Сейсмическая модернизация
-
Сейсмическая модернизация
- Модификация сооружений для повышения устойчивости к землетрясениям
- Необходимость модернизации стала очевидной после сильных землетрясений
-
История и развитие
- Современные нормы введены в конце 1960-х и 1970-х годов
- Исследовательские работы и публикации по сейсмической оценке и модернизации
-
Стратегии модернизации
- Повышение глобального потенциала (укрепление)
- Снижение сейсмической нагрузки (демпфирование, изоляция основания)
- Повышение локальной пропускной способности (выборочное усиление)
- Выборочная ослабляющая модификация (скользящие соединения)
- Добавление сейсмических фрикционных амортизаторов
-
Цели и уровни эффективности
- Общественная безопасность: защита жизни, демонтаж и замена
- Живучесть конструкции: капитальный ремонт, пригодность для использования
- Функциональность структуры: косметический ремонт, сохранение полезности
- Структура не пострадала: предпочтительно для исторических сооружений
-
Методы модернизации
- Внешнее последующее натяжение: высокопрочные стальные стержни
- Базовые изоляторы: отделение здания от грунта, замена соединений
- Дополнительные амортизаторы: поглощение энергии, снижение резонансных эффектов
- Настроенные массовые амортизаторы: подвижные грузы на пружинах
- Резервуар для слива: жидкость низкой вязкости, противодействие резонансам
- Активная система управления: гидравлические поршни для противодействия ветру и землетрясениям
- Специальное добавление конструктивной поддержки/усиления
-
Сейсмическая модернизация малоэтажных зданий
- Повышение прочности существующей конструкции
- Добавление несущих элементов, таких как стены или каркасы
- Установка стальных каркасов и железобетонных стен
-
Соединения между зданиями и пристройки
- Жесткое связывание компонентов здания
- Использование амортизаторов для учета относительного движения
-
Наружное армирование зданий
- Добавление стальных, железобетонных или постнапряженных бетонных колонн
- Особое внимание к соединениям с другими элементами
-
Заполняющие поперечные фермы
- Ограниченное усиление на сдвиг для сейсмостойкости
- Массивная внешняя конструкция для усиления
-
Типичные решения для модернизации
- Провал мягкой истории: укрепление слабых этажей
- Стыковые соединения балки с колонной: различные решения по модернизации
-
Разрушение при сдвиге в диафрагме перекрытия
- Увеличение блокировки и добавление гвоздей
- Прикрепление вертикальных элементов стены к фундаменту
-
Соскальзывание с фундамента и разрушение «калечащей стены»
- Надежное закрепление подоконной плиты
- Использование «калечащих стен» для предотвращения сдвига здания
-
Конструкция с низкой стеной
- Низкая стена может разрушиться при сдвиге или в местах соединения.
- Углы должны быть хорошо укреплены, а панели надежно соединены.
- Используется листовая фанера конструкционного качества.
-
Новые здания и OSB
- В новых зданиях используется OSB с металлическими соединениями и штукатурным покрытием.
- Здание строится на монолитной плите, удерживаемой высокопрочными стержнями.
-
Старые сооружения и опоры
- Старые сооружения возводятся на конических бетонных опорах.
- Опоры могут опрокинуться при землетрясении, что требует глубоких отверстий для установки усиленных опор.
-
Железобетонные колонны
- Колонны содержат вертикальную арматуру и кольца из арматуры меньшего диаметра.
- Слабость заключается в недостаточной прочности обручей.
- Используется оболочка из стальных пластин и заделка швов.
-
Железобетонные стены
- Стены используются для удержания грунта и передачи веса.
- Стены могут обрушиться при землетрясении, требуется модернизация.
-
Повреждение каменной кладки
- Кирпичные конструкции усилены покрытиями из стекловолокна.
- Повреждение заполнителей может привести к глобальному разрушению конструкции.
- Используются штукатурки, армированные сталью, и инженерные цементирующие композиты.
-
Поднимать
- Влажная почва может усиливать сейсмические волны.
- Здание должно быть закреплено на хорошо заделанном фундаменте.
- Используются стальные ленты и листовые штамповок для вертикальных соединений.
-
Почва
- Разрушение грунта может произойти на склоне или на ровной местности.
- Глубокие сваи должны быть забиты в устойчивый грунт или стабилизирован склон.
- В Калифорнии здания могут быть построены на древних оползнях, которые могут сойти при землетрясении.
-
Инженерные трубы и кабели
- Трубы для подачи газа могут быть повреждены при землетрясении.
- Используются автоматические ограничители подачи газа.
-
Сейсмические устройства
- Шар закатывается в отверстие при сейсмическом ударе, предотвращая утечку газа.
- Чувствительное к потоку устройство закрывает клапан при превышении установленного порога.
- Наиболее безопасная конфигурация — последовательное использование обоих устройств.
-
Туннели
- Оползень блокирует вход, если туннель не проходит через разлом.
- Дополнительная защита вокруг входа или стабилизация склона над туннелем.
- Проволочная сетка на склоне для защиты от мелких и средних камней.
-
Подводные трубы
- Безопасность зависит от состояния грунта, материалов и ожидаемого землетрясения.
- Трубка BART построена на дне залива Сан-Франциско, используя инновационный процесс.
- Скользящее соединение на конечной станции в Сан-Франциско для предотвращения чрезмерного напряжения.
-
Модернизация моста
- Расширительные качалки могут сойти со своих опор при сильном колебании грунта.
- Ограничители из пластичной или высокопрочной стали для ограничения движения.
- Подвесные мосты могут реагировать на землетрясения, что требует дополнительных устройств.
-
Решетчатые фермы, балки и шпалы
- Замена открытой решетки пластинчатыми элементами и замена горячих заклепок болтами.
- Выжигание заклепок кислородной горелкой и использование фиксирующих болтов.
-
Засыпка и эстакада
- Укрепление опорной стены или добавление глубоких кессонов для предотвращения отсоединения моста.
- Дополнительные полки и гибкие распорки для крепления эстакады.
-
Виадуки
- Детализация бетонных колонн важна для предотвращения опрокидывания.
- Укрепление колонн путем выемки грунта и добавления новых опор.
- Внешняя защита соединений между компонентами виадуков.
-
Переоборудование жилых помещений
- Крепление саманного подоконника болтами и применение фанеры для перекрытия стен.
- Власти Сан-Леандро разработали руководящие принципы для модернизации деревянных жилых построек.
-
Осведомленность и модернизация
- Осведомленность общественности и инициативность важны для модернизации и сохранения строительного фонда.
- Ассоциация правительств районов залива предоставляет информационные ресурсы сейсмически активным сообществам.
-
Деревянная каркасная конструкция
- Большинство домов в Северной Америке имеют деревянный каркас.
- Дерево легче и гибче каменной кладки, дешевле стали, бетона или камня.
- В старых домах важно укрепить соединения стен с фундаментом и перекрытия.
- Методы модернизации включают крепление стен к фундаменту, укрепление несущих стен фанерой, использование вертикальных стоек.
-
Армированная и неармированная каменная кладка
- В развивающихся странах каменная кладка часто используется для сельских жилых помещений.
- Неармированные каменные стены опасны, но могут быть усилены.
- Важно надежно прикреплять балки пола и потолка к стенам, устанавливать дополнительные опоры.
- В США каменная кладка часто является облицовкой, что требует дополнительных мер.
-
Рекомендации и ресурсы
- Доступны контакты и публикации для модернизации и сейсмической безопасности.
- ABAG Home Quake Safety Toolkit содержит интерактивные инструменты анализа.
- Стандартные комплекты инженерных планов требуют утверждения местным строительным органом.
- Существуют руководства и брошюры для домовладельцев по сейсмической безопасности.