Болочоктун түзүлүшүнүн жер титирөөгө каршы туруу ролу

Неге темир-бетондун сейсмологиялык иштешүүсү жогору деңгээлде болот

Пластичность жана энергиянын чачырануусу: Циклдык жүктөмдүн астында темир-бетондун негизги артыкчылыктары

Болоттун АИСК стандартдарына ылайык сынып көрсөткүчүнө чейин созулушу оңой, башкача айтканда, ал сынылгандан мурун чамасынан тышкары 30% га чейин созулушу мүмкүн. Бул касиеттеги болот менен тургузулган имараттар зилзилдеги убакта ийлип, бурулуп калат, бул аларды кайра-кайра титирөөлөрдөн куткарат. Болот материалдын өзүндө трение пайда кылып, зилзилдин күчүнүн бир бөлүгүн жутуп алат, натыйжада коркунучтуу титирөөлөр жоопсуз жылуулукка айланат. Бетон же кирпич сыяктуу башка материалдарга салыштырганда, болот чамасынан тышкары күч таасири астында түзөнөт. Болоттун түзүлүшү туруксуз деформацияга учураганынан кийин да жүктү кармап турат, бул адамдарга зилзилдин күчтүү титирөөлөрүнөн коопсуздук менен чыгып кетүүгө мүмкүнчүлүк берет.

Жогорку күч-салмаа катышы: Болоттун түзүлүштөрүнүн долбоорлоосунда инерциялык күчтөрдү азайтуу

FEMA-дын P-749 докладына ылайык, болоттун күч-салмактык катышы темирбетонго караганда жакында беш эсе жогору. Бул ошондой эле болоттун конструкцияларынын салмагы ACI стандарты 318-ге ылайык, окшош бетондук имараттарга караганда жалпысынан 30–50 процентке аз болоту дегенди билдирет. Бул маселе физикада терең мааниге ээ, анткени инерция масса менен бирге иштейт. Жер титиртүү учурунда жылып жүрүүгө туруп калган салмақ аз болгондо, имараттын негизине жана жанында таяныч системаларына таасир этүүчү күчтөр көпкө төмөндөйт. Болоттун чыныгы айырмаланган өзгөчөлүгү — ал тартылууга каршы кандай иштешүүсү. Болоттун аркылуу түзүлгөн конструкциялар топурактагы титиртүүлөрдүн таасири астында туурасынан каршылык көрсөтүүгө эмес, башкача айтканда, титиртүүлөргө ылайык качып (эгилеп) калууга мүмкүндүк берген, жуп-жуп тонько жана гибкий дизайндарды камтыйт. Бул гибкелдик, айрыкча чоң жер титиртүүлөрү жыш кездешүүчү аймактарда өтө маанилүү, анткени табият имараттарды титиртүүгө чечим кылганда, аларга чыныгы артыкчылык берет.

Жер титиртүүгө каршы болоттун негизги конструкциялык системалары

Моментке каршы иштеген рамалар, ийлип бүзүлүүгө каршы тосмолор коюлган таяныч рамалар жана болоттун кесилүүгө каршы стеналар

Үч негизги темир-бетондук системалар сейсмикалык таасирге каршы турган көрсөткүчтөрүн айрым, бирок бири менен толуктоочу механизмдер аркылуу камсыз кылат:

• Моментке каршы иштеген каркастар (MRFs) жанылгыс жактарга таасир эткен күчтөрдүн астында баштапкы түзүлүштүн катуу баштапкы багытташтыруусуна негизделген; бул баштапкы багытташтыруунун пластиктиктин шарнирлерин түзүшү аркылуу энергияны жутууга мүмкүндүк берет, бирок вертикалдык жүктөрдүн тармагы сакталат.
• Бүкүлүүгө каршы чыдамдуу көпүрөлөр (BRBFs) темирдик ядролорду цемент же бетон менен толтурулган курчоолорго орнотуу аркылуу компрессиялык бүкүлүүнү басаңдатат — бул тартылуу жана компрессия циклдеринде симметриялык жана кайталануучу энергияны жутууну камсыз кылат.
• Темирдик жанылгыс кабыргалар периметрдик каркастардын ичиндеги толтурулган плита-тарды колдонуп, жанылгыс күчтөрдү таратууга ыңгайлуу, эластик диафрагмаларды түзөт; тастыктелген сейсмикалык моделированиелерге ылайык, бул конвенционалдык каркастарга караганда этаждар арасындагы чыгышты 40% чейин кыскартат.

Үч система тең болоттун өзгөчөлүктөрүн пайдаланат: жогорку бекемдик-оордук катышы инерциялык талапты азайтат, ал эми туруктуу ийкемдүүлүк кайталанган жүктөөдө алдын ала болжолдонууга, сынбоого шарт түзөт. Ийгиликтүү ишке ашыруу кубаттуулукту иштеп чыгуудан көз каранды, ал атайын белгиленген, оңдолуучу элементтерге эластикалык жоопту атайылап жайгаштырат.

Жер титирөөгө туруктуу болот конструкцияларды түзүү боюнча мыкты тажрыйбаларды иштеп чыгуу

Капацитеттын конструкциясынын принциптери жана туруктуу болоттун конструкциясы үчүн туташуунун деталдары

Капаситеттүү дизайн концепциясында чыдамдуулуктардын белгилүү бир тартиби түзүлөт: башкача айтканда, колонналардан мурун иштеген балкалар, бириктирүүчү бөлүктөр бириктирилип жаткан элементтерден татаал болушу керек, ал эми негизги конструкцияга кирбеген кошумча бөлүктөр бүтүндөй конструкциянын туруктуулугун бузбогондой кылып курулушу керек. Бул ыкма негизинен зыянды белгилүү аймактарга чектеп, биналардын жалпы кулкуна шыбыртпай, жөнгө салуу мүмкүнчүлүгүн камсыз кылат. Айрыкча докунуу жерлеринде, атап айтканда, докунуу иштери жүргүзүлгөндө, терең оюк докунуу жана андагы тез сынганып кетүүнү болтуроо үчүн жетиштүү күчөтүүлөр зарыл. AISC 358 стандарты толук сыноолордон өткөн жана чыныгы куруу шарттарында жакшы иштеген бириктирүүчү конструкциялардын долбоорлорун берет; алар кайталанган чыдамдуулук циклдерине чыдайт. FEMA доклады P-1052 боюнча, бул ыкмаларды колдонуп курулган биналарда жер титирөөдөн кийин жөнгө салуу үчүн чыгымдардын саны орточо эсеп менен 60 процентке азаят.

Кодго ылайыктуулук: АКШ Инженерлер Коомунун 7-бөлүгү (ASCE 7), АКШ Инженерлер Коомунун 341-бөлүгү (AISC 341) жана Борбордук Билдирүү Коду (IBC) сейсмикалык талаптарына ылайык болгон темир-бетон конструкция

ASCE 7, AISC 341 жана Эл аралык курулуш кодексинин талаптарына жооп берүү жер титирөөлөргө каршы туруктуу имараттарды курууда милдеттүү эмес. ASCE 7 стандартында ар кайсы сайттар кайсы жерде жайгашкандыгына жараша кандай борттук күчтөрдү көтөрүшү керектиги көрсөтүлгөн. Ал эми AISC 341де белгилүү бир деңгээлдеги катуулукка муктаж болгон материалдар, байланыштардын кантип жасалышы керектиги жана сейсмикалык кырдаалдар үчүн сапатты текшерүү жөнүндө маалыматтар берилет. Андан кийин IBC бул көрсөтмөлөрдү иш жүзүндө колдонула турган эрежелерге айлантат. Мисалы, сейсмикалык тобокелдиги жогору аймактарда, кодекс IBCдин 16-главасында көрсөтүлгөн AISC 341 тарабынан бекитилген ыкмаларды колдонуу менен байланышкан атайын моменттик алкактарды талап кылат. NISTдин изилдөөсүнө ылайык, үч стандартты тең аткарган имараттар катуу жер титирөөлөр учурунда туруштук берүү мүмкүнчүлүгү 85%га жогору. Долбоорлоо процессинин жүрүшүндө инженерлер конструкциянын бекемдигин гана эмес, агымдын чектерин, ар кандай жүктөлүү сценарийлерин текшерип, ар бир кадамда байланыштар талап кылынган сыноолордон өткөнүн текшериши керек.

Чындыкта текшерилген жана пайда болуп жаткан инновациялар: темир-бетондун конструкциясы

Иштеги мисалдар: Крайстчерч искусствосу галереясы жана 2023-жылкы Турциядагы землеттүрүүдөн кийинки калыбына келтирүү иштери

2011-жылы Кентерберидеги землеттүрүүлөр болгондо, Крайстчерч искусствосу галереясынын темир каркасы жана негиздин изоляция системасы аркылуу турган калган. Тамаша кылгыс түрдө, имараттын өзүнө чоң зыян келтирилбеген, башкача айтканда, баасы жогорку санаттагы эч бир сүрөт же башка искусство буюму жоголгон же зыянга учураган эмес. Жакынкы окуяларга караганда, 2023-жылы Турцияда болгон катастрофалык землеттүрүүлөрдүн натыйжасында $13 миллиарддан ашык зыян келтирилген; ошондуктан оор землеттүрүүлөргө дуушар аймактарда оор кызмат көрсөтүүчү объекттерди — ооруканаларды, мектептерди жана авариялык борборлорду — калыбына келтирүүдө темир-бетон материалдын тандоосу болгон. Бул атайын кысылгыч-чектелген таяныч рамаларды колдонгон куруу долбоорлору традициялык бетондун методдоруна салыштырғанда 40 процентке тезирээк иштелип чыккан, ошондой эле титрөө бүткөндөн кийин алардын иштешүүсү жакшыраак болгон жана ичиндегилерге коопсуздукту камсыз кылган. Бул баардык далилдер темир-бетондун оор землеттүрүүлөргө дуушар аймактарда канчалык надёждуу экенин ачык көрсөтөт.

Кийинки муундагы болот конструкциялык технологиялар: Өзүн-өзү ортого тейлөөчү системалар жана алмаштырууга мүмкүн болгон фузалар

Жаңы өнүшүүлөр аркылуу жер титирөөгө каршы чыдамдуулук боюнча болгон болгон темир-бетондун курулмаларынын артыкчылыгы дагы да артты. Бул өзүн-өзү ортого тартуучу системалар тиштештирилген темир тайгактарды колдонуп, титирөө бүткөндөн кийин бардыгын ортогонго тартат. Бул курулмалардын ортогондон чыгышын азайтат жана түзөтүү иштерине кеткен чыгымдарды, кэде чыгымдарды үчтөн эки бөлүгүнө чейин азайтат. Бул системалар менен бирге, бириктирүү нукталарына түзүлгөн алмаштырууга мүмкүн болгон «предохранитель» элементтери да бар. Бул жертитирөө күчтөрүнүн негизги таасири астында калган жертитирөөгө каршы курулмалардын негизги бөлүктөрүн сактоо үчүн курман элементтер болуп саналат. Алардын иштешүүсүн машина бөлүктөрүнүн аварияга учураганда зыян көргөн, бирок коркунуч өткөндөн кийин тез алмаштырыла турган бөлүктөрүнүн иштешүүсүнө окшот. Инженерлер жер титирөөдөн кийин курулмалардын баштапкы ортогонго кайтуусун жакшыртуу үчүн форманы эс тутуучу куштарды (shape memory alloys) изилдөөдө. Мақсат анчалык гана курулмалардын тирүү калуусу гана эмес, жер титирөөдөн кийин курулмалардын туурасынан иштеп калуусу — нормалдуу иштешүүсүн калыбына келтирүү.

ККБ

Неге жер титиртүүгө баш ийбесинче аймактарда болот колдонулат?

Болот жогорку пластичности, энергияны чачыратуу жана күч-салмаа катышы аркылуу конструкцияларды эластик кылып, сейсмикалык күчтөрдү чыдай ала турган кылганы үчүн колдонулат.

Кыйшырууга каршы тоскоолдогон шамалдар (BRBFs) деген эмне?

BRBFs — бул кыйшырууга каршы туруу үчүн цементтүү курчоолорго салынган жана кысым менен созулуда энергияны чачыратуу үчүн иштеген болот конструкциялар.

Жер титиртүү учурунда болот конструкцияларга өзүн-өзү ортого тартуучу системалар кандай пайда алып келет?

Өзүн-өзү ортого тартуучу системалар жер титиртүүдөн кийин орун алган конструкцияларды кайра ортого тартууга жардам берет, бул инклинацияны жана ремонттун баасын азайтат, айрым болот тендондорун колдонуп.