Сейсмостойкие конструкции - Earthquake-resistant structures

Для более широкого освещения этой темы см. Землетрясение.
Модель Gaiola pombalina (помбалиновая клетка), архитектурного сейсмостойкого деревянного сооружения, разработанного в Португалии в 18 веке для реконструкции Лиссабона. Помбалин в центре города после разрушительного 1755 Лиссабонское землетрясение

Сейсмостойкие или сейсмостойкие конструкции предназначены для защиты зданий в той или иной степени от землетрясения. Хотя ни одно сооружение не может быть полностью защищено от повреждений от землетрясений, цель сейсмостойкая конструкция заключается в возведении конструкций, которые лучше работают во время Сейсмический активности, чем их обычные аналоги. В соответствии с строительные нормы, сейсмостойкие конструкции предназначены для того, чтобы выдерживать сильнейшее землетрясение с определенной вероятностью, которое может произойти в месте их расположения. Это означает, что гибель людей должна быть сведена к минимуму, предотвращая обрушение зданий при редких землетрясениях, в то время как потеря функциональности должна быть ограничена при более частых землетрясениях.[1]

Единственный метод, доступный древним архитекторам для борьбы с разрушительными землетрясениями, заключался в том, чтобы возводить свои знаковые сооружения на долгие годы, часто за счет чрезмерной жесткий и сильный.

В настоящее время существует несколько подходов к проектированию в сейсмической инженерии, использующих экспериментальные результаты, компьютерное моделирование и наблюдения прошлых землетрясений, чтобы обеспечить требуемые характеристики для сейсмической угрозы в интересующем месте. Они варьируются от подходящего размера конструкции до сильный и пластичный достаточно, чтобы пережить тряску с приемлемым повреждением, чтобы снабдить его базовая изоляция или используя структурные контроль вибрации технологии, позволяющие минимизировать любые силы и деформации. В то время как первый метод обычно применяется в большинстве сейсмостойких сооружений, важные объекты, достопримечательности и здания культурного наследия используют более продвинутые (и дорогие) методы изоляции или контроля, чтобы выдержать сильные сотрясения с минимальным ущербом. Примеры таких приложений: Собор Богоматери Ангелов и Музей Акрополя.[нужна цитата ]

Тенденции и проекты

Представлены некоторые из новых тенденций и / или проектов в области сейсмостойких инженерных сооружений.

Строительные материалы

На основе исследований в Новой Зеландии, касающихся Крайстчерч землетрясения, сборный железобетон, спроектированный и установленный в соответствии с современными правилами, показал себя хорошо.[2] Согласно Институт инженерных исследований землетрясений, сборные панельные дома имели хорошую прочность во время землетрясения в Армении по сравнению с сборными каркасными панелями.[3]

Укрытие от землетрясения

Одна японская строительная компания разработала шестифутовый кубический укрытие, представленное в качестве альтернативы сейсмостойкости всего здания.[4]

Параллельное тестирование встряхивающего стола

Одновременное тестирование двух или более моделей зданий методом встряхивания - это яркий, убедительный и эффективный способ проверки сейсмическая инженерия решения экспериментально.

Таким образом, два деревянных дома, построенные до принятия Строительного кодекса Японии 1981 г., были переведены в систему E-Defense[5] для тестирования (см. обе картинки в сторону). Левый дом был усилен для повышения сейсмостойкости, а другой - нет. Эти две модели были установлены на платформе E-Defense и тестировались одновременно.[6]

Комбинированное решение для контроля вибрации

Крупный план примыкания сейсмически модифицированный Здание муниципальных служб в Глендейл, Калифорния
Сейсмически модифицированный Здание муниципальных служб в Glendale

Разработанный архитектором Меррилом У. Бэрдом из Глендейла, работающим в сотрудничестве с А. К. Мартин Архитекторы Лос-Анджелеса, здание муниципальных служб на 633 Восточном Бродвее, Glendale был завершен в 1966 году.[7] Это гражданское здание, расположенное на углу Восточного Бродвея и Глендейл-авеню, служит геральдическим элементом общественного центра Глендейла.

В октябре 2004 г. Группа архитектурных ресурсов (ARG) был заключен контракт с Набих Юсеф & Associates, инженеры-конструкторы, для оказания услуг по оценке исторических ресурсов здания в связи с предлагаемой сейсмической модернизацией.

В 2008 году здание муниципальных служб города Глендейл, штат Калифорния, было сейсмически модифицированный с использованием инновационного комбинированного решения по контролю вибрации: существующие надземный фундамент здания здания был сдан резиновые подшипники с высоким демпфированием.

Система стен из стальных листов

Соединенные стальные пластины сдвига стены, Сиэтл
В Ритц-Карлтон /JW Marriott здание гостиницы, использующее передовую систему перегородок из стального листа, Лос-Анджелес

А стальная пластина стенка сдвига (SPSW) состоит из стальных плит заполнения, ограниченных системой колонн-балок. Когда такие заполняющие плиты занимают каждый уровень внутри каркасного пролета конструкции, они составляют систему SPSW.[8] В то время как большинство сейсмоустойчивых методов строительства адаптированы из более старых систем, SPSW был изобретен полностью для того, чтобы выдерживать сейсмическую активность.[9]

Поведение SPSW аналогично вертикальному пластина ферма консольный от его основания. Подобно пластинчатым балкам, система SPSW оптимизирует характеристики компонентов, используя преимущества пост-балок.коробление поведение стальных филеночных панелей.

