Изисквания за строеж на жилищни сгради устойчиви на сеизмични въздействия

През последните няколко десетилетия инженери и учени изобретиха и въведоха нови строителни материали и техники за строеж на сгради устойчиви на земетресения.
Историческия преглед на сеизмичната активност в София и околностите показва, че в нея са ставали силни земетресения с разрушителен ефект. Открити са исторически документи за сеизмични прояви в тази зона от XV, XVI, XVII и XVIII век.
Сеизмичността в района се следи и изучава постоянно и потвърждава, че е на лице съвременна слаба земетръсна активност, която по местоположение е част от месностите, генерирали силни земетресения в миналото.
Изучава се въздействието на земетръсните сили върху сградите и въз основа на това се разработват нови техники и материали, които ги подобряват и предпазват. Нека разледаме как сеизмичните сили влияят върху сградите и с какви техники бихме могли да им се противопоставим.
Как земетресенията влияят върху сградите
Когато възникне земетресение, то изпраща ударни вълни по земята на кратки бързи интервали във всички различни посоки. Докато сградите обикновено са оборудвани да се справят с вертикални сили от тяхното тегло и гравитация, те не могат да се справят със сили отстрани, които се появяват от земетресения.
Това хоризонтално натоварване и люлеене, вибрира стени, подове, колони, греди и конекторите, които ги държат заедно. При движението между основата и горната част на сградите се образува екстремно напрежение, което води до разкъсване на носещите колони и срутване на цялата конструкция.
Строеж на сгради устойчиви на земетресения
За да проектират сграда устойчива на земетресение, инженерите трябва да укрепят конструкцията и да противодействат на силите на земетресението. Тъй като земетресенията освобождават енергия, която навежда сградата от една посока, стратегията е сградата да тласне тази сила в обратната посока. Ето някои от методите, използвани за подпомагане на издръжливостта на сградите при земетресения.
- Създваване на гъвкави основи
- Противодействащи сили с вибрационни контролни устройства и махални амортисьори
- Защита на сгради от вибрации
- Укрепване структурата на сградата
Строителни материали устойчиви на земетресения
Докато техниките споменати по-горе с амортисьорите и укрепване на структурата могат да помогнат за разсейване на енергията до известна степен, материалите, използвани при строежа на сградата, са еднакво отговорни за нейната стабилност.
Стомана и дърво
За да могат строителните материали да устоят на напрежение и вибрации, те трябва да имат висока пластичност – способност да претърпяват големи деформации и напрежение. Съвременните сгради често се изграждат от структурна стомана – компонент на стомана, който се предлага в различни форми, позволяващи на сградите да се огъват, без да се разрушат. Дървото също е доста добър пластичен материал поради високата си якост и леката си структура.
Иновативни материали
Учени и инженери продължават да разработват нови строителни материали с още по-добри характеристики на запазване на формата. Иновации като сплави с памет на формата имат способността да издържат на тежки натоварвания и да се връщат към първоначалната си форма, докато подсилената с влакна пластмасова обвивка, направена от различни полимери може да бъде увита около колоните и да осигури по-голяма здравина и пластичност.
През годините инженери и учени са измислили техники за създаване на някои ефективни устойчиви на земетресения сгради. Технологията и материалите днес са напреднали, но все още не е възможно сградата да издържи напълно невредимо на мощно земетресение.
Законови рамки за строеж на сгради устойчиви на земетресения в България
Според наредбата за проектиране на сгради и съоръжения в земетръсни райони в България строежите трябва да се проектират и изпълняват, така че да удовлетворяват съответното ниво на надеждност и сигурност. Трябва да издържат на сеизмично въздействие без локално или общо разрушаване, да запазват конструктивната си цялост и да поемат натоварванията при земетресения.
Строителните материали и продукти да се подбират така, че да осигуряват носеща здравина, според изчисленията за сеизмичните въздействия. Да се спазват изискванията за контрол при проектирането и изпълнението на строежите.
При проектирането на сгради в земетръсни райони, трябва да се спазват основни принципи като простота на конструкцията, дуктилност, еднообразие и симетрия за равномерно разпределение на вертикалните конструктивни елементи. Носимост и коравина на огъване и усукване. Избор на терен с възможно най-малка сеизмична опасност и полагане на основите, така че да се осигури едно и също сеизмично въздействие.
Не се допускат архитектурни разрешения на строежите, при които не се постига конструктивно осигуряване срещу сеизмични въздействия.
Конструкцията на сградите на Алфа Билд е монолитна стоманобетонна с обща фундаментна плоча. Съобразена е със сеизмичните изисквания и е осигурена защита за IX степен на сеизмичност по скалата на Медведев-Шпонхойер-Карник.