Главная | Обратная связь

Мероприятия, обеспечивающие сейсмостойкость здания.

Способность здания или сооружения противостоять сейсмическим воздействиям называют сейсмостойкостью. Для достижения необходимой сейсмостойкости зданий, строящихся в сейсмических районах, необходимо учитывать, что на конструкции действуют не только обычные нагрузки, но и горизонтальные пульсирующие, возникающие во время землетрясения. Эти нагрузки носят циклический характер и могут действовать в различных направлениях. Нормы рекомендуют в целях упрощения расчетов рассматривать только действие горизонтальных сейсмических сил, направленных вдоль осей симметрии, соответствующих наибольшей и наименьшей жесткости здания. Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений достигается осуществлением градостроительных, обьемно-планировочных и конструктивных мероприятий.

Общие правила.

При сейсмических толчках на трубопроводную сеть воздействуют нагрузки, значительно превосходящие ее собственный вес, поскольку к нему добавляются вес транспортируемой жидкости и вес теплоизолирующих и защитных материалов. это требует увеличения жесткости всей трубопроводной структуры и организации надежного сопротивления воздействию перегрузок. В россии существуют основные правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах, которыми следует руководствоваться не только при разработке несущих конструкций, но и при проектировании инженерных сетей и сооружений [1].

При разработке проектной документации следует:

· применять конструктивные схемы, материалы и конструкции, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок;

· принимать обьективно-планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие, как правило, симметричность ирегулярность распределения в плане и по высоте сооружения его массы, элементов жесткости и нагрузок на перекрытия;

· назначать сечения элементов конструкций и их соединения с учетом результатов расчетов по разделу 6;

· конструировать стыковые соединения, опорные элементы и узлы таким образом, чтобы они обеспечивали надежную передачу усилий и совместную работу несущих конструкций во время землетрясения;

· создавать возможность развития в определенных элементах допустимых неупругих деформаций;

· предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкций при развитии в элементах или соединениях между ними неупругих деформаций, а также исключающие возможность их хрупкого разрушения;

· располагать, по возможности, стыки элементов вне зоны максимальных усилий.

Испытания трубопроводов и оборудования.

В соответствии с законом "О техническом регулировании", новые строительные материалы и изделия, предназначенные для серийного производства, подлежат обязательной оценке и подтверждению соответствия требованиям безопасности. Важным этапом таких исследований является оценка характеристик, влияющих на сейсмическую устойчивость материалов и изделий, таких как критические ударные, вибрационные и продольно-поперечные механические нагрузки. для исследований применяются стенды динамического нагружения, виброплатформы а также специальные вибромашины, способные воспроизводить трехмерные колебания и моделировать нагрузки, которые испытывают инженерные системы во время землетрясений. Проводятся испытания как труб, так и опор, на которые крепятся трубопроводы. Полученные в результате испытаний данные позволяют физико-механические, эксплуатационные, а также, при необходимости, другие характеристики, например, динамические показатели испытываемой системы. Если в процессе испытаний произошло разрушение иои нарушение герметичности трубопровода, то производителю необходимо разработать способы повышения их надежности.

Особенности прокладки трубопроводов в сейсмоопасных районах.

Следущие особенности прокладки трубопроводов в сейсмоопасных районах должны препятствовать их деформации и разрушению при сейсмических нагрузках:

· жесткая заделка трубопровода вкладке стен и фундаментах зданий и сооружений не допускается. Отверстия для пропуска труб через стены и фундаменты должны иметь размеры, обеспечивающие в кладке зазор трубы не менее 0,2 м. Зазор должен заполняться эластичным водо- и газонепроницаемым материалом, упругие свойства которых имеют долговечность, сопоставимую с расчетным временем эксплуатации объекта;

· при расчетной сейсмичности 9 баллов в местах ввода в здание труб водопроводных систем устраивают деформационный компенсатор, позволяющий нейтрализовать колебания и возможные осадки здания и трубопроводов;

· не допускается пересечение канализационными трубопроводами конструкций деформационных швов зданий;

· стыковые соединения раструбных труб и труб, соединяемых на муфтах, прокладываемых в районах с сейсмичностью 8-9 баллов, должны обеспечивать компенсацию возможных просадок, для чего следует применить резиновые уплотнительные кольца;

· в местах поворота стояка из вертикального в горизонтальное положение следует предусматривать бетонные упоры;

· при проектировании систем водоснабжения зданий промышленных предприятий, размещаемых в районах с сейсмичностью 8-9 баллов, для которых прекращение подачи воды может вызвать аварии или значительные материальные убытки, следует предусматривать два ввода с использованием двух независимых источников водоснабжения;

· внутри зданий в местах пересечения деформационных швов на трубопроводах следует предусматривать установку компенсаторов;

· на вводах перед измерительными устройствами, а также в местах присоединения трубопроводов к насосам и бакам необходимо предусматривать гибкие соединения, допускающие угловые и продольные перемещения концов трубопроводов;

· при выполнении сварочных работ по осуществлению стыков соединений стальных труб следует обеспечивать равнопрочность сварного соединения с телом трубы. Не допускается применять ручную газовую сварку. Сварные соединения трубопроводов, прокладываемых в районах с сейсмичностью 9 баллов, следует усиливать накладными муфтами на сварке;

· внутренняя разводка водопроводных коммуникаций должна быть надежно прикреплена к несущим конструкциям;

· стояки трубопроводных систем должны прокладываться в местах, наименее уязвимых при землетрясении ( внутренние стены, стены лестничных клеток, сантехнические блоки и т. п.).

