Seisminen jälkiasennus - Seismic retrofit

Jos haluat lisätietoja aiheesta, katso Maanjäristystekniikka .

Seisminen jälkiasennus on muuttamalla olemassa olevia rakenteita , jotta ne kestävät paremmin seisminen toiminta , maa liike, tai maaperän aiheuttamiin maanjäristyksiä . Seismisen jälkiasennuksen tarve tunnustetaan hyvin , kun ymmärretään paremmin rakenteiden seisminen kysyntä ja kokemuksemme suurista maanjäristyksistä lähellä kaupunkikeskuksia . Ennen nykyaikaisten seismisten koodien käyttöönottoa 1960-luvun lopulla kehittyneille maille (Yhdysvallat, Japani jne.) Ja 1970-luvun loppupuolelle monille muille maailman osille (Turkki, Kiina jne.) Monet rakenteet suunniteltiin ilman riittäviä yksityiskohtia ja vahvistuksia seisminen suoja. Välitön ongelma huomioon ottaen on tehty useita tutkimustöitä. Seismisen arvioinnin, jälkiasennuksen ja kuntoutuksen huipputekniset ohjeet on julkaistu ympäri maailmaa - kuten ASCE-SEI 41 ja Uuden-Seelannin maanjäristystekniikan yhdistyksen (NZSEE) ohjeet. Nämä koodit on päivitettävä säännöllisesti. vuoden 1994 Northridge-maanjäristys toi esiin esimerkiksi hitsattujen teräsrunkojen haurauden.

Jälkiasennus tekniikat hahmoteltu tässä pätevät myös muita luonnollisia vaaroja, kuten trooppisten hirmumyrskyjen , tornadot , ja vakava tuulet alkaen ukkosta . Vaikka nykyinen seismisen jälkiasennuksen käytäntö koskee pääasiassa rakenteellisia parannuksia rakenteiden käytön seismisten vaarojen vähentämiseksi, on yhtä tärkeää vähentää muiden kuin rakenteellisten elementtien aiheuttamia vaaroja ja häviöitä. On myös tärkeää pitää mielessä, että maanjäristyksen kestävää rakennetta ei ole olemassa, vaikka seismistä suorituskykyä voidaan parantaa huomattavasti asianmukaisella alustavalla suunnittelulla tai myöhemmillä muutoksilla.

Maantäyttötyöt shear ristikot - Kalifornian yliopiston asuntola, Berkeley
Olemassa olevan teräsbetonipysäköintihallin (Berkeley) ulkoinen jäykistys
Port Authorityn bussiterminaali New Yorkissa

Strategiat

Seismiset jälkiasennus (tai kuntoutus) strategioita on kehitetty viime vuosikymmeninä seuraavien uusien seismiset säännösten ja Kehittyneet materiaalit (esim kuituvahvisteista polymeerit (FRP) , kuitu teräsbetonia ja lujat teräs).

  • Globaalin kapasiteetin lisääminen (vahvistaminen). Tämä tehdään tyypillisesti lisäämällä poikkitukia tai uusia rakenteellisia seiniä.
  • Seismisen kysynnän vähentäminen lisävaimennuksella ja / tai pohjaeristysjärjestelmien avulla.
  • Rakenneosien paikallisen kapasiteetin lisääminen. Tämä strategia tunnistaa olemassa olevien rakenteiden luontaisen kapasiteetin ja soveltaa siksi kustannustehokkaampaa lähestymistapaa yksittäisten rakenteellisten komponenttien paikallisen kapasiteetin (muodonmuutos / sitkeys, lujuus tai jäykkyys) valikoivaan parantamiseen.
  • Selektiivinen heikentävä jälkiasennus. Tämä on vasta-intuitiivinen strategia muuttaa rakenteen joustamatonta mekanismia samalla kun tunnustetaan rakenteen luontainen kyky.
  • Liukuvien yhteyksien, kuten käytäväsiltojen, salliminen lisäliikkeen järjestämiseksi seismisesti itsenäisten rakenteiden välillä.
  • Seismisten kitkavaimentimien lisääminen vaimennuksen ja valittavan määrän lisäjäykkyyden lisäämiseksi samanaikaisesti.

Viime aikoina tutkitaan kokonaisvaltaisempia lähestymistapoja rakennusten jälkiasennukseen, mukaan lukien yhdistetty seisminen ja energinen jälkiasennus. Tällaisilla yhdistetyillä strategioilla pyritään hyödyntämään kustannussäästöjä soveltamalla energian jälkiasennusta ja seismisesti vahvistavia toimenpiteitä kerralla, mikä parantaa rakennusten seismiset ja lämpöominaisuudet.

Suorituskykytavoitteet

Aikaisemmin seismistä jälkiasennusta sovellettiin ensisijaisesti yleisen turvallisuuden saavuttamiseksi, ja teknisiä ratkaisuja rajoittivat taloudelliset ja poliittiset näkökohdat. Kuitenkin kehittämisen kanssa Tulospalkkiot maanjäristystekniikan (PBEE), useita tasoja tasoa koskevat tavoitteet ovat vähitellen tunnustettu:

  • Vain yleinen turvallisuus. Tavoitteena on suojella ihmiselämää varmistamalla, että rakenne ei romahda sen asukkaita tai ohikulkijoita ja että rakennuksesta voidaan turvallisesti poistua. Vakavissa seismisissä olosuhteissa rakenne voi olla taloudellinen kokonaiskustannus, joka vaatii repimistä ja korvaamista.
  • Rakenteen selviytyvyys. Tavoitteena on, että vaikka rakenne pysyy turvallisena poistumiselle, se voi vaatia laajaa korjausta (mutta ei vaihtoa), ennen kuin se on yleensä hyödyllinen tai sitä pidetään turvallisena miehitykseen. Tämä on tyypillisesti siltojen pienin jälkiasennustaso.
  • Rakenteen toiminnallisuus. Ensisijainen rakenne vahingoittumaton ja rakenne on käyttökelpoinen sen ensisijaiseen käyttöön. Korkea jälkiasennustaso varmistaa, että tarvittavat korjaukset ovat vain "kosmeettisia" - esimerkiksi pienet halkeamat kipsi- , kipsilevy- ja stukkotiloissa . Tämä on sairaaloiden jälkiasennuksen hyväksyttävä vähimmäistaso .
  • Rakenne ei muutu. Tämä jälkiasennustaso on edullinen historiallisille rakenteille, joilla on suuri kulttuurinen merkitys.

Tekniikat

Yleiset seismiset jälkiasennustekniikat jakautuvat useisiin luokkiin:

Yksi monista "maanjäristyksen pultteista", joka löydettiin Charlestonin kaupungin historiallisista taloista vuoden 1886 Charlestonin maanjäristyksen jälkeen. Ne voitiin kiristää ja löysätä tukemaan taloa tarvitsematta muuten purkaa taloa epävakauden vuoksi. Pultit liitettiin suoraan löysästi talon tukirunkoon.

Ulkoinen jälkijännitys

Ulkoisen jälkijännityksen käyttöä uusissa rakenteellisissa järjestelmissä on kehitetty viimeisen vuosikymmenen aikana. Laajan mittakaavan Yhdysvaltojen ja Japanin yhteisen tutkimusohjelman PRESS (Precast Seismic Structural Systems) puitteissa on käytetty sitomattomia jälkijännittäviä, lujia teräsjänteitä hetkenkestävän järjestelmän saavuttamiseksi, jolla on itsekeskittyvyys. Saman seismisen jälkiasennuksen idean laajennus on kokeellisesti testattu Kalifornian siltojen seismisen jälkiasennuksen kannalta Caltrans-tutkimushankkeessa ja ei-pallografiittisten raudoitettujen betonirunkojen seismisessä jälkiasennuksessa. Esijännitys voi lisätä rakenneosien, kuten palkin, pylvään ja palkin ja pylvään liitosten kapasiteettia. Ulkoista esijännitystä on käytetty rakenteelliseen päivitykseen painovoiman / elävän kuormituksen osalta 1970-luvulta lähtien.

