Из чего построить сейсмоустойчивый дом
Мне нравится Какой дом выдержит землетрясение?
В данной статье мы поговорим на такие темы рубрики «Школа ремонта» , как:
1. Почему случаются землетрясения?
2. Амплитуда и магнитуда землетрясений
3. Какие факторы влияют на сейсмостойкость здания
4. Как ведут себя при землетрясениях дома типовой застройки?
5. Какие дома надежнее?
6. Какие дома лучше не строить в сейсмоопасных зонах?
7. Способы защиты и укрепления строений
Как известно, юго-восточные и восточные районы Казахстана расположены в сейсмически активной зоне. В последние годы после длительного затишья здесь начался период тектонической деятельности, и ученые предсказывают возможность сильных землетрясений. А в этом регионе находится большое число городов и поселков, и среди них южная столица – Алматы.
Насколько сейсмически надежны уже существующие и только строящиеся здесь здания? Какова их способность выдержать сильные подземные толчки? Эти вопросы интересуют сейчас многих жителей.
Почему случаются землетрясения?
Земная поверхность вовсе не такая прочная, как нам кажется. Она состоит из огромных тектонических плит, плавающих на вязком слое мантии. Эти плиты медленно смещаются относительно друг друга и «растягивают» верхний слой Земли.
Когда сила натяжения превышает предел прочности земной коры, в местах стыков возникает разрыв, его сопровождает серия сильных толчков и высвобождается огромное количество энергии. От места сдвига или «эпицентра землетрясения» в разные стороны распространяются колебания. Их называют сейсмическими волнами.
За год на планете происходит несколько миллионов очень слабых, двадцать тысяч умеренных и семь тысяч сильных землетрясений. Разрушительных насчитывают около 150. На территориях, где могут случиться вызванные ими катастрофы, расположено 2/3 всех городов и проживает почти половина населения Земли.
Почему-то землетрясения чаще начинаются ночью или на рассвете. В первые мгновения слышится подземный гул, и земля начинает дрожать. Затем идет череда толчков, при которых участки земли могут опускаться и подниматься. Все это длится несколько секунд, а иногда чуть более минуты. Но за такое короткое время землетрясение может принести огромные бедствия.
Ведь, в зависимости от географии местности и силы подземных ударов, его последствиями становятся оползни, камнепады, разломы, цунами и извержения вулканов, которые уничтожают все, что попадает в их зону действия. Опасность представляют землетрясения интенсивностью 7 баллов и выше. Что это за параметры и как измеряют разрушительную силу подземных толчков?
Амплитуда и магнитуда землетрясений
Амплитуда является качественной, а магнитуда количественной характеристикой землетрясения. Их часто путают.
12-балльная шкала интенсивности отображает степень разрушений при землетрясении в конкретной точке на поверхности земли. Интенсивность в 1 балл не ощущается человеком. Колебания в 2-3 балла уже заметны, особенно на верхних этажах зданий, где начинают раскачиваться люстры. Сотрясения в 4-5 баллов чувствуют почти все, от них и спящие просыпаются. Начинает звенеть посуда, лопаются стекла. Это уже умеренные землетрясения.
Сильными считаются толчки в 6 баллов. В зданиях сдвигается и падает мебель, люди в испуге выбегают на улицу. При землетрясении в 7-8 баллов трудно стоять на ногах. В стенах домов и на дорогах появляются трещины, падают перекрытия зданий и лестничные пролёты, возникают пожары и происходят оползни, рвутся подземные коммуникации. 9-ти балльное землетрясение называют опустошительным. Земля растрескивается, рушатся здания, возникает всеобщая паника.
При 10-11 баллах происходят уничтожающие землетрясения. В грунте появляются проломы до метра шириной. Повреждаются дороги, мосты, насыпи, плотины. Вода выплёскивается из водоемов. Все строения превращаются в руины. 12 баллов – это уже тотальная катастрофа. Земная поверхность меняется, ее пронизывают огромные разломы. Одни территории оседают и затапливаются, другие поднимаются на десятки метров. Изменяется ландшафт, образуются водопады и новые озёра, меняются русла рек. Большинство растений и животных погибают.
