиям.
Как известно, более 70% территории Узбекистана подвержено землетрясениям силой 7,8,9 и более баллов. На сегодняшний день республикой накоплен большой опыт в вопросе обеспечения сейсмической безопасности зданий и сооружений. При поддержке правительства регулярно проводятся масштабные мероприятия по снижению сейсмического риска в школах, средне-специальных заведениях, вузах, лечебных учреждениях. Кроме того, в целях предотвращения в будущем обрушений ведутся работы по сносу ветхих домов, на месте которых строятся современные жилые дома. Кстати, по инициативе президента Узбекистана запущена программа по обеспечению населения доступным жильем в современных многоэтажных сейсмостойких жилых домах.

В целом, степень опасности и защищенности людей во многом зависит от социально-экономического уровня развития страны, наличия и качества современной нормативной базы по антисейсмическому строительству, культуры производства при проектировании сооружений, выполнения строительных работ на площадке, строительных материалов, а также эксплуатации зданий. Кроме того, очень важен высокий уровень информированности о причинах и последствиях землетрясений среди работников строительного сектора и вообще всех слоев населения. Все это требует развития научных и экспериментальных исследований. – На сегодняшний день большой проблемой остается индивидуальное строительство жилых домов в сельских местностях, которые не отвечают нормам по сейсмостойкости. При сильных землетрясениях конструкции многих частных домов, построенных самими гражданами и неквалифицированными рабочими, могут быть повреждены или разрушены. Стоит отметить, что индивидуальные сельские дома, которые по линии государства активно застраиваются на протяжении последних лет, полностью отвечают требованиям всех норм, в том числе, сейсмических. Однако количество таких домов не удовлетворяет спрос и потребности населения. 
Также стоит отметить, что за последние 20-25 лет строительная палитра возведенных и возводимых гражданских зданий, как в городе, так и в сельской местности, резко изменялась: появились новые строительные материалы, конструктивные системы, ранее не применяемые в строительстве. И сейсмостойкость этих зданий в основном подтверждается лишь расчетными предпосылками, то есть они не проходят экспериментальные испытания, как этого требуют национальные нормы проектирования в сейсмических районах применительно к новым конструктивным типам зданий.
Дело в том, что для уменьшения уровня негативных последствий от землетрясения первостепенной научной проблемой становится не прогнозирование точного дня и времени ожидаемого землетрясения, что пока в принципе не удается, а прогнозирование поведения сооружения во время землетрясения. А вопросы прогнозирования поведения здания можно существенно развить лишь на основе экспериментальных исследований натурных объектов и крупномасштабных моделей при так называемых искусственных воздействиях при помощи оборудованных экспериментальных баз, мощных вибросейсмических платформ программного управления, группы вибрационных машин и при специальных подземных взрывах. Кстати, такие экспериментальные исследования применительно к новым типам зданий широко применяются в Японии, Новой Зеландии, Китае, Франции, Испании, Македонии, США, Италии, Казахстане и других развитых и некоторых развивающихся странах, расположенных на сейсмоактивных территориях.
Здесь стоит отметить еще об одной серьезной проблеме, которую следует незамедлительно решить. Речь идет об отсутствии экспериментальной базы и курсов повышения квалификации работников строительной отрасли по основам сейсмостойкого строительства, обеспечении сейсмобезопасности сельских индивидуальных жилых домов, ранжировании городов и населенных пунктов на предмет сейсмического риска и т.д. На сегодняшний день подготовлены предложения по решению этих и других задач по повышению сейсмобезопасности зданий в городах Узбекистана. Согласно постановлению президента от 9 августа 2017 года «О мерах по совершенствованию проведения научных исследований в области сейсмологии, сейсмостойкого строительства и сейсмической безопасности населения и территории республики Узбекистан», соответствующие документы уже переданы для реализации в Минстрой РУз институтом АО «ТошуйжойЛИТИ» – «научно-исследовательская организация, ответственная за проведение исследований по проблемам сейсмостойкого строительства зданий и сооружений…».

5.