Pohjaeristimet

Pääartikkeli: Pohjan eristäminen

Pohjaeristys on kokoelma rakennuksen rakennuselementtejä, jonka tulisi erottaa rakennuksen rakenne olennaisesti ravistetusta maasta ja siten suojella rakennuksen eheyttä ja parantaa sen seismiset ominaisuudet . Tätä maanjäristystekniikkaa , joka on eräänlainen seisminen tärinänsäätö , voidaan soveltaa sekä uudisrakennuksessa että olemassa olevien rakenteiden seismisessä parantamisessa. Normaalisti rakennuksen ympärille tehdään kaivauksia ja rakennus erotetaan perustuksista. Teräs- tai teräsbetonipalkit korvaavat liitännät perustuksiin, kun taas niiden alla eristystyynyt tai pohjaeristimet korvaavat poistetun materiaalin. Vaikka pohjan eristäminen pyrkii rajoittamaan maaliikkeen siirtymistä rakennukseen, se pitää rakennuksen myös oikein sijoitettuna perustuksen yli. Yksityiskohtiin on kiinnitettävä erityistä huomiota, jos rakennus on yhteydessä maahan, erityisesti sisäänkäyntien, portaikkojen ja luiskien kohdalla, jotta varmistetaan näiden rakenneosien riittävä suhteellinen liike.

Lisäventtiilit

Täydentävät vaimentimet absorboivat liikeenergian ja muuttavat sen lämmöksi vaimentamalla siten resonanssivaikutuksia rakenteissa, jotka ovat kiinteästi kiinni maassa. Energian hajautuskapasiteetin lisäämisen lisäksi rakenteeseen lisävaimennus voi vähentää rakenteiden siirtymää ja kiihtyvyyttä. Joissakin tapauksissa vahingon uhka ei johdu itse alkuperäisestä sokista, vaan pikemminkin rakenteen jaksoittaisesta resonanssiliikkeestä , jonka toistuva maaliike aiheuttaa. Käytännössä lisäpellit toimivat samalla tavalla kuin autojen jousituksissa käytettävät iskunvaimentimet .

Viritetyt massapellit

Viritetyt massapellit (TMD) käyttävät liikkuvia painoja jonkinlaisiin jousiin. Näitä käytetään tyypillisesti vähentämään tuulen heilahtelua erittäin korkeissa, kevyissä rakennuksissa. Samanlaisia ​​malleja voidaan käyttää antamaan maanjäristysvastus kahdeksasta kymmeneen kerroksiseen rakennukseen, jotka ovat alttiita tuhoisalle maanjäristyksen aiheuttamalle resonanssille.

Slosh-säiliö

Slosh-säiliö on suuri matalan viskositeetin nestettä (yleensä vettä) sisältävä säiliö, joka voidaan sijoittaa paikkoihin rakenteessa, jossa sivuttaiset heilumisliikkeet ovat merkittäviä, kuten katto, ja viritetty vastaamaan paikallista resonanssista dynaamista liikettä. Seismisen (tai tuulen) tapahtuman aikana neste säiliössä leviää edestakaisin nesteen liikkeellä, jota yleensä ohjaavat ja ohjaavat sisäiset ohjauslevyt - väliseinät, jotka estävät säiliön itsensä tulemasta resonanssiksi rakenteen kanssa, katso Slosh-dynamiikka . Kokonaisrakenteen dynaaminen nettovaste pienenee sekä massan vastatoiminnan että energian haihdutuksen tai tärinänvaimennuksen vuoksi, joka tapahtuu, kun nesteiden kineettinen energia muunnetaan ohjauslevyiksi lämmöksi. Yleensä lämpötilan nousu järjestelmässä on vähäistä ja ympäröivä ilma jäähdyttää sitä passiivisesti. Yksi Rincon Hill San Franciscossa on pilvenpiirtäjä, jonka katolla on säiliö, joka on suunniteltu ensisijaisesti vähentämään tuulen suuntaisen sivuttaisen heilumisen voimakkuutta. Slosh-säiliö on passiivisesti viritetty massapelti . Tehokkuuden saavuttamiseksi nesteen massa on yleensä suuruudeltaan 1 - 5% massasta, jota se vastustaa, ja usein tämä vaatii huomattavan määrän nestettä. Joissakin tapauksissa nämä järjestelmät on suunniteltu kaksinkertaistumaan hätävesisäiliöinä palonsammutusta varten.

Aktiivinen ohjausjärjestelmä

Erittäin korkeat rakennukset (" pilvenpiirtäjät "), kun ne rakennetaan moderneista kevyistä materiaaleista, saattavat heilua epämiellyttävästi (mutta ei vaarallisesti) tietyissä tuuliolosuhteissa. Ratkaisu tähän ongelmaan on sisällyttää johonkin ylempään kerrokseen suuri massa, rajoitettu, mutta vapaasti liikkuva rajoitetulla alueella ja liikkuva jonkinlaisella laakerointijärjestelmällä, kuten ilmatyynyllä tai hydraulisella kalvolla. Sähköpumpuilla ja akuilla toimivia hydraulisia mäntiä käytetään aktiivisesti tuulen voimien ja luonnollisten resonanssien torjumiseksi. Ne voivat myös, jos ne on suunniteltu oikein, hallita tehokkaasti liiallista liikettä - käytetyllä teholla tai ilman - maanjäristyksessä. Yleisesti ottaen nykyaikaiset teräsrunkorakennukset eivät ole yhtä vaarallisten liikkeiden alaisia ​​kuin keskikerroksiset (kahdeksan-kymmenen kerroksiset ) rakennukset, koska korkean ja massiivisen rakennuksen resonanssijakso on pidempi kuin noin yhden sekunnin iskut, maanjäristys.

Rakennetuen / vahvistuksen tilapäinen lisääminen

Yleisin seismisen jälkiasennuksen muoto alempiin rakennuksiin on lisätä voimaa olemassa olevaan rakenteeseen vastustamaan seismiset voimat. Vahvistus voi rajoittua olemassa olevien rakennusosien välisiin yhteyksiin tai siihen voi liittyä ensisijaisia ​​vastuselementtejä, kuten seinät tai kehykset, erityisesti alemmissa kerroksissa. Länsi-Yhdysvaltojen vahvistamattomien muurausrakennusten yleisiä jälkiasennustoimia ovat teräsrunkojen lisääminen, teräsbetoniseinien lisääminen ja joissakin tapauksissa myös alustan eristämisen lisääminen.

Yhteydet rakennusten ja niiden laajennusten välillä

Usein rakennuksen lisäykset eivät kytkeydy vahvasti olemassa olevaan rakenteeseen, vaan ne sijoitetaan yksinkertaisesti sen viereen, ja lattia-, sivuraide- ja kattorakenteet ovat vain vähäisiä. Tämän seurauksena lisäyksellä voi olla erilainen resonanssijakso kuin alkuperäisellä rakenteella, ja ne voivat helposti irrota toisistaan. Suhteellinen liike saa sitten kaksi osaa törmäämään aiheuttaen vakavia rakenteellisia vaurioita. Seisminen muokkaus joko sitoo kaksi rakennuskomponenttia jäykästi yhteen niin, että ne käyttäytyvät yhtenä massana, tai se käyttää vaimentimia energian kuluttamiseksi suhteellisesta liikkeestä, ottaen asianmukaisesti huomioon tämän liikkeen, kuten lisääntynyt etäisyys ja liukuvat sillat osien välillä.

Rakennuksen ulkovahvistus

Ulkopuoliset betonipylväät

Vahvistamattomista muurista valmistetuissa historiallisissa rakennuksissa voi olla kulttuurisesti tärkeitä yksityiskohtia tai seinämaalauksia, joita ei pidä häiritä. Tässä tapauksessa ratkaisu voi olla useiden teräs-, teräsbetoni- tai jälkipainotettujen betonipylväiden lisääminen ulkopuolelle. On kiinnitettävä erityistä huomiota liitoksiin muiden jäsenten kanssa, kuten alustoihin, kattolevyihin ja kattoristikoihin.

Täytä leikkausristikot

 

Tässä on esitetty perinteisen raudoitetun betonimakuusalirakennuksen ulkopuolinen leikkausvahvistus. Tässä tapauksessa rakennuspylväissä oli riittävä pystysuuntainen lujuus ja alemmissa kerroksissa riittävä leikkauslujuus, että vain rajoitettua leikkausvahvistusta vaadittiin, jotta se olisi maanjäristyskestävä tässä paikassa lähellä Haywardin vikaa .

Massiivinen ulkorakenne

 

Muissa olosuhteissa tarvitaan paljon suurempaa vahvistusta. Oikealla olevassa rakenteessa - pysäköintihalli kauppojen yläpuolella - raudoituksen sijoittelusta, yksityiskohdista ja maalaamisesta tulee itsessään arkkitehtoninen koriste.

Tyypilliset jälkiasennusratkaisut

Pehmeän tarinan epäonnistuminen

Pääkirja: Pehmeä tarinarakennus
Osittainen vika johtuen puutteellisesta leikkausrakenteesta autotallin tasolla. Vahinkoja San Franciscossa johtuen Loma Prieta tapahtuma.

Tämä romahtamistila tunnetaan pehmeän tarinan romahtamisena . Monissa rakennuksissa maanpinta on suunniteltu eri käyttötarkoituksiin kuin ylemmät tasot. Matala kerrostalo voidaan rakentaa pysäköintihallin päälle, jonka toisella puolella on suuret ovet. Hotellissa voi olla korkea pohjakerros, jotta suuri sisäänkäynti tai juhlasalit ovat mahdollisia. Toimistorakennusten pohjakerroksessa voi olla vähittäiskauppoja, joissa on jatkuvat näyttöikkunat .

Perinteisessä seismisessä suunnittelussa oletetaan, että rakennuksen alemmat kerrokset ovat vahvempia kuin ylemmät kerrokset; missä näin ei ole - jos alempi tarina on vähemmän vahva kuin ylempi rakenne - rakenne ei reagoi maanjäristyksiin odotetulla tavalla. Nykyaikaisilla suunnittelumenetelmillä on mahdollista ottaa huomioon heikko alempi tarina. Useat tämän tyyppiset epäonnistumiset yhdessä suuressa huoneistokompleksissa aiheuttivat suurimman osan kuolemantapauksista vuonna 1994 Northridge-maanjäristyksessä .

Tyypillisesti, jos tällaista ongelmaa löytyy, heikkoa tarinaa vahvistetaan, jotta se olisi vahvempi kuin yllä olevat lattiat, lisäämällä leikkausseiniä tai momenttikehyksiä. Momenttikehykset, jotka koostuvat käännetyistä U- taivutuksista, ovat hyödyllisiä säilyttäen matalamaisen autotallin sisäänkäynnin, kun taas edullisempi ratkaisu voi olla leikkausseinien tai ristikkojen käyttö useissa paikoissa, mikä vähentää osittain autojen pysäköinnin hyödyllisyyttä, mutta antaa kuitenkin tilaa käyttää muu varastointi.

Palkin ja pylvään liitokset

Kulmaliitoksen teräsvahvikkeet ja korkean vetolujuuden sauvat, joissa on injektoitu murtumisenestotakki

Palkin ja pylvään liitokset ovat yleinen rakenteellinen heikkous seismisessä jälkiasennuksessa. Ennen nykyaikaisten seismisten koodien käyttöönottoa 1970-luvun alussa palkkipylväsnivelet olivat tyypillisesti teknisiä tai suunniteltuja. Laboratoriotestit ovat vahvistaneet näiden huonosti yksityiskohtaisten ja alisuunniteltujen yhteyksien seismiset haavoittuvuudet. Palkin ja pylvään liitosten epäonnistuminen voi tyypillisesti johtaa runkorakenteen katastrofaaliseen romahtamiseen, kuten usein havaitaan viimeaikaisissa maanjäristyksissä

Teräsbetonipalkkipylväiden nivelille - erilaisia ​​jälkiasennusratkaisuja on ehdotettu ja testattu viimeisten 20 vuoden aikana. Filosofisesti edellä mainitut erilaiset seismiset jälkiasennusstrategiat voidaan toteuttaa teräsbetoniliitoksille. Betoni- tai teräsvaipat ovat olleet suosittu jälkiasennustekniikka komposiittimateriaalien, kuten hiilikuituvahvisteisen polymeerin (FRP), myötä. Komposiittimateriaaleja, kuten hiili-FRP ja aromaattinen FRP, on testattu laajalti seismisten jälkiasennusten yhteydessä jonkin verran menestyksekkäästi. Yksi uusi tekniikka sisältää palkin valikoivan heikkenemisen käytön ja liitokseen lisätyn ulkoisen jälkijännityksen saavuttaakseen joustavan saranan palkkiin, mikä on toivottavampaa seismisessä suunnittelussa.

Esimerkiksi Northridge 1994 -järistyksen aikana laajalti levinneet hitsausvirheet matalan ja keskisuuren nousun teräsrakennusten palkkipylväissä ovat osoittaneet näiden 1970-luvun jälkeisten hitsattujen hetkenkestävien liitosten rakenteelliset puutteet. Seuraava SAC-tutkimushanke [4] on dokumentoinut, testannut ja ehdottanut useita jälkiasennettavia ratkaisuja näille hitsatuille teräsmomentin kestäville liitoksille. Näille hitsatuille liitoksille on kehitetty erilaisia ​​jälkiasennusratkaisuja, kuten a) hitsin vahvistus ja b) teräsrakan tai koiran luun muotoisen laipan lisääminen.

