Сейсмозащитные устройства: актуальные проблемы сейсмобезопасности

Напрашивается вывод о том, что если новая конструкция фундамента смягчает или ограничивает такие сдвиговые воздействия, то и характер деформирования (или разрушения) верхнего строения будет другим. Здесь заложена идея сейсмозащиты, которая может быть реализована, например, в виде сплошной фундаментной плиты на скользящем слое [4].

В работе [12] приводятся сведения о разрушениях в Спитаке колонн продольного ряда при целостности поперечных колонн зданий серии 111. Но при этом не упоминается о типах фундамента. Можно высказать догадку о том, что конструкции фундаментов и их расположение повлияли на характер деформирования (разрушения) этих колонн и что при других типах фундаментов результаты были бы иными. Упомянем здесь вновь о возможности внешней сейсмоизоляции, в частности, с применением сплошных фундаментных платформ на скользящем слое [14].

Необходимость активного развития методов конструктивной сейсмобезопасности зданий вместе с фундаментом, в том числе с использованием внешней сейсмоизоляции. В настоящее время активное развитие и применение методов и средств конструктивной сейсмобезопасности является объективной необходимостью, связанной с неудовлетворительным состоянием теории расчета зданий на сейсмоустойчивость и сложностями (неясностями) моделирования сейсмических воздействий.

Действующему нормативному колебательному (спектральному) методу расчета противопоставлена ударно-волновая природа концепции сейсмического воздействия. Нормативные расчеты по спектральному методу, основанному на гармонических колебаниях, содержат ряд коэффициентов, не имеющих физического смысла. Не удается воспроизвести (смоделировать) реальные сейсмические воздействия ни в расчетах, ни в инженерных испытаниях. Поэтому расчеты по нормам являются конструктивными рекомендациями и содержат ограничения, которые должны некоторым образом восполнить этот пробел.

Таким образом, методы (приемы) конструктивной сейсмобезопасности при имеющихся недостатках теории являются как бы самостоятельным направлением развития.

Но этот раздел рекомендаций по конструктивным решениям сделан как-то несистемно, не сформулированы принципы, нет связи с характеристикой сейсмических воздействий, о фундаментах «забыли», очень ограниченно представлена сейсмозащита и т. д.

Вызывает серьезное беспокойство и неудовлетворенность то, что авторы нормативного подхода и его противники как бы не слышат друг друга, а государство остается в стороне от решения столь важной для страны проблемы [11, 12].

В [13] уже указывалось на необходимость системного междисциплинарного подхода к решению проблем строительства: разобщенность работ сейсмиков и строителей, ограниченность нормативного подхода, не учитывающего типы фундаментов, пренебрежение внешней сейсмозащитой и др.

Сейсмоизоляция – один из видов конструктивной сейсмобезопасности. Однако современная традиционная сейсмоизоляция, к сожалению, не обладает высокой эффективностью. Например, резинометаллические опоры – это весьма дорогие устройства, требующие постоянного слежения за их состоянием в процессе эксплуатации, а также замены их примерно через 40 лет. При несинхронной работе хотя бы одной из многочисленных опор возникают негативные ситуации. Для установки таких опор требуется фактически двойной фундамент (например, нижняя опорная плита на основании и верхний ростверк), т. е. увеличивается материалоемкость конструкции. А главное в том, что нарушается целостность конструктивной схемы (верхнее строение + фундамент), все расчленено на части с включением упругих опор. Такова цена сейсмоизоляции.

Необходимо дальнейшее совершенствование и развитие методов конструктивной безопасности, в частности, использование внешних сейсмозащитных устройств. В статье [14] показаны возможности внешней сейсмоизоляции, в том числе преимущества использования зданий на пространственной платформе со скользящим слоем по основанию.