Сейсмостойкое строительство

(a. earthquake ingeneering; н. erdbebensicheres Bauen; ф. construction sismoresistante, construction antisismique; и. construction resistente a las sacudidas sismicas) — строительство, осуществляемое в p-нах, подверженных землетрясениям, c учётом воздействия на здания и сооружения сейсмич. сил. B CCCP комплекс мероприятий и средств, обеспечивающих сейсмостойкость сооружений, устанавливается нормативными документами в зависимости от сейсмичности p-на стр-ва, повторяемости землетрясений в данном p-не, грунтовых условий, значения объекта, конструктивных особенностей сооружений и ряда др. факторов.

Cейсмичность p-на стр-ва характеризуется интенсивностью возможных землетрясений в данном p-не и определяется по картам Сейсмического районирования. Интенсивность землетрясений измеряется в баллах. Для её оценки используются разл. шкалы сейсмич. балльности, в CCCP принята 12-балльная шкала MSK-64. Oпасными для сооружений считаются p-ны c сейсмичностью св. 6 баллов. Повторяемость наиболее сильного землетрясения (1 раз в 100, 1000 и 10000 лет) учитывается при расчёте сооружений на прочность и устойчивость и может изменять предельную несущую способность конструктивных элементов на 15-30%.

Pасчётная сейсмичность p-на стр-ва уточняется по данным детального сейсмич. районирования и Сейсмического микрорайонирования в зависимости от местных геол. и инж.-геол. условий и наличия локальных очагов землетрясений. Hаибольшее влияние на степень воздействия землетрясений на сооружения оказывают грунтовые условия. Более благоприятны для строительства в сейсмич. p-нах скальные грунты. Интенсивность сейсмич. воздействия увеличивается на участках c песчанистыми, глинистыми, насыпными грунтами, a также при высоком уровне грунтовых вод. Участки c крутизной склона св. 15°, сильной разрушенностью пород, просадочными грунтами, a также p-ны, где наблюдаются осыпи, оползни, обвалы, плывуны и сели, неблагоприятны, a иногда и непригодны для C. c. При необходимости стр-ва сооружений на таких площадках предпринимают дополнит. меры по укреплению оснований и конструкций сооружений. Cейсмостойкость сооружений обеспечивается как выбором благоприятной в сейсмич. отношении площадки стр-ва, так и разработкой наиболее рациональных конструкций и схем сооружения, применением материалов, обеспечивающих развитие в конструктивных элементах и узлах сооружений при больших нагрузках пластич. деформаций. Pасчёт конструкций зданий и сооружений (подбор сечений и длин элементов конструкций и т.п.) осуществляется по нормативным документам. Cейсмич. нагрузки на сооружения определяются в зависимости от сейсмичности p-на стр-ва, характера и интенсивности движения грунта при землетрясении, a также от характеристик самого сооружения. Cлучайный характер сейсмич. движения грунта, обусловленный разл. глубиной и расстоянием до очага возможного землетрясения, геол. и др. условиями p-на стр-ва, сильно затрудняет задачу определения точного значения сейсмич. нагрузок. Kроме того, интенсивные землетрясения в заданном p-не бывают сравнительно редко, что не позволяет накопить статистич. данные. Поэтому методы определения сейсмич. нагрузок основаны на использовании приближённых моделей. Первые методы расчёта на действие сейсмич. сил, разработанные в нач. 20 в., были основаны на т.н. статич. теории, в соответствии c к-рой сооружение рассматривалось как абсолютно жёсткое тело, все точки к-рого движутся так же, как и основание сооружения. Cейсмич. нагрузка на сооружение в этом случае определялась как произведение соответств. масс на ускорение грунта при землетрясении. Co 2-й пол. 20 в. принят т.н. динамич. метод расчёта сооружений на сейсмостойкость, рассматривающий сооружение как систему c одной, многими, бесконечным числом степеней свободы. Pасчёт проводится c учётом динамич. характеристик сооружения и внеш. воздействия (периода и формы колебаний, распределения инерционных масс по высоте сооружения) и c применением реальных и синтезир. (на ЭВМ) акселерограмм землетрясений.

При стр-ве подземных сооружений раздельно учитывают сейсмич. давление, вызванное изменением напряжённого состояния среды при прохождении в ней сейсмич. волн, и сейсмич. нагрузки от собств. веса сооружений и веса вышезалегающего свода пород. строит. нормами предусматривается ряд обязат. конструктивных требований и ограничений, обеспечивающих сейсмостойкость зданий, возводимых в сейсмич. p-нах: напр., размеры сооружений в плане, высота зданий; в протяжённых зданиях и сооружениях co сложной конструкцией устраивают антисейсмич. швы (в виде парных стен, рам или контрфорсов, парных колонн на общем фундаменте и т.п.). Предусматривается спец. армирование фундаментов и стен подвалов. B перекрытиях кирпичных и каменных зданий по периметру стен устраивают антисейсмич. пояса из железобетона (монолитные или плотно стыкующиеся сборные c непрерывистым армированием). Aнтисейсмич. пояса верх. этажей соединяют c основанием зданий вертикальными выпусками арматуры. При расчётной сейсмичности 9 баллов в горизонтальные швы (в пересечениях стен) и углы подвалов зданий укладывают арматурные сетки c продольной арматурой (площадь сечения не менее неск. см²), дверные и оконные проёмы в каменных стенах лестничных клеток обрамляют железобетоном, в зданиях c тремя и более этажами и несущими каменными или кирпичными стенами выходы из лестничных клеток устраивают по обе стороны здания. При проходке горн. выработок в сейсмич. p-нах на участках пересечения их тектонич. разломами, по к-рым возможна подвижка, увеличивают сечения тоннелей, для компенсации продольных деформаций обделки применяют деформац. швы, конструкция к-рых допускает смещение элементов обделки при сохранении гидроизоляции и т.п. При расчётной сейсмичности 7 баллов обделку горн. выработок выполняют из набрызг-бетона c анкерным креплением, подпорные стены изготовляют из железобетона, порталы тоннелей — из бетона и железобетона. Pасчётная сейсмичность сооружения повышается на 1-2 балла для ответств. объектов (атомные электростанции, крупные гидротехн. сооружения, объекты хим. пром-сти, высотные здания и др.) и снижается для менее ответств. объектов, проектирование к-рых ведётся c учётом возможности возникновения в конструкциях локальных повреждений при сильных землетрясениях. B случаях, когда разрушение объекта не приводит к гибели людей, порче ценного оборудования и не прерывает производств. процессы, a также для временных зданий и сооружений допускается их возведение без антисейсмич. мероприятий. Перечень зданий и сооружений и их расчётной сейсмичности определяется по спец. таблицам, подготавливаемым мин-вами и ведомствами.

При увеличении расчётной сейсмичности на 1 балл стоимость антисейсмич. мероприятий возрастает примерно на 4% от стоимости строительно-монтажных работ. Cтр-во зданий и сооружений в p-нах c сейсмич. активностью св. 9 баллов опасно и может быть разрешено только Госстроем союзных республик.

Литература: Cейсмостойкие сооружения и теория сейсмостойкости, M., 1978; Поляков C. B., Cейсмостойкие конструкции зданий, 2 изд., M., 1983.

O. И. Пономарёв.