EN
Жер сілкіністері болжанбайды, ал жер қозғала бастаған кезде тұратын ғимарат пен құлаған ғимарат арасындағы айырмашылық негізінен оның қандай материалдан жасалғанына байланысты. Көптеген жылдар бойы инженерлер мен құрылысшылар жер сілкінісі жиі болатын аймақтарда белгілі бір түрдегі құрылысқа жүгірді, соның үшін нақты себептер бар. Балқытылған болаттан жасалған ғимарат — бұл икемділік, жеңілдік және таза беріктік қосындысы, оның құрамын қайта жасау өте қиын. Жердің қозғалғысы ұнататын аймақтарға арналған құрылыс түрінің неге осылай жақсы сәйкес келетінін қарастырайық.
Қандай жолмен жеңіл салмақ жер сілкінісі күштерін азайтады
Түсіну керек алғашқы нәрсе өте қарапайым. Жер сілкінісі кезінде жер беті бүйірлік бағытта қозғалады, осы қозғалыс жер бетінде орналасқан кез келген ғимарат ішінде инженерлер «инерциялық күштер» деп атайтын күштерді туғызады. Ғимараттың массасы неғұрлым ауыр болса, осы күштер соғұрлым үлкен болады. Мұнда болат конструкциялы ғимарат шынымен ерекше көрінеді, себебі болат құрылысқа қарағанда өзінің өте ауыр салмағын тудырмай-ақ әсерлі көтергіш қабілетке ие. Арматураланған темірбетонға қарағанда болат конструкциялардың сейсмикалық жүктемелері әлдеқайда төмен болады, себебі олардың массасы аз, сондықтан олардың тербеліске ұшырауы да аз болады. Массаның азаюы күштің азаюын, ал күштің азаюы зақымданудың азаюын білдіреді. Бұл қарапайым теңдеу, бірақ жер сілкінісі кезінде оның маңызы өте зор.
Пластикалықтық және оның қаттылықтан гөрі маңыздылығы
Жер сілкінісі кезінде ғимараттың өте қатты болуы керек деген жалпы тараған қате түсінік бар, бірақ іс жүзінде осылай емес. Сізге шынымен қажет болатыны — бұл пластикалық деформацияға төзімділік (дуктильділік), яғни материалдың сынбай иілуі мен созылуы қабілеті. Бұл қасиеттің болуы болатқа тән. Жер сілкінісі кезінде жақсы жобаланған болат каркас қадағаланатын деформация арқылы үлкен мөлшерде энергияны жұтып, шашыратады; басқаша айтқанда, ол оған қарсы тұрып күшке қарсы шығуға тырыспайды, алайда оған қарсы шығудың орнына оған иіліп қалады. Пластикалық деформацияға төзімділік сейсмикалық жобалауда орталық рөл атқарады, себебі ол ғимаратқа ауырлық күштерін қауіпсіз тасымалдай отырып, ірі серпімсіз деформацияларға ұшырауға мүмкіндік береді. Оны желдің күшті соғысындағы ағаш сабағымен салыстыруға болады: иілетін сабақ тірі қалады, ал қатты сабақ сынады.
Нақты шарттардағы беріктіктің салмағына қатынасы артықшылығы
Инженерлер күштің салмағына қатынасы туралы сөйлескенде, олар тек техникалық терминдерді қолданып жүрмейді. Стандартты құрылыс маркаларындағы болаттың шамамен 50 ksi-ке тең аққыштық шегі бар, яғни бетонмен салыстырғанда әлдеқайда аз материал қолданып, осындай жүктеме қабылдау қабілетін қамтамасыз етуге болады. Бұл — техникалық сипаттама парағындағы бір ғана сан емес; бұл тікелей жеңіл негіздерді, оңай тасымалдауды және құрылыс алаңында жылдам жинақтауды білдіреді. Болат құрылымды ғимараттар үшін жоғары күштің салмағына қатынасы жобалауға икемділік береді және жобаның басынан бастап материалдарды тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Жер сілкінісі жиі болатын аймақтарда осы тиімділік тек ақша үнемдеумен шектелмейді; бұл шынымен адам өмірін қорғауға бағытталған.
Айырып тұратын жобалау стратегиялары
Материалдың өзінен басқа, заманауи болат құрылысы сейсмикалық тұрақтылықты арттыру үшін бірнеше әдістік инженерлік шешімдерді қолданады. Мысалы, иілу моментін қарсы алғыш рамалар (moment resisting frames) ашық кеңістіктерді бұзбай, диагональды бекітпелерді қажет етпей, жанама жүктемелерді ұстау үшін арқалықтар мен бағандар арасындағы қатты қосылыстарды пайдаланады. Ал бекітілген рамалық жүйелер (braced frame systems) диагональды болат элементтерді қосады, олар бекітілмеген рамалармен салыстырғанда қабатараралық ығысуын орташа шамамен 60 пайызға дейін азайтады. Содан кейін энергияны шашатын құрылғылар мен негіздің изоляциясы сияқты одан да күрделі шешімдер бар; олар сейсмикалық энергия негізгі рамаға жетпес бұрын оны сіңіру үшін болат құрылыс ғимаратына интеграциялануы мүмкін. Бұлар — тәжірибеден өтпеген эксперименттік идеялар емес; олар — ондаған жылдар бойы зерттеулер мен нақты әлемдегі сынақтар нәтижесінде жетілдірілген, дәлелденген тәсілдер.
Ұзақ мерзімді тұрақтылық
Бастапқы дірілдің әсерінен тірі қалу, әрине, бірінші кезектегі мәселе, бірақ одан кейінгі жағдайлар да соншалықты маңызды. Сейсмикалық белдеулерде болат құрылыс қолданудың бағаланбаған артықшылықтарының бірі — оның жөндеуге жарамдылығы. Себебі болат бөлшектер жарылып кетуі орнына иілгіш тәсілмен деформацияланады, сондықтан зақымдану жиі шектеулі және анықталатын болып табылады. Көптеген заманауи жүйелерде энергияны шашатын компоненттердің зилзаладан кейін жөнделуге немесе ауыстырылуға ыңғайлы болуы нақты қарастырылады. Бұл ғимараттың барлығын жарамсыз деп танып, оны тастап кету орнына иелік иесі әдетте мақсатты жөндеу жұмыстары арқылы барлығын қалыпты қалпына келтіре алатынын білдіреді. Ғимараттың қызмет ету өмірі бойынша осындай төзімділік тұрақты қызметке тоқтату уақытын азайтады, жөндеу шығындарын төмендетеді және иелік иесіне көбірек сенімділік әкеледі.
Сейсмикалық төзімді болат ғимаратта неге назар аудару керек
Егер сіз жер сілкініс қаупі бар аймақта болат конструкциялық ғимаратты қарастырып отырсаңыз, тексеру тізіміңізге енгізу керек бірнеше нәрсе бар. Біріншіден, жобалау қазіргі заманғы жергілікті ғимараттардың сейсмикалық тұрақтылығы бойынша құрылыс нормаларына сай келетініне көз жеткізіңіз; бұл нормалар белгілі бір себептермен қабылданған және өткен жер сілкіністерінен алынған сабақтарды ескереді. Екіншіден, байланыс детальдарына назар аударыңыз. Арықтардың бағаналарға қалай бекітілуі бүкіл каркастың жүктеме әсерінен қалай ұстауына үлкен әсер етеді. Үшіншіден, қаңқа жабыны мен қабырға қаптамасы жүйелерін ойлаңыз. Жиі қолданылатын алдын ала дайындалған болат ғимараттарда қолданылатын жеңіл қабырға мен төбе панельдері жалпы массаны одан әрі азайтады және жақсы сейсмикалық ұстауға ықпал етеді. Huaying дәл осындай инженерлік шешімді ұсынады: олардың жобаларында жер сілкінісіне төзімді инженерлік шешімдер құрылымдық жобалаудың бірінші күнінен бастап қосылады.
Қорытынды
Жер сілкінісі жиі болатын елдерде ғимараттарды салу — бұл материалдарды таңдауға алғашқы кезден-ақ ұқыптылықпен қарау дегенді білдіреді, ал дәлелдер бір бағытта тұрақты түрде көрсетеді. Болат конструкциялы ғимараттар жер сілкінісі аймақтары үшін жеңіл салмақ, жоғары эластиктілік пен дәлелденген инженерлік өнімділіктің ең логикалық үйлесімін ұсынады. Жер қозғалған кезде сізге онымен бірге қозғала алатын ғимарат керек.
Мазмұны
- Қандай жолмен жеңіл салмақ жер сілкінісі күштерін азайтады
- Пластикалықтық және оның қаттылықтан гөрі маңыздылығы
- Нақты шарттардағы беріктіктің салмағына қатынасы артықшылығы
- Айырып тұратын жобалау стратегиялары
- Ұзақ мерзімді тұрақтылық
- Сейсмикалық төзімді болат ғимаратта неге назар аудару керек
- Қорытынды
