Содержание

Введение
АРХИТЕКТУРА
  1. Общие понятия об архитектуре
  2. Архитектура Древнего Египта
  3. Архитектура античной Греции
  4. Римская архитектура
  5. Архитектура Востока
  6. Русская архитектура
  7. Архитектура Казахстана в эпохи средневековья
  8. Современная архитектура Казахстана
  9. Архитектура – визитная карточка и знаковые сооружения страны
  10. Лучшие и знаменитые архитекторы и инженеры
  11. Композиция и пропорция в архитектуре
  12. Единая модульная система (ЕМС) в строительстве
  13. Математические модели типизации и унификации
  14. Этапы архитектурно-строительного проектирования
  15. Классификация гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений
  16. Конструктивные элементы здания
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
  1. Несущий остов здания
  2. Несущий остов тонкостенных и гибких сооружений
  3. Основания и фундаменты
  4. Глубина заложения фундамента
  5. Стены
  6. Перегородки
  7. Покрытия и кровля
  8. Перекрытия
  9. Полы
  10. Окна и двери
  11. Конструкции балконов, эркеров и лоджий
  12. Лестницы
  13. Пандусы, лифты и эскалаторы
  14. Объемно-планировочные решения жилых домов
  15. Объемно-планировочные решения общественных зданий
  16. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций жилых домов
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
  1. Классификация промышленных зданий
  2. Несущие конструкции одноэтажных зданий
  3. Несущие конструкции многоэтажных здания
  4. Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий
  5. Инженерные системы оборудования зданий и сооружения
  6. Размещения промышленных районов по розе ветров
СТРОИТЕЛЬСТВО В РАЙОНАХ С ОСОБЫМИ ПРИРОДНЫМИ УСЛОВИЯМИ
  1. Строительство в сейсмических районах
  2. Землетрясения и сейсмостойкие здания в Казахстане
  3. Строительство в вечномерзлых грунтах
  4. Строительство в районах с просадочными грунтами
  5. Строительство на подрабатываемых территориях
  6. Строительство на севере - восточных областях и в районах с жарким климатом
  7. Физический и моральный износ зданий и его элементов
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОНСТРУКТИВНЫХ И ОБЪЕМНО – ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ЗДАНИЙ
  1. Относительные стоимости и приведенные затраты по конструкциям зданий
  2. Технико – экономические показатели объемно – планировочных решений
  3. Оптимизация геометрических параметров зданий
КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ
  1. Звукоизоляция ограждающих конструкций
  2. Тепло и звукоизоляционные материалы
  3. Воздухопроницаемость
  4. Влажностный режим (паропроницаемость, образование конденсата)
АРХИТЕКТУРА МОСТОВ
  1. Общие сведения и история мостов
  2. Русская школа мостовиков
  3. Крупные казахстанские мосты
  4. Основные виды мостов
  5. Эксплуатационно-технические характеристики мостов
  6. Элементы моста и статические схемы
  7. Разводные и комбинированное мосты
  8. Общие сведения о опорах мостов
  9. Определение мостовых терминов
ПОНЯТИЕ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
  1. Основные нормативные положения проектирования
  2. Рекомендации по выбору конструктивных схем зданий
  3. Рекомендации по выбору материалов конструкций
  4. Нагрузки и воздействия для расчета конструкций
  5. Достоинства и недостатки строительных материалов и конструкций
  6. Особенности проектирования железобетонных конструкций для работы в условиях высоких и низких температур
  7. Железобетонные конструкции, находящиеся в условиях жаркого климата и агрессивных сред
  8. Каменные конструкции, возводимые в зимнее время
  9. Технико-экономическая оценка железобетонных конструкций

Землетрясения и сейсмостойкие здания в Казахстане

По поверьям древних Азиатов, Земля покоится на рогах огромного быка. Когда он устает ее нести, то начинает перебрасывать с одного рога на другой – от этого она и трясется. В сибирских сказаниях быка заменяет лось, в Японии – рыба, в Индии – слон, а у некоторых народов – дракон и т.д. Катастрофические землетрясения происходят и в наши дни. Все это говорит о том, что многие процессы, происходящие в глубине Земли, где землетрясения зарождаются, пока еще недостаточно изучены.

Южная и юго-восточная части территории республики относятся к районам, подверженным тектоническим землетрясениям. Протяженность сейсмоопасных районов с запада на восток составляют около 2000км. при средней ширине 150 км.. В пределах этой территории известны сильнейшие землетрясения, вошедшие в число мировых катастроф.

На этой территории расположены Алматинская, Южно- Казахстанская и Жамбыльская области, а также отдельные районы Восточно- Казахстанской области. В Западном Казахстане проявляются слабые тектонические землетрясения. Однако предполагаются, что в Атырауской и Мангистауской областях возможны землетрясения техногенного характера. Техногенные, или возбужденные, или наведенные землетрясения возникают при разработке нефтяных и газовых месторождений, при нагнетании воды в скважины и при заполнении крупных водохранилищ водой, а также при помощи мощных подземных взрывах.

По данным Агентства Республики Казахстан по чрезвычайным ситуациям опасности воздействий землетрясений подвержено около 450тысяч квадратных километров территории республики, где проживает около 6 миллионов людей. На сейсмоопасной территории расположено 27 городов и более 400 населенных пунктов. На этой территории находится около 40% промышленного потенциала республики.

На территории Алматинской области выделено несколько потенциально опасных зон. Одна из них- Кастекское - расположена в непосредственной близости от г. Алматы, в 20-30 км к юго-западу от него.

В сейсмотектоническом отношении город размещен в крайне сложных условиях. Южная часть города Алматы от речки Малая Алматинка до речки :Каргалинка (между проспектами Райимбека и Аль-Фараби отнесена к 9- бальной зоне, а территория прилавков (южнее пр. Аль-Фараби и восточнее у речки Малой Алматинки) - к 10-бальной зоне.

Территория города северное пр. Райимбека находится в 10-бальной зоне с отдельными участками, характеризующими благоприятными грунтовыми условиями - зоной 9-бальной сейсмоопасности.

В случае возникновения землетрясения с магнитудой до 7,5 в Кастекской зоне г. Алматы безвозвратные потери могут составить более 150 тыс. человек, без крова останется более 700 тыс. человек. Выход жилищного фонда по многоэтажным зданиям индивидуальной постройки составит 35 %, а по частному малоэтажному сектору более 70 %. Суммарный материальный ущерб в денежном выражении превысит 400 млр.тенге.

Развитие сейсмостойкого строительства в Казахстане неразрывно связано с развитием проектирования, научных исследований и строительства сейсмостойких зданий и сооружений в г. Алматы и Алматинской области, самом большом и сейсмоопасном регионе республики. Опыт катастрофических землетрясений в предгорьях Заилийского Алатау (1887,1889,1911 гг.) показал, что наряду со значительными разрушениями основной массы зданий и сооружений сохранились здания ,хорошо
перенесшие землетрясения наивысших классов энергии.

Для описания катастрофичности землетресений вспомним 1911г.

Рождественский праздник в канун 1911г. был омрачён известием о сильном землетрясении, постигшем 22 декабря г. Верный (Алма-Ата). Землетрясение охватило огромную территорию. Город был разрушен. Было много жертв. Горные хребты были рассечены разломами, а в результате гигантского обвало возникло Сарезское озеро.

Такие же землетрясении были в Ташкенте (25.04.1966г) в Газли (1976г), в Армении (07.12.1988г), Таразе (11.05.1971г) в Сахалине и т.д.

Одним из первых в нашей стране документов, регламентировавших строительство зданий в сейсмических районах, можно считать распоряжение верненского генерал- губернатора, согласно которому допускалось строительство деревянных зданий на каменных фундаментах и в основном запрещалось строительство саманных и кирпичных зданий.

Качественно новый этап в развитии антисейсмического строительства в стране наступил в связи с переходом на широкое применение в строительстве сборного железобетона. Этот период совпал с выходом в свет новых норм на сейсмостойкое строительство (СН 8-57), в основу которых была положена динамическая теория сейсмостойкости.

Наиболее древними сейсмостойкими конструкциями являются деревянные здания с сейсмоизолирующими подушками. Например, по проектам А.П.Зенкова (1863-1936) в Алматы 1907 г. построен кафедральный собор из дерева высотой 53,3 м, который выдержал 8 балльный натиск Кеминского землетрясения 1911 г (рис.4.5). Эпицентр его находился в долине реки Большой Кемин. Брусья для кладки стен сечением 18х27 и 27х27 см. изготовляли из высушенной тяньшанской ели. Собор состоит из двух прямоугольных объемов размерами по плану 31х31 и 22х12. Стены в углах и простенках скреплены восемью сквозными вертикальными болтами. Стены с наружной и внутренней стороны оштукатурены известково - алебастровым раствором по дранке. Под нижним венцом находится изолирующий слой из тройного ряда тонких сухих досок, уложенных поперек стен. Доски осмолены и обработаны дезинфицирующим раствором. Вдоль нижнего венца устроены вентиляционные колонны с небольшими отдушинами снаружи и вытяжными трубами внутри. Здание собора стоит на плите из бутовой кладки толщиной 1м. на известковом растворе. Плита облицована гранитом, из гранита же сделан цоколь здания. Конструктивно получается так же, как у японских пагод: деревянная конструкция стоит на каменной плите, но здесь есть один очень любопытный элемент кольцевая подземная галерея, окружающая весь фундамент. Назначение этой галереи, говоря современным языком - отражать поверхностные сейсмические волны (среднеазиатский способ построения монументальных зданий). При землетрясении самым активным образом колеблется верхний слой грунтовой толщи, а в глубину эти колебания довольно быстро уменьшаются. Когда же на пути распространяющихся поверхностных волн встречаются рвы и канавы, волны отражаются от их стенок и получается, что сооружение, окруженное рвом, находится как бы в зоне затишья.

Рисунок 4.5 Система защиты фундамента Софийского кафедрального собора в Алматы: а- общий вид; б- фрагмент сейсмозащиты фундамента; 1 – гранитный цоколь; 2 – монолитная плита под собором; 3 – обходная галерея вокруг собора; 4 – воздействие сейсмических волн.

Профессором Байнатовым Ж.Б. разработано ряд оригинальных конструкций сейсмогасителей. Вот некоторые из них:

Подземный сейсмоизолирующий экран зданий. (патент РК №20744)

Сущность предложенного технического решения для защиты фундаментов зданий и сооружений от сейсмоколебаний грунта состоит в том, что изоляция фундаментной части здания от сильных амплитудных колебаний грунта в основном осуществляется при помощи экранов расположенных в толще грунта. Это достигается двумя рядами скважин, пробуренными на разных расстояниях от фундамента в шахматном порядке в плане вокруг здания, глубиной не менее полутора высоты фундамента. При этом скважины, расположенные вдоль ближней линии к фундаменту, бурят меньшей глубины по сравнению с глубиной скважин, расположенных вдоль дальней линии (рис.4.6). Причем двухрядность скважин, их шахматный порядок расположения вдоль линии, их разнообразие по глубине бурения, а также наполненность скважин упругими эластичными отработанными автопокрышками и пластиковыми бутылками, наполненными воздухом-все эти факторы обуславливают эффективное гашение сильных колебаний, распространяющихся по поверхностным грунтам земли, за счет разности плотности грунтов вокруг здания.

