1. Prečo dochádza k zemetraseniam?
2. Amplitúda a magnitúda zemetrasení
3. Aké faktory ovplyvňujú seizmickú odolnosť budovy?
4. Ako sa správajú štandardné budovy pri zemetraseniach?
5. Ktoré domy sú spoľahlivejšie?
6. Ktoré domy je lepšie nestavať v seizmických zónach?
7. Spôsoby ochrany a spevnenia budov
Ako je známe, juhovýchodné a východné oblasti Kazachstanu sa nachádzajú v seizmicky aktívnej zóne. V posledných rokoch sa tu po dlhom útlme začalo obdobie tektonickej aktivity a vedci predpovedajú možnosť silných zemetrasení. A v tomto regióne je veľké množstvo miest a obcí a medzi nimi je aj južné hlavné mesto - Almaty.
Prečo dochádza k zemetraseniam?
Zemský povrch nie je vôbec taký odolný, ako si myslíme. Pozostáva z obrovských tektonických platní plávajúcich na viskóznej vrstve plášťa. Tieto platne sa voči sebe pomaly pohybujú a „naťahujú“ vrchnú vrstvu Zeme.
Keď ťahová sila prevýši ťahovú silu zemskej kôry, na spojoch dôjde k pretrhnutiu sprevádzanému sériou silných otrasov a uvoľní sa obrovské množstvo energie. Z miesta posunu alebo „epicentra zemetrasenia“ sa vibrácie šíria rôznymi smermi. Nazývajú sa seizmické vlny.
Každý rok sa na planéte vyskytne niekoľko miliónov veľmi slabých, dvadsaťtisíc miernych a sedemtisíc silných zemetrasení. Tých ničivých je asi 150 V oblastiach, kde môžu nastať nimi spôsobené katastrofy, sa nachádzajú 2/3 všetkých miest a žije takmer polovica svetovej populácie.
Z nejakého dôvodu zemetrasenia často začínajú v noci alebo za úsvitu. V prvých chvíľach sa ozve podzemný rachot a zem sa začne triasť. Potom nasleduje séria otrasov, počas ktorých môžu časti zeme klesať a stúpať. To všetko trvá niekoľko sekúnd a niekedy aj o niečo viac ako minútu. Ale v takom krátkom čase môže zemetrasenie spôsobiť obrovské katastrofy.
Skutočne, v závislosti od geografie oblasti a sily podzemných dopadov, medzi jej dôsledky patria zosuvy pôdy, rúcanie skál, zlomy, cunami a sopečné erupcie, ktoré ničia všetko, čo spadá do oblasti ich pôsobenia. Nebezpečenstvo pochádza zo zemetrasení s intenzitou 7 bodov a viac. Aké sú tieto parametre a ako merajú ničivú silu otrasov?
Amplitúda a sila zemetrasení
Amplitúda je kvalitatívna a magnitúda kvantitatívna charakteristika zemetrasenia. Často sú zmätení.
12-bodová stupnica intenzity odráža stupeň zničenia počas zemetrasenia na konkrétnom mieste zemského povrchu. Intenzitu 1 bodu človek nepociťuje. Výkyvy o 2-3 body sú už badateľné najmä na horných poschodiach budov, kde sa začínajú kývať lustre. Otrasy 4-5 stupňov pociťuje takmer každý a budí sa z nich aj spiaci. Riad začne cinkať a sklo sa rozbije. Ide už o stredne silné zemetrasenia.
Otrasy 6 sa považujú za silné. Nábytok v budovách sa hýbe a padá, ľudia vystrašení vybiehajú na ulicu. Počas zemetrasenia s magnitúdou 7-8 je ťažké postaviť sa na nohy. V stenách domov a na cestách vznikajú trhliny, padajú stropy budov a schodiská, vznikajú požiare a zosuvy pôdy, prerušujú sa podzemné komunikácie. Zemetrasenie s magnitúdou 9 nazvané ničivým. Zem praská, budovy sa rúcajú a vzniká všeobecná panika.
V 10-11 bodoch dochádza k ničivým zemetraseniam. V zemi sa objavujú zlomy široké až meter. Poškodené sú cesty, mosty, nábrežia a hrádze. Voda strieka z nádrží. Všetky budovy sa menia na ruiny. 12 bodov je už totálna katastrofa. Zemský povrch sa mení, je prerazený obrovskými zlomami. Niektoré oblasti klesajú a sú zaplavované, zatiaľ čo iné stúpajú o desiatky metrov. Krajina sa mení, vznikajú vodopády a nové jazerá, menia sa korytá riek. Väčšina rastlín a zvierat zomrie.
Druhou charakteristikou zemetrasenia je magnitúdyA. Navrhol ho v roku 1935 seizmológ Richter a ukazuje silu vibrácií v epicentre a uvoľnenú energiu. Zmena veľkosti o jednu smerom nahor znamená zvýšenie amplitúdy kmitov približne 10-krát a množstvo uvoľnenej energie približne 32-krát. Budovy môžu byť poškodené aj pri zemetraseniach s magnitúdou 5, veľké škody spôsobujú otrasy o sile 7 stupňov a katastrofálne zemetrasenia presahujú magnitúdu 8.
Tieto dve vlastnosti sa navzájom líšia. Intenzita ukazuje rozsah spôsobenej deštrukcie a veľkosť ukazuje silu a energiu vibrácií. Pri rovnakej sile zemetrasenia teda jeho intenzita vždy klesá s rastúcou hĺbkou a rozsahom zdroja zemetrasenia. Odolnosť budov voči otrasom sa skúma presne na základe sily alebo magnitúdy zemetrasenia.
Aké faktory ovplyvňujú seizmickú odolnosť budovy?
Stabilita budov počas otrasov je ovplyvnená vonkajšími podmienkami a vnútornými konštrukčnými vlastnosťami. Hlavným vonkajším faktorom je typ zemných vibrácií, na ktorých budova stojí. Závisí to od vzdialenosti od epicentra, hĺbky a sily zemetrasenia, ako aj od samotného zloženia pôdy. Podmienky vonkajšej stability zahŕňajú aj umiestnenie samotnej konštrukcie na povrchu a blízkych prírodných a umelých štruktúr.
Medzi vnútorné faktory patrí celkový technický stav a vek domu, jeho dizajnové vlastnosti a materiál použitý pri výstavbe. Veľký význam majú aj neskoršie prestavby a prístavby bez zohľadnenia spevnenia konštrukcií. Všetky tieto podmienky určite ovplyvnia, ako budova prežije zemetrasenie a ako to ovplyvní ľudí, ktorí sa v nej v čase katastrofy nachádzajú.
Počas podzemného otriasania sa budova začne pohybovať po pohybe pôdy. Základ sa pohybuje ako prvý a horné poschodia sú držané na mieste zotrvačnosťou. Čím prudšie sú rázy, tým väčší je rozdiel v rýchlosti posunu spodných poschodí oproti tým horným.
Ak je množstvo výškových budov veľké, otrasy budú cítiť silnejšie. Čím väčšia je plocha budovy a čím menší tlak na zem, tým väčšia je pravdepodobnosť, že prežije počas zemetrasenia. Ak počas výstavby nie je možné zvýšiť základňu rozostavanej budovy, potom je potrebné zabezpečiť jej ľahkosť výberom stavebných materiálov.
Taktiež vplyv zemetrasenia na celistvosť celej konštrukcie je priamo závislý od charakteru pohybu rôznych častí budovy a ich odolnosti voči náhlym vibráciám.
