РОБОТА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ОСОБЛИВИХ НАВАНТАЖЕНЬ РОЗДІЛ 11. ВПЛИВ СЕЙСМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ НА БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ

Скачати 0.93 Mb.

Назва	РОБОТА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ОСОБЛИВИХ НАВАНТАЖЕНЬ РОЗДІЛ 11. ВПЛИВ СЕЙСМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ НА БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ
Сторінка	1/9
Дата	01.04.2013
Розмір	0.93 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Математика > Документи

1 2 3 4 5 6 7 8 9

РОБОТА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ В УМОВАХ ОСОБЛИВИХ НАВАНТАЖЕНЬ
РОЗДІЛ 11. ВПЛИВ СЕЙСМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ НА БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ
11.1 Загальні поняття про землетруси
Швидкі, раптові струси земної кори, викликані різного роду природними причинами, називаються землетрусами. Основна причина землетрусів – розрядка внутрішніх напруг Землі. Виявляються землетруси, головним чином, в зонах активних рухів земної кори. Ці зони називаються сейсмічними (грець. seismos – коливання).

Область усередині Землі, де раптово виділяється потенційна енергія, називається сейсмічним осередком. Центр області називають гіпоцентром Н, а його проекцію на поверхню Землі – епіцентром Е. Відстань між гіпоцентром і епіцентром – глибина сейсмічного осередку. За глибиною сейсмічного осередку землетруси поділяють на:

– поверхневі – відстань від епіцентру до гіпоцентру до 10 км;

– нормальні – 10…75 км;

– проміжні – 75…300 км;

– глибокофокусні – 300…700 км.
Пружні коливання, що розповсюджуються в Землі від осередків землетрусів, вибухів і інших джерел називають сейсмічними хвилями. Швидкість розповсюдження хвиль залежить від щільності і пружності середовища. Швидкість має тенденцію до зростання у міру поглиблення, в земній корі вона складає 2-8 км/с, а при поглибленні до мантії - 13 км/с. Розрізняють об'ємні та поверхневі сейсмічні хвилі; у свою чергу об'ємні хвилі розрізняються на подовжні і поперечні (рис. 11.1).

Поверхневі сейсмічні хвилі – ті, що розповсюджуються тільки уздовж поверхні Землі. Швидкість поверхневих хвиль менше швидкості об'ємних хвиль. Із-за своєї низької частоти, часу дії і великої амплітуди вони є самими руйнівними зі всіх типів сейсмічних хвиль. Розрізняють два типи поверхневих хвиль: хвилі Лява і Релея.

Об'ємні хвилі проходять через надра Землі.

Подовжні сейсмічні хвилі (P-хвилі, первинні хвилі, компресійні хвилі) – найбільш швидкі хвилі, що розповсюджуються від джерела сейсмічних коливань і є послідовним стисненням і розрядкою матеріалу. Подовжні хвилі проходять через всі середовища. Їх швидкість в 1,7 разу більша, ніж швидкість поперечних S-хвиль. Стандартна швидкість P-хвиль в граніті – 5000 м/с.

Поперечні сейсмічні хвилі (S-хвилі, вторинні хвилі) – сейсмічні хвилі, що розповсюджуються повільніше, ніж подовжні Р-хвилі. Вони складаються з пружних коливань, поперечних по відношенню до напряму розповсюдження хвилі. Поперечні хвилі не проходять через рідину.

Сейсмічні хвилі у міру віддалення від сейсмічного осередку втрачають інтенсивність. Зменшується і сейсмічна енергія. Ці зміни на спеціальних сейсмічних картах показують ізолініями (ізосейстами). Кожна ізосейста з’єднує точки з рівною щільністю потоку сейсмічної енергії. Дальність розповсюдження багато в чому визначається геологічною будовою району. У складчастих областях сейсмічні хвилі затухають значно швидше, ніж на рівнинах.

