Կարո՞ղ է նախապատրաստված տունը դիմանալ 8 բալանոց երկրաշարժի:

Ինչպես են երկրաշարժային կոդերը ձևավորում նախապատրաստված տների դիմացկունությունը

IBC և ASCE 7 պահանջները բարձր երկրաշարժային գոտիների համար (SDC D–F)

Ներկայիս սեյսմիկ շենքերի կառուցման վերջին կոդերը, ինչպես օրինակ IBC-ն ու ASCE 7-ը, սահմանում են բավականին խիստ ստանդարտներ երկրաշարժների հաճախ տեղի ունեցող շրջաններում կառուցվող պրեֆաբրիկացված շենքերի համար: Սեյսմիկ նախագծման D–F կատեգորիաներին պատկանող շենքերը պետք է դիմանան կողային ուժերի՝ 1,5–2 անգամ ավելի մեծ, քան այն մակարդակը, որը պահանջվում է ցածր ռիսկի տարածքներում: Սա նշանակում է, որ շինարարական թիմերը ստիպված են ամրացնել բոլոր բաղադրիչների միջև եղած միացումները, ստեղծել կառուցվածքի ամբողջ երկայնքով անընդհատ բեռնվածության փոխանցման ճանապարհներ և օգտագործել նյութեր, որոնք կարող են ծալվել՝ չկոտրվելով: Ըստ ASCE 7-22-ի՝ SDC F կատեգորիայի հարթակներում գտնվող կառույցները պետք է բավարարեն հիմքի կտրման գործակիցների 0,5g–1,0g միջակայքին, ինչը բացատրում է, թե ինչու շատ ինժեներներ այժմ իրենց նախագծերում ներառում են պողպատե ամրացման համակարգեր կամ մոմենտային շրջանակներ: Ամբողջ նպատակն այն է, որ այս պրեֆաբրիկացված միավորները կարողանան կառավարվող ծալման միջոցով կլանել ցնցումները՝ այլ ոչ թե ականատես լինել հանկարծակի վնասվելու: Դա մենք տեսել ենք պրակտիկայում Չիլիում 2010 թվականին տեղի ունեցած 8,8 մագնիտուդի հզոր երկրաշարժի ժամանակ: Թարմացված կոդերին համապատասխան կառուցված մոդուլային շենքերը ընդհանուր առմամբ ստացել են 10 %-ից պակաս վնասվածք, ինչը ապացուցում է, թե ինչպես են այս ժամանակակից պահանջները իրականում արդյունավետ, երբ դրանք ճիշտ են իրականացվում:

Ինչու՞ են ժամանակակից պրեֆաբրիկացված տների դիզայները հաճախ գերազանցում կոդերի նվազագույն պահանջները

Առաջատար արտադրողները սովորաբար գերազանցում են սեյսմիկ պահանջների հիմնական մակարդակը՝ ոչ միայն համապատասխանության, այլև դիմացկունության բարձրացման, կյանքի ցիկլի ռիսկի նվազեցման և շուկայական դիրքի ամրապնդման համար: Այս միտումը որոշում են երեք փոխկապակցված գործոններ.

• Ծածկագրային խթաններ : Նախագծերը, որոնք ցույց են տալիս IBC-ի նվազագույն պահանջներից 25 %-ով բարձր ցուցանիշներ, իրավունք ունեն ստանալ վճարման նվազեցումներ մինչև 30 %, ինչպես նշված է FEMA P-2078 (2023) փաստաթղթում:
• Մատակարարային շղթայի կայունություն : Լրացուցիչ շեղման պատերը և ամուր հիմքի ամրացման համակարգերը նվազեցնում են իրադարձությունից հետո անհրաժեշտ վերակառուցումները, պահպանելով գործարանային արտադրողականությունը և առաքման ժամանակացույցը:
• Կատարողական հիմնված դիզայն : Զարգացած մոդելավորման մեթոդները թույլ են տալիս ճշգրիտ օպտիմալացնել քաշի բաշխումը և միացման մանրամասները՝ նվազեցնելով նյութերի օգտագործումը, միաժամանակ ընդարձակելով անվտանգության մեջ թույլատրելի սահմանները: Այդ պատճառով Ճապոնիայում պրեֆաբրիկացված տները հիմա հաճախ հասնում են կոդերով սահմանված շեղման սահմանների 150 %-ին, ինչը հնարավորություն է տալիս մեծ սեյսմիկ իրադարձություններից հետո արագ վերաբնակեցնել շենքերը:

