Строительство в сейсмических районах

Сейсмическими называются районы, подверженные землетрясениям. При проектировании зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, кроме расчета конструкций на обычные нагрузки (собственный вес, временные и другие нагрузки) проводятся расчеты на воздействие сейсмических сил, которые условно принимают действующими горизонтально. Сила землетрясения устанавливается по 12-бальной шкале. Критерием силы землетрясения служит характеристика повреждений и разрушений зданий.

Легкими повреждениями называются тонкие трещины в штукатурке и т.п.; значительными - трещины в штукатурке, откалывания штукатурки и т.п.; разрушениями – большие трещины в стенах, расслоения каменной кладки, обрушения отдельных участков стен и т.п.; обвалами - полное или частичное обрушение стен, перекрытий и т.п.

При землетрясении в 6 баллов в зданиях появляются легкие повреждения и только в отдельных зданиях - значительные в отдельных зданиях; при землетрясении в 7 баллов в большинстве зданий значительные повреждения и в отдельных зданиях - разрушения; при 9баллах – во многих зданиях разрушения и в отдельных – обвал.

При строительстве на территориях с силой землетрясения до 6 баллов повышенных конструктивных требований к зданиям не предъявляют, кроме хорошего качества работ.

Рассмотренные ниже конструктивные мероприятия, повышающие сейсмостойкость зданий, относится к строительству в зонах 7,8 и 9- бальной сейсмики. В условиях более высокой сейсмичности строительство капитальных зданий запрещено, а в особо важных случаях производится по особым условиям.

Силу землетрясений в предполагаемом месте строительства, определенную по карте сейсмического районирования или по списку населенных пунктов.

Основные типы грунтов с точки зрения их сейсмоустойчивости делят на 3 категории. К первой категории относят скальные и полускальные, а также особо плотные крупнообломочные грунты при глубине уровня грунтовых вод не менее 15 м; ко второй категории – глины и суглинки, пески при толщине слоя не менее 6 – 10м; к третьей категории – глины и суглинки, пески при толщине слоя не менее 4 м, а также крупнообломочные грунты при толщине слоя не менее 3 м.

Здания должны иметь простую форму плана (квадрат, прямоугольник, круг и т.п.). Здание сложной формы должно быть разделено на отсеки простой формы. В каждом отсеке необходимо соблюдать жесткость и симметричность расположения несущих вертикальных конструкций

а – неправильное расположение (входящие углы 1-4 подвергаются разрушению); б – правильное расположение стен (образующих замкнутые сейсмостойкие отсеки 5, 6, 7, 8 – антисейсмический шов); в – рекомендуемое симметричное расположение поперечных стен; г - нерекомендуемое несимметричное расположение поперечных стен; д – нерекомендуемое расположение стен зданий (сейсмические силы будут стремиться разрушить примыкающие стены)

Рисунок 95 - Схемы расположения несущих стен в зданиях,

возводимых в сейсмических районах

Предельные размеры зданий (отсеков) с разными типами несущего остова приведены в таблице

Таблица 6 – Предельных размеров зданий в метрах

Характер несущих конструкций зданий	Размер в плане	Высота (этажность)
Расчетная сейсмичность в баллах
Металлический или железобетонный каркас, железобетонные монолитные бескаркасные стены	По требованиям для несейсмических районов, но не более 150м	39(12)	30(9)	24(7)
Крупнопанельные бескаркасные стены	-	-	-	-	-	-
Стены комплексной конструкции при кладке: 1 – й категории 2 – й»
-			30(9)	24(7)	18(5)
-			24(7)	18(5)	15(4)
Стены каменные при кладке:
1 – й категории	-			18(5)	15(4)	12(3)
2 – й»	-			15(4)	12(3)	7(2)
3 – й»	-			12(3)	7(2)

Примечания:

1 Прочерк в таблице означает отсутствие ограничений размеров с точки зрения сейсмостойкости

2 Высота зданий отсчитывается от уровня спланированной площадки до верха кладки наружных стен. В случае переменной планировочной отметки высота здания принимается наибольшей

3. Высота зданий больниц и школ при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов ограничивается тремя этажами.

Антисейсмические швы (из парных стен или колонн) должны разделять здание на отсеки по всей его высоте. Ширину шва при высоте здания до 5 м принимают ≥ 30 мм. На каждые следующие 5 м высоты здания ширину антисейсмических швов увеличивают на 20 мм.

Фундамент здания (или отсека) необходимо закладывать на одной отметке. В зданиях повышенной этажности глубину заложения фундаментов рекомендуется увеличивать за счет устройства коробчатых фундаментов. При свайных фундаментах следует применять забивные сваи, а не набивные. Ростверк свайного фундамента должен быть заглублен в грунт. Для многоэтажных каркасных зданий применяют фундаменты в виде перекрестных лент или сплошной плиты.

Каркасные здания конструируют обычным способом, но при расчете сочетаний конструктивных элементов и их стыков учитывают дополнительные сейсмические нагрузки.

Ограждающие стеновые конструкции каркасных зданий следует выполнять из легких навесных панелей. Если заполнение стен делается из кладки. Её необходимо надежно связывать с каркасом выпусками арматуры длиной не менее 0,7 м через 0,5 м по высоте. При сейсмичности 9 баллов кроме выпусков из колонн необходимо сквозное перекрестное армирование, связанное выпусками арматуры с верхним и нижним ригелями. Высота самонесущих стен в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов не должна превышать соответственно 18, 16 и 9 м.

Крупнопанельные здания следует проектировать с продольными и поперечными стенами одинаковой жесткости, образующими совместно с перекрытиями жесткую устойчивую систему. Расстояние между поперечными стенами принимают 6 м. В зданиях высотой до этажей стеновые панели можно применять с одинарной арматурой; при большей этажности панели должны иметь двойное армирование. Панели перекрытий изготовляют размером на комнату. Стыки панелей стен и перекрытий осуществляются путем сварки арматуры.

Применение в сейсмических районах для кладки стен цементные растворы без пластификаторов не допускаются.

Высота этажа зданий с несущими каменными стенами не должна превышать в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов соответственно 6, 5 и 4 м. При этом отношение высоты этажа к толщине стены должно быть не больше 12. Расстояние между осями поперечных стен разрешается применять в пределах от 9 до 18 м в зависимости о категорий кладок и расчетной сейсмичности.

Ширину простенков принимают в зависимости от тех же условий в пределах от 0,64 до 1,55 м и проемов- в пределах до 2 и 3,5 м.

Во всех продольных и поперечных стенах на уровне перекрытий устраивают антисейсмические пояса, образующие сплошную, непрерывно армированную горизонтальную раму. Кратка стен, расположенная под антисейсмическим поясом и над ним, должна быть связана вертикальными выпусками арматуры. Ширина антисейсмического пояса принимается на всю толщу стены, а в стенах толщиной ≥ 510 мм – на 100-130 мм меньше (за счет облицовки его с наружной стороны). Высота пояса должна быть не менее 10 мм. Углы дополнительно армируются сетками.

В целях повышения сейсмостойкости многоэтажных каменных зданий в кладку вводят железобетонные включения (сердечники), соединенные с антисейсмическими поясами и образующие раму. Такие стены называются стенами комплексной конструкции.

При 9- бальной сейсмике выходы из лестничных клеток необходимо делать на обе стороны здания.

Лоджии допускаются в зданиях при сейсмичности до 8 баллов, причем их боковые стенки должны быть в здании поперечными. Проем лоджии должен иметь железобетонное обрамление. Устройство проездов в зданиях с несущими стенами не рекомендуется, а при сейсмичности до 9 баллов не допускается.

Первые этажи зданий, включающие магазины и другие помещения свободной планировки (с колоннами), выполняют в железобетоне. В крупноблочных зданиях соблюдают перевязку блоков, а в качестве антисейсмических поясов используют перемычечные и поясные блоки со сваркой верхней и нижней арматуры по принципу непрерывного армирования с тщательным замоноличиванием швов.

Лестницы рекомендуется применять крупносборные с заделкой в кладку не менее чем на 250 мм., с анкерованием или с надежными сварными креплениями. Консольная заделка ступеней не допускается. Дверные и оконные проемы при сейсмичности 8 и баллов должны иметь железобетонное обрамление.

Перегородки следует применять крупнопанельные или каркасной конструкции, причем они должны быть надежно связаны с перекрытиями и стенами или колоннами. Балконы должны выполняться в виде консольных выпусков панелей перекрытий (надежно с ними соединяться). Вынос балконов допускается при сейсмичности 7 баллов ≤ 1,5 м., а при сейсмичности 8-9 баллов ≤1,25м.

Отделку помещений следует производить с использованием легких листовых материалов (древесноволокнистых плит, сухой штукатурки, фанеры и т.п.).

Применение для облицовки наружных стен особо важных зданий естественных и искусственных камней и плит допускается только при условии крепления облицовки к кладке стен перевязкой или стальными анкерами.