Рисунок 11.1 – Види сейсмічних хвиль
В Україні до сейсмічно небезпечних районів віднесені Карпати і Крим. Сейсмічна зона Криму займає південну частину півострова. Тут відомі землетруси силою до 8 балів.

За причинами, що їх викликають, землетруси поділяються на тектонічні, вулканічні і денудаційні.

Тектонічні землетруси пов’язані з розрядкою напруг, що періодично накопичуються в земній корі і верхній мантії внаслідок рухів блоків та глиб, що зачіпають різні глибини земної кори і верхню мантію. На них припадає 95 % всіх землетрусів.

Вулканічні землетруси передують виверженням вулканів або супроводжують їх. Вони мають локальне розповсюдження: обмежуються областю, прилеглою до діючого вулкана.

Денудаційні (або обвальні) землетруси відбуваються в районах розповсюдження легкорозчинних гіпсових, сольових і карбонатних порід, де виникають значних розмірів карстові порожнини і печери. Підземний обвал віддає по поверхні сейсмічним поштовхом. На частку денудаційних припадає близько 1 % всіх відомих землетрусів. Один з найбільш сильних денудаційних землетрусів спостерігався в Харківській області в 1915 р.

Коливання ґрунту, викликані проходженням поверхневих хвиль, фіксуються за допомогою приладів – сейсмографів і записуються у вигляді сейсмограм. Сейсмограми – основний документ, що характеризує землетрус. На них відбиті амплітуди подовжніх, поперечних і поверхневих хвиль.

Основні показники сили землетрусу – його енергія та інтенсивність. Енергія, що виділяється при розрядці напруг у сейсмічному осередку, вимірюється у джоулях або магнітудах. Магнітуда M – умовна енергетична характеристика, що виражається логарифмом відношення амплітуди коливань землетрусу, який вивчається, A_ до амплітуди коливань стандартного землетрусу A:
М = lg (А_ґ / А) (11.1)
Як еталонний, або стандартний землетрус, прийнято землетрус з амплітудою 1 мкм, який можна зареєструвати на відстані 100 км сейсмографом стандартного типу.

Шкала, запропонована Ч. Ріхтером, налічує 9 магнітуд. Між енергією і магнітудами існує залежність. Співвідношення магнітуди, енергії та інтенсивності землетрусів наведені в табл. 11.1.

У глибокофокусних землетрусів поверхні Землі досягає лише 7…8 % енергії, що виділяється. Тому невеликі за енергією землетруси з малою глибиною сейсмічного осередку бувають більш руйнівними, ніж глибокофокусні з високою енергією сейсмічного осередку.

Інтенсивність землетрусу характеризує силу підземних поштовхів на поверхні Землі. Для оцінки її розвитку використовують 12-бальну шкалу MSK-1964 (табл. 11.2). В її основу покладені ступінь руйнування будівель, зміни у ґрунтах, поведінка людей та інші ознаки. Характер руйнувань на поверхні залежить від напрямку ударної хвилі.
Таблиця 11.1 – Співвідношення інтенсивності, магнітуди та енергії землетрусів

Характер землетрусів	Інтенсивність, бали	Магнітуда, М	Енергія E, Дж	Число землетрусів на рік (частота землетрусів)
Катастрофічне	11…12	8,0…9,0	10⁸	1
Сильно руйнівне	9…11	7,0…7,9	10¹⁶	10
Руйнівне	7…9	6,0…6,9	10¹⁴	100
Супроводжується пошкодженнями	6…7	5,0…5,9	10¹²	1000
Тільки відчувається	4…5	3,0…3,9	10⁸	100000

Між енергією землетрусу та його інтенсивністю існує залежність, що виражається формулою:
М = 1,3 + 0,6 B, (11.2)
де M – магнітуда; B – інтенсивність землетрусу, балів.
Таблиця 11.2 – Класифікація землетрусів за проявами по шкалі MSK-1964

VI	3.0…3.9 М	Легкі пошкодження будівель. Спостерігаються тонкі тріщини у штукатурці. У сирих ґрунтах з’являються тріщини шириною до 1 см.
VII	4.0…4.9 М	Легкі та значні пошкодження будівель. Спостерігаються тріщини та сколювання штукатурки. Спостерігаються випадки руйнування споруд з природного каменю (глинобитних і з рваної цеглини), На дорогах з’являються тріщини, порушуються стики трубопроводів.
VIII	5.0…5.9 М	Сильне пошкодження будівель. Руйнується багато будівель із природного каменю. У кам’яних будівлях з’являються численні великі тріщини та розшарування кладки, руйнування окремих ділянок стін, обсипається штукатурка. Тріщини у ґрунтах досягають декількох сантиметрів.
IX	6.0…6.9 М	Загальне пошкодження будівель. Руйнування стін та перекриттів. Окремі випадки руйнування цегляних споруд. Скривлюються залізничні колії. Тріщини у ґрунтах досягають 10 см завширшки.
X	7.0…7.9 М	Загальне руйнування будівель. Цегляні будівлі руйнуються, серйозні пошкодження виникають у дамбах, греблях, мостах. Дорожні асфальтовані покриття набувають хвилястої поверхні. Тріщини у ґрунтах досягають 1 м. На берегах річок, морів, схилах гір спостерігаються великі обвали, випадки випліскування води в озерах, каналах, річках.
XI	8.0…8.9 М	Катастрофа. Ушкоджуються будівлі залізобетонних конструкцій. Значним руйнуванням піддаються мости, дамби, залізничні колії. Рівна поверхня стає хвилястою. Ширина тріщин у ґрунтах досягає 1 м. Уздовж розривів відбуваються вертикальні й горизонтальні переміщення гірських порід.

11.2 Основні вимоги до будівництва у сейсмічних районах
Основні вимоги до будівництва у сейсмічних районах зводяться до вжиття таких заходів:

Вибір ділянки для будівництва.
Вибір конструктивного рішення (КР) та об’ємно-планувального рішення (ОПР).
Забезпечення високої якості будівництва.
Поділ будівель і споруд антисейсмічними швами.

Будівельні майданчики під населені пункти і споруди вибираються з урахуванням геологічних даних, якнайдалі від можливих або явних розривних порушень, далеко від крутих схилів, що загрожують обвалами і зсувами. Несприятливими для будівництва вважають пухкі ґрунти і тріщинуваті породи.

При виборі ділянки для забудови враховують такі поняття, як сейсмостійкість будівельних об’єктів та сейсмічність будівельного майданчика.

Здатність ґрунтів, будівель і споруд протистояти сейсмічним впливам називають сейсмостійкістю. Заходи з підвищення сейсмостійкості будівель застосовуються у районах із сейсмічністю у 7 балів і вище. Нормативне обґрунтування цих заходів здійснюється за ДБН В.1.1-12:2006. «Будівництво у сейсмічних районах України». За сейсмічності більше 9 балів зведення капітальних будівель заборонено.
Сейсмічність будівельного майданчика залежить від сейсмічності району та сейсмостійкості ґрунтів, на яких розташовано майданчик та які поділяються на категорії. Сейсмічну інтенсивність майданчика будівництва визначають з урахуванням результатів сейсмічного мікрорайонування (СМР), яке виконується для районів із сейсмічністю 6 і більше балів. У разі відсутності карт сейсмічного мікрорайонування допускається спрощене визначення сейсмічності майданчика будівництва на основі матеріалів інженерно-геологічних вишукувань згідно з таблицею 11.3.
Таблиця 11.3 - Сейсмічність майданчика будівництва в залежності від категорії ґрунтів