Northridge-maanjäristyksen jälkeen useissa teräksisissä momenttirakenteissa havaittiin olevan hauraita palkin ja pylvään liitosten murtumia. Näiden odottamattomien kehysliitäntöjen hauraiden murtumien löytäminen oli huolestuttavaa insinööreille ja rakennusalalle. 1960-luvulta lähtien insinöörit alkoivat pitää hitsattuja teräsrakennerakennuksia yhtenäisimpänä rakennussäännöstön sisältämänä järjestelmänä. Monet insinöörit uskoivat, että teräshetkiset runkorakennukset olivat olennaisesti haavoittumattomia maanjäristyksen aiheuttamille vaurioille ja ajattelivat, että vahinkojen sattuessa se rajoitettaisiin jäsenten ja liitosten sitovaan saantoon. Havaittu rakennusten kärsimät vahingot vuoden 1994 Northridge-maanjäristyksessä osoittivat, että suunnitellun käyttäytymisen vastaisesti useissa tapauksissa hauraat murtumat alkoivat liittymissä hyvin alhaisella muovitarpeella. SAC: n yhteisyritys, AISC, AISI ja NIST kutsuivat syyskuussa 1994 Los Angelesiin kansainvälisen työpajan koordinoimaan eri osallistujien ponnisteluja ja luomaan perustan ongelman järjestelmälliselle tutkimukselle ja ratkaisulle. SAC: n yhteisyritys teki syyskuussa 1995 FEMA: n kanssa sopimuksen SAC Steel -hankkeen toisen vaiheen toteuttamisesta. Vaiheessa II SAC jatkoi laajaa ongelmakeskeistä tutkimusta hetkenkestävien teräsrunkojen ja erilaisten konfiguraatioiden yhteyksien suorituskyvystä lopullisena tavoitteena kehittää seismiset suunnittelukriteerit teräsrakenteille. Näiden tutkimusten tuloksena tiedetään nyt, että ennen vuoden 1994 Northridge-maanjäristystä tyypillisessä momenttia kestävässä liitosdetailissa, jota käytettiin teräsmomenttikehysrakenteessa, oli useita ominaisuuksia, jotka tekivät siitä luonnostaan ​​altis hauraalle murtumiselle.

Leikkausvirhe lattian kalvossa

Puurakennusten lattiat rakennetaan yleensä suhteellisen syvälle puupalkkiin, nimeltään palkkeihin , jotka on peitetty diagonaalisella puulaudalla tai vanerilla aluslattian muodostamiseksi, jolle viimeistelty lattiapinta asetetaan. Monissa rakenteissa nämä kaikki ovat linjassa samaan suuntaan. Palkkien kaatumisen estämiseksi sivuilleen käytetään molemmissa päissä lukitusta, ja jäykkyyden lisäämiseksi palkkien väliin voidaan sijoittaa tukkeja tai diagonaalisia puuta tai metallia. Ulkoreunassa on tyypillistä käyttää yhtä tukosyvyyttä ja kehäpalkkia kokonaisuudessaan.

Jos tukkeutuminen tai naulaus on riittämätöntä, kukin palkki voidaan asettaa tasaiseksi rakennukseen kohdistetuilla leikkausvoimilla. Tässä asennossa heiltä puuttuu suurin osa alkuperäisestä vahvuudestaan ​​ja rakenne voi edelleen romahtaa. Osana jälkiasennusta esto voidaan kaksinkertaistaa, erityisesti rakennuksen ulkoreunoilla. Voi olla tarkoituksenmukaista lisätä ylimääräisiä nauloja lattiakalvoon pystytetyn kehäseinän kynnyslevyn väliin , vaikkakin tämä edellyttää kynnyslevyn paljastamista poistamalla sisäinen kipsi tai ulkovuori. Koska kynnyslevy voi olla melko vanha ja kuiva ja on käytettävä huomattavia nauloja, voi olla tarpeen porata kynsien reikä esiporaan vanhaan puuhun halkeilun välttämiseksi. Kun seinä on avattu tätä tarkoitusta varten se voi myös olla tarkoituksenmukaista sitoa pystysuora seinäelementit perusta käyttäen erikoisuus liittimet ja pultit liimattu epoksilla sementtiä porattujen reikien perusta.

Pohjan liukuminen pois ja "lamautuvan seinän" vika

Talo liukui pois perustukselta
Matala letkuseinän romahdus ja rakenteen irtoaminen betoniportaista

Kehälle tai laattaperustalle rakennetut yhden tai kaksikerroksiset puurunkorakenteet ovat suhteellisen turvallisia maanjäristyksessä, mutta monissa ennen vuotta 1950 rakennetuissa rakenteissa betonialustan ja lattiakalvon (kehysperusta) tai nastaseinän välissä oleva kynnyslevy (laatan perustusta) ei ehkä ole kiinnitetty riittävästi. Lisäksi vanhemmat kiinnikkeet (ilman merkittävää korroosionkestävyyttä) ovat saattaneet syöpyä heikkouteen. Sivusuuntainen isku voi liu'uttaa rakennuksen kokonaan pois perustuksista tai laatasta.

Usein tällaiset rakennukset, varsinkin jos ne rakennetaan kohtuulliselle kaltevuudelle, pystytetään alustalle, joka on yhdistetty kehäperustaan ​​matalien nastaseinien kautta, joita kutsutaan "lama-seiniksi" tai pin-upiksi . Tämä matala seinärakenne itsessään voi epäonnistua leikkauksessa tai sen liitännöissä itseensä kulmissa, mikä johtaa rakennuksen liikkumiseen vinosti ja romahtamalla matalat seinät. Kiinnityksen vikaantumisen todennäköisyyttä voidaan vähentää varmistamalla, että kulmat on hyvin vahvistettu leikkauksessa ja että leikkauspaneelit ovat hyvin yhteydessä toisiinsa kulmapylväiden kautta. Tämä vaatii rakenteellista laatulevyä, jota on usein käsitelty murtumisenkestävyyden vuoksi. Tämä vanerilaatu on valmistettu ilman sisäpuolisia täyttämättömiä solmuja ja siinä on enemmän ohuempia kerroksia kuin tavallisessa vanerissa. Uusissa rakennuksissa, jotka on suunniteltu vastustamaan maanjäristyksiä, käytetään tyypillisesti OSB: tä ( suuntautunut lastulevy ), toisinaan metallilevyillä paneelien välillä ja hyvin kiinnitetyllä stukkokerroksella sen suorituskyvyn parantamiseksi. Monissa nykyaikaisissa traktorikodeissa, etenkin laajoille (savi) maaperille rakennetuissa rakennuksissa, rakennus on rakennettu yhdelle ja suhteellisen paksulle monoliittiselle levylle, jota pitävät yhtenä kappaleena korkean vetoluonnon sauvat, jotka ovat jännittyneet levyn kovettumisen jälkeen. Tämä jälkijännitys asettaa betonin puristumaan - olosuhteissa, joissa se on erittäin voimakas taipumassa eikä siten halkeile epämiellyttävissä maaperäolosuhteissa.

Useita laitureita matalissa kaivoissa

Jotkut vanhemmat edulliset rakenteet ovat koholla kapenevilla betonipylväillä, jotka on asetettu mataliin kuoppiin, menetelmää, jota käytetään usein ulkokansien kiinnittämiseen olemassa oleviin rakennuksiin. Tämä näkyy kosteassa maaperässä, etenkin trooppisissa olosuhteissa, koska se jättää talon alle kuivan ilmastoidun tilan, ja kaukaisissa pohjoisissa ikiroudan olosuhteissa, koska se pitää rakennuksen lämmön epätasapainona maan alla. Maanjäristyksen aikana pylväät voivat kaatua ja vuodattaa rakennuksen maahan. Tämä voidaan voittaa käyttämällä syvälle porattuja reikiä sisältävien valettujen pylväiden pitämiseksi, jotka sitten kiinnitetään lattiapaneeliin rakennuksen kulmissa. Toinen tekniikka on lisätä riittävä diagonaalinen jäykistys tai betonileikkausseinän pylväiden väliin.