Zo všetkého vyššie uvedeného vyplýva tento záver: aby bola budova spoľahlivá, musí byť správne navrhnutá, správne zvolené miesto a následne kvalitne postavená.
Ako sa správajú štandardné budovy počas zemetrasení?
Teraz v mestách je väčšina obytných budov zastúpená tromi typmi: maloblok, veľkoblok a veľkopanel.
Malé blokové budovy nie sú počas zemetrasenia veľmi spoľahlivé. Už na 7-8 bodoch v horných poschodiach sú rohy poškodené. Sklá na vonkajších pozdĺžnych stenách sa rozbijú a okná vypadávajú. V 9 bodoch sú rohy zničené, po ktorých nasleduje poškodenie stien. Za najbezpečnejšie miesta sa považujú priesečníky vnútorných nosných pozdĺžnych stien s priečnymi a takzvané „bezpečnostné ostrovčeky“ pri výstupe z bytu na schodisko. Počas zemetrasenia by ste mali byť na týchto miestach, pretože zostávajú nedotknuté napriek všetkému ostatnému ničeniu. Obyvatelia nižších poschodí môžu z budovy vybehnúť, ale len rýchlo, pričom budú pozorne sledovať, či zhora nelietajú trosky. Osobitné nebezpečenstvo predstavujú ťažké „striešky“ nad vchodovými dverami.
Veľkoblokové domy celkom dobre odolávajú zemetraseniam. Ale tu sú rohy horných poschodí budovy tiež veľmi nebezpečné. Keď sa bloky posunú, podlahové dosky a koncové steny môžu čiastočne spadnúť. Priečky v týchto domoch sú zvyčajne panelové alebo drevené a ich zrútenie nespôsobuje veľa škody. Zranenie môže byť spôsobené vypadnutím kúskov cementovej malty zo spojov podlahových dosiek a veľkých kusov omietky. K takýmto škodám dochádza pri zemetrasení s magnitúdou 7-8. Najbezpečnejšie miesta sú tie isté dvere na pristátie, keďže sú všetky vystužené železobetónovými rámami.
Staré päťposchodové veľkopanelové domy boli postavené s hodnotením stability 7-8 bodov, ale prax ukázala, že znesú 9 bodov. Počas zemetrasení na území bývalého Sovietskeho zväzu nebola zničená ani jedna takáto budova. Poškodené sú len rohy a na švíkoch medzi budovami vznikajú praskliny. Keďže tieto domy sú celkom spoľahlivé, je lepšie ich neopúšťať počas zemetrasenia. Zároveň však musíte byť ďaleko od vonkajších stien a okien na vyššie uvedených „bezpečnostných ostrovoch“.
Ktoré domy sú bezpečnejšie?
Je známe, že pred 15 rokmi sa uskutočnili seriózne štúdie o bytovom fonde Almaty. Podľa ich výsledkov, približne 50 percent stavieb v meste je určených ako odolných voči zemetraseniu 25 percent bolo klasifikovaných ako odolných voči zemetraseniu a o zvyšku nebol urobený žiadny verdikt. Sú predmetom ďalšieho štúdia.
Počas sovietskych čias bolo veľa budov v južnom hlavnom meste postavených s ohľadom na odolnosť proti zemetraseniu a boli testované pomocou špeciálneho vybavenia. Išlo o 2-podlažné budovy s 8, 12 a 24 bytmi.
Od roku 1961 začal závod na stavbu domov v Almaty vyrábať štandardné veľkopanelové domy odolné voči zemetraseniu. Od sedemdesiatych rokov začali stavať výškové budovy do 12 poschodí, ktoré využívali najnovšie, v tej dobe, monolitické alebo prefabrikované železobetónové konštrukcie. Všetky boli dôkladne testované vibračnými zariadeniami a dodnes sa považujú za spoľahlivé.
Tiež 1-2-podlažné drevené, panelové a blokové domy sú odolné voči kolísaniu 8-9 bodov. Už je overené, že pri takomto zemetrasení nie sú výrazne zničené. Na stenách sú len malé prietrže v rohoch a pokles pôdy pod budovou, ale samotné domy stoja. Aj keď otrasy môžu spôsobiť prudké kývanie stropov a stien, zo stien a stropu môžu vypadávať kúsky omietky. V takýchto domoch môžete zostať počas zemetrasenia, len sa držte ďalej od vonkajších stien s oknami, od ťažkých skriniek a políc, napríklad sa schovajte pod pevný stôl.
Ďalšie domy postavené v predchádzajúcom období si však vyžadujú dodatočné spevnenie.
V roku 1998, po zemetraseniach v južných krajinách SNŠ, boli prijaté nové, prísnejšie stavebné normy a predpisy (SNiP) pre seizmicky nebezpečné oblasti Kazachstanu. A teraz sú povinné pre všetkých vývojárov. Preto musia nové budovy, ktoré sa stavajú, spĺňať všetky moderné požiadavky na seizmickú odolnosť.
Jedna z nových technológií ponúka takzvané transomless budovy, ktoré nemajú trámy. Takéto štruktúry sú už populárne po celom svete. Ich výstavba je oveľa lacnejšia ako trámové domy. Pri správnom návrhu sú oveľa odolnejšie voči bujným podzemným prvkom.
Veľmi obľúbené sa stali aj budovy s veľkými plochami sklenených krytín. Ukazuje sa, sklo je jedným z najvhodnejších materiálov na výstavbu v oblastiach ohrozených zemetrasením. Len sklo nie je obyčajné, ale špeciálne odolné proti zemetraseniu, je ľahšie a pevnejšie ako betón. A celá konštrukcia musí byť vyrobená v súlade s SNIP a iba z vysoko kvalitných materiálov.
Iný nový typ domu dobre znáša seizmické zaťaženie. Nazývajú sa drevený rám. Pri výstavbe takýchto budov je základ bezpečne pripevnený pomocou kotevných skrutiek. A samotné prvky dreveného rámu poskytujú pevnosť a ťažnosť stien, stabilitu strechy a stropov a ich spoje dobre rozvádzajú energiu zemetrasenia.
Teraz sa v Kazachstane stavia veľa budov s dizajnom, ktorý nie je vôbec štandardný. Určite ich treba preskúmať. Preto otázka, ktoré štruktúry, nové alebo staré, sú spoľahlivejšie, bude vždy otvorená. Nebezpečné sa môžu stať schátrané domy aj nové budovy, ktoré neboli testované na odolnosť voči zemetraseniu.
Koniec koncov, problém je v tom, že aj budovy postavené podľa nových štandardných projektov sa niekedy v záujme šetrenia stavajú z lacných a nespoľahlivých stavebných materiálov. Mali by ste teda dôverovať iba známym spoločnostiam, ktoré stavajú domy podľa všetkých pravidiel a testujú svoju silu.
Aké domy by sa nemali stavať v seizmických zónach?
Ľahké drevené, tehlové a nepálené konštrukcie sú často zničené už pri prvých otrasoch s intenzitou 7-8 bodov. V Almaty sa v súčasnosti už takmer nestavajú budovy s tehlovými stenami, ale naďalej sa stavajú domy z nepáleného muriva.
Pre domy s tehlovými stenami a drevenými podlahami vysokými 2-3 poschodiami a so železobetónovými podlahami vysokými 2-4 poschodia je potrebná povinná výstuž. Je zbytočné posilňovať domy nepálenými stenami. Treba ich zbúrať.
Domy so stenami z nízkopevnostných materiálov, ako aj železobetónové rámové konštrukcie sú nespoľahlivé. Zvyčajne ide o verejné a administratívne budovy.
Spôsoby ochrany a spevnenia budov
Jedno z jednoduchých riešení na posilnenie existujúcich domov navrhol akademik Zhumabai Bainatov. Pozostáva z vykopania priekopy po celom obvode budovy, ktorej hĺbka sa rovná hĺbke základu. Je naplnená použitými plastovými fľašami a pokrytá zeminou. Ak náklady na túto metódu znášajú obyvatelia bytových domov, potom to bude stáť každú rodinu približne 200 dolárov. A dom sa stane oveľa spoľahlivejším a v meste bude menej odpadu.
Ďalší nápad predložili odborníci z vedeckého tímu Almaty Construction Company BLOK Ide o to, že v konštrukcii budovy, kde sa stretávajú nosné panely a podlahové dosky, je takzvaný „priestorový kinematický záves“. Toto riešenie má okrem zvýšenia stability konštrukcie predovšetkým zachrániť ľudí vo vnútri.
Odhaduje sa, že domy postavené pomocou tejto technológie sú len o 5 – 10 % drahšie ako bežné domy a ich udržateľnosť sa zvýši o 10 – 15 %. Ale tento vynález môže byť tiež použitý na posilnenie starých budov, ako sú napríklad panelové budovy "Chruščov". Sú postavené do 7-9 podlažných budov s použitím nového konštrukčného riešenia. V tejto situácii sa opäť dosiahne dvojitý efekt: staré domy dostávajú dodatočnú odolnosť proti zemetraseniu a občania dostávajú nové byty v opevnenej budove.
Ďalšiu zaujímavú konštrukčnú technológiu navrhli francúzski vedci. Ide o takzvaný „neviditeľný plášť“, ktorý ukrýva budovu pred zemetrasením. Tvorí ho systém 5-metrových studní a špeciálny materiál, ktorý odráža seizmické vlny.
Počas zemetrasenia viacposchodové budovy často utrpia veľké škody, pričom garáže a ďalšie miestnosti s veľkými prázdnymi priestormi sa nachádzajú v suterénoch. To znamená, že takýmto štruktúram je lepšie sa vyhnúť. Teraz je obvyklé používať skrutky a kovové spojovacie prvky na upevnenie základu. Nie vždy sa používali pri stavbe starých domov. Skúsenosti ukazujú, že takéto budovy sa pri zemetrasení vzdiali od základov.
V sovietskych časoch boli vyvinuté kinematické základy. V Almaty bolo pomocou tejto technológie postavených niekoľko obytných budov. V nich by mali obyvatelia počas zemetrasenia cítiť len hladké hojdanie, bez náhlych otrasov.
Ďalším prvkom budovy, ktorý je potrebné posilniť, sú komínové rúry, ktoré sú veľmi nestabilné voči zemetraseniam. Zrútenie nevystužených komínových rúr veľmi často vedie k poškodeniu strechy a stien. Preto je lepšie, aby boli komíny vyrobené zo spevnených alebo iných ľahkých materiálov.
Pri výbere staveniska by sa mali uprednostňovať skalnaté pôdy - základ konštrukcie na nich je stabilnejší. Budovy by nemali byť umiestnené blízko seba, aby v prípade ich zrútenia nezasiahli susedné budovy.
V seizmicky nebezpečných oblastiach sa vyžadujú vysoké požiadavky na upevnenie vodovodných, kanalizačných a vykurovacích sietí.
Ukazuje sa, že spoľahlivá ochrana budov a stavieb pred dopadmi možných zemetrasení závisí od spoločného úsilia celej populácie – vedcov, úradov, staviteľov a dokonca aj bežných obyvateľov miest a obcí. A vyššie sily, ktoré, dúfajme, ochránia ľudí aj pred ťažkými katastrofami.
Žiaľ, na internete sa zachovala kópia práce na tému „Zemetrasenia a domy“ bez ilustrácií. Neexistoval však žiadny iný podobný materiál na túto veľmi relevantnú tému. Preto uverejňujem úryvok z diela V.N. Andreeva, V.N. Medvedeva „PROBLÉMY SEIZMICKÉHO RIZIKA V REPUBLIKE SAKHA (YA)“ bez autorských ilustrácií.
Ako už viete, väčšina obyvateľov mesta žije v troch hlavných typoch domov: malý blok, veľký blok, veľký panel. Rámové panelové budovy sú spravidla verejné a administratívne. Skúsme si predstaviť situáciu zemetrasenia pre každý z týchto domov.
Takže ste v malom panelovom dome. Deficit seizmicity takéhoto neopevneného domu je 1,5-2 bodov. Poznamenávame len, že praskliny vo vnútorných a vonkajších stenách sa môžu pohybovať od vlasovej línie po 3-4 centimetre. Komisia špecialistov pozorovala trhliny tejto veľkosti, cez ktoré bolo vidieť ulicu, v podobných domoch v meste Leninakan po zemetrasení na Spitak. Pri pohľade na takéto porušenia nie je potrebné panikáriť, pretože dom je na to určený. Mali by ste byť obzvlášť opatrní, ak je poškodenie veľmi odlišné od toho, čo sme opísali. Napríklad dôjde k posunu stropov od stien o 3 a viac centimetrov. ryža. 5 Ktoré prvky domu najlepšie odolávajú živlom?
Obráťme sa na obrázok 5, ktorý zobrazuje najtypickejšie usporiadanie obytnej 2-5-poschodovej budovy s malým blokom. Nosné (na ktorých spočívajú podlahy) hlavné steny 1,2 sú poškodené menej ako priečne steny 3,4,5. Tieto sa ľahšie pohybujú (režú) horizontálnymi seizmickými silami, pretože sú menej zaťažené. Koncová stena 4, ktorá je spojená s ostatnými stenami len na jednej strane, je považovaná za obzvlášť nebezpečnú. Niekedy sa konce budov dokonca odlepia od budovy a vypadnú, čo bolo opakovane pozorované v dedine Gazli, mestách Spitak a Neftegorsk. Roh budovy 6, ktorý je najmenej spojený s budovou a je najviac náchylný na „uvoľnenie“ pri zemetrasení, je veľmi nebezpečný. Už pri zemetrasení o sile 7-8 magnitúdy bývajú poškodené rohy budov na najvyššom poschodí a pri zemetrasení s magnitúdou 9 môžu vypadnúť. Počas zemetrasenia sa neodporúča zdržiavať sa v blízkosti vonkajších pozdĺžnych stien (1), pretože tu môže „vystreliť“ sklo, môžu vypadnúť a vypadnúť okná (táto poznámka platí nielen pre malé panelové domy) a najmä slabé domy môžu dokonca odtrhnúť (pozdĺžne steny od priečnych) ). Najbezpečnejšími miestami pri zemetrasení sú priesečníky vnútorných nosných pozdĺžnych stien (2) s vnútornými priečnymi. Na obrázku sú najtypickejšie „bezpečnostné ostrovčeky“: pri východoch z bytov na schodisko a pri križovatke 5. V týchto miestach sa v dôsledku krížového kríženia nosných a nenosných stien nachádza tzv. vzniká jadro so zvýšenou pevnosťou, ktoré odolá aj zrúteniu iných stien. Toto jadro je tým pevnejšie, čím menej dverí obsahuje. Takže napríklad najspoľahlivejšie miesto bude pri správnom trojizbovom byte v oblasti priesečníka vnútorných stien 2 a 5. Spoľahlivým sa javí aj ostrovček v dvojizbovom byte na priesečník slepých úsekov stien typu 3 a 2. Pokiaľ ide o jednoizbové a ľavé trojizbové byty, majú jadrá Majú jeden alebo dva otvory, a preto sa považujú za menej odolné ako jadrá s prázdnymi stenami. Preto sa tu v prípade potreby môžete pohybovať pozdĺž steny 2. V takýchto domoch, postavených v 70-80 rokoch. Dvere ústiace na schodisko sú orámované železobetónovými rámami, čo zaručuje ich pevnosť. V domoch staršej výstavby však nie sú rámy všade, takže tieto východy nemožno považovať za úplne bezpečné. Niekoľko všeobecných rád o správaní. Hneď ako začne zemetrasenie, mali by ste otvoriť dvere vedúce k pristátiu a ísť na dopravný ostrov. Stojí za to skúsiť vybehnúť z budovy, ak ste na prvom alebo druhom poschodí. Z vyššieho poschodia to možno nestihnete skôr, ako začnú vážne škody. Z domu treba vybehnúť obzvlášť rýchlo a opatrne, aby vás „nezakryli“ tehly lietajúce zo strechy zo zničených rúr, či rozdrvené ťažkým baldachýnom. Ak ste sa nedostali na dopravný ostrovček, nezabudnite, že priečky z muriva z malých blokov sú veľmi nebezpečné. Sú medzi prvými, ktoré boli zničené, dokonca až do kolapsu. Menej nebezpečné sú drevené panelové priečky, no môžu z nich opadávať dosť veľké kusy omietky, ktoré sú nebezpečné najmä pre malé deti. Kamennú priečku od panelovej ľahko rozoznáte podľa tupého, veľmi krátkeho, nevibrujúceho zvuku pri údere päsťou do steny. Pri rozmiestňovaní nábytku v byte dbajte na to, aby objemný nábytok nemohol spadnúť na bezpečnostný ostrovček alebo na možnú únikovú cestu z bytu.
Mnohí obyvatelia veľkých blokových domov vedia, že ich domy celkom dobre odolajú zemetraseniam. Ich skutočnú seizmickú odolnosť odhadujú odborníci na 7,7 bodu. Na obr. Obrázok 6 zobrazuje typické usporiadanie veľkoblokového domu. Poloha hlavných nosných a nenosných stien je rovnaká ako v maloblokovom dome. Veľkoblokový dom stráca nosnosť najmä rozčlenením stien do samostatných blokov, ktoré v starostavbách, žiaľ, nemajú medzi sebou dobré prepojenie. Vonkajšie steny tvoria dva bloky podľa výšky podlahy: stena s výškou 2,2 m a preklad s výškou 0,6 m. Vnútorné steny tvoria bloky s výškou podlahy t.j. 2,8 m podlažia s hrúbkou 0,22 m sú podopreté na prekladových blokoch obvodových stien a priamo na blokoch vnútorných stien. Počas zemetrasenia s magnitúdou väčšou ako 7 sa bloky začnú posúvať mimo rovinu steny. Najväčšie trhliny a poškodenie škár (11) treba očakávať u nenosných priečnych stien, ktoré sú menej zaťažené doskami, najmä v čelnej stene (4) a stenách schodiska (3). V posledných stenách je malé spojenie medzi blokmi pomocou nie veľmi pevných kovových dosiek, ktoré sa aj pri zemetrasení 7,5-8 bodov začnú veľmi uvoľňovať a odlamovať kusy betónu a omietky okolo nich. Tieto úlomky môžu zraniť ľudí, ktorí bežia po schodoch, preto je potrebné presunúť sa bližšie k zábradliu. ryža. 6. Rovnako ako v maloblokových budovách sú rohy budovy veľmi nebezpečné (6), najmä na vyšších poschodiach. Posun blokov z roviny steny môže viesť k čiastočnému zrúteniu koncovej steny (4) a podlahových dosiek. Priečky v týchto domoch sú spravidla drevené, panelové, omietnuté a nemali by ste sa báť ich zrútenia. Poranenie, najmä malého dieťaťa, môže spôsobiť odpadávanie kúskov omietky z priečok a vypadávanie kúskov cementovej malty zo škár medzi podlahovými doskami. K takýmto škodám dochádza pri zemetrasení s magnitúdou 7,5. Obrázok ukazuje najbezpečnejšie miesta vo veľkom panelovom dome. Na rozdiel od malých blokových budov sú tu všetky výstupné dvere na schodiskovú podestu vystužené železobetónovými rámami (9), takže pravdepodobnosť zaseknutia dverí v dôsledku nesúososti je nízka a výstup z bytu je celkom spoľahlivý. K všeobecnej rade - nevešajte ťažké police v oblasti bezpečnostného ostrovčeka a zabezpečte nábytok, treba dodať, že je to obzvlášť dôležité robiť v komore (7) a na chodbe (8), inak na bezpečnostnom ostrove pre vás jednoducho nezostane miesto.
V starých veľkopanelových päťposchodových obytných budovách, ktorých typické usporiadanie je znázornené na obr. 7, plocha dopravných ostrovčekov je už oveľa väčšia. Napriek tomu, že tieto domy boli navrhnuté na 7-8 bodov, prax ukázala, že ich skutočná seizmická odolnosť sa blíži k 9 bodom. Pri zemetraseniach na území bývalého Sovietskeho zväzu nebola nikde zničená ani jedna takáto budova. Všetky vonkajšie a vnútorné steny v takýchto domoch sú veľké železobetónové panely, dobre spojené v uzloch pomocou zabudovania a zvárania (uzol 5). Vnútorné steny a priečky sú navzájom spojené pomocou zváraných vývodov. Podlahové panely majú veľkosť miestnosti, dosadajú na steny zo štyroch strán a sú tiež spojené so stenami zváraním. Výsledkom je spoľahlivá voštinová štruktúra. Výpočty správania sa veľkopanelového domu pri zemetrasení s magnitúdou 9 ukázali, že najväčšie škody sa očakávajú v rohoch budovy (6), a v spojoch krajných panelov (4), kde sú veľké vertikálne trhliny tzv. 1-2 cm sa môžu otvoriť Prvé trhliny sa môžu objaviť už pri L-7,5 bodoch. Rovnaké trhliny sa môžu objaviť na dilatačných škárach medzi budovami. Tieto trhliny však neovplyvňujú celkovú stabilitu budovy. K nepríjemným faktorom patrí možný vznik šikmých trhlín do šírky 1 cm v železobetónových prekladoch nad vchodovými dverami do bytov, ktoré môžu viesť k zasekávaniu dverí. Preto musia byť okamžite zatvorené, keď začnú vibrácie so silou 6 bodov alebo viac. Keďže budovy s veľkými panelmi sú celkom spoľahlivé, nemali by ste ich počas zemetrasenia vyčerpať. Počas zemetrasenia sa však odporúča zostať v oblasti bezpečnostných ostrovov, ďaleko od vonkajších stien, kde môžu okenné tabule „vystreliť“ a od koncovej steny, v ktorej uzloch môžu byť dlhé, desivé praskliny. OTVORENÉ. Nemali by ste vybehnúť ani preto, že v starých domoch tejto série sú nad vchodmi do vchodov veľmi ťažké, nebezpečné baldachýny. Vložené kovové časti, ktorými boli tieto prístrešky pripevnené k budove. v dôsledku starnutia sú silne zhrdzavené a pri silných seizmických otrasoch ich nemusia držať.
Počas zemetrasenia na ostrove. V Šikotane v roku 1994 spadlo niekoľko baldachýnov blízko podobných veľkých panelových trojposchodových domov, čo rozdrvilo dvoch obyvateľov, ktorí utekali z jedného domu. V dome sa však nezranila ani jedna osoba. Samotný dom neutrpel žiadne vážne škody. Neskoršie veľkopanelové domy, takzvané „vylepšené“ série, s arkierovými oknami, ako aj domy „novej“ dispozície s veľkými zasklenými balkónmi, boli pôvodne projektované na 9 bodov a je prakticky bezpečné byť v nich počas zemetrasenie takejto sily. Treba si dávať pozor na rozbité sklo padajúce zhora, najmä z balkónov, ktoré môže preletieť na veľké vzdialenosti – až 15 metrov. Preto sa neodporúča vybiehať z týchto domov, rovnako ako byť na ulici vedľa nich. Obr. 7 Skúsenosti ukazujú, že aj pri silných zemetraseniach s magnitúdou 8-9 sa 1-2-poschodové drevené domy prakticky nezrútia, kým sa nezrútia. Jeden z autorov knihy pozoroval správanie panelových a panelových domov počas zemetrasenia s magnitúdou 9 na ostrove. Shikotane. Z takmer päťdesiatich skúmaných dvojposchodových domov nebol ani jeden dom, v ktorom by sa zrútila aspoň jedna stena alebo zlyhal strop. Vyskytli sa prípady, keď sa nadácia „vytrhla“ spod domu a bola odnesená zosuvom pôdy 1 až 1,5 metra a dom sa prepadol! Došlo k prelomeniu múrov v rohoch do 20 cm a poklesu pôdy pod budovou do 0,5 m, ale domy prežili. Preto by ste z takýchto domov nemali utekať, najmä preto, že tehly padajúce na tie, ktoré vybiehajú z rúcajúcich sa komínov, predstavujú nebezpečenstvo. V drevených domoch sa stropy kývajú viac ako iné a steny „praskajú“, čo spôsobuje nepríjemné pocity. Zo stien a stropu môžu vypadnúť kúsky omietky. Preto v takýchto domoch má zmysel vybrať si miesto, kde omietka tesne prilieha k stene alebo stropu, to znamená, že pri poklepaní vopred „neodskočí“. Pre deti je lepšie schovať sa pod stôl. A samozrejme sa musíte držať ďalej od vonkajších stien s oknami, od ťažkých skriniek a políc, najmä ak nie sú špeciálne zabezpečené. Toto je všeobecné pravidlo pre každú budovu.
Domáci tréning. Urobme myšlienkový experiment. Zatvorte oči a predstavte si, že ležíte vo vlastnej posteli. Predstavte si, že v tejto chvíli nastal prvý silný seizmický šok. Teraz sa v duchu pokúste dostať k dverám čo najrýchlejšie, otvorte ich a zaujmite miesto vo dverách. Zároveň pokrčte prsty v každom prípade, keď počas svojho duševného pokroku narazíte na prekážky, ktoré skutočne existujú. Teraz si to spočítajte. Každá prekážka má minimálne 3 stratené sekundy. Odhadnite čas čistého pohybu a čas otvorenia zámku dverí. Pridajte pár sekúnd na to, aby ste si chytili batoh s dokladmi a potravinami (samozrejme, visí vedľa dverí, ako sa odporúča). A ak dostanete viac ako 20 sekúnd, tak si dajte tučný FAIL a poďme na reorganizáciu. Urobte si zoznam prekážok objavených počas experimentu. Toto je minimum, ktoré treba urobiť. Začnime sa pohybovať v opačnom poradí. Vyhodnoťte zámok dverí z hľadiska jeho schopnosti rýchlo otvoriť dvere. Je pre vás ľahké nájsť samotný zámok a jeho otváracie zariadenie aj v tme? Koľko krokov je potrebných na odomknutie zámku a dverí? Pokúste sa všetko zariadiť tak, aby sa zámok otváral s minimom pohybov a priveďte tieto pohyby do automatiky. Sú v okolí predmety, ktoré by pri prvom zatlačení mohli spadnúť a zablokovať vám cestu? Ak nejaké sú, buď ich posilnite, alebo im nájdite vhodnejšie miesto v byte. Chodba by mala byť čo najvoľnejšia. Veľmi často je priechod preplnený vecami, ktoré boli do bytu prinesené len nedávno a ešte nenašli svoje stále miesto. Každý vie, že nie je nič trvalejšie ako dočasné. Preto bez odkladu „na neskôr“ si uvoľnite cestu k spaseniu. Uistite sa, že pozdĺž stien nie sú žiadne predmety, ktoré by sa mohli zachytiť. Pozrite sa na svoje nohy, aby ste zistili, či ste z chodby odstránili topánky, ktoré práve nepoužívate, a či netvoria prekážky v pohybe. Teraz obrátime svoju pozornosť na dvere z chodby do izby. Je vhodné, aby bol neustále otvorený. Premýšľajte o tom, ako ho môžete uzamknúť v otvorenej polohe a nainštalovať západku. Ak je na podlahe koberec alebo sú tam stopy, skontrolujte, ako pevne priliehajú k podlahe, či tam nie sú nejaké záhyby, záhyby alebo otrepy. Nešmýka sa koľaj na hlavnej podlahovej krytine? Špeciálnu pozornosť venujte spojom kobercov a cestičiek. Odstráňte všetky nedostatky, nech je cesta „hodvábna“. Mobilné interiérové prvky v posledných rokoch pevne vstúpili do nášho každodenného života: stolíky na kolieskach, stojany na mobilnú televíziu, video a audio zariadenia. Stanovte si pravidlo, že ich večer nenecháte pri možnej únikovej ceste. Nechajte ich v takej polohe, aby k ich samovoľnému pohybu v prípade seizmických otrasov nemohlo dôjsť v smere tejto únikovej cesty a nespôsobili pád predmetov alebo nábytku na túto cestu. Ak na pripojenie elektrického zariadenia používate predlžovacie káble, dbajte na to, aby drôty nekrížili cestu vášho pohybu do zásuvky. Pýchou takmer každej rodiny je jej domáca knižnica. Skontrolujte, či nie sú knihy na otvorených poličkách, z ktorých by vám mohli pri prvom seizmickom šoku spadnúť k nohám alebo spadnúť na hlavu, keď pribehnete k dverám. Hodnotiť položky na otvorených policiach z rovnakej perspektívy, najmä ak sú tieto police umiestnené nad dverami. Uistite sa, že samotné police sú bezpečne zaistené. Nočné stolíky by mali byť tiež bezpečne pripevnené, aby neboli prvou neprekonateľnou prekážkou spásy. Stolové lampy stojace na týchto skrinkách je vhodné upevniť. Ak zásuvky v týchto nočných stolíkoch ľahko vypadnú alebo sa otvoria pri jemnom zatlačení dvierok, uistite sa, že sú bezpečne pripevnené. Oblečenie, ktoré sa pravidelne hromadí vedľa postele, môže byť vážnou prekážkou rýchleho pohybu. Urobte si pravidlom odkladať veci, ktoré si v ten deň neoblečiete. (Ukazuje sa, že prípadné silné zemetrasenie je dôležitým dôvodom na udržanie poriadku vo vašom dome!)
Spomeňte si na myšlienkový experiment, ktorý ste vykonali, a venujte pozornosť tomu, ktorá prekážka vám prišla do cesty ako prvá. Ak je vyriešený, skontrolujte, či na vašom zozname po experimente stále nie sú nevyriešené prekážky, a vykonajte príslušné opatrenia. Teraz skontrolujte výstupnú cestu pre každého člena rodiny. Ak má rodina malé deti a vy sa pohybujete smerom k nim ako prvý, venujte pozornosť tým oblastiam, ktoré budete musieť dvakrát prejsť rôznymi smermi. Zistite, či váš prvý pohyb nebude vytvárať prekážky na spiatočnej ceste. Podobne skontrolujte a zariaďte únikovú cestu z obývačky a kuchyne. Upozorňujeme, že z týchto izieb sa môže pohybovať niekoľko osôb vrátane detí súčasne. Pri sledovaní atletických súťaží pri pretekoch steeplechase máte často túžbu uľahčiť pretekárom cestu a odstrániť prekážky a jamu s vodou. Ako ľahko a krásne by sa dostali do cieľa. Tamojšie pravidlá hry to ale neumožňujú. Pravidlá seizmickej bezpečnosti nám naopak hovoria - nedovoľte, aby sa veci dostali do bodu domácej steeplechase, inak sa nebudete môcť bezpečne dostať do cieľa. Preto radíme odstrániť z vozovky zábrany a zbytočne neriskovať.
|
Tradičné metódy a prostriedky ochrany budov a stavieb pred seizmickými vplyvmi zahŕňajú rozsiahly komplex rôznych opatrení zameraných na zvýšenie únosnosti stavebných konštrukcií, ktorých návrh sa vykonáva na základe noriem a pravidiel vypracovaných domácimi a zahraničnými. stavebné skúsenosti, ktoré zaručujú seizmickú odolnosť budov a konštrukcií v oblastiach so seizmicitou 7, 8 a 9 bodov.
Navrhovanie budov a stavieb v seizmicky nebezpečných oblastiach sa začína dodržiavaním všeobecných zásad konštrukcie odolnej voči zemetraseniu, podľa ktorých všetky použité stavebné materiály, konštrukcie a konštrukčné schémy musia zabezpečiť najnižšie seizmické zaťaženie. Pri navrhovaní sa odporúča prijať spravidla symetrické konštrukčné schémy a dosiahnuť rovnomerné rozloženie tuhosti konštrukcie a hmotnosti. Pri stavbách a konštrukciách z prefabrikátov sa odporúča umiestniť spoje mimo zóny maximálnych síl, je potrebné zabezpečiť homogénnosť a pevnosť konštrukcií použitím vystužených prefabrikátov.
Výber schém priestorového plánovania, ich tvaru a rozmerov má významný vplyv na seizmickú odolnosť budov. Najvýhodnejšie tvary štruktúr v pôdoryse sú kruh, mnohouholník, štvorec a podobné tvary. Takéto formy však nie vždy spĺňajú požiadavky plánovania, preto sa najčastejšie používa obdĺžnikový tvar s rovnobežnými rozpätiami, bez rozdielu vo výškach susedných rozpätí a bez prichádzajúcich rohov. Ak je v pláne budovy potrebné vytvoriť zložité tvary, potom by sa mal po celej výške rozrezať na samostatné uzavreté oddiely jednoduchého tvaru. Konštrukčné riešenia oddelení počas zemetrasenia by mali zabezpečiť nezávislú prevádzku každého z nich. To sa dosiahne inštaláciou antiseizmických švov, ktoré je možné kombinovať s teplotnými alebo sedimentárnymi. Antiseizmické švy sa vykonávajú inštaláciou spárovaných stien, spárovaných stĺpov alebo rámov, ako aj postavením rámu a steny.
Pri výške budovy do 5 m by mala byť šírka takéhoto švu aspoň 3 cm Pri budovách väčšej výšky sa šírka švu zväčší o 2 cm na každých 5 m výšky.
Vo viacpodlažných budovách hrajú hlavnú úlohu v ich seizmickej odolnosti konštrukcie medzipodlažných podláh a nátery, ktoré fungujú ako membrány tuhosti, zabezpečujúce rozloženie seizmického zaťaženia medzi zvislé nosné prvky. Prefabrikované železobetónové podlahy a zastrešenie budov musia byť liate na mieste, tuhé v horizontálnej rovine a napojené na zvislé nosné konštrukcie.
Bočné hrany panelov (dosiek) podláh a krytín musia mať drážkovaný alebo drážkovaný povrch. Pre spojenie s protiseizmickým pásom alebo pre spojenie s rámovými prvkami v paneloch (doskách) by mali byť zabezpečené výstužné výstupy alebo zapustené časti.
Hmotnosť konštrukcie má významný vplyv na hodnoty seizmického zaťaženia. Preto je pri pôsobení seizmických síl potrebné usilovať sa o maximálne možné zníženie hmotnosti konštrukcií a z toho vyplývajúceho zaťaženia.
Nenosné prvky, ako sú priečky a rámové výplne, sa odporúčajú ľahké, zvyčajne veľkoplošnej alebo rámovej konštrukcie a spojené so stenami, stĺpmi, a ak je dĺžka väčšia ako 3 m, s podlahami. V budovách s viac ako piatimi poschodiami nie je povolené používať ručne vyrobené murované priečky. Priečky z tehál alebo kameňa by mali byť vystužené po celej dĺžke minimálne každých 700 mm na výšku tyčami s celkovým prierezom v škáre minimálne 0,2 m2. viď. Z roviny panelov je dovolené robiť závesné priečky s obmedzovačmi pohybu.
Kamenné budovy utrpia počas zemetrasení najväčšie škody v porovnaní s inými typmi moderných budov.
Seizmická odolnosť kamenných budov je určená pevnosťou tehál a kameňa a závisí aj od sily ich priľnavosti k malte. Podľa súčasných regulačných dokumentov sa odporúča stavať nosné tehlové a kamenné steny spravidla z tehlových alebo kamenných panelov, blokov vyrábaných v továrňach pomocou vibrácií alebo z tehlového alebo kamenného muriva pomocou mált so špeciálnymi prísadami, ktoré zvyšujú priľnavosť malty k tehle alebo kameňu.
Na zabezpečenie seizmickej odolnosti je dôležitý výber staveniska – treba sa vyhnúť blízkosti zlomových línií. Zmeny sa týkajú aj zakladania konštrukcií - z betónu alebo polymérnych materiálov sa vytvárajú „vankúše“, vďaka ktorým sa budovy pri zemetrasení posúvajú alebo „plávajú“ a nelámu sa pozdĺž tých línií, kde vzniká najväčšie napätie.
Najsľubnejším smerom zvyšovania seizmickej odolnosti je seizmická izolácia budov. Seizmická izolácia zahŕňa odladenie frekvencií vibrácií budovy od prevládajúcich frekvencií nárazov. Práve to zaisťuje zníženie mechanickej energie prijatej konštrukciou zo základne.
Odborníci z Ruska a zahraničia navrhli rôzne zariadenia pre seizmické izolačné systémy a absorbéry vibračnej energie konštrukcií, ako aj systémy využívajúce zliatiny, ktoré si pamätajú objemový stav, a ďalšie „inteligentné“ systémy.
Vo svete sa sledujú tieto trendy: prvým je použitie čistej seizmickej izolácie budov, ktorá sa zvyčajne inštaluje do spodných podlaží: gumokovové podpery rôznych modifikácií, s nízkym a vysokým tlmením, s oloveným jadrom aj bez neho s použitím rôznych materiálov. Existujú aj trecie klzné podpery kyvadlového typu. Oba typy podpier sa vo svete používajú veľmi široko.
(Stavebníctvo (Moskva), 30.03.2009)
Druhým smerom je použitie tlmenia (tlmenie vibrácií), ktoré je známe už veľmi dlho a neustále sa zdokonaľuje. Pre výškové stavby sa spravidla používa kombinácia: seizmická izolácia je umiestnená v spodnom poschodí a tlmenie je inštalované pozdĺž výšky budovy. Teraz výrobcovia ponúkajú širokú škálu tlmičov: kovové, kvapalné, existujú špeciálne zliatiny s pamäťou, špeciálne tlmiace steny, aj keď sú pomerne drahé, sú dosť účinné.
Materiál bol pripravený na základe informácií z otvorených zdrojov
Zemetrasenie je silný ničivý živel, ktorý dokáže zničiť celé mestá. Našťastie v priebehu posledných desaťročí architekti a inžinieri vyvinuli niekoľko technológií, ktoré zabezpečujú, že budovy, či už malé domy alebo mrakodrapy, sa nezrútia, ak dôjde k zemetraseniu.
1. „Plávajúci“ základ
Izolácia základov, ako už názov napovedá, zahŕňa oddelenie základov budovy od celej konštrukcie nad základom. Jeden systém, ktorý funguje na tomto princípe, umožňuje budove „plávať“ nad základom na oloveno-kaučukových ložiskách, v ktorých je olovené jadro obklopené striedajúcimi sa vrstvami gumy a ocele. Oceľové dosky pripevňujú ložiská k budove a základu, čo umožňuje, aby sa základ počas zemetrasenia pohyboval, ale nie konštrukcia nad ním.
Japonskí inžinieri dnes posunuli túto technológiu na novú úroveň. Ich systém umožňuje budove plávať na vzduchovom vankúši. Tu je návod, ako to funguje. Senzory na budove detegujú signály seizmickej aktivity. Sieť senzorov prenáša signál do vzduchového kompresora, ktorý pumpuje vzduch medzi budovou a základom za pol sekundy. Vankúš zdvihne budovu 3 cm nad zem, čím ju izoluje od otrasov, ktoré by ju mohli zničiť. Keď zemetrasenie ustane, kompresor sa vypne a budova klesne na miesto.
2. Tlmiče nárazov
Táto technológia je prevzatá z automobilového priemyslu. Tlmiče znižujú veľkosť vibrácií premenou kinetickej energie vibrácií na tepelnú energiu, ktorá sa môže rozptýliť cez brzdovú kvapalinu. V stavebníctve inžinieri inštalujú podobné tlmiče vibrácií na každej úrovni budovy, ktorých jeden koniec je pripevnený k stĺpu a druhý k nosníku. Každý tlmič pozostáva z hlavy piestu, ktorá sa pohybuje vo valci naplnenom silikónovým olejom. Počas zemetrasenia spôsobuje horizontálny pohyb budovy pohyb piestov, čím vzniká tlak na olej, ktorý premieňa mechanickú energiu zemetrasenia na teplo.
3. Kyvadlová sila
Odpisy môžu byť rôzneho druhu. Ďalšie riešenie, najmä pre mrakodrapy, zahŕňa zavesenie obrovskej hmoty z hornej časti budovy. Oceľové laná podopierajú hmotu, zatiaľ čo tlmiče nárazov viskóznej kvapaliny sú umiestnené medzi hmotou a chránenou budovou. Keď sa budova počas zemetrasenia hojdá, sila kyvadla spôsobí, že sa pohybuje opačným smerom, čím sa energia rozptýli.
Každé kyvadlo je presne naladené na prirodzenú frekvenciu vibrácií budovy, aby sa predišlo rezonančným efektom. Tento systém je použitý v 508 m vysokom mrakodrape Taipei 101 - v strede kyvadla je 660-tonová zlatá guľa zavesená na 8 oceľových lankách.
4. Vymeniteľné poistky
Viete, ako fungujú elektrické zástrčky? Inžinieri sa snažia podobné poistky zaviesť do seizmickej ochrany budov.
Elektrické poistky „vybuchnú“, ak zaťaženie siete prekročí určité hodnoty. Elektrina je vypnutá a to zabraňuje prehriatiu a požiarom. Vedci zo Stanford University a University of Illinois uskutočnili výskum konštrukcie vyrobenej z oceľových rámov, ktoré sú elastické a môžu oscilovať v hornej časti základu.
To však nie je všetko. Okrem toho výskumníci navrhli vertikálne káble, ktoré spájajú hornú časť každého rámu so základom, čím obmedzujú vibrácie. A keď vibrácie skončia, káble môžu vytiahnuť celú konštrukciu nahor. Nakoniec sú vymeniteľné poistky umiestnené medzi rámami a na pätách stĺpov. Kovové zuby poistiek absorbujú seizmickú energiu. Ak zaťaženie prekročí povolené zaťaženie, poistky sa dajú jednoducho a lacno vymeniť, čím sa budova rýchlo vráti do pôvodnej podoby.
5. Oscilujúce „jadro“
V mnohých moderných mrakodrapoch inžinieri používajú systém oscilačných stien na centrálnom hriadeli budovy. Železobetón prechádza stredom konštrukcie a obklopuje haly výťahu. Táto technológia je však nedokonalá a pri zemetraseniach môžu takéto budovy podliehať výrazným neelastickým deformáciám. Riešením môže byť kombinácia tejto technológie s vyššie spomínanou izoláciou základov.
Stena centrálnej šachty budovy sa kýva v spodnej úrovni budovy, aby sa zabránilo zrúteniu betónu steny. Inžinieri navyše spevňujú spodné dve podlažia budovy oceľou a inštalujú ťahovú výstuž po celej výške. V železobetónových konštrukciách s výstužou napnutou na betón prechádzajú oceľové laná cez centrálny hriadeľ budovy. Pôsobia ako gumené pásy, ktoré sa dajú natiahnuť hydraulickými zdvihákmi, aby sa zvýšila dočasná odolnosť proti roztrhnutiu centrálnej hlavne.
6. Neviditeľný plášť zemetrasenia
Zemetrasenia vytvárajú vlny, ktoré sa delia na objemové a povrchové. Prvý rýchlo prejde do hlbín Zeme. Tie sa pohybujú zemskou kôrou pomalšie a zahŕňajú podskupinu vĺn známych ako Rayleighove vlny, ktoré pohybujú Zemou vo vertikálnom smere. Práve tieto vibrácie spôsobujú pri zemetraseniach hlavné škody.
Niektorí vedci sa domnievajú, že je možné prerušiť prenos týchto vĺn vytvorením „neviditeľného plášťa“ zo 100 sústredných plastových krúžkov skrytých pod základom budovy. Takéto prstence môžu zachytávať vlny a vibrácie sa už nemôžu šíriť do budovy nad nimi, ale jednoducho vychádzajú z druhého konca prstencovej štruktúry. Nie je však úplne pochopené, čo sa v tomto prípade stane s okolitými budovami, ktoré sú zbavené takejto ochrany.
7. Zliatiny s tvarovou pamäťou
Ťažnosť materiálov predstavuje veľkú výzvu pre inžinierov, ktorí sa pokúšajú vytvoriť budovy odolné voči zemetraseniu. Plasticita opisuje zmeny, ku ktorým dochádza v materiáli, keď naň pôsobí sila. Ak je táto sila dostatočne silná, tvar materiálu sa môže trvalo zmeniť, čo ovplyvní jeho schopnosť správne fungovať.
Zliatiny s tvarovou pamäťou, na rozdiel od tradičnej ocele a betónu, môžu byť vystavené značnému namáhaniu a stále sa vracajú do pôvodného tvaru. Experimenty s týmito zliatinami sa už uskutočňujú. Jedným z nich je nikel-titán, alebo nitinol, ktorý je o 10-30% pružnejší ako oceľ.
8. Škrupina z uhlíkových vlákien
Je veľmi dôležité stavať nové budovy s ochranou proti zemetraseniu, ale rovnako dôležité je chrániť existujúce budovy pred zemetrasením. Tu môže pomôcť aj izolácia základov, existuje však jednoduchšie riešenie, ktoré sa nazýva plastová fólia vystužená vláknami (FRP). Inžinieri jednoducho obalia plastový materiál okolo nosných betónových stĺpov a natlakujú epoxidovú živicu medzi stĺp a materiál. Tento proces sa môže opakovať 6-8 krát. Takto možno spevniť aj budovy, ktoré už zemetrasenia poškodili. Podľa výskumu sa stabilita konštrukcií pri použití tejto metódy zvyšuje o 24-38%.
9. Biomateriály
Materiály ako FRP a pamäťové zliatiny môžu byť v budúcnosti ešte pokročilejšie – a inšpirácia pre nové materiály môže pochádzať zo sveta zvierat. Napríklad slávka skromná vylučuje lepkavé vlákna nazývané byssal vlákna, aby zostali na mieste. Niektoré sú tuhé a iné flexibilné. Keď vlna zasiahne mušľu, zostane na mieste, pretože elastické nite absorbujú vlnu. Vedci vypočítali, že pomer tvrdých a elastických vlákien bol 80:20. Zostáva len vyvinúť podobný materiál na použitie v stavebníctve.
Ďalší nápad sa týka pavúkov. Je známe, že ich sieť je pevnejšia ako oceľ, no vedci sa domnievajú, že to, čo robí tento materiál jedinečným, je jeho dynamická odozva pri výraznom napätí. Vedci zistili, že keď sa jednotlivé pramene pavučiny natiahnu, najskôr sa stanú neroztiahnuteľnými, potom sa roztiahnu a potom sa opäť stanú neroztiahnuteľnými.
10. Kartónové rúrky
Pre krajiny, ktoré si nemôžu dovoliť drahé technológie proti seizmickej ochrane, majú inžinieri tiež vývoj. Napríklad v Peru výskumníci posilnili tradičné budovy z nepálených tehál tým, že ich vystužili plastovou sieťovinou. V Indii sa bambus úspešne používa na spevnenie betónu. V Indonézii niektoré budovy stoja na podperách vyrobených zo starých pneumatík naplnených pieskom alebo kameňmi.
Aj lepenka sa môže stať pevným a odolným stavebným materiálom. Japonský architekt Shigeru Ban postavil niekoľko budov s použitím kartónových rúrok potiahnutých polyuretánom. V roku 2013 postavil katedrálu na Novom Zélande. Stavba si vyžiadala 98 kartónových rúr vystužených drevenými trámami. Konštrukcie z kartónu a dreva sú veľmi ľahké a flexibilné, lepšie znášajú seizmické zaťaženie ako betón. A ak sa zrútia, pravdepodobnosť, že ľudia budú trpieť pod troskami, je minimálna.
Text:Valentina Lebedeva
V Minsku boli prezentované prvé výsledky záťažových testov JE Bel. Ukázali odolnosť rozostavanej jadrovej elektrárne voči extrémnym vplyvom.
Výstavba JE BelNPP v Ostrovets, október 2017. Foto: Dmitrij Brushko, TUT.BY
Realizované v roku 2016. Predstavujú jednorazový neplánovaný test odolnosti jadrovej elektrárne voči extrémnym nárazom. Po havárii v japonskej elektrárni Fukušima prebiehajú záťažové testy v jadrových elektrárňach – v prevádzke aj vo výstavbe. Dnes boli novinárom predložené prvé správy o výsledkoch kontroly.
„Bieloruská jadrová elektráreň je odolná voči podobným udalostiam, ku ktorým došlo vo Fukušime,“ poznamenal šéf odboru jadrovej a radiačnej bezpečnosti ministerstva pre mimoriadne situácie. Oľga Lugovská. — Budovy, stavby, zariadenia sú navrhnuté v súlade s existujúcim regulačným rámcom, sú určené bezpečnostné rozpätia – to je určitá rezerva oproti existujúcim záväzným požiadavkám.
Napriek tomu, že JE BelA už má bezpečnostné rezervy, komisia, ktorá robila záťažové testy, rozhodla o ich zvýšení.
„Počas tohto roka sa vytvorí akčný plán na posilnenie bezpečnostných rezerv, vrátane prípadných odporúčaní európskych expertov,“ poznamenala Olga Lugovskaya.
Šéf rezortu jadrovej a radiačnej bezpečnosti dodal, že záťažové testy dokonca hodnotili schopnosť odolávať podmienkam, ktoré sú pre územie Bieloruska mimoriadne nepravdepodobné: napríklad silné zemetrasenia, záplavy spojené s cunami.
Ako ozrejmil riaditeľ Centra pre geofyzikálny monitoring Národnej akadémie vied Bieloruska Arkadij Aronov, odborníci vypočítali dva hlavné parametre, na základe ktorých sa posudzuje stupeň seizmického ohrozenia. Ide o návrhové zemetrasenie a maximálne návrhové zemetrasenie. Projektované zemetrasenie bolo 6 bodov na 12-bodovej stupnici, maximálne projektované zemetrasenie bolo 7 bodov na 12-bodovej stupnici.
— Dospeli sme k záveru, že do programu prác na Národnej správe by bolo vhodné zaradiť prácu na vytvorení stálej seizmickej pozorovacej siete na sledovanie geodynamickej aktivity v areáli jadrovej elektrárne. Napriek tomu, že naše územie sa nachádza v slabom geodynamickom regióne a nedá sa v žiadnom prípade porovnávať s podmienkami, v ktorých sa nachádzala Fukušima,“ povedal Arkadij Aronov. — Program zahŕňa vytvorenie miestnej siete seizmickej kontroly. Dočasná je tam stále na obdobie projektovania a výstavby, ale v budúcnosti bude táto sieť fungovať vo všetkých fázach životnosti jadrovej elektrárne, vrátane obdobia prevádzky aj vyraďovania. V procese seizmickej kontroly budú parametre neustále aktualizované, aby bolo možné on-line kontrolovať, objasňovať seizmické vplyvy a plne porozumieť seizmickej situácii.
— Okrem toho boli vykonané záťažové testy pre bieloruskú JE aj na také prírodné faktory, ktoré sa s veľmi nízkou pravdepodobnosťou môžu vyskytnúť na území Bieloruska. Ide o silný vietor, víchricu, veľmi silné dažde, veľké krupobitie, prachové búrky, silné snehové búrky, snehové zrážky, námrazu, hmly, suchá a extrémne teploty – samotné poveternostné javy a ich rôzne kombinácie. Zohľadnili sa aj následky výpadkov napájania a straty elektrických nosičov,“ dodala Olga Lugovskaya.
- Menšie zmeny - áno, existujú. Všetky sa budú týkať zmien v elektrickej časti projektu - zvýšenie bezpečnostných rezerv v scenári úplného výpadku stanice, - vysvetlil zástupca hlavného inžiniera Republikánskeho jednotného podniku "Bieloruská jadrová elektráreň" Alexander Parfenov.
Bielorusko už poslalo Európskej komisii národnú správu o cielenom prehodnotení bezpečnosti bieloruskej JE (záťažové testy). V blízkej budúcnosti by sa mal objaviť vo verejnej doméne na webovej stránke ENSREG a na webovej stránke Gosatomnadzor Bieloruska. Národnú správu zostavili odborníci z Ministerstva prírodných zdrojov a životného prostredia, Národnej akadémie vied, Ministerstva pre mimoriadne situácie, Ministerstva zahraničných vecí a Bieloruskej jadrovej elektrárne. V marci 2018 prídu európski experti do Bieloruska, aby si vymenili názory a návrhy pre Bieloruskú národnú správu.