Категорія ґрунту за сейсмічними властивостями	Ґрунти	Сейсмічність майданчика будівництва при сейсмічності району, балів				Швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль у грунті, v_s, м/с
		6	7	8	9
I	Скельні ґрунти усіх видів; великоуламкові ґрунти щільні, маловологі, які вміщують до 30 % піщано-глинистого заповнювача. Глибина ґрунтових вод більше 15 м.	5	6	7	8	v_s>800
II	Скельні ґрунти вивітрілі; піски гравелисті, крупні та середньої крупності щільні та середньої щільності маловологі; пилувато-глинисті грунти із показником текучості І_L≤0,5 при коефіцієнті пористості е <� 0,9 - для глин і суглинків та е <� 0,7 - для супісків. Глибина ґрунтових вод 15…5 м.	6	7	8	9	500<v_s <800
III	Піски крихкі незалежно від ступеня вологості та крупності; піски гравелисті крупні; дрібні та пилуваті вологі та водонасичені; пилувато-глинисті грунти з показником текучості І_L > 0,5; пилувато-глинисті ґрунти з показником текучості І_L≤0,5 при коефіцієнті пористості е≥0,9 - для глин і суглинків та е≥0,7- для супісків. Глибина ґрунтових вод менше 4 м.	7	8	9	10	200<v_s<500
IV	Піски крихкі водонасичені, схильні до розрідження; насипні грунти; пливуни, біогенні ґрунти та намули	За результатами спеціальних досліджень				v_s <200

При проектуванні будівель зазвичай приймають нормативну сейсмічність будівельного майданчика, яка відповідає 2-ій категорії. Для ґрунтів 1-ї категорії розрахункова сейсмічність знижується на 1 бал, а для ґрунтів 3-ї категорії – підвищується на 1 бал, порівняно з нормативною.

Відомо, що споруди, які будуються у сейсмічно небезпечному районі, проектуються так, щоб відповідати різним критеріям поведінки за різної інтенсивності землетрусів.
При проектуванні сейсмостійких споруд дотримуються таких принципів:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Схожі:

ДО АНТРОПОГЕННИХ НАВАНТАЖЕНЬ УРОК КАТЕГОРІЯ «ЗАБРУДНЕННЯ». ОСНОВНІ АНТРОПОГЕННІ ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА	УРОКУ з предмету Екологія Тема програми Тема програми: Проблема забруднення природного середовища та стійкості геосистем до антропогенних навантажень
ЗВІТ про проведення технічного обстеження будівельних конструкцій та інженерних мереж об'єкта	РОЗДІЛ ІНЖЕНЕРНА ПІДГОТОВКА ТЕРИТОРІЙ В ОСОБЛИВИХ УМОВАХ Болотами називають перебільшено зволожені ділянки земної поверхні, на яких більшу частину року застоюється вода. Залишки рослинності...
ОПТИМАЛЬНЕ СПІВВІДНОШЕННЯ ПРИРОДНИХ Цілі уроку: ознайомити учнів з оптимальним співвідношенням природних і господарських угідь, розглянути особливості обґрунтування...	Поради батькам майбутніх першокласників Впевнені, поради батькам стосовно того, як підготувати дитину до майбутніх навантажень, зробити так, аби її організм не давав збоїв...
План конспект для проведення занять з безпеки праці з особовим складом 1-го караулу СДПЧ-25 ТЕМА: 17. Вимоги БП несені служби, гасінні пожеж, розбирані будівельних конструкцій і роботі з ручним пожежним інструментом	МОЛОДІЖНІ СУБКУЛЬТУРИ ТА ЇХНІЙ ВПЛИВ НА СТАНОВЛЕННЯ ОСОБИСТОСТІ СТАРШОКЛАСНИКІВ... РОЗДІЛ ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ПРО МОЛОДІЖНІ СУБКУЛЬТУРИ ТА ЇХ ВПЛИВ НА СУЧАСНИЙ СВІТ
План проведення семінарського заняття з безпеки праці з особовим... ТЕМА: 4 Вимоги безпеки праці принесенні служби, гасінні пожеж, розбиранні будівельних конструкцій і роботі з ручним інструментом...	Архітектурно-містобудівними вимоги щодо розташування спеціальних... ДБН), технічні вимоги до конструкцій, металоконструкцій та обладнання застосовуються у відповідності до Державних стандартів України...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання