Доклад на тему «Строительство в непригодных для жизни условиях (крайний север, пустыня, сейсмические районы)»

Содержание

1. Введение
2. Строительство в особых условиях и районах
3. Принцип проектирования здания в сейсмических районах и конструктивные требования к ним
4. Заключение
5. Список литературы

Введение

Особые условия строительства и районы – такие, в которых здания при эксплуатации подвергаются дополнительным воздействиям, вызывающим деформации и даже разрушение зданий или ухудшающим санитарно – гигиенические качества.

В сейсмических районах или в районах горных выработок такие деформации и разрушения могут возникнуть мгновенно. Направление и величина действующих сил на фундаменты зданий в сейсмических районах или место и размеры просадочных явлений в районах горных выработок заранее неизвестны.

В данной работе мы рассмотрим строительство в непригодных для жизни условиях на примере сейсмических зон — территория, подверженная землетрясениям.

Строительство в особых условиях и районах

В районах с вечно мерзлыми грунтами и при строительстве на макропористых просадочных грунтах причиной деформации зданий является потеря несущей способности оснований при нарушение связи между частицами грунта, сцементированные льдом в вечномерзлых грунтах и солями кальция в лессовых отложениях макропористых грунтов. Просадочные явления в этих районах хотя и достигают значительной величины, но, как правило, не носят мгновенного характера и могут быть заранее учтены при проектировании и строительстве.

К особым условиям относят также строительство в районах с жарким климатом, где для защиты зданий от перегрева предусматривают ряд конструктивных, планировочных и других мероприятий.

Районы, подвергающие периодически воздействию землетрясений, называются сейсмическими. Сейсмические зоны в пределах нашей страны: Прикарпатье, Крым, Кавказ, Узбекистан, Туркмения и другие республики в Средней Азии, Алтай и Саяны, Прибайкалье, Верхоянская зона, Чукотка, Дальний Восток, Сахалин, Камчатка и Курильские острова.

Сила землетрясения оценивается по 12- бальной шкале. Сейсмичность определяется по картам сейсмического районирования территории РФ или по списку основных населенных пунктов, расположенных в сейсмических районах. Землетрясение в 6 балов и менее обычно не причиняют существенного вреда зданиям, а интенсивностью в 7-9 баллов приводят к серьезным повреждениям, а иногда и разрушениям.

Различают три основных типа сейсмических волн:

1. Глубинные продольные волныимеют радиальное направление и представляют собой быструю смену сжатия и растяжения вещества, сопровождаемую изменением его объема. Направление распространения продольной волны совпадает с направлением колебания частиц. Скорость их распространения в земной коре достигает 7-8 км/сек.
2. Глубинные поперечные волныимеют направление перпендикулярное продольным волнам. Скорость 4- 4,5 км/сек.
3. Поверхностные волны характеризуются волнообразными качающимися колебаниями верхних слоев земной коры. Эти волны возникают у поверхности земли при переходе глубинных продольных волн из упругой в менее упругую среду.

Принцип проектирования здания в сейсмических районах и конструктивные требования к ним

При планировке населенных мест в сейсмических районах крупные строительные зоны следует расчленять незастроенными пространствами (например, полосами зеленых насаждений, площадями, каналами и тому подобными преградами), препятствующими распространению пожаров.

В сейсмических районах желательно несколько увеличить ширину улиц и размеры пожарных разрывов между зданиями против обычно назначаемых по нормам (примерно на 15-20%).

При проектировании зданий и сооружений для сейсмических районов необходимо руководствоваться следующими принципами: снижением сейсмических нагрузок путем применения рациональных конструктивных схем, а также облегченных несущих и ограждающих конструкций, обеспечивающих максимальное снижение массы проектируемых зданий и сооружений. Объемно-планировочное и конструктивное решения зданий и сооружений должны удовлетворять условиям симметрии и равномерного распределения масс и жесткостей (рис. 2);

в тех случаях, когда по архитектурно-планировочным соображениям нельзя избежать сложного очертания здания в плане, его следует разделять антисейсмическими швами на отсеки простой формы (квадрат, прямоугольник) без входящих углов (рис. 1);

фундаменты здания или его отсеков, как правило, надлежит закладывать на одном уровне. Под несущие каменные стены надо применять ленточные фундаменты при устройстве свайных фундаментов следует отдавать предпочтение железобетонным сваям-стойкам. Ростверки необходимо заглублять в грунт.

Рисунок 1 — Схема разрезки здания со сложной конфигурацией в плане на самостоятельные отсеки:

а) нерекомендуемое решение;

б) рекомендуемое решение

Рисунок 2 —  Схема распределения жесткостей в плане здания:

а)рекомендуемая симметричная;

б)нерекомендуемая ассиметричная;

в) то же, с изломом внутренних стен

В каркасных зданиях и сооружениях конструкцией, воспринимающей горизонтальную сейсмическую нагрузку, может служить каркас, каркас с заполнением, каркас с вертикальными связями или диафрагмами жесткости.