Рисунок 4.6 Сейсмогосящий подземный экран. а – общий вид здания в разрезе А-А; б – четвертая часть фундамента здания в плане; в – экспериментальные характеристики до (1) и после (2) установки гасителей колебаний; 1 – здание; 2 – фундамент; 3 – скважина; 4 – автопокрышка; 5 – пластиковые бутылки; 6 – железобетонная плита; 7 – обратная засыпка.

Расстояния между рядами скважин и здания подбираются исходя из частоты и периодов сейсмоколебаний, т.е. зависят от балльности сейсмических районов.

Предлогаемое устройство сейсмозащиты зданий отличается простотой для применения на практике и значительной экономичностью при эксплуатации. Одновременно решается экологическая проблема через сборку и закапывание в скважины использованных автопокрышек и пластиковые посуды, что является фактически уничтожением мусора. Кроме того научно обосновано, что под землей резина автопокрышки разлагается примерно через 150 лет, а пластиковые посуды-100 лет.

Для строительство экрана вокруг одного жилого дома с размерами в плане 60х20м необходимо пробурить 30-35 скважин, с заполнением пустоты упругими элементами и с закопаниям составляет в денежном эквиваленте не более 1 млн. тенге.

- Экономический эффект достигается за счет простоты технологии, использования бывших в употреблении автопокрышек и полного исключения выселения жильцов и производство ремонтных работ в жилых домах после усиления.

- Технический эффект достигается за счет уменьшения колебаний грунта из – за разности упругой среды грунтовой массы вокруг здания.

Повышение сейсмостойкости лестничных клеток и зданий. (патент РК №7792; №9536).

Во время землетрясения на лестничных клетках происходит большое скопление людей и их конструкции испытывают значительные перегрузки. Скоротечность и динамичность стихийного перемещения людей проводит к разрушению лестничных площадок и складированию лестничных маршей с трагическими последствиями.

Сущность предложенного способа состоит в том, что обеспечение сейсмической безопасности существующего здания осуществляется не путем дополнительного увеличения его размеров, как при традиционных способах усилия, а путем изменения его конструктивного решения: достигается тем, что в щели между лестничными маршами и поперек лестничных площадок устанавливается вертикальная сквозная трехпролетная металлическая ферма - диафрагма жесткости, состоящая из стоек, наклонных и горизонтальных распорок. Стойки среднего пролета между лестничными маршами выполняются, цельными на всю высоту здания и опираются на отдельные фундаменты. Крайние стойки второго и третьего пролетов, устанавливаются на фундамент здания, выполняются на высоту этажа и соединяются со стойками среднего пролета горизонтальными металлическими балками (рис.4.7). Указанная технология повышения безопасности людей, и надежность зданий не имеет мировых аналогов: во – первых дешевые, во – вторых, более простые и технологичные. Кроме того, во время усиления и сейсмоизоляции исключается процесс эвакуации жильцов из своих квартир и ремонтных работ. Стоимость сейсмоусиление одного подъезда 5-и этажного крупнопанельного здания составляет не более 500 тыс. тенге.

Рисунок 4.7 Превращение лестничной клетки в ядра жесткости. а – общая схема усиления; б – фрагмент усиления лестничной клетки и закрепления крайних стоек к лестничной площадке; в – усиленная лестничная клетка в плане; г – рамно – связевая расчетная схема – метод состовного стрежня; д – рамно – связевая система метод рамной аналогии.

Социально – экономический эффект достигается за счет сохранения жизни людей т.е. обеспечивается безопасность людей спускающихся по лестничной клетке в многоэтажных зданиях.

Технический эффект – повышения пространственной жесткости здания на сейсмические воздействия, достигается за счет превращения обычных лестничных клеток в ядро жесткости.

Если допустим, что жесткость (EJ,GJ,EF) усиленных лестничных клеток повышена на 100%, то за счет перераспределения деформации жесткость всего здания тоже повышается примерно на 30 - 40%.


© Учебное пособие: Архитектура – теоретический материал курса «Архитектурные конструкции». Хороший материал для работников инженерно-технических специальностей.