Raudoitettu betonipylväs räjähti

Vaippa ja injektoitu sarake vasemmalla, modifioimaton oikealla

Teräsbetonipilareilla sisältävät tyypillisesti suuri halkaisija pystysuora tangon (betoniterästangot) on järjestetty renkaan, jota ympäröi kevyempiä-mittari vanteet tangon. Maanjäristysten aiheuttamien vikojen analysoinnin jälkeen on havaittu, että heikkous ei ollut pystysuorissa pylväissä, vaan pikemminkin vanteiden riittämätön lujuus ja määrä. Kun vanteiden eheys on rikkottu, pystysuora tanko voi taipua ulospäin, painottaen betonin keskipylvästä. Betoni murtuu sitten yksinkertaisesti pieniksi paloiksi, joita ympäröivä raudoitus ei nyt rajoita. Uudisrakentamisessa käytetään enemmän vanteen kaltaisia ​​rakenteita.

Yksi yksinkertainen jälkiasennus on pylvään ympäröiminen teräslevyjen vaipalla, joka on muodostettu ja hitsattu yhdeksi sylinteriksi. Vaipan ja pylvään välinen tila täytetään sitten betonilla, jota kutsutaan injektoimiseksi. Jos maaperä- tai rakenneolosuhteet edellyttävät tällaista lisämuutosta, pylvään pohjan lähelle voidaan ajaa lisäpaaluja, ja paalut pylvääseen yhdistävät betonityynyt valmistetaan maanpinnan tasolla tai sen alapuolella. Esitetyssä esimerkissä kaikkia sarakkeita ei tarvinnut muokata riittävän seismisen vastuksen saavuttamiseksi odotettavissa olevissa olosuhteissa. (Tämä sijainti on noin kilometrin päässä Haywardin vikavyöhykkeestä .)

Raudoitettu betoniseinä räjähti

Betoniseiniä käytetään usein siirtymässä kohotetun tien täyttö- ja ylikulkurakenteiden välillä. Seinää käytetään sekä maaperän pidättämiseen ja siten mahdollistamaan lyhyemmän jännevälin käyttö että siirtämään välin paino suoraan alas pohjaan häiriöttömässä maaperässä. Jos nämä seinät ovat riittämättömiä, ne voivat murentua maanjäristyksen aiheuttaman maaliikkeen stressin alla.

Yksi muoto jälkiasennus on porata useita reikiä pinnan seinämän, ja turvallinen lyhyt L muotoinen osa tangon pintaan kunkin reiän kanssa epoksi liimalla . Sen jälkeen uusiin elementteihin kiinnitetään ylimääräinen pystysuora ja vaakasuora harjateräs, pystytetään muoto ja kaadetaan ylimääräinen betonikerros. Tämä muunnos voidaan yhdistää kaivettujen kaivosten lisäpohjiin ja ylimääräisiin tukipalkkeihin ja sidontatukiin, jotta rajaseinien alue säilyy.

Muuriseinien (täyttö) vauriot

Muurirakenteissa tiilirakenteet on vahvistettu lasikuitupinnoitteilla ja sopivalla hartsilla (epoksi tai polyesteri). Alemmissa kerroksissa nämä voidaan levittää kokonaisille paljaille pinnoille, kun taas ylemmissä kerroksissa tämä voi rajoittua kapeisiin alueisiin ikkuna- ja oviaukkojen ympärillä. Tämä sovellus tarjoaa vetolujuuden, joka jäykistää seinää taivutusta vastaan ​​sivulta sovelluksen kanssa. Koko rakennuksen tehokas suojaaminen vaatii perusteellisen analyysin ja suunnittelun sopivien hoidettavien paikkojen määrittämiseksi.

Teräsbetonirakennuksissa muuratut täyteseinät katsotaan ei-rakenteellisiksi elementeiksi, mutta täyteaineiden vaurioituminen voi johtaa suuriin korjauskustannuksiin ja muuttaa rakenteen käyttäytymistä, mikä johtaa jopa edellä mainittuihin pehmeän kerroksen tai palkkipylvään nivelleikkaushäiriöihin. Täyttöpaneelien paikallinen vika taso- ja tasomekanismien, mutta myös niiden yhdistelmän vuoksi, voi johtaa kapasiteetin äkilliseen vähenemiseen ja siten aiheuttaa rakenteen globaalin hauraan vikaantumisen. Jopa alhaisemmissa maanjäristyksissä täytettyjen kehysten vaurioituminen voi johtaa suuriin taloudellisiin menetyksiin ja ihmishenkiin.

Muurattujen täyteaineiden vaurioiden ja vikojen estämiseksi tyypillisillä jälkiasennusstrategioilla pyritään vahvistamaan täytteitä ja tarjoamaan riittävä yhteys kehykseen. Esimerkkejä muurattavien täyteaineiden jälkiasennustekniikoista ovat teräsvahvistetut laastarit, muokatut sementtikomposiitit , ohutkerroksiset kuituvahvisteiset polymeerit (FRP) ja viimeisimmin myös tekstiilivahvistetut laastit (TRM).

Hissi

Jos kostea tai huonosti konsolidoitu tulppamaaperä liitetään "rantamaiseen" rakenteeseen taustalla olevaa kiinteää ainetta vastaan, alluviumin läpi kulkevat seismiset aallot voidaan vahvistaa, samoin kuin vesiaallot kaltevaa rantaa vasten . Näissä erityisolosuhteissa on mitattu pystykiihtyvyys jopa kaksinkertainen painovoima. Jos rakennusta ei ole kiinnitetty hyvin upotettuun pohjaan, on mahdollista, että rakennus työnnetään perustuksiltaan (tai niiden pohjalta) ilmaan, yleensä laskeutuessa vakavasti. Vaikka se olisi perusteltu, korkeammat osat, kuten ylemmät kerrokset tai kattorakenteet tai kiinnitetyt rakenteet, kuten katokset ja kuistit, voivat irrota ensisijaisesta rakenteesta.

Hyvien käytäntöjen mukaan nykyaikaisissa, maanjäristyksiä kestävissä rakenteissa sanotaan, että rakennuksen jokaisessa osassa on hyvät pystysuuntaiset liitännät häiriöttömästä tai muokatusta maasta perustukseen kynnyslevyyn pystysuoriin tappeihin levykorkkiin jokaisen kerroksen läpi ja jatkamalla kattorakenteeseen. Perustuksen ja kynnyspellin yläpuolella liitännät tehdään tyypillisesti teräshihnalla tai levynpuristuksilla, naulataan puuelementteihin erityisillä kovetetuilla erittäin leikkauslujuuksilla varustetuilla kynsillä ja raskailla kulmaleikkauksilla, jotka on kiinnitetty läpipultteilla, käyttämällä suuria aluslevyjä läpimenon estämiseksi. Jos kynnyslevyjen ja olemassa olevan rakenteen perustan väliin on järjestetty riittämättömiä pultteja (tai joihin ei luoteta mahdollisen korroosion vuoksi), voidaan lisätä erityisiä kiinnityslevyjä, joista kukin on kiinnitetty perustukseen paisuntapultteilla, jotka on työnnetty aukkoon porattuihin reikiin. betonin paljaat kasvot. Muut osat on sitten kiinnitettävä kynnyslevyihin lisävarusteilla.

Maaperä

Yksi vaikeimmista jälkiasennuksista on maaperän vaurioista johtuvien vahinkojen estäminen. Maaperän epäonnistuminen voi tapahtua rinteessä, kaltevuuden rikkoutumisessa tai maanvyörymässä tai tasaisella alueella vedestä kyllästetyn hiekan ja / tai mutan nesteytymisen vuoksi. Yleensä syvät paalut on ajettava vakaaseen maaperään (tyypillisesti kovaa mutaa tai hiekkaa) tai taustalla olevaan kallioperään tai kaltevuus on vakautettava. Aikaisempien maanvyörymien päälle rakennetuissa rakennuksissa jälkiasennuksen käytännöllisyyttä voivat rajoittaa taloudelliset tekijät, koska ei ole käytännöllistä vakauttaa suurta, syvää maanvyörymistä. Maanvyörymisen tai maaperän epäonnistumisen todennäköisyys voi riippua myös vuodenaikojen tekijöistä, koska maaperä voi olla vakaampi märän kauden alussa kuin kuivakauden alussa. Tällainen "kahden vuodenajan" Välimeren ilmasto näkyy koko Kaliforniassa .

Joissakin tapauksissa parasta, mitä voidaan tehdä, on vähentää veden valumista korkeammilta, vakailta korkeuksilta kaappaamalla ja ohittamalla kanavien tai putkien kautta ja tyhjentämällä suoraan ja maanalaisiin lähteisiin tunkeutunut vesi asettamalla vaakasuoria rei'itettyjä putkia. Kaliforniassa on lukuisia paikkoja, joihin on rakennettu laajamittaista kehitystä vanhojen maanvyörymien huipulle, jotka eivät ole liikkuneet historiallisina aikoina, mutta joilla (jos ne ovat veden kyllästämiä ja maanjäristyksen ravistamia) on suuri todennäköisyys liikkua joukkona , kuljettaa kokonaisia ​​osia esikaupunkien kehitys uusiin paikkoihin. Vaikka nykyaikaisimmat talorakenteet (hyvin kiinnitettynä monoliittisiin betonialustalevyihin, jotka on vahvistettu jälkijännityskaapeleilla), voivat selviytyä tällaisesta liikkumisesta suurimmaksi osaksi ehjinä, rakennus ei enää ole oikeassa paikassa.

Putket ja kaapelit: riskit

Rakennusten maakaasun ja propaanin syöttöputket ovat usein erityisen vaarallisia maanjäristysten aikana ja niiden jälkeen. Jos rakennus siirtyy perustuksestaan ​​tai putoaa lamautuneen seinän romahtamisen vuoksi, rakenteen sisällä kaasua kuljettavat pallografiittirautaputket voivat olla rikkoutuneita, tyypillisesti kierteisten liitosten kohdalla. Sitten kaasua voidaan edelleen syöttää paineensäätimeen korkeamman paineen linjoista ja jatkaa siten virtaamista merkittävinä määrinä; se voi sitten syttyä läheisestä lähteestä, kuten palavasta merkkivalosta tai kaarevasta sähköliitännästä.

On olemassa kaksi ensisijaista menetelmää kaasun virtauksen rajoittamiseksi automaattisesti maanjäristyksen jälkeen, jotka on asennettu säätimen matalapainepuolelle ja yleensä kaasumittarista alavirtaan.

  • Häkissä oleva metallipallo voidaan järjestää aukon reunaan. Seismisen iskun jälkeen pallo pyörii aukkoon ja tiivistää sen kaasun virtauksen estämiseksi. Pallo voidaan myöhemmin nollata käyttämällä ulkoista magneettia . Tämä laite reagoi vain maan liikkeisiin.
  • Virtauksen-herkkä laitetta voidaan käyttää sulkemaan venttiilin, jos kaasun virtaus ylittää asetetun raja-arvon (erittäin paljon kuin sähköinen katkaisija ). Tämä laite toimii seismisestä liikkeestä riippumatta, mutta ei reagoi pieniin vuotoihin, jotka saattavat johtua maanjäristyksestä.

Vaikuttaa siltä, ​​että turvallisin kokoonpano olisi käyttää yhtä näistä laitteista sarjaan.

Tunnelit

Ellei tunneli tunkeudu luistoon, joka todennäköisesti liukastuu, suurin vaara tunneleille on maanvyörymä, joka estää sisäänkäynnin. Sisäänkäynnin ympärillä voidaan käyttää lisäsuojaa putoavan materiaalin ohjaamiseksi (samoin kuin tehdään lumivyöryjen suuntaamiseksi ) tai tunnelin yläpuolinen kaltevuus voidaan vakauttaa jollakin tavalla. Jos vain pienten ja keskisuurten kivien ja kivien odotetaan putoavan, koko rinne voidaan peittää metalliverkolla kiinnitetyllä metalliverkolla. Tämä on myös yleinen muutos valtateiden leikkauksiin, jos olosuhteet ovat asianmukaiset.

Vedenalaiset putket

Vedenalaisten putkien turvallisuus riippuu suuresti maaperäolosuhteista, joiden kautta tunneli rakennettiin, käytetyistä materiaaleista ja vahvikkeista, odotetusta suurimmasta odotetusta maanjäristyksestä ja muista tekijöistä, joista osa voi olla tuntematon nykyisen tietämyksen mukaan.

BART-putki

Erityisen rakenteellisen, seismisen, taloudellisen ja poliittisen mielenkiinnon kohteena oleva putki on BART- kaukoputki (Bay Area Rapid Transit) . Tämä putki rakennettiin San Franciscon lahden pohjalle innovatiivisella prosessilla. Sen sijaan, että työntäisi kilpeä pehmeän lahden mutan läpi, putki rakennettiin maahan osittain. Jokainen osa koostui kahdesta pyöreän poikkileikkauksen sisäisestä junatunnelista, suorakaiteen poikkileikkaukseltaan keskitetunnelista ja kolmesta sisäputkesta. Välissä oleva tila oli täynnä betonia. Lahden pohjalle kaivettiin kaivanto ja valmistettiin tasainen murskattu sänky putkiosien vastaanottamiseksi. Sitten osat kellutettiin paikalleen ja upotettiin, sitten liitettiin ruuviliitoksilla aiemmin sijoitettuihin osiin. Sitten putken päälle asetettiin ylitäyttö pitämään sitä alhaalla. Valmistuttuaan San Franciscosta Oaklandiin telat ja sähkökomponentit asennettiin. Ennustettu vaste aikana putken suuri maanjäristys on verrattu olla, että merkkijono (keitetty) spagetti kulhoon jälkiruokahyytelö . Putken liiallisen rasituksen välttämiseksi molemmissa päissä olevien erilaisten liikkeiden vuoksi liukuva liukuliitos sisällytettiin San Franciscon terminaaliin maamerkin lauttarakennuksen alle .

Rakennusalan yhteenliittymän PBTB: n (Parsons Brinckerhoff-Tudor-Bechtel) insinöörit käyttivät parhaita arvioita maalla liikkuvuudesta, joka nykyisin tiedetään olevan riittämätön nykyaikaisen laskennallisen analyysimenetelmän ja geoteknisen tiedon perusteella. Putken odottamaton laskeutuminen on vähentänyt luiston määrää, joka voidaan sijoittaa vikaantumatta. Nämä tekijät ovat johtaneet siihen, että liukunivel on suunniteltu liian lyhyeksi putken selviytymisen varmistamiseksi alueen mahdollisten (ehkä jopa todennäköisten) suurten maanjäristysten aikana. Tämän puutteen korjaamiseksi liukuliitosta on laajennettava lisäliikkeen mahdollistamiseksi, modifikaation odotetaan olevan sekä kallista että teknisesti ja logistisesti vaikeaa. Muita BART-putken jälkiasennuksia ovat putken ylitäytön värähtely, joka estää nyt täytetyn mahdollisen nesteytymisen. (Jos ylitäyttö epäonnistuu, on olemassa vaara, että putken osat nousevat pohjasta, mikä saattaa aiheuttaa osaliitosten vikaantumisen.)

Sillan jälkiasennus

Silloilla on useita vikatiloja.

Laajennuspainikkeet

Monet lyhyet sillan jännevälit on staattisesti ankkuroitu toisesta päästä ja kiinnitetty rokkareihin toisesta. Tämä keinukko tukee pystysuoraa ja poikittaista tukea samalla, kun sillan pituus ulottuu ja supistuu lämpötilan muutosten kanssa. Jännevälin pituuden muutos sovitetaan ajoradan aukon yli kammimaisilla paisuntasaumoilla . Vakavan maaliikkeen aikana rokkari voi hypätä raiteiltaan tai siirtyä suunnitellun rajan yli, jolloin silta irtoaa lepopisteestään ja sitten joko vääristyy tai epäonnistuu kokonaan. Liike voidaan rajoittaa lisäämällä sitkeitä tai lujia teräsrajoituksia, jotka on kiinnitetty kitkakiinnikkein palkkeihin ja suunniteltu liukumaan äärimmäisen rasituksen alaisena ja samalla rajoittamaan liikettä ankkurointiin nähden.

Kannen jäykkyys

Tämän sillan molempien kansien alle työnnettiin lisää diagonaaleja

Ripustussillat voivat reagoida maanjäristyksiin sivulta toiselle -liikkeellä, joka on suurempi kuin tuulenpuuskille suunniteltu. Tällainen liike voi aiheuttaa tienpinnan pirstoutumista, laakereiden vaurioitumista ja osien plastista muodonmuutosta tai rikkoutumista. Laitteisiin, kuten hydraulisiin vaimentimiin tai kiinnitettyihin liukuliitäntöihin ja diagonaalivahvikkeisiin, voidaan lisätä.

Säleiköt, palkit ja siteet

Vanhentuneet niitatut ristikkojäsenet

Ristikkokannattajien koostuvat kahdesta "I" -beams liitetty ristiin rastiin hilan tasainen hihnan tai kulma varastossa. Näitä voidaan vahvistaa huomattavasti korvaamalla avoin ristikko levyn jäsenillä. Tämä tehdään yleensä yhdessä kuumien niittien korvaamisen kanssa pultteilla.

Pultattu levyn ristikon vaihto, muodostavat laatikkokappaleet

Kuumat niitit

Monet vanhemmat rakenteet valmistettiin asettamalla punaiset kuumat niitit esiporattuihin reikiin; sitten pehmeät niitit hiotaan käyttämällä toisella puolella olevaa ilmavasaraa ja päätypainiketta . Kun nämä jäähtyvät hitaasti, ne jätetään hehkutettuun (pehmeään) tilaan, kun taas levy, joka on kuumavalssattu ja sammutettu valmistuksen aikana, pysyy suhteellisen kovana. Äärimmäisessä rasituksessa kovat levyt voivat leikata pehmeät niitit, mikä johtaa liitoksen rikkoutumiseen.

Ratkaisu on polttaa kukin niitti happipolttimella . Reikä valmistetaan sitten tarkkaan halkaisijaan reamerilla . Erityinen paikoituspultti , joka koostuu päästä, akselista, joka on sovitettu reikään, ja kierteinen pää työnnetään sisään ja pidetään kiinni mutterilla, sitten kiristetään jakoavaimella . Koska pultti on muodostettu sopivasta erittäin lujasta seoksesta ja se on myös lämpökäsitelty, se ei ole alttiina kuumille niiteille tyypilliselle muovin leikkaushäiriölle eikä tavallisten pulttien hauraalle murtumiselle. Mahdollinen osittainen vika tapahtuu pultilla kiinnitetyn metallin muovivirrassa; asianmukaisella suunnittelulla kaikkien tällaisten vikojen ei tulisi olla katastrofaalisia.

Täytä ja ylitä

Korotetut ajoradat rakennetaan tyypillisesti kohotetun maan täytteen osille, jotka on yhdistetty sillan kaltaisiin segmentteihin, usein tuettuina pystysuorilla pylväillä. Jos maaperä epäonnistuu sillan päättyessä, silta voi irrota muusta ajoradasta ja irtoa. Tämän jälkiasennus on lisätä lisävahvistuksia mihin tahansa tukiseinään tai lisätä syviä kessoneja reunan viereen kummassakin päässä ja liittää ne sillalla olevaan tukipalkkiin.

Toinen epäonnistuminen tapahtuu, kun täyttö kummassakin päässä liikkuu (resonanssivaikutusten kautta) irtotavarana vastakkaisiin suuntiin. Jos ylikulkusillalle ei ole riittävästi perustushyllyä, se voi pudota. Ylimääräistä hyllyä ja pallografiittitukia voidaan lisätä kiinnittämään ylikulkusilta alustoihin jompaankumpaan tai molempiin päihin. Tukit voidaan kiinnittää palkkiin sen sijaan, että ne kiinnitettäisiin palkkeihin. Kohtuullisella kuormituksella nämä pitävät ylikulkusillan keskitettynä aukossa niin, että se on vähemmän todennäköistä liukua pois perustushyllystään toisessa päässä. Kiinteiden päiden kyky liukua eikä rikkoutua estää rakenteen täydellisen pudotuksen, jos sen ei pitäisi jäädä alustoille.

Viaduktit

Suuret ajoradan osat voivat koostua kokonaan maasillasta, osista, joilla ei ole yhteyttä maahan muuten kuin pystysuorien pylväiden kautta. Betonipylväitä käytettäessä yksityiskohdat ovat kriittisiä. Tyypillinen vika voi olla pylväsrivin kaatuminen johtuen joko maaliitoksen epäonnistumisesta tai riittämättömästä sylinterimäisestä käärimisestä tangolla. Molemmat epäonnistumisia nähtiin 1995 Suuren Hanshin maanjäristys vuonna Kobe, Japani , joissa koko siltarakennelmilla, keskitetysti tukee yhden rivin suuret pylväät, määrättiin sivuun. Tällaisia ​​pylväitä vahvistetaan kaivamalla perustustyynyyn, ajamalla lisäpaaluja ja lisäämällä uusi, suurempi tyyny, joka on hyvin liitetty tangolla pylvään viereen tai sisään. Pylväs, jossa on riittämätön kääretanko, joka on taipuvainen murtumaan ja sen jälkeen saranoitumaan murtumispisteessä, voidaan kokonaan sulkea hitsattuun teräslevystä valmistettuun pyöreään tai elliptiseen vaippaan ja injektoida edellä kuvatulla tavalla.

Cypress-moottoritien maasilta romahtaa. Huomaa riittämättömän räjähdyksen estävän kääreen epäonnistuminen ja yhteyden puuttuminen pystysuorien ja ylempien elementtien välillä.

Joskus viaduktit voivat epäonnistua komponenttien välisissä yhteyksissä. Tämä näkyi epäonnistumiseen Cypress Freeway vuonna Oaklandissa Kaliforniassa aikana Loma Prieta maanjäristys . Tämä maasilta oli kaksitasoinen rakenne, ja pylväiden yläosat eivät olleet hyvin yhteydessä alempiin osiin, jotka tukivat alempaa tasoa; tämä aiheutti ylemmän kerroksen romahtamisen alakerroksen päälle. Tällaiset heikot liitännät vaativat ylimääräisen ulkovaipan - joko ulkoisten teräsosien kautta tai täydellisen teräsbetonivaipan avulla, usein käyttämällä tunkiliittimiä, jotka on liimattu (käyttäen epoksiliimaa ) lukuisiin porattuihin reikiin. Nämä kannot kytketään sitten muihin kääreihin, pystytetään ulkoiset muodot (jotka voivat olla väliaikaisia ​​tai pysyviä) ja lisätään betonia tilaan. Cypress Viaductin kaltaiset suuret liitetyt rakenteet on myös analysoitava asianmukaisesti kokonaisuudessaan dynaamisilla tietokonesimulaatioilla.

