Что необходимо знать при строительстве в зонах сейсмологической активности

Как понятно, около 5% местности Рф размещено в зоне риска  чрезвычайно небезопасных землетрясений: до nine баллов по шкале Рихтера. Это весь Далекий Восток (включая Сахалин, Курилы и Камчатку), Северный Кавказ, Алтай, Саяны, Прибайкалье, Становое нагорье и Якутия. Еще 20% местности временами подвергается воздействию подземных толчков силой до seven баллов, причём в этих местностях проживает до twenty млн. человек! Другие районы (к ним относится, а именно, и Центральная Наша родина, включая Москву) числятся равномерно размеренными, да и тут вероятны толчки силой до five баллов, вызванные отголосками больших тектонических катастроф (см. табл.

1).

Более того, свежие исследования проявили, что существующая сейсмическая опасность в почти всех случаях занижена. Так, совершенно не так давно несколько больших землетрясений произошли в районах, которые или совсем не относились к сейсмически небезопасным, или классифицировались как местности с наименьшей расчётной интенсивностью воздействий.

Можно вспомнить землетрясение мощностью nine баллов на Алтае в two thousand three году, целую серию ударов мощностью ten баллов в Корякском АО в two thousand six году, на Средних Курилах в two thousand six и two thousand seven годах, на Сахалине в two thousand seven году и, в конце концов, катастрофу в Республиках Тыва, Хакасия и Алтай, произошедшую twenty seven декабря two thousand eleven г., при всем этом необходимо подчеркнуть, что длительный прогноз сейсмической активности гласит о её увеличении: к примеру, уже в наиблежайшее десятилетие высока возможность серьёзного землетрясения в Курило-Камчатской зоне.

На этом фоне угрожающе звучат экспертные оценки и данные МЧС, согласно которым «имеют недостаток сейсмостойкости и могут представлять источник угрозы при сейсмических воздействиях до 50% объектов жилого, публичного, производственного предназначения и коммунальной сферы (в неких регионах этот показатель составляет от sixty до 90%)» . Реконструкции требуют около twenty тыс. разных сооружений, в том числе – жилые дома. Общая площадь построек и сооружений, требующих первоочередного усиления и защиты, добивается thirty млн. кв. метров, а их цена оценивается в 400-450 миллиардов. рублей.

Также следует увидеть, что строительство и реконструкция построек в сейсмоопасных районах дороже стандартных. Удорожание сметы почти во всем находится в зависимости от сейсмической зоны. Так, в 7-балльных районах оно составляет приблизительно 5%, в 8-балльных – 8%, а в 9-балльных – 11% от цены реализации обыденного проекта .

Логично, что Федеральная мотивированная программка (ФЦП) по увеличению стойкости жилых домов, главных объектов и систем жизнеобеспечения сейсмических районов Рф продлена до two thousand eighteen года, а объём её финансирования увеличен до eighty миллиардов. руб. – об этом сказал на прошедшем four июля two thousand twelve года совещании в Петропавловске-Камчатском премьер-министр Рф Дмитрий Медведев.

Согласно ФЦП, выделенные средства пойдут на сейсмоусиление построек и сооружений, начиная с жилых домов и заканчивая инфраструктурными объектами. Не считая того, планируется взамен объектов, сейсмоусиление либо реконструкция которых экономически нецелесообразны, строить новые. Причём строительство должно вестись с внедрением современных материалов и технологий.

Необходимо подчеркнуть, что само по себе применение схожих способов, вне всеохватывающих технических решений и обмысленного общего подхода к строительству, не гарантирует сейсмостойкости объектов. Более того, даже самые ведущие технологии возможно окажутся никчемными либо небезопасными, если их использовать без учёта специфичности региона и опыта прошедших сейсмических атак.

К примеру, одним из более действенных методов модернизации фасадов старенькых построек и облицовки новых является установка подвесных фасадных систем, состоящих из железных несущих подконструкций, облицовочных частей и термоизоляции. На 1-ый взор, они владеют достаточной расчётной прочностью, чтоб противостоять даже значимым толчкам (эти системы обширно используются в разных сейсмоопасных регионах мира). Но до недавнешнего времени в Рф не проводились постоянные полномасштабные тесты поведения данных конструкций в критериях, более приближенных к реальным.

Таким макаром, при выборе схожих систем у проектировщиков не было способности предсказать их поведение и гарантировать устойчивость во время серьёзных толчков.

«Между тем конкретно подконструкция (либо подсистема) определяет способность вентфасада делать возложенные на него задачки, – гласит Сергей Якубов, управляющий департамента «Фасадные системы и ограждающие конструкции» Группы компаний Металл Профиль, ведущего производителя кровельных и фасадных систем в Рф. – Требования к подконструкции должны быть основаны на серьёзном прочностном расчёте, который с вероятной полнотой учтёт специфику эксплуатации фасадной системы, в том числе и экстремальную. Понятно, что цена и простота монтажа и эксплуатации фасадной системы являются необходимыми факторами, но основным аспектом её выбора должна быть подтверждённая сейсмостойкость».

Броско, что методика проверок довольно сложна и содержит в себе  испытания на экспериментальном щите, позволяющем смоделировать весь процесс развития реального землетрясения. К примеру, тесты подвесных фасадных систем с облицовкой плитами из керамогранита и железными фасадными кассетами проводились в two шага.

Поначалу исследовалась реакция экспериментального эталона на действие сейсмических сил. Процесс смоделировали за счёт колебаний платформы-маятника, на которую была установлена рама с фасадной системой. Механизм щита имитировал колебания с частотой от 0,4 до twenty Гц при амплитуде от one до one hundred мм. На втором шаге проводились тесты при горизонтальном импульсном (ударном) силовом воздействии платформы-маятника на демпфирующий упор. Величина воздействия соответствовала короткопериодному диапазону от 0,1 до 0,3 секунды с ускорением от 0,1 до 1,0 g. Дополнительно в процессе испытаний было изучено поведение системы в случае совпадения величин собственных частот колебаний системы с частотами колебаний виброплатформы (т.е. эффект резонанса).

Это явление наблюдалось при колебаниях с частотой 4,4 Гц с амплитудой 3,8 мм.

По результатам испытаний, эксплуатационная надёжность образцов на всех шагах нагружения не была нарушена, что позволило профессионалам сделать выводы о способности использования схожих систем вентилируемых фасадов  в районах с сейсмичностью от seven до nine баллов.

Но сейсмическая надёжность подсистемы – не единственный аспект безопасности вентфасадов. В почти всех случаях важен также верный выбор облицовочных материалов. Понятно, что большей популярностью у русских застройщиков пользуется достаточно симпатичный с экономической точки зрения керамогранит, но этот облицовочный материал может быть потенциально небезопасен при землетрясениях.

И это наглядно указывает опыт Казахстана. «Керамогранит в сейсмически небезопасных районах представляет собой бомбу медленного действия, – считает член Совета директоров ГК Металл Профиль Евгений Шумаков. – В случае даже относительно слабенького по баллам землетрясения он совсем не сложно  превращается в осколки, которые представляют опасность не только лишь для строений либо припаркованных рядом с ними машин, да и для жизни людей. Мы отлично осознаём масштабы опасности, так как производим подсистему для крепления керамогранита. Мы проводили тесты на сейсмоустойчивость, которые проявили, что, а именно, железная фасадная кассета выдерживает землетрясение до 9-ти баллов.

Можно констатировать, что для сейсмоопасных территорий безупречной является конкретно железная облицовка вентфасадов: к примеру, фасадные кассеты либо более доступные по цены линеарные панели Primepanel®».

Облицованные керамогранитом фасады после землетрясения (Казахстан).

Естественно, вентфасады – не единственное решение, которое может употребляться при строительстве построек в сейсмоопасных районах. К примеру, при строительстве олимпийских объектов в Сочи, где сейсмоопасность очень значительна, обширно использовались сэндвич-панели со особым сейсмоустойчивым креплением. А именно, стенки Большой ледовой арены возводятся с применением трёхслойных сэндвич-панелей (ТСП), специально сделанных ГК Металл Профиль. С внедрением ТСП построен и конькобежный центр, спроектированный итальянским архитектором Алессандро Цоппини в сотрудничестве с Buro Happold.

В согласовании с проектом для их употребляются особые сейсмостойкие крепления,  получившие одобрение ЦНИИПромзданий и способные выдержать даже 9-балльное землетрясение. «В реальный момент мы, вместе с компанией Global Rivet, осуществляем разработку сейсмобезопасного крепежа ТСП при помощи обыденных шурупов. Это дозволит значительно понизить сметную цена возведения сейсмоустойчивых зданий», – добавляет Сергей Якубов (ГК Металл Профиль).

Для обеспечения безопасности построек на сейсмоопасных территориях принципиально, чтоб способностью выдержать землетрясение обладали не только лишь конструкции этих построек, да и инженерные системы. Меж тем схожим вопросам нередко не уделяется подабающего внимания, хотя современные строения, в особенности высотные, которые строятся на данный момент в том числе и в сейсмоопасных зонах, представляют собой сложнейший комплекс различных сетей и технологического оборудования. От их удачного функционирования даже в критериях подземных толчков впрямую зависит безопасность всех, кто находится снутри таких построек.

К примеру, понятно, что самые большие утраты во время землетрясений вызваны возгораниями из обрывов проводки и т.п. Потому при строительстве и реконструкции инженерных сетей и сооружений для сейсмоопасных районов (с сейсмичностью 7–9 баллов) нужно дублировать критичные технологические узлы (насосные подстанции, электрогенераторы и пр.). Об этом гласит катастрофический опыт японской АЭС Фукусимы, где задачи начались конкретно из-за выхода из строя насосного оборудования системы остывания реакторного блока.

«При землетрясениях на трубопроводы и насосы  действуют лишние нагрузки, во много раз превосходящие стандартные, – гласит Роман Марихбейн, управляющий направления «Насосы инженерных систем зданий» компании GRUNDFOS, ведущего мирового делается  насосного оборудования. – Единственным выходом является повышение жёсткости всей трубопроводной сети, выбор надёжного оборудования и его дублирование, включающее компанию независящих источников питания». Также спец добавляет, что при сохранности несущих конструкций строения во время землетрясения водопроводные и теплофикационные системы, выполненные из железных труб поперечником 25–75 мм, получают малозначительные повреждения. На практике инженерные коммуникации повреждаются от землетрясения интенсивностью в eight баллов и поболее.

С учётом озвученных принципов проектировался и строился, к примеру, горнолыжный комплекс ОАО «Газпром» «Лаура», который стал одним из базисных частей олимпийской инфраструктуры. Он размещен в сейсмически беспокойном районе реки Мзымта, потому расчёт вёлся на устойчивость даже при 9-балльном землетрясении. В состав комплекса входят несколько 10-ов горнолыжных трасс, канатные дороги и подъёмники, лыжная школа, коттеджный посёлок и гостинично-ресторанный комплекс.

Горно-туристический центр автономен: энергия вырабатывается своей газотурбинной теплоэлектростанцией, выдающей ten МВт, достаточных для бесперебойного снабжения всего комплекса электричеством, водой (артезианские скважины) и теплом. Главные полосы жизнеобеспечения дублированы, а всё оборудование стопроцентно диспетчеризовано, что позволяет стремительно обнаруживать и устранить проблемы.

На сегодня, с учётом очевидного усиления сейсмической активности и сразу с активизацией строительства в сейсмоопасных районах, вопросы безопасности построек и сооружений стоят как никогда остро. Потому грамотное применение современных технологий с кропотливым учётом специфичности материалов и оборудования становится насущной необходимостью.

Пресс-служба Группы компаний Металл Профиль