Конструкции зданий, возводимых в сейсмических 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.