Հիմնական կառուցվածքային համակարգերը, որոնք հնարավորություն են տալիս պրեֆաբրիկացված տներին ցուցադրել իրենց կատարողականությունը M8 մակարդակում

Ստալեն շրջանակավորում, դիաֆրագմայի շարունակականություն և բազմակի բեռնվածության ճանապարհներ

Նախապատրաստված տներում բարձր սեյսմիկ դիմացկունության ցուցանիշները հիմնված են երեք հիմնական համակարգերի համատեղ աշխատանքի վրա՝ պողպատե կառուցվածք, շարունակական դիաֆրագմներ և այն լրացուցիչ բեռնափոխանցման ճանապարհները, որոնց մասին մենք հաճախ լսում ենք: Պողպատե կառուցվածքներն ունեն ներդրված ճկունություն, որը թույլ է տալիս դրանց դիմանալ բավականին ուժեղ ցնցումներին: Դրանք իրականում կարող են շենքի միջանկյալ հարկերի միջև 3 % չափով շեղվել՝ առանց վթարվելու ուժեղ երկրաշարժների ժամանակ: Այնուհետև կան շարունակական դիաֆրագմները, որոնք սովորաբար վերածում են հարկերն ու տանիքները մեծ հարթ մակերևույթների: Այդ մակերևույթները ցնցումներից առաջացած ուժերը տարածում են այնպես, որ որևէ մեկ կետ չի ենթարկվում չափից շատ լարման: Եվ մի забավարանանք այն լրացուցիչ բեռնափոխանցման ճանապարհների մասին: Ըստ էության, դրանք ստեղծում են ուժերի համար պահեստային ճանապարհներ կառուցվածքի մեջ: Եթե մի բան կործանվում է կամ տեղաշարժվում, հարևան մասերը վերցնում են դրա գործառույթը: Սովորական փայտե կառուցվածքի համեմատությամբ փորձարկումների ժամանակ այս համակարգերը ցույց են տվել մոտավորապես 40 %-ով լավ արդյունքներ երկրաշարժների ժամանակ շենքի շարժման աստիճանի վերաբերյալ, նույնիսկ 8 մագնիտուդի երկրաշարժների ժամանակ առաջացող վտանգավոր մոտակա սեյսմիկ ալիքների դեպքում: Բացի այդ, քանի որ ամեն ինչ արտադրվում է գործարաններում՝ ոչ թե շինարարական հրապարակում, որակի տատանումները զգալիորեն նվազում են: Այլևս չեն առաջանում այնպիսի մտահոգություններ, ինչպես տարբեր շինարարական խմբերի կամ շինարարության ընթացքում եղանակային պայմանների պատճառով առաջացող աշխատանքի որակի անհամասեռությունը:

Ծանրաբեռնված միացումների մանրամասն նկարագրություն՝ պտտվող մասեր, եռակցումներ և մոմենտի դիմացող միացումներ

Կապերի ճարտարապետական լուծման եղանակը կարևոր դեր է խաղում նախապատրաստված շենքերի երկրաշարժներին դիմացողության մեջ: Բարձր ամրության սեղման մետաղալարերը՝ զուգակցված Բելվիլյան սայրերի հետ, օգնում են պահպանել բոլոր մասերի խիստ կապը՝ նույնիսկ մի քանի երկրաշարժերից հետո: Ամբողջությամբ երկաթբետոնե միացումները նվազեցնում են լարվածության աճի դեպքում հանկարծակի ճեղքվելու ռիսկը: Շենքերի մոմենտային դիմացող շրջանակները (MRF-ներ) ունեն հատուկ նախագծված միացումներ, որոնք հաճախ ներառում են մասեր, որոնք հայտարարված կերպով ձևափոխվում են երկրաշարժի ժամանակ: Այս հատուկ միացումները կլանում են ցնցումները՝ կառավարվող ձևով ծալվելով, այլ ոչ թե ամբողջությամբ կոտրվելով: Փորձարկման ստանդարտները պահանջում են, որ այս միացումները դիմանան 20-ից ավելի ցիկլի՝ հարկերի միջև շեղման մոտավորապես 2,5 %-ի պայմաններում: Չիլիում 2010 թվականին տեղի ունեցած մեծ երկրաշարժի ժամանակ տեղի ունեցած իրադարձությունները նույնպես տալիս են իրական աշխարհի ապացույցներ: Այս առաջադեմ միացման տեխնիկայով կառուցված շենքերում միացումների ավարտական ձախողումների քանակը 15 % էր հարակից սովորական շենքերի համեմատ: Լավ միացման նախագծումը վերածում է այն կառույցները, որոնք այլապես կլինեին կոշտ, այնպիսի կառույցների, որոնք իրականում շարժվում են երկրաշարժային ուժերի հետ՝ այլ ոչ թե դիմադրել դրանց և ճնշման տակ փլուզվել:

Իրական աշխարհի վկայություն. Ինչ են բացահայտում M8-ից հետո անցկացված դաշտային ուսումնասիրությունները պատրաստի տների գոյատևման մասին

Ճապոնիայում և Չիլիում պահպանված և ձախողված պատրաստի տների դեպքերի ուսումնասիրություններ

Մագնիտուդը 8-ից բարձր մեծ երկրաշարժներից հետո իրական պայմաններում տեղի ունեցող իրադարձությունների վերլուծությունը ցույց է տալիս, թե ինչքան է կարևոր շենքերի նախագծումը, երբ վտանգի տակ են գտնվում մարդկային կյանքերը: Վերցնենք, օրինակ, Չիլիում 2010 թվականին տեղի ունեցած մեծ երկրաշարժը (մագնիտուդը՝ 8,8): Ճիշտ բեռնվածության ճանապարհներով կառուցված պողպատե շենքերում ձախողումների ընդհանուր ցուցանիշը 18 %-ից ցածր էր: Սակայն թույլ միացումներ կամ խախտված դիաֆրագմներ ունեցող շենքերը երեք անգամ ավելի հաճախ են փլուզվել: Նույն պատմությունն է տեղի ունեցել նաև Ճապոնիայում՝ 2011 թվականին տեղի ունեցած հսկայական Տոհոկու երկրաշարժի ժամանակ (մագնիտուդը՝ 9,0): Ուժեղ միացումներ ունեցող շենքերը շարունակել են աշխատել անփունջ, իսկ թույլ կապակցումներ ունեցողները մասամբ փլուզվել են: Ի՞նչն էր ամենակարևոր տարբերությունը: Շենքերի շարժման ժամանակ էներգիայի կլանելու և այն տարածելու ունակությունը: Պատրաստի տների երկու աղետների ընթացքում էլ ավելի լավ են գոյատևել ճկուն նյութերից և լարվածությանը դիմացող միացումներով կառուցված շենքերը, քան դրանց կարծր տարբերակները:

Ոչ կառուցվածքային վնասման օրինակներ և դրանց ազդեցությունը շենքի օգտագործման վերսկսման վրա

Ավերումներից հետո վերականգնվելու ունակությունը կախված է ոչ միայն շենքերի կայունությունից, այլև ոչ կառուցվածքային տարրերի աշխատանքի որակից: Նախապատրաստված շենքերի վերաբերյալ տվյալների վերլուծությունը 8 մագնիտուդի երկրաշարժներից հետո ցույց է տալիս մեկ հետաքրքիր փաստ. ժամանակավորապես անբնակելի ճանաչված տների մոտավորապես 70 %-ը իրականում որևէ լուրջ կառուցվածքային խնդիր չուներ: Ի՞նչն էր դրանք անվտանգ դարձնում: Հիմնականում՝ մասնատման պատերի տեղից շեղվելը (մոտավորապես 42 դեպք), պատերի միջով անցնող օգտագործման համակարգերի միացման գծերի վնասվելը (մոտ երրորդ մասում) և սալիկների վրա դասավորված մեբելի վայր ընկնելը (մոտ 25 դեպք): Երբ շինարարները ներառում էին այդ հատուկ երկրաշարժային ամրացումները ջրատար խողովակների, օդային կոմունիկացիաների, առաստաղի կառուցվածքների և նույնիսկ ներդրված սանդուղքների համար, մարդիկ 65 %-ով ավելի արագ էին վերադառնում իրենց տներ: Դա իսկապես տրամաբանական է: Պատերի հետևում գտնվող բոլոր այդ փոքր համակարգերին ճիշտ ուշադրություն դարձնելը երկրաշարժից հետո սպասման ժամանակը երբեմն կրճատում է գրեթե մեկ ամսով: Այս մոտեցումը չի սահմանափակվում նվազագույն ստանդարտների կատարմամբ, այլ սովորական համապատասխան շենքերը վերածում է այնպիսի վայրերի, որտեղ մարդիկ կարող են վերադառնալ տներ օրերում, այլ ոչ թե շաբաթներում: