Сейсмозащитные устройства: актуальные проблемы сейсмобезопасности

В новые нормативные материалы впервые включаются методы сейсмоизоляции. Однако влияние сейсмоизоляции в имеющихся публикациях рассматривается вне зависимости от фундамента и допускается размещение сейсмоизоляции выше фундамента, т. е. предполагается расчленение системы на две части: фундамент и верхнее строение. В нормативах и технической литературе недостаточно освещена внешняя сейсмозащита зданий и строительных систем, в том числе волногашение, проскальзывание сейсмической волны под фундаментной плитой, использование защитных траншей с мягким заполнителем и др., не допускающих или снижающих сейсмическое воздействие на всю строительную систему. В отличие от традиционной сейсмоизоляции, располагаемой внутри здания, внешняя сейсмозащита не допускает (или снижает) сейсмическое воздействие внутрь здания. Отметим, что в имеющейся литературе классификации сейсмоизоляции внешняя сейсмозащита не предусмотрена и в новых нормативах отсутствует [2].

Известные в литературе сопоставления и анализ сейсмических колебаний грунта и верхнего строения проводятся почему-то без учета конкретной конструкции фундамента, а также свойств основания. При этом начальный момент сейсмического воздействия (толчок, удар) не принимается во внимание. Тем не менее именно после этого толчка возникают колебания, энергия этого толчка неполностью (частично) через фундамент передается на верхнее строение. Именно здесь в этот момент и происходит рассеивание энергии возмущения и наличие внешнего защитного сейсмического устройства, снижающего передачу толчка, может быть наиболее эффективно.

Заметим, что в нормативных материалах возможность устройства подобной внешней сейсмозащиты не предусмотрена, а традиционные методы расчета не учитывают этот начальный толчок.

Понятно, что характер колебаний основания и верхнего строения различны и определяются жесткостными характеристиками каждого из них, но имеет большое влияние и передаточная связь (фундамент), роль которой(го) не выявлена. По-видимому, характер колебаний верхнего строения определяется суперпозицией вынужденных и собственных колебаний. Несомненно, что большое влияние имеет энергетическая проводимость или непроводимость фундаментом сейсмического толчка (например, при устройстве скользящего слоя между фундаментной плитой и основанием).

Учитывая сложность и недостатки, указанные выше, особое место следует уделить развитию методов конструктивной сейсмобезо-пасности [1]. Использование искусства инженерного конструирования, не поддающееся формализации, содержит в себе огромные резервы создания надежных конструкций и способно перекрыть недостатки теоретических расчетов и неточность определения сейсмической нагрузки.

Целесообразно вспомнить исторический опыт строительства древнейших конструкций, дошедших до наших дней, выдержавших многие испытания. Большое внимание в этих сейсмостойких конструкциях уделено устройству основания и фундамента, в целом создающих малую чувствительность к негативным сейсмическим воздействиям. К сожалению, в нашей стране даже в специальных журналах устройству фундаментов и их расчету на сейсмические воздействия уделяется мало внимания. Также мало внимания уделено способам усиления сейсмостойкости существующих зданий, хотя действующая Федеральная целевая программа по повышению сейсмостойкости зданий нацелена на решение именно вопросов сейсмоусиления существующих зданий. Разработка рационального усиления сейсмостойкости существующих зданий является актуальной задачей сегодняшнего дня. Здесь требуются, как правило, нестандартные решения, которые плохо освещены в литературе и недоступны многим проектировщикам.

Также мало внимания уделяется исследованию и анализу сейсмостойкости специальных конструкций (магистральных трубопроводов, отдельных надземных резервуаров, мостов и др.). Результаты мониторинга автоматического учета и регулирования колебаний и сейсмичности недостаточно освещены в литературе, и неизвестно, кем они обобщаются.

Огромное значение имеет подготовка и переподготовка научных и инженерных кадров для обеспечения сейсмобезопасности строительства. К сожалению, во многих университетах эта работа не налажена. Это в первую очередь касается учебных планов и учебных пособий, которые, как правило, стремятся подчинить обучение существующей системе нормативно-правового регулирования.

Совершенно недостаточно освещаются и разрабатываются методы конструктивной сейсмобезопасности. Отметим, что в традиционных учебниках по конструкциям из разных материалов даже отсутствует раздел по формообразованию сейсмостойких конструкций. Думаем, что это серьезный недостаток в организации обучения методам сейсмостойкого строительства, так как при нынешних недостатках развития теории и методов расчета именно рациональное конструктивное формообразование позволяет обеспечить сейсмобезопасность.

О геодинамических погрешностях. Отметим только вопросы сейсмического микрорайонирования, т. е. определение сейсмической опасности локальной площадки.