Вторая характеристика землетрясения – это магнитуда. Она была предложена в 1935 году сейсмологом Рихтером и показывает силу колебаний в эпицентре и высвобождаемую при этом энергию. Изменение значения магнитуды в большую сторону на единицу означает увеличение амплитуды колебаний в 10 раз, а количество высвобождаемой при этом энергии примерно в 32 раза. Здания могут пострадать уже при землетрясениях с магнитудой 5, большой ущерб им причиняют толчки силой 7, а катастрофические землетрясения превосходят магнитуду 8.
Эти две характеристики отличаются друг от друга. Интенсивность показывает масштаб приносимых разрушений, а магнитуда — силу и энергию колебаний. Так, при одинаковой магнитуде землетрясения, его интенсивность всегда уменьшается с ростом глубины и протяженности очага землетрясения. Устойчивость строений к подземным толчкам изучают, основываясь как раз на силе или магнитуде землетрясения.
Какие факторы влияют на сейсмостойкость здания
На устойчивость строений в период подземных толчков влияют как внешние условия, так и внутренние конструктивные особенности. Главным внешним фактором является тип колебаний грунта, на котором стоит здание. Он, в свою очередь, зависит от расстояния до эпицентра, глубины и магнитуды землетрясения, а также состава самого грунта. К внешним условиям устойчивости еще относят расположение самой конструкции на поверхности и находящиеся вблизи природные и искусственные сооружения.
Внутренними факторами считают общее техническое состояние и возраст дома, его конструктивные особенности и, примененный при строительстве, материал. Также имеют большое значение выполненные позже перепланировки и пристройки, без учета усиления конструкций. Все эти условия непременно повлияют на то, как здание перенесет землетрясение, и как это отразится на людях, находящихся в нем в момент ударов стихии.
При подземных сотрясениях здание приходит в движение вслед за перемещением грунта. Первым сдвигается фундамент, а верхние этажи по инерции сохраняются на месте. Чем резче толчки, тем больше разница в скорости смещения нижних этажей по отношению к верхним.
Если масса высотных зданий большая, то и толчки будут ощущаться сильнее. Чем больше площадь строения и чем меньше оно давит на грунт, тем большая вероятность у него уцелеть во время землетрясения. Если же при строительстве основание возводимого здания увеличить не получается, то надо обеспечивать его легкость за счет выбора строительных материалов.
Также влияние землетрясения на целостность всей конструкции находится в прямой в зависимости от характера движения различных частей здания и их устойчивости к резким колебаниям.
Из всего вышесказанного вывод таков: чтобы здание было надежным, нужно его правильно сконструировать, верно выбрать местоположение, и затем качественно построить.
Как ведут себя при землетрясениях дома типовой застройки?
Сейчас в городах большинство жилых домов представлены тремя типами: мелкоблочные, крупноблочные и крупнопанельные.
Мелкоблочные здания не очень надежны во время землетрясения. Уже при 7-8 баллах на верхних этажах повреждаются углы. У наружных продольных стен разлетаются стекла и выпадают окна. При 9 баллах углы разрушаются, вслед за ними начинают повреждаться стены. Наиболее безопасными считаются места пересечений внутренних несущих продольных стен с поперечными и так называемые «островки безопасности» у выхода из квартиры на лестничную клетку. При землетрясении следует находиться именно в этих местах, так как они остаются целыми при всех прочих разрушениях. Жители нижних этажей могут выбежать из здания, но только быстро, внимательно следя при этом за летящими сверху обломками. Особую опасность представляют тяжелые «козырьки» над дверями подъездов.
Крупноблочные дома достаточно хорошо выдерживают землетрясение. Но здесь также очень опасны углы здания верхних этажей. При сдвиге блоков могут частично падать плиты перекрытия и торцевые стены. Перегородки в этих домах, обычно, щитовые или деревянные, и их обрушения не приносят большого вреда. Травму могут причинить куски цементного раствора, выпадающие из швов плит перекрытия и большие куски штукатурки. Такие повреждения происходят при землетрясении в 7-8 баллов. Наиболее безопасные места — это те же двери на лестничную площадку, так как они все усилены железобетонными рамами.
Старые пятиэтажные крупнопанельные дома построены с расчетом устойчивости на 7-8 баллов, но практика показала, что они выдерживают и 9 баллов. Во время землетрясений на территории бывшего Советского Союза ни одно такое здание разрушено не было. Повреждаются только углы и появляются трещины у швов между зданиями. Так как эти дома достаточно надежны, то при землетрясении их лучше не покидать. Но при этом находиться надо подальше от наружных стен и окон на указанных выше «островках безопасности».
Какие дома надежнее?
Известно, что серьезные исследования жилого фонда Алматы проводились лет 15 назад. По их результатам, примерно 50 процентов сооружений в городе определили как сейсмостойкие, 25 процентов отнесли к не сейсмостойким, об остальных вердикта не вынесли. Они подлежат дальнейшему изучению.
В советское время многие здания в южной столице строились с учетом устойчивости к землетрясениям и проверялись специальным оборудованием. Это были 2-х этажные 8-ми, 12-ти и 24-квартирные дома.
С 1961 года Алматинский домостроительный комбинат начал выпускать сейсмостойкие типовые крупнопанельные дома. С семидесятых годов начали строить высотки до 12 этажей, в которых применяли новейшие, по тем временам, монолитные или сборные железобетонные конструкции. Все они проходили тщательную проверку виброустановками и, до настоящего времени, считаются надежными.
Также устойчивыми к колебаниям 8-9 баллов являются 1-2-этажные деревянные, щитовые и брусчатые дома. Уже проверено, что при таком землетрясении они сильно не разрушаются. Возникают лишь небольшие разрывы стен в углах и проседание грунта под зданием, но сами дома стоят. Хотя при толчках могут сильно раскачиваться перекрытия и стены, вывалиться куски штукатурки из стен и с потолка. В таких домах можно оставаться во время землетрясения, только находиться при этом подальше от наружных стен с окнами, от тяжелых шкафов и полок, например, спрятаться под крепкий стол.
Все же прочие дома, построенные в прежний период, нуждаются в дополнительном укреплении.
В 1998 году после землетрясений в южных государствах СНГ для сейсмически опасных районов Казахстана приняли новые, более жесткие нормы и правила строительства (СНиП). И сейчас они обязательны для всех застройщиков. Поэтому, возводимые новостройки должны отвечать всем современным требованиям сейсмостойкости.
Одна из новых технологий предлагает так называемые безригельные здания, не имеющие балок. Такие сооружения уже пользуются популярностью во всем мире. Их строительство обходится гораздо дешевле балочных домов. При правильном проектировании они намного устойчивее к разгулу подземной стихии.
Также очень популярными стали здания с большой площадью стеклянных покрытий. Оказывается, стекло является одним из наиболее подходящих материалов для строительства в сейсмоопасных зонах. Только стекло не обычное, а специальное сейсмопрочное, оно легче и крепче бетона. И обязательно вся конструкция должна быть выполнена с соблюдением СНИПов и только из качественных материалов.
Еще один новый тип домов хорошо выдерживает сейсмические нагрузки. Их называют деревянно-каркасными. При возведении таких зданий фундамент надежно крепится при помощи анкерных болтов. А сами деревянно-каркасные элементы обеспечивают прочность и пластичность стен, устойчивость перекрытий крыши и потолков, а места их стыков хорошо распределяют энергию землетрясения.
Сейчас в Казахстане строят очень много зданий с конструкциями, совсем не типовыми. Их обязательно надо исследовать. Поэтому вопрос, какие же сооружения, новые или старые, более надежны будет всегда открыт. Опасными могут стать и ветхие дома, и новостройки, не проверенные на сейсмоустойчивость.
Ведь проблема в том, что даже здания, выполненные по новым типовым проектам, иногда, в целях экономии, строят из дешевых и ненадежных строительных материалов. Так что стоит доверять только известным компаниям, которые возводят дома по всем правилам и проводят испытания на их прочность.
Какие дома лучше не строить в сейсмоопасных зонах?
Лёгкие деревянные, кирпичные и глинобитные конструкции часто разрушаются уже при первых толчках интенсивностью в 7-8 баллов. В Алматы в настоящее время здания с кирпичными стенами уже почти не строят, но продолжают сооружать дома из саманной кладки.
Для домов с кирпичными стенами и деревянными перекрытиями высотой в 2-3 этажа и с железобетонными перекрытиями высотой 2-4 этажа требуется обязательное усиление. Дома с саманными стенами усиливать бесполезно. Их надо сносить.
Ненадежны дома со стенами из малопрочных материалов, а также железобетонные каркасные сооружения. Это, как правило, общественные и административные здания.
Способы защиты и укрепления строений
Одно из несложных решений для укрепления уже существующих домов, было предложено академиком Жумабаем Байнатовым. Оно состоит в том, что по всему периметру здания копается ров, глубина которого равна глубине фундамента. Его заполняют использованными пластиковыми бутылками и засыпают землей. Если стоимость такого метода возложить на жителей многоквартирных домов, то каждой семье он обойдется примерно в 200 долларов. И дом станет гораздо надежнее, и в городе станет меньше мусора.
Еще одну идею выдвинули эксперты научного коллектива «Алматинской Строительной Компании «БЛОК». Суть в том, что в конструкции здания, там, где сходятся силовые панели и плиты перекрытия, создается так называемый «пространственный кинематический шарнир». Помимо увеличения устойчивости сооружения, это решение, в первую очередь, призвано спасти находящихся внутри людей.
По подсчетам, дома, построенные с использованием этой технологии, всего на 5-10% дороже обычных, а их устойчивость усиливается на 10 — 15%. Но это изобретение также можно использовать и для укрепления старых зданий, таких, как панельные «хрущевки». Их надстраивают до 7-9 этажных зданий, применяя новое конструктивное решение. В данной ситуации снова получается двойной эффект: старые дома получают дополнительную сейсмоустойчивость, а горожане — новые квартиры в укрепленном доме.
Еще одну интересную технологию строительства выдвинули французские ученые. Это так называемый «плащ-невидимка», который скрывает здание от землетрясения. Он состоит из системы 5-метровых скважин и специального материала, отражающего сейсмические волны.
При землетрясении часто большие повреждения получают многоэтажные здания, в цокольных этажах которых расположены гаражи и другие помещения с большим пустым пространством. Значит, таких конструкций лучше избегать. Сейчас принято для закрепления фундамента использовать болты и металлические крепежные соединения. При строительстве старых домов они не всегда использовались. Опыт показывает, что такие здания отходят от фундамента при землетрясении.
Еще в советское время были разработаны кинематические фундаменты. В Алматы по такой технологии построено несколько жилых домов. В них, во время землетрясения, жители должны ощущать только плавные покачивания, без резких толчков.
Еще один элемент здания, который необходимо укреплять – это дымоходные трубы, они очень неустойчивы к землетрясениям. Развал неармированных дымоходных труб очень часто приводит к повреждениям крыши и стен. Поэтому лучше, чтобы дымоходы были из армированных или других лёгких материалов.
При выборе строительной площадки предпочтение нужно отдавать скальным грунтам – фундамент сооружения на них более устойчивый. Здания не должны располагаться близко друг к другу, чтобы в случае их обрушения не задеть соседние постройки.
Обязательно в сейсмически опасных зонах высокие крепежные требования предъявляются к сооружениям водопровода, канализации и тепловым сетям.
Получается, что надежная защита зданий и сооружений от ударов возможных землетрясений зависит от общих усилий всего населения – ученых, властей, строителей и даже простых жителей городов и поселков. И высших сил, которые, будем надеяться, тоже защитят людей от тяжелых бедствий.
При использовании информации из данной статьи на других интернет ресурсах (сайтах, страниц социальных сетей, при комментировании вне данного ресурса и др.), убедительная просьба давать ссылку на данную страницу или 1stroitelny.kz Благодарим за соблюдение общеизвестных правил, принятых в интернет пространстве!
Полезную информацию о системах защиты для дома читайте в рубрике Статьи:
Приобрести необходимые материалы для строительства дома вы сможете, воспользовавшись каталогом нашего портала:
А также воспользоваться услугами по строительству:
Материал подготовлен редакцией портала https://www.1stroitelny.kz. Все вопросы и предложения высылайте на адрес редакции 1st_redakciya@mail.ru
Источник
Как защитить дом от байкальских землетрясений?
Эксперты:
Юрий Бержинский, заведующий лабораторией сейсмостойкого строительства Института земной коры Сибирского отделения РАН;
Матвей Мамченко, специалист-технолог деревянного домостроения;
Виктор Николаенко, директор ООО «Сибирский дом»;
Сергей Спешилов, директор ООО «Модулекс»;
Алексей Тимонин, технический директор ЗАО «ПРИНЦЭПС»
Нас трясет каждый день!
Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, их только на Байкале за год фиксируется около 2000, но большинство так незначительны, что мы ничего даже не замечаем. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать панику людей, в Иркутске случаются примерно раз в два года. Озеро Байкал расположено на границе тектонического разлома, которому и обязано своим образованием.
Но насколько опасна эта зона по мере удаления от Байкала?
В 2000 году набор карт под общим названием ОСР-97 (общее сейсмологическое районирование) был принят Госстроем основополагающим документом при проектировании и строительстве жилых зданий и промышленных объектов, имеющим силу государственного закона. Набор состоит из трех карт. Они описывают сейсмическую опасность в баллах для всей территории России. Карта ОСР-97-А разделяет зоны для общего строительства (жилых домов и т. п.), ОСР-97-В определяет балльность для строительства повышенной ответственности, ОСР-97-С – зоны для строительства особо опасных объектов.
Для Иркутска был определен наибольший балльный порог в восемь баллов. Это означает, что при строительстве здесь любых зданий должно учитываться, что возможно восьмибалльное землетрясение.
По бытовой логике, чем ближе к Байкалу, тем сильнее должно быть землетрясение. Но многолетние наблюдения показывают, что при землетрясениях в центре и на юге Байкала сила землетрясений в Листвянке была на один балл меньше, чем в Иркутске. Эта связано с тем, что разломная зона в районе Листвянки более древняя, что немного смягчает силу землетрясений. А Иркутск, стоящий на твердой тектонической плите, принимает на себя всю первоначальную силу удара.
Матвей Мамченко, специалист-технолог деревянного домостроения:
— В мире привыкли воспринимать Байкал как «жемчужину Сибири». Иркутяне не могут представить себе жизнь без ежегодного отдыха на Великом озере. Байкал – красивое и могучее озеро. Но его присутствие в нашем регионе как геологического образования является головной болью для строителя.
Байкал является рифтовой зоной – разломом. А по-русски – источником постоянных землетрясений. Прогнозировать землетрясения никто в мире пока не научился. Даже японцы бросили это неблагодарное дело. Так что жить на Байкале приходится в постоянном напряжении – тряхнет или помилует. И что самое обидное: город Иркутск уже не относится к рифтовой зоне, а стоит на литосферной плите – стабильном участке земной коры. А между тем соседство с Байкалом отражается и у нас. Землетрясение на Байкале – люстры качаются в Иркутске.
Радует только одно: эпицентра землетрясения в Иркутске не может быть по определению, так что участь Японии нам не грозит. Как могучее озеро «скажет», так мы и «поедем» верхом на нашей плите. Не в лучшем положении находятся территории, богатые разными минеральными источниками. Все эти «воды» говорят о том, что земная поверхность здесь «дырявая» и нестабильная. Так, Тункинская долина является долиной потухших вулканов и продолжением байкальской рифтовой зоны и, например, уровень природной радиации там выше, чем в Иркутске. Так что каждому строителю надо быть готовым к тому, что Байкал может нарушить целостность вновь возводимых домов в любой момент – прямо сейчас или через 50 лет. Пути Байкала неисповедимы.
Лето и весна – самый опасный период
Ученые Иркутского института земной коры говорят, что весной и летом сила землетрясений в Иркутске увеличивается на один балл. Это связано с повышенным выпадением осадков и, как следствие, – повышением уровня подземных вод.
Самыми сейсмоопасными населенными пунктами в Иркутске, по картам ОСР-97, являются Байкальск, Выдрино, Баклаши, Большая Речка, Большой Луг, Еланцы, Култук, Малое Голоустное, Олха, Слюдянка, Тальяны, Утулик, Хужир, Шаманка. Здесь необходимо строить дома, способные выдержать землетрясение в 8-10 баллов. В Братске, по данным карт, не может быть землетрясений больше шести баллов, в Иркутске жилые дома должны строиться с сейсмоустойчивостью в 8-9 баллов.
В последнее время активно начали отстраиваться коттеджные поселки, образовываться новые дачные некоммерческие товарищества. Жить в 1-3-этажном загородном доме безопаснее, чем в высотке.
Юрий Бержинский, заведующий лабораторией сейсмостойкого строительства Института земной коры СОРАН:
— О том, что наш район сейсмический, всем прекрасно известно, он так и называется: Байкальская сейсмическая зона. И не важно, в каком доме вы будете жить, из каких материалов он будет выстроен, по какой технологии. Прежде чем вы будете строить свой дом, необходимо заказать проект, в котором должна учитываться сейсмобезопасность строения. Нельзя брать готовый типовой проект, который рассчитывался для дома другого района, местности, региона. Ведь там могли и не учесть тот факт, что в Иркутске случаются сильные землетрясения.
В нашем институте можно произвести проверку дома на сейсмобезопасность, но обратиться к нам могут только строительные организации, предприятия, а индивидуальные строители, частники – нет. Например, если вы директор строительной организации и построили коттеджный поселок, вы можете прийти в нашу лабораторию с проектами ваших домов, мы проанализируем данные проекты, наши специалисты выедут на место застройки, проведут испытания и выдадут вам заключение по сейсмостойкости коттеджного поселка. Только после этого вы можете говорить о том, что ваши дома сейсмостойкие. Стоимость лабораторной экспертизы одного здания – более 1 млн руб. Цена зависит, конечно, от типа и площади дома.
Нет таких строительных материалов, о которых можно сказать, что они сейсмостойкие. При их правильном применении, соблюдая все расчеты проекта, можно построить сейсмобезопасный дом, а при неправильном – и отдельно стоящий металлический каркас может изогнуть и порвать от землетрясения.
Если нужна экспертиза
Если дом уже выстроен, и вы только после этого решили произвести экспертизу, у вас есть два пути.
Во-первых, можно обратиться в Институт земной коры для проведения практической экспертизы. Но там вам, скорее всего, откажут в ее проведении из-за малого объема проведения работ или назовут слишком высокую цену.
Во-вторых, можно обратиться в строительную или экспертную компанию, которая сможет провести обследование дома: фундамента, стен, перекрытий, кровли. Если есть какие-то проблемные места – ослабленный крепеж, прогнившие балки, треснувший фундамент и др., то специалисты подскажут вам, как укрепить дом для дальнейшего безопасного проживания в нем.
Алексей Тимонин, технический директор ЗАО «ПРИНЦ ЭПС»:
— Чтобы выяснить, выдержит ли дом критические для Иркутска землетрясения, необходимо до начала строительства дома произвести экспертизу проекта. Государственная экспертиза не производит работы по объектам ниже трех этажей и по зданиям, площадь которых составляет менее 1,5 тысяч м?. В то время как негосударственная экспертиза проектной документации может производить экспертные работы любых объектов капитального строительства. Для этого вам с готовым проектом необходимо прийти в офис компании, занимающейся негосударственной экспертизой проектной документации, например, ЗАО «ПРИНЦЭПС», и попросить сделать вам экспертизу раздела проекта «Конструктивные и объемно-планировочные решения». Рассмотрение именно этого раздела позволит сделать вывод о сейсмоустойчивости дома. По завершении проверки вам дадут заключение: отрицательное – дом не выдержит землетрясений в 8-9 баллов (регламент Иркутска по картам ОСР-97), при этом выдадут замечания, по которым необходимо будет произвести корректировку проекта, или положительное – дом выдержит землетрясения в 8-9 баллов без дополнительной корректировки проекта.
Как избежать ошибок?
Чтобы жить в доме и не бояться волнения стихий, обязательно необходимо до начала строительства сделать проект, затем доверить строительство профессиональным организациям, которые должны возводить дом строго по проекту. Именно в этом залог качественного нерушимого дома. Нельзя строить дом по готовому проекту западных стран или даже других регионов России. Готовый проект должен быть адаптирован к нашей сейсмозоне. Проектировщики обязательно должны учесть установку сейсмопояса.
Лучше всего доверить разработку проекта и строительство дома одной организации. Вот иерархия самых прочных технологий малоэтажного строительства с точки зрения сейсмоустойчивости:
1. Рубленные дома в «чашу» и в «ласточкин хвост»: «замок» невозможно сломать землетрясением.
2. Железобетонный каркас несущих стен с различными вариантами трехслойной кладки.
3. Кирпичные дома.
4. Панельные дома. Во время землетрясения стены трещат, в штукатурке появляются трещины, но конструкция остается целой.
5. Деревянные каркасные дома. На саму конструкцию землетрясение никак не повлияет, последствия могут сказаться только на отделке.
Восьмибалльное землетрясение в поселке Култук показало, что в старых деревянных постройках разрушились только печные трубы.
Во-первых, невысокий дом не подвергается эффекту маятника во время землетрясения, ущерб дому минимален или его вообще нет. Во-вторых, бежать в панике с десятого или даже с пятого этажа намного опаснее, чем даже с третьего в своем доме. В-третьих, при разрушении малоэтажного дома можно остаться живым, ведь тяжесть двух этажей намного меньше, чем десяти; если ты живешь на первом этаже десятиэтажного дома – там выжить нереально. В-четвертых, после разрушения малоэтажного дома от землетрясения можно найти свои документы, драгоценности, собрать уцелевшую технику и аппаратуру, мебель, а если дом был деревянным, то в любом случае часть древесины останется целой – ее можно использовать для строительства нового дома, в высотке это все очень и очень проблематично.
Как построить безопасный дом?
Матвей Мамченко, специалист-технолог деревянного домостроения:
— Перед частными застройщиками часто встает вопрос, какой способ сопротивления землетрясениям выбрать – предельную жесткость несущей конструкции или ее гибкость и пластичность. Однозначного ответа здесь, пожалуй, нет. Все зависит от физико-механических свойств материала, из которого будет построен дом. Но основополагающим принципом остается сохранение целостности конструкции. Многие застройщики привыкли оценивать те или иные строительные материалы и технологии с позиции «хороший/плохой», «дешевая/дорогая». Что в корне не верно. Просто у каждого материала и у каждой технологии своя сфера применения. То есть сейсмоусточивость зданий будет зависеть не от материала или технологии, а от грамотного их использования.
Общие правила по сейсмике при строительстве дома
Общие правила строительства домов в сейсмических районах описаны в СНиП II- 7-81, рассмотрим их подробнее.
Антисейсмические швы. Здания и сооружения нужно разделять антисейсмическими швами в случаях, если: они имеют сложную форму в плане, а также если смежные участки здания или сооружения имеют перепады высот от 5 м и более (вдруг вы решите на своем доме сделать башню, это очень распространено в замковой архитектуре). В одноэтажных зданиях (высотой до 10 м) при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы можно не устраивать. Антисейсмические швы должны разделять здания и сооружения по всей высоте. Можно не делать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным. Швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам. При высоте дома до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Необходимо учесть, что заполнение антисейсмических швов не должно препятствовать взаимным горизонтальным перемещениям отсеков дома.
Перегородки. Ненесущие элементы типа перегородок и заполнений каркаса нужно делать легкими. Диафрагмы, связи и ядра жесткости, воспринимающие горизонтальную нагрузку, должны быть непрерывными по всей высоте здания и располагаться в обоих направлениях равномерно и симметрично относительно центра тяжести здания. Сборные железобетонные перекрытия и покрытия домов должны быть замоноличены жесткими в горизонтальной плоскости конструкциями, а также их необходимо соединить с вертикальными несущими конструкциями.
Балконы. Конструкции балконов и их соединения с перекрытиями должны быть рассчитаны как консольные балки или плиты. Вынос балконов в зданиях с каменными стенами не должен превышать 1,5 м.
Фундамент. При строительстве в сейсмических районах по верху сборных ленточных фундаментов следует укладывать слой раствора марки 100 толщиной не менее 40 мм и продольную арматуру диаметром 10 мм в количестве 3, 4 и 6 стержней при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно. Через каждые 300-400 мм продольные стержни должны быть соединены поперечными стержнями диаметром 6 мм. В случае выполнения стен подвалов из сборных панелей, конструктивно связанных с ленточными фундаментами, укладка указанного слоя раствора не требуется.
В фундаментах и стенах подвалов из крупных блоков должна быть обеспечена перевязка кладки в каждом ряду, а также во всех углах и пересечениях на глубину не менее 1/3 высоты блока; фундаментные блоки следует укладывать в виде непрерывной ленты. Для заполнения швов между блоками следует применять раствор марки не ниже 25.
Чтобы дом правильно работал во время землетрясения, очень важно сделать качественный фундамент. До его заливки необходимо сделать проект с учетом состояния грунтов и заливать фундамент строго по проекту: с бетоном той прочности, которая рассчитана, с диаметром арматуры по смете и т.д. Лучше всего себя проявляет ленточный фундамент. Также хорош свайный, но с ним необходимо быть осторожным – при неправильном расчете диаметра сваи во время землетрясения ее может загнуть и деформировать. Сваи не ремонтопригодны
Деревянный дом
Раскосы должны обеспечивать жесткость стен каркасных деревянных домов.
Брусчатые и бревенчатые стены следует собирать на нагелях. Деревянные щитовые дома следует проектировать высотой в один этаж.
Виктор Николаенко, директор ООО «Сибирский дом»:
— Рубленные дома, деревянные дома из массива норвежской и канадской рубки применимы для нашей сейсмозоны. Ведь при такой технологии стены и крыша дома составляют практически единое целое. Они рубятся из круглого бревна или из лафета (двухкантового бруса). В основе строительства лежит так называемая норвежская (или канадская) чаша – место соединения двух бревен. Она настолько плотная, что позволяет намертво скрепить между собой стены дома. Стены плавно переходят во фронтоны, в которые врубаются большие бревна – слеги. Таким образом получается единая конструкция, разломать или повредить которую очень и очень проблематично. Можно сделать земляную крышу, как ее делают в Норвегии: придавить сруб несколькими тоннами земли и засеять крышу травой. Получится маленькая крепость, почти неподвластная стихиям.
Матвей Мамченко, специалист-технолог деревянного домостроения:
— Брусовые и бревенчатые стены, пожалуй, самые адекватные конструктивные решения для возведения сейсмоустойчивых зданий. Технология возведения таких домов на сейсмоопасных территориях не требует дополнительных затрат.
В первую очередь, это связано с физико-механическими свойствами древесины. Дерево образуют множество волокон, которые достаточно прочно связаны между собой.
Во-вторых, она имеет достаточно большие линейные размеры, что позволяет применять минимальное количество вертикальных связей.
В отличие от каменных строительных материалов, древесина более мягкая, это дает возможность конструкции «гулять» без потери первоначальных показателей прочности. За всю сейсмическую историю Иркутска не было зарегистрировано ни одного случая разрушения бревенчатых стен.
Зарубежными специалистами доказано, что появление продольных трещин в бревне во время усадки сруба никак не влияет на прочностные характеристики самого бревна.
С появлением на иркутском строительном рынке конструкционного клееного бруса прочностные характеристики брусовой стены только возросли. Но возникает вопрос: зачем использовать материал с таким большим запасом прочности для возведения несущих стен?
Нагрузки от толчков в вертикальном направлении в бревенчатой стене распределяются более-менее равномерно. Основное напряжение подается на первый венец и в силу пластичности древесины оно поглощается последующими венцами. Поэтому экономическую целесообразность возведения стен из конструкционного клееного бруса позволю себе поставить под сомнение.
Наихудшим последствием для бревенчатой стены от землетрясения может быть разгерметизация межвенцовых швов и угловых соединений. Но разрушение конструкции произойти не может при условии соблюдения правил ее возведения.