Опоры для крепления трубопроводов.

Магистральные трубопроводы внутри здания обычно прокладывают параллельно друг к другу с перпендикулярными пересечениями и ответвлениями. Работоспособность трубопровода обеспечивается способностью противостоять разрушению (коллапсу) коммуникационных сетей, гарантировать минимальное количество возможных повреждений, локализуемых в каждом сетевом контуре и возможностью безопасного присутствия людей и использования помещений и сетей объекта по прямому назначению. Стойкость к разрушению обусловлена, прежде всего, общей способностью трубопроводной сети гибко (эластично) реагировать на смещение строительной конструкции. Минимальное количество возможных повреждений обеспечивается сопротивлением каждого элемента сети сейсмическому воздействию. Следовательно, опоры трубопровода должны компенсировать смещения строительных конструкций при землетрясении, чтобы в трубах не возникли механические напряжения, ведущие к их деформации и разрушению.

 

На рис. 1 представлен вид опоры трубопровода с компенсационными салазками и направляющим хомутом. Эта опора позволяет трубопроводу двухмерное перемещение для компенсации возникающих деформационных нагрузок.

Рисунок 1. Опора трубопровода с компенсационными салазками и направляющим хомутом

 

 

На рис. 2 представлен способ крепления каналов на компенсационных роликах. Подобный способ крепления имеет свои недостатки: требуется выполнение разрывов в теплоизолирующем слое в том месте трубопровода, где он соприкасается с роликами. Кроме того, в случае бокового смещения труба может выйти за пределы ролика.

Рисунок 2. Крепление каналов на компенсационных роликах

Для того чтобы обеспечить трехмерное перемещение трубопровода, можно использовать подвеску трубопроводов, показанную на рис. 3. Подвеска обеспечивает свободу перемещения трубы, легкость монтажа теплоизоляционного покрытия, но требует большого числа распорочных антисейсмических креплений. Кроме того, для монтажа такой подвески понадобится установка специальных опорных лесов для временной укладки трубопроводной консоли.

Рисунок 3. Сейсмоустойчивая подвеска трубопроводов

В настоящее время специально для Японии был разработан антисейсмический элемент для инженерных сетей, позволяющий компенсировать напряжения, возникающие в системе при землетрясениях более 9 баллов при пересечении трубопроводом демпферных швов в здании. Подобная антисейсмическая система, представленная на рис. 4, состоит из гибкого участка трубопровода и его крепления к ограждающим конструкциям.

Рисунок 4. Антисейсмическая система

Восстановление и усиление инженерных коммуникаций после землетрясений.

Инженерные сооружения при землетрясении получают следующие повреждения:

· при сохранности несущих конструкций здания или сооружения во время расчетного землетрясения водопроводные и теплофикационные системы, выполненные из металлических труб диаметром 25-75 мм, получают незначительные повреждения. Инженерные коммуникации повреждаются от землетрясения интенсивностью в 8 баллов и более;

· существенные повреждения металлических трубопроводных систем в зданиях и сооружениях отмечаются при разрушениях несущих конструкций, а также в случае ненадежного крепления труб коммуникаций к этим конструкциям или при отсутствии упругих прокладок в крепежных устройствах;

· требование сохранения при землетрясении наружных коммуникаций возле здания и сооружения в основном объясняется деформативными свойствами грунта основания и обеспечивается конструктивным решением ввода труб в цокольную часть объекта.

Восстановление и усиление водопроводных, теплофикационных и канализационных сетей выполняют в соответствии с состоянием несущих конструкций здания и сооружения. Целесообразно все внутренние магистрали и стояки в здании и сооружении сосредотачивать в местах, соответствующих СП 31-114-2004. Все поврежденные участки трубопроводов заменяют на новые или исправные. Узловые соединения и углы поворотов должны быть надежно прикреплены к несущим конструкциям здания или сооружения. Крепежные устройства трубопроводов должны иметь упругие прокладки. Во всех вводах трубопроводов в здании или сооружение необходимо устраивать упругие внешние оболочки с толщиной стенки 2-4 см, исключающие жесткое соприкосновение труб с несущими и ограждающими конструкциями. при замене труб следует отдавать предпочтение легким и прочным конструкциям из металла, устраивая, по мере возможности, гибкие стыковые соединения.

Мероприятия, проводимые для сейсмоопасных районов.

Для того чтобы снизить риски для населения, проживающего в сейсмических районах, необходимы:

· разработка принципиально новых и эффективных способов повышения сейсмостойкости зданий и сооружений;

· повышение качества проектирования объектов для сейсмологических зон с учетом СНиП II-7-81* "Строительство в сейсмических районах" СНиП-2.01.51-90 "Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны";

· строгий контроль за соблюдением качества строительства, строительных норм и правил, исключение брака;

· проведение в сейсмоопасных зонах паспортизации (инвентаризации) объектов гражданского, промышленного, транспортного и коммунального назначения с целью выявления их сейсмостойкости;

· проведение специальных работ по повышению сейсмостойкости (укреплению) зданий и сооружений, разборке (демонтажу) недостаточно стойких строений и конструкций.

 

 

Литература

1. СП 31-114-2004. Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах.

2. Антисейсмические опоры и крепления // Сантехника. 2006. № 2.

3. СНиП 2.04.02-84* . Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

4. СНиП 2.01.51-90. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны.

5. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.