Сейсмостойкие или асейсмические конструкции предназначены для защиты зданий в той или иной степени от землетрясений . Хотя ни одна конструкция не может быть полностью непроницаемой для повреждений от землетрясений, цель сейсмостойкого строительства заключается в возведении конструкций, которые лучше переносят сейсмическую активность, чем их обычные аналоги. Согласно строительным нормам , сейсмостойкие конструкции предназначены для того, чтобы выдерживать самое сильное землетрясение определенной вероятности, которое может произойти в их месте. Это означает, что потери жизни должны быть сведены к минимуму путем предотвращения обрушения зданий при редких землетрясениях, в то время как потеря функциональности должна быть ограничена при более частых. [1]
Чтобы противостоять разрушительным землетрясениям, единственным доступным древним архитекторам методом было возведение долговечных знаковых сооружений, часто делавших их чрезмерно жесткими и прочными .
В настоящее время существует несколько философий проектирования в сейсмостойком строительстве, использующих экспериментальные результаты, компьютерное моделирование и наблюдения прошлых землетрясений, чтобы предложить требуемые характеристики для сейсмической угрозы на интересующем участке. Они варьируются от соответствующего размера конструкции, чтобы она была достаточно прочной и пластичной, чтобы выдержать тряску с приемлемым ущербом, до оснащения ее изоляцией основания или использования технологий контроля структурной вибрации для минимизации любых сил и деформаций. В то время как первый метод обычно применяется в большинстве сейсмостойких конструкций, важные объекты, достопримечательности и здания культурного наследия используют более передовые (и дорогие) методы изоляции или контроля, чтобы выдержать сильную тряску с минимальным ущербом. Примерами таких применений являются Собор Богоматери Ангелов и Музей Акрополя . [ необходима цитата ]
Представлены некоторые новые тенденции и/или проекты в области сейсмостойких сооружений.
На основании исследований, проведенных в Новой Зеландии в связи с землетрясениями в Крайстчерче в 2011 году , сборный железобетон, спроектированный и установленный в соответствии с современными нормами, показал хорошие результаты. [2] По данным Научно-исследовательского института сейсмостойкого строительства , сборные панельные здания показали хорошую прочность во время землетрясения в Армении по сравнению со сборными каркасными панелями. [3]
Одна японская строительная компания разработала кубическое убежище размером шесть футов, представленное как альтернатива сейсмостойкому укрытию целого здания. [4]
Одновременные испытания на вибростенде двух или более моделей зданий — это наглядный, убедительный и эффективный способ экспериментальной проверки решений в области сейсмостойкого строительства .
Таким образом, два деревянных дома, построенных до принятия японского строительного кодекса 1981 года, были перемещены в E-Defense [5] для испытаний. Один дом был укреплен для повышения его сейсмостойкости, а другой — нет. Эти две модели были установлены на платформе E-Defense и испытаны одновременно. [6]
Здание муниципальных служб по адресу 633 East Broadway, Глендейл , было спроектировано архитектором Мерриллом У. Бэрдом из Глендейла в сотрудничестве с AC Martin Architects из Лос-Анджелеса и было завершено в 1966 году. [7] Это общественное здание, выгодно расположенное на углу Восточного Бродвея и Глендейл-авеню, служит геральдическим элементом общественного центра Глендейла.
В октябре 2004 года компания Nabih Youssef & Associates, Structural Engineers, заключила контракт с Architectural Resources Group (ARG) на оказание услуг по оценке исторических ресурсов здания в связи с предлагаемой сейсмической модернизацией.
В 2008 году здание муниципальных служб города Глендейл, штат Калифорния, было модернизировано с целью повышения сейсмической устойчивости с использованием инновационного комбинированного решения по контролю вибрации: существующий надземный фундамент здания был установлен на резиновые опоры с высоким демпфированием .
Стена сдвига стальной пластины ( SPSW) состоит из стальных заполняющих пластин, ограниченных системой колонн-балок. Когда такие заполняющие пластины занимают каждый уровень в пределах каркасного отсека конструкции, они образуют систему SPSW. [8] В то время как большинство методов сейсмостойкого строительства адаптированы из более старых систем, SPSW была изобретена исключительно для того, чтобы выдерживать сейсмическую активность. [9]
Поведение SPSW аналогично вертикальной балке из пластины, консольно закрепленной на основании. Подобно балкам из пластины, система SPSW оптимизирует производительность компонентов, используя преимущество поведения стальных панелей заполнения после выпучивания .
Здание отеля Ritz-Carlton/JW Marriott, являющееся частью проекта LA Live в Лос-Анджелесе , штат Калифорния, является первым зданием в Лос-Анджелесе, в котором используется усовершенствованная система стальных пластин для жесткости стен, выдерживающая боковые нагрузки при сильных землетрясениях и ветрах.
Атомная электростанция Касивадзаки-Карива , крупнейшая атомная электростанция в мире по чистой электрической мощности , оказалась вблизи эпицентра сильнейшего землетрясения магнитудой 6,6 в июле 2007 года в районе Чуэцу . [10] Это повлекло за собой длительную остановку для проверки конструкции, которая показала, что перед возобновлением работы необходимо обеспечить большую сейсмостойкость. [11]
9 мая 2009 года один блок (блок 7) был перезапущен после сейсмических усовершенствований . Тестовый запуск должен был продолжаться в течение 50 дней. Завод был полностью остановлен в течение почти 22 месяцев после землетрясения.
Разрушительное землетрясение обрушилось на одинокий деревянный кондоминиум в Японии . [12] Эксперимент транслировался в прямом эфире 14 июля 2009 года, чтобы получить представление о том, как сделать деревянные конструкции более прочными и способными лучше выдерживать сильные землетрясения. [13]
Эксперимент «Мики» в Центре исследований сейсмостойкого строительства в Хёго является кульминационным моментом четырехлетнего проекта NEESWood, который получает основную поддержку от Программы моделирования сейсмостойкого строительства (NEES) Национального научного фонда США.
«NEESWood стремится разработать новую философию сейсмического проектирования, которая обеспечит необходимые механизмы для безопасного увеличения высоты деревянных каркасных конструкций в активных сейсмических зонах США, а также для смягчения ущерба от землетрясений для малоэтажных деревянных каркасных конструкций», — сказал Росовски, кафедра гражданского строительства Техасского университета A&M . Эта философия основана на применении систем сейсмического демпфирования для деревянных зданий. Системы, которые могут быть установлены внутри стен большинства деревянных зданий, включают в себя прочный металлический каркас, распорки и демпферы, заполненные вязкой жидкостью.
Предлагаемая система состоит из основных стен, шляпных балок, встроенных в верхний уровень, внешних колонн и вязких демпферов, вертикально установленных между кончиками шляпных балок и внешними колоннами. Во время землетрясения шляпные балки и внешние колонны действуют как аутригеры и уменьшают опрокидывающий момент в ядре, а установленные демпферы также уменьшают момент и боковое отклонение конструкции. Эта инновационная система может исключить внутренние балки и внутренние колонны на каждом этаже и тем самым обеспечить здания свободным от колонн пространством пола даже в высокосейсмичных регионах. [14] [15]
Термин «сейсмическая архитектура» или «архитектура землетрясения» был впервые введен в 1985 году Робертом Рейтерманом. [16] Фраза «архитектура землетрясения» используется для описания степени архитектурного выражения сейсмостойкости или причастности архитектурной конфигурации, формы или стиля к сейсмостойкости. Она также используется для описания зданий, в которых сейсмические проектные соображения повлияли на их архитектуру. Это можно считать новым эстетическим подходом в проектировании сооружений в сейсмоопасных районах. [17]
Статья в журнале Scientific American за май 1884 года под названием «Здания, устойчивые к землетрясениям» описывала ранние инженерные разработки, такие как Сёсоин . [18]
До того, как были улучшены строительные нормы, дверные рамы считались наиболее укрепленным элементом зданий и самым безопасным местом, под которым можно было находиться во время землетрясения. Это больше не является общим советом, несмотря на распространенное заблуждение об обратном. [19] [20]