Здание отеля Ritz-Carlton / JW Marriott, являющееся частью LA Live развитие в Лос-Анджелес, Калифорния, является первым зданием в Лос-Анджелесе, в котором используется передовая система стен из стальных листов, работающая на сдвиг, чтобы выдерживать боковые нагрузки от сильных землетрясений и ветров.

Частично модернизирована АЭС Кашивазаки-Карива

В Атомная электростанция Кашивадзаки-Карива, крупнейшая атомная электростанция в мире по чистой электричество рейтинг, оказался рядом с эпицентром сильнейших Mш 6.6 Июль 2007 г., землетрясение на море в Чуэцу.[10] Это инициировало длительный останов для структурной проверки, который показал, что перед возобновлением работы требуется более высокая сейсмостойкость.[11]

9 мая 2009 г. был перезапущен один блок (Блок 7) после сейсмические обновления. Тестовый запуск должен был продолжаться 50 дней. После землетрясения завод был полностью остановлен почти на 22 месяца.

Сейсмические испытания семиэтажного дома

Разрушительное землетрясение обрушилось на одинокий деревянный многоквартирный дом в Япония.[12] 14 июля 2009 г. проводилась онлайн-трансляция эксперимента, чтобы дать представление о том, как сделать деревянные конструкции более прочными и более устойчивыми к сильным землетрясениям.[13]

В Мики Встряхивание в Хиогском исследовательском центре по изучению землетрясений является завершающим экспериментом четырехлетнего проекта NEESWood, который получает основную поддержку со стороны США. Национальный фонд науки Сеть для программы инженерного моделирования землетрясений (NEES).

«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 смягчит землетрясение, разрушающее малоэтажные деревянные каркасные конструкции. "сказал Росовски, Департамент гражданского строительства в Техасский университет A&M. Эта философия основана на применении систем сейсмического демпфирования для деревянных зданий. Системы, которые могут быть установлены внутри стен большинства деревянных домов, включают в себя прочный металл. Рамка, укрепляющий и демпферы наполненный вязкий жидкость.

Сейсмостойкая конструкция суперкадра

Предлагаемая система состоит из основных стен, шляпных балок, встроенных в верхний уровень, внешних колонн и вязких демпферов, установленных вертикально между кончиками шляпных балок и внешними колоннами. Во время землетрясения опорные балки и внешние колонны действуют как опоры и уменьшают опрокидывающий момент в активной зоне, а установленные демпферы также уменьшают момент и поперечный прогиб конструкции. Эта инновационная система может устранить внутренние балки и внутренние колонны на каждом этаже и, таким образом, предоставить зданиям площадь пола без колонн даже в очень сейсмических регионах.[14][15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Комитет сейсмологии (1999). Рекомендуемые требования к боковой силе и комментарии. Ассоциация инженеров-строителей Калифорнии.
  2. ^ Precast New Zealand Inc: сборный железобетон и сейсмические проблемы
  3. ^ «Повреждение сборного железобетонного панельного дома, сравнение характеристик сборного каркасно-панельного дома (на переднем плане обрушено) и сборного панельного дома (на заднем плане)». www.eeri.org.
  4. ^ «Укрытие от землетрясений с опорой на кровать и балдахином».
  5. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2011-09-27. Получено 2009-06-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  6. ^ neesit (17 ноября 2007 г.). "Испытание встряхивающимся столом в обычном деревянном доме (1)" - через YouTube.
  7. ^ «Отдел планирования - город Глендейл, Калифорния» (PDF). www.ci.glendale.ca.us.
  8. ^ Харрази, M.H.K., 2005, "Рациональный метод анализа и проектирования стен из стальных листов", канд. Диссертация, Университет Британской Колумбии, Ванкувер, Канада,
  9. ^ Райтерман, Роберт (2012). Землетрясения и инженеры: международная история. Рестон, Вирджиния: ASCE Press. С. 356–357. ISBN  9780784410714. Архивировано из оригинал на 2012-07-26.
  10. ^ «Прибыль Тепко пошатнулась». Мировые ядерные новости. 31 июля 2007 г. Архивировано с оригинал 30 сентября 2007 г.. Получено 2007-08-01.
  11. ^ Asahi.com. Землетрясение подвергает опасности ядерную установку. 18 июля 2007 г.
  12. ^ "Новости и события Политехнического института Ренсселера". 12 октября 2007 г. Архивировано с оригинал 12 октября 2007 г.
  13. ^ "Дом - стойкость: тест NEESWood Capstone 2009". www.nsf.gov.
  14. ^ «Обзор концепций проектирования и выполнения сейсмоустойчивых конструкций Superframe RC» (2016) Киараша Ходабахши ISBN  9783668208704
  15. ^ «Сейсмический расчет суперкарамы» (PDF). Kajima Corporation. Получено 27 октября 2017.