Asuntojen jälkiasennus

Rinnakkaiset voimat aiheuttavat eniten maanjäristysvahinkoja. Myllyn kiinnittäminen perustukseen ja vanerin levittäminen lamaaviin seiniin ovat muutamia peruskorjaustekniikoita, joita asunnon omistajat voivat soveltaa puurunkoihin asuinrakennuksiin seismisen toiminnan vaikutusten lieventämiseksi. Kaupunki San Leandro luotu suuntaviivoja näitä menettelyjä, kuten on esitetty seuraavassa lehtisessä . Yleisön tietoisuus ja aloite ovat ratkaisevan tärkeitä olemassa olevan rakennuskannan jälkiasennukselle ja säilyttämiselle, ja Bayn alueen hallitusten liiton ponnistelut ovat tärkeitä tarjoamalla tietolähteitä seismisesti aktiivisille yhteisöille.

Puurunkorakenne

Useimmat talot Pohjois-Amerikassa ovat puurunkorakenteita. Puu on yksi parhaista materiaaleista maanjäristyksen kestävässä rakentamisessa, koska se on kevyt ja joustavampi kuin muuraus. Se on helppo työskennellä ja halvempaa kuin teräs, muuraus tai betoni. Vanhemmissa kodeissa merkittävimmät heikkoudet ovat yhteys puurakenteisista seinistä perustukseen ja suhteellisen heikot "letkuseinät". (Aaltoseinät ovat lyhyitä puuseiniä, jotka ulottuvat perustuksen yläosasta alimpaan lattiatasoon taloissa, joissa on korotetut lattiat.) Liitosten lisääminen puurunkorakenteen pohjasta perustukseen on melkein aina tärkeä osa seisminen jälkiasennus. Lonkkaseinien tukeminen sivuttaisvoimien vastustamiseksi on välttämätöntä taloissa, joissa on lama-seinät; piristys tehdään yleensä vanerilla . Suunnattu lastulevy (OSB) ei toimi yhtä johdonmukaisesti kuin vaneri, eikä se ole jälkiasennettavien suunnittelijoiden tai asentajien suosima valinta.

Jälkiasennusmenetelmät vanhemmissa puurunkorakenteissa voivat koostua seuraavista ja muista menetelmistä, joita ei ole kuvattu tässä.

  • Seinien alimmat levykiskot (Pohjois-Amerikassa niitä kutsutaan yleensä "mudsillsiksi" tai "pohjalevyksi") on kiinnitetty jatkuvaan perustukseen tai kiinnitetty jäykillä metalliliittimillä, jotka on kiinnitetty perustukseen vastustaakseen sivuttaisvoimia.
  • Avaruuseinät on tuettu vanerilla.
  • Valitut pystysuorat elementit (tyypillisesti vaneriseinien tukipaneelien päissä olevat pylväät) on kytketty perustukseen. Nämä liitännät on tarkoitettu estämään tuettujen seinien heilumista ylös ja alas, kun ne altistuvat edestakaisin voimille tuettujen seinien yläosassa, eivätkä estä seinän tai talon "hyppäämistä" pohjasta (jota melkein ei koskaan tapahdu) .
  • Vuonna kaksikerroksinen rakennuksiin "alustan kehystys" (joskus kutsutaan "western" tyyliin rakentamista, jossa seinät ovat vähitellen pystytetään kun alemman tarinan ylempi kalvo, toisin kuin "Itä" tai ilmapallo kehystys ), ylemmät seinät on yhdistetty alempaan seinät jännityselementit. Joissakin tapauksissa liitoksia voidaan laajentaa pystysuunnassa tiettyjen kattoelementtien pidättämiseksi. Tällainen vahvistaminen on yleensä erittäin kallista saavutetun voiman suhteen.
  • Pystypylväät on kiinnitetty palkkeihin tai muihin niiden tukemiin jäseniin. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun tuen menettäminen johtaisi rakennuksen osan romahtamiseen. Pylväiden ja palkkien väliset liitännät eivät voi vastustaa tuntuvia sivuttaisvoimia; on paljon tärkeämpää vahvistaa rakennuksen kehää (rypytysseinien tukeminen ja perustuksen ja puun välisten liitosten täydentäminen) kuin palkkien välisten liitosten vahvistaminen.

Puurunko on tehokasta yhdistettynä muuriin, jos rakenne on suunniteltu oikein. Turkissa perinteiset talot (bagdadi) valmistetaan tällä tekniikalla. In El Salvadorissa , puuta ja bambua käytetään asuntorakentamisessa.

Vahvistettu ja vahvistamaton muuraus

Monissa osissa kehitysmaita, kuten Pakistan, Iran ja Kiina, vahvistamaton tai joissakin tapauksissa vahvistettu muuraus on pääasiassa maaseudun asuinrakennusten muoto. Muuraus oli myös yleinen rakennusmuoto 1900-luvun alkupuolella, mikä tarkoittaa, että huomattavalla osalla näistä vaarallisista muurausrakenteista olisi merkittävä perintöarvo. Muurausseinät, joita ei ole vahvistettu, ovat erityisen vaarallisia. Tällaiset rakenteet voivat olla sopivampia korvattaviksi kuin jälkiasennettaviksi, mutta jos seinät ovat vaatimattoman kokoisten rakenteiden tärkeimmät kantavat elementit, niitä voidaan vahvistaa asianmukaisesti. On erityisen tärkeää, että lattia- ja kattopalkit kiinnitetään tukevasti seiniin. Pystysuoria tukia voidaan lisätä teräksen tai teräsbetonin muodossa.

Länsi-Yhdysvalloissa suuri osa muurauskiveksi katsottavasta on tosiasiassa tiili- tai kiviviilu. Nykyiset rakennussäännöt sanelevat vaaditun sitomisen määrän , joka koostuu metallihihnoista, jotka on kiinnitetty pystysuoriin rakenneosiin. Nämä hihnat ulottuvat laastikerroksiin kiinnittäen viilun päärakenteeseen. Vanhemmat rakenteet eivät välttämättä kiinnitä tätä riittävästi seismiseen turvallisuuteen. Heikosti kiinnitetty viilu talon sisätiloissa (joskus sitä käytetään takan kanssa lattiasta kattoon) voi olla erityisen vaarallista asukkaille. Vanhemmat muuratut savupiiput ovat myös vaarallisia, jos niillä on huomattava pystysuora jatke katon yläpuolella. Nämä ovat alttiita murtumiselle kattolinjalla ja voivat pudota taloon yhtenä suurena palana. Jälkiasennusta varten voidaan lisätä muita tukia; olemassa olevan muurihormin vahvistaminen nykyajan suunnittelustandardien mukaisesti on kuitenkin erittäin kallista. Parasta on yksinkertaisesti poistaa jatke ja korvata se kevyemmillä materiaaleilla, erityisellä metallihormilla, joka korvaa savupellin, ja puurakenteella, joka korvaa muuraus. Tämä voidaan sovittaa olemassa olevaan tiilimuuriin käyttämällä hyvin ohutta viilua (samanlainen kuin laatta, mutta ulkonäöltään tiili).

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit