Реклама
Цікаво

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів



  Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів Найнебезпечніше для фундаменту - глибинні зрушення і сейсмічні струсу нижніх шарів грунту, їх тіктаніческіе розломи, які є, може бути, рідко, але свою присутність не скасували. Наприклад, така небезпека є навіть в Підмосков'ї і в інших областях Нечорноземної зони Росії. Звичайно, в Нечорноземної зоні не буває таких сильних землетрусів, які відбуваються в південних, східних і західних регіонах країни. Але в Московській області може бути відгомін землетрусів в 2-4 бали. Ці коливання нечасті, і вони в багатьох випадках не місцеві, а віддалене відлуння більш сильного землетрусу. Наприклад, сильний землетрус в сімдесятих роках в Румунії відлунням докотилася до Москви силою 1-2 бали. Такі слабкі коливання не зможуть зруйнувати або пошкодити будівлі або споруди. Але й вони небезпечні, оскільки здатні впливати на місцевий стан грунту: від детонації можуть виникнути зсув або осідання, спучування, що, у свою чергу, спричинить за собою обрушення схилів пагорбів і ярів, зсуви, сіли і лавини. Найчастіше переміщення грунтів на схилах проходить як би поволі, тобто під верхнім грунтовим шаром, скріпленим корінням рослинності. Але якщо для того, щоб розірвати дернину трав, потрібно чимала сила, то

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

для того, щоб розірвати коріння дерев, буде потрібно зусилля, вимірюване тоннами. Відбувається це легко і швидко, навіть якщо це відлуння детонації далекого від цих місць землетрусу. При цьому слабкі пласти грунту можуть або осісти на нижні, або піднятися, утворюючи при цьому провали, зсуви, осідають фундаменти будівель і споруд, деформується підставу будівель. Особливо небезпечна така підземне вплив для одноповерхових будівель, розташованих у сільській місцевості, де поштовхи мають різнобічну спрямованість: вгору-вниз, вліво-вправо, вперед-назад, зсув гвинтом (мал. 18). Як правило, граничний стан будівель підрозділяється на дві групи: перша - за втратою несучої здатності чи повної непридатності до експлуатації, де можуть бути пошкодження окремих конструкцій (наприклад, конструкцій покрівельного і станового огорожі, вертикальних зв'язків по колонах, стійок фахверка тощо) і їх залишкові зсуву, не загрожують безпеці людей або збереження цінного обладнання; друга група - по непридатності до нормальної експлуатації, де в принципі розрахунок будівель з урахуванням сейсмічних впливів виробляється на умовні статичні навантаження, визначені за графіками спектрального коефіцієнта динамічності. На умовні статичні впливу розраховуються всі будівлі, що проектуються для сейсмічних районів, а також на вибір розрахункових сейсмічних впливів, які визначаються з урахуванням характеру сейсмічного режиму в районі будівництва, а також детального і мікросейсмічних районування. Цей розрахунок є додатковим і рекомендується для особливо відповідальних будівель і споруд з прольотами структурних конструкцій більш 36 м. Особливості розрахунку будинків з покриттями з структурних конструкцій обумовлені порівняно великими прольотами і рідкісним розташуванням опор. Наприклад, вертикальну складову сейсмічної дії необхідно враховувати при розрахунку структурних конструкцій (включаючи їх горизонтальні підлогові ділянки), капітальних ділянок колон, вузлів сполучення структурних конструкцій з вертикальними несучими конструкціями, кранових консольних колон. Крім того, виконуються розрахунки структурних конструкцій покриття при вигині з їхньої площини на вертикальні сейсмічні навантаження, вертикальних несучих конструкцій (колон) на горизонтальні навантаження в площині покриття, вузлів сполучень структурних конструкцій з колонами на спільну дію умов від горизонтальних і вертикальних сейсмічних навантажень і т. д. Як відомо, ідея таких конструкцій пов'язана з прийнятою в нормах спектральної кривої, що є закон сейсмічних коливань грунту, що характеризує зміну максимальних зсувів (лінійний осцилятор) залежно від періоду коливань.

З цієї спектральної кривої збільшення періоду коливань конструкцій дає можливість значно знизити тиск сейсмічних інерційних сил на будівлю. Тому такі явища природи, як лавини, селі, зсуви і землетруси, вимагають від проектувальників, архітекторів та інженерів-будівельників граничної пильності і самого ретельного дотримання будівельних норм і правил, зокрема СНиП II-7 Будівництво в сейсмічних районах. Землетрус, як відомо, характеризується короткими поштовхами, що обчислюються в частки секунди, у кілька секунд. Але цього часу достатньо, щоб зруйнувати всі слабоукрепленние, що не володіють особливою міцністю і гнучкістю будівлі та споруди. Дійсна причина землетрусів обумовлена переміщенням блоків земної кори, які дуже тісно пов'язані з процесами тектонічного порядку. Ці сплески-удари поширюються від точки зсуву, напливу, розлому на величезні простору у вигляді детонаційних відзвуків і смуг. Тому не виключена можливість відзвуків такого землетрусу в слабосейсміческіх районах, які можуть негативно вплинути на збереження тих будівель і споруд, які зведені з мінімальними Запасу ми стійкості та міцності сейсмоізоляції або

На рис. 19 показана найбільш проста система сейсмозахисту малоповерхового будівлі, яка використовувалася в будівництві. Крім того, нерідко використовують металеві конструкції стійок, колон, труб при посиленні ответрових навантажень (рис. 20). Від раптових слабких і сильних коливань поверхні землі при землетрусах, в принципі, ніхто не застрахований. Коливання верхніх шарів грунту може статися і від обвалень більш глибинних його верств, де нерідко виявляються ємності, порожнини, тобто природні порожнечі: колишні лінзи грунтової води, зсув шарів землі і подібні природні пересування. Нерідко причиною коливань грунту можуть бути місцеві зсуви, селі, розмиви овражій, ярів, крутих і пологих схилів пагорбів і берегів водойм - річок, озер і навіть  сільських ставків.

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

До того ж, верхні шари землі можуть бути настільки рухливі, що зміщують вниз і вгору огорожі, дерева і навіть будови. Багато глини поводяться непогодно: вони то всихають, то розбухають, від чого верхні шари землі немов дихають, опускаються то вниз по схилу, то вгору ... Від таких струсів найбільше руйнуються дерев'яні та кам'яні одноповерхові будинки. Зрозуміло, на всі будівлі дуже сильно впливає землетрус. При аналізі цих впливів та їх наслідків виробилося основне - напрямок раптово з'являються коливань, і були враховані наявні руйнування від них у різних конструктивних схемах будинків. Наприклад, що стосується дерев'яних будинків, то краще за все такі коливання витримують легкі фахверкові споруди, в яких замість стельових балок вживаються дошки на ребро. З місцевостей, найбільш часто піддаються сильних землетрусів, в даний час залишаються Закавказзі - околиці гір, Ахалкалакі і Шемахи, Закаспійська область - Біловодськ, Красноводськ, і Туркестан з Ферганської областю, потім Семиріччя й Забайкаллі. Але такі небезпечні місцевості можуть бути в будь-який час розширені, а також можуть з'явитися і нові. Так що не треба всім архітекторам і будівельникам сподіватися на постійну стабільність основ будинків і споруд. Кожне архітектурне будову, його обсяг повинні мати міцну основу, яке за всіх обставин зобов'язана утримувати у фундаменті і конструкціях стін запасні коефіцієнти на раптові земні зрушення, зсуви, зрізи, зміщення і переміщення. З часом з численних сейсморазрушеній будівель і споруд були обрані будівельні конструкції і будівельні матеріали, які в тій чи іншій мірі витримують або протистоять такому руйнуванню. Тобто були з часом вироблені практичні способи для боротьби з землетрусами там, де вони проявляються найбільш часто. Наприкінці XX століття ці спостереження і вивчення були використані при будівництві в Узбекистані, зокрема в районі Ташкента, при будівництві станційних споруд. В якості запобіжних заходів, наприклад, були встановлені поперечні стіни, контрфорси і закладені залізні зв'язку. Було також відмічено, що залізно-кам'яні скелетні будівлі, незважаючи на розташування їх у районі найбільших руйнувань, при висоті до 20 поверхів постраждали від землетрусів дуже мало і залишилися стояти, не вийшовши навіть від схилу прямій. Пояснюється це раціональним влаштуванням їх основ і фундаментів, а також жорсткістю самого їх кістяка. Тому фундаменти і є тією частиною будівлі, яка безпосередньо сприймає коливання грунту і передає їх усією масою будівлі. З огляду на те, що поверхневий шар будь-якого грунту здригається набагато сильніше шарів, що лежать дещо глибше його, бажано якомога більшу поглиблення фундаменту і ізолювання його від поверхневого шару грунту за допомогою не пов'язаних з ним підпірних стінок. Наприклад, у випадку дуже слабкого грунту може бути вигідним пристрій суцільного залізобетонного фундаменту на пальовій основі. Слід зазначити, що пальові основи є одним з найбільш надійних типів для місцевостей, схильних до землетрусів, так як пов'язують будинок з більш щільними глибоко лежать шарами грунту.

Таким чином, при будівництві важких скелетних (каркасних) будівель повинна бути досягнута міцна підгрунтя одним із звичайних способів, тобто палями, стовпами, опускними колодязями або кесонами, при цьому окремі опори повинні бути надійно зв'язані між собою. Те ж саме відноситься і до скелетних конструкціям малоповерхових будівель як в межах міста, так і в сільській місцевості. Такі фундаменти дають гарантію не тільки у разі сейсміка, зсувів, селів, але і при весняних і дощових паводках і затоках. Вони зможуть встояти від напору стихії. Зрозуміло, фундаменти після натиску стихії підлягають відповідному ремонту, але на це витрачається менше коштів і часу, ніж на відновлення будинку, який зруйнувався дощенту.

У випадку дуже глибокого залягання твердого грунту будівля може бути засноване на суцільному залізобетонному фундаменті, при цьому необхідно опустити підошву останнього так, щоб навантаження від будівлі дорівнювала тиску прилеглих частин грунту, щоб уникнути переміщення і витискування його з-під будівлі під час землетрусу. При швидкому пересуванні фундаменту в перший момент землетрусу нижня частина будівлі приймає участь в цьому русі, тоді як верхня по властивості інерції залишається на місці. При цьому в кістяку будівлі виникають перерізуючим зусилля, що мають максимум у фундаменту, і згинальні зусилля, що досягають максимуму в точці спокою. Таким чином, будівля в перший момент землетрусу може бути розглянуто як пружний брус, закріплений біля його вершини. Але вже в наступний момент, тобто коли будівля сприйме удар землетрусу всією своєю масою, воно починає коливатися, як брусок, закріплений біля самої підошви, і, отже, зусилля, що виникли в його кістяку, будуть аналогічні звичайним вітровим зусиллям, збільшується від вершини до підошві будівлі. Дерев'яні будинки витримують землетрус відносно добре, особливо одноповерхові і навіть мансардні. Їх руйнування є незначними, оскільки такі будинки гнучкіше і легше, ніж кам'яні, і в них у разі надмірно великих поштовхів і переміщення грунту відбуваються розломи корінних труб і печей, камінів і теплушок. Кам'яні ж будівлі від землетрусу страждають дуже значно: руйнуються остови стін у напрямку руху хвиль. І якщо в таких стінах даної конструкції немає сполучних зв'язків - анкерів, тобто металевих зв'язків, - руйнування будуть більшими. Тому добре витримують хвилеподібний натиск стихії тільки ті кам'яні будівлі, стіни яких посилені металевими зв'язками. У місцевостях, де існує постійна загроза сейсміка, зводять тільки такі будинки, стіни яких посилені металевими анкерами, тобто залізобетонні. У районах сейсміка, а також у затоплюваних і підтоплюються районах не можна будувати будинки саманні, глинобитні, із сипучим стінових наповнювачем і т. п. Зрозуміло, останні будинки дешеві і зводяться з місцевих будівельних матеріалів: піску, глини, сама, жердин і хмизу. Але чи доцільно в даних місцевостях зводити не менш дешеві будівлі з дерева - з колод, щитові, каркасно-щитові або  фахверкові (з виступаючим на зовнішні площини стін будинку дерев'яним каркасом) (рис.21).

  При виборі місця для населених пунктів (сіл, селищ, дачних ділянок і т. п.) і при їх плануванні, особливо в сейсмічних місцях, слід провести повний аналіз даного району: характер відбуваються землетрусів, геологічна будова місцевості. Найбільш підходящим буде місце з твердим грунтом. Саме такий грунт, як правило, зустрічається на височинах. Дію сейсмічних ударів значно послаблюється корінними масивними породами, а також пухкими наносами, потужністю шару не менше 30 метрів ... Необхідно вести контроль за можливим дзеркалом паводкових та дощових розливів, щоб населений пункт не потрапив у зону затопляемості. У тому випадку якщо забудови потрапили у передбачувану зону затоплення паводковими водами річки, озера і т. п., то вдома повинні бути поставлені на високі кам'яні підкліть, стовпи і палі. Одним з доступних прийомів для індивідуального забудовника в справі огорожі свого будинку від сейсмічного впливу хвилеподібної підземної хвилі є обведення по периметру будинку з зовнішнього боку. Така обведення представляє собою траншею трапецеїдальної форми, зроблену в межах вимощення на ширину до 70-80 см (по типу закритого дренажу). Така споруда (галерея), що оточує фундамент будинку, відображає поверхневі сейсмічні хвилі, а також і механічні дії з зовнішньої сторони (рис. 22). Крім того, в будинку доцільно робити кесонна стеля і підсилювати стіни за допомогою внутрішнього каркаса. У випадках, коли рівний майданчик з однією з сторін має лінію бровки схилу, овражья або яру, фундаментну плиту встановлюють на палях по її кутах (мал. 23). Якщо в плані плита прямокутна і її довжина перевищує ширину, з урахуванням навантажень на неї (об'ємний вагу будинку) і інших виникаючих зусиль, наприклад зсуву, по краях плити ставлять додатково дві-три опорні палі.

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

Зведення фундаментів в складних умовах. Сейсмостійкість фундаментів

Copyright © 2015. Всі права захищені. Копіювання матеріалів припустиме лише з посиланням на наш сайт