Узлы железобетонных каркасов необходимо усиливать посредством установки арматурных сеток или замкнутой поперечной арматуры.

Диафрагмы и связи, воспринимающие горизонтальную нагрузку, следует устраивать всю высоту зданий, располагая их симметрично и равномерно. В качестве ограждений каркасных зданий надо применять легкие навесные панели.

Кладка заполнения каркаса должна быть связана с его стойками арматурными выпусками длиной не менее 70 см, располагаемыми через 50 см по высоте.

Кладка самонесущих стен должна иметь гибкие связи с каркасом. Высота таких стен в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов не должна превышать 18, 16 и 9м соответственно.

Крупнопанельные здания необходимо сооружать преимущественно с продольными и поперечными стенами, воспринимающими сейсмические нагрузки. Их конструкции должны обеспечивать совместную пространственную работу всех стен и перекрытий. Для этого следует панели стен и перекрытий проектировать возможно более крупногабаритными; в соединениях панелей стен и перекрытий предусматривать устройство уширенных армированных швов, замоноличиваемых бетоном с пониженной усадкой и другими способами; предусматривать по возможности одинаковую жесткость стен, воспринимающих сейсмическую нагрузку.

Расстояния между поперечными стенами не должны быть более 6,5 м. Стеновые панели должны армироваться двойной арматурой в виде пространственных каркасов или сварных сеток.

Соединение панелей следует выполнять посредством сварки выпусков рабочей арматуры или специально заделанных анкерных стержней с нанесением слоя антикоррозионной защиты и замоноличиванием стыков бетоном.

В зданиях с несущими стенами из каменной кладки рекомендуется в пределах отсека конструкцию и материал принимать одинаковыми, простенки и проемы делать одинаковой ширины.

Конструкции должны воспринимать одновременное действие как горизонтально, так и вертикально направленных сил.

Высота этажей зданий с несущими каменными стенами не должна превышать при сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно 6, 5 и 4 м, а отношение высоты этажа к толщине стены не должно быть более 12.

С целью максимального снижения массы в покрытиях производственных и общественных зданий с сейсмичностью 8 и 9 баллов при пролетах 18 м и более необходимо, как правило, применять металлические фермы и алюминиевые панели или стальной профилированный настил. В этих случаях могут применяться также асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля. В качестве утеплителя рекомендуется применять эффективные материалы (пенополистирол и др.). В уровне перекрытий необходимо предусматривать устройство антисейсмических поясов (как правило, на всю ширину стены) по всем продольным и поперечным стенам, выполняемых обычно в монолитном железобетоне с непрерывным армированием. Высота пояса должна быть не менее 15 см.

В сопряжениях стен необходимо укладывать арматурные сетки.

Покрытия и перекрытия зданий должны быть жесткими в горизонтальной плоскости и связаны с вертикальными несущими конструкциями.

Сборные железобетонные перекрытия и покрытия необходимо замоноличивать:

— устройством железобетонных антисейсмических поясов с заанкериванием в них панелей перекрытий и заливкой швов между панелями цементным раствором;

— устройством монолитных обвязок с заанкериванием панелей перекрытия в обвязке и применением связей между панелями, воспринимающих сдвигающие усилия;

— без устройства антисейсмических поясов, но с применением между панелями, а также между панелями и элементами каркаса связей в виде армированных шпонок, выпусков петель, анкеров и др.

Заключение

Здания, которые строятся в сейсмических зонах имеют совершенно другие нормы проектирования, в этих нормах изначально заложены диафрагмы жесткости, связи, ограничения этажности, чего нет в обычных зданиях. Существует еще много разных технологий и методов по снижению сейсмического воздействия на здание, или технологий не позволяющих проводить к катастрофам.

На мой взгляд, хоть наука и занимается вопросами землетрясений, но она еще обладает очень малым количеством информации. Наблюдения за территориями сейсмостойкого строительства ведутся очень не давно (около 100 лет) и в основном все здания запроектированы на эмпирические данные, которые должны идти в запас прочности и надежности по отношению к реальным. Предсказывать и говорить о том, какое будет землетрясение, когда, с какой частотой, ускорением, амплитудой и т.д. – это очень и очень условный прогноз. Строители и ученые уже не раз ошибались и с определением бальности площадок (Нефтегорск), и с определением характера землетрясения (Спитакское и Калифорнийское землетрясения).

Поэтому, только серьезный запас прочности, точность, четкость и правильность всех сделанных работ начиная от обследования площадки строительства и заканчивая качеством залитого бетона, могут являться гарантами безопасности, в высотных зданиях, построенных в сейсмической зоне.

Список литературы

1. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды». 1991.
2. Закон Российской Федерации «Об основах градостроительства в Российской Федерации». 1992.
3. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учеб, для вузов: В 5 т. Т. 3. Жилые здания / Под ред. К.К. Шевцова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 2013.
4. Буга П.Г. Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания: Учеб, для строит, техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2014.
5. Журавлев А.И. Охрана окружающей среды в строительстве: Учебник для вузов. М.: Аслен-пресс, 2013.