Երկրաշարժերին Դիմակայող Շենքերի Նախագծում
Շենքերի մեծ մասը երկրաշարժերին դիմակայող դարձնելու նպատակը ամենախիստ երկրաշարժերի ժամանակ անվնաս մնալը չէ, քանի որ այդ դեպքում շինարարությունը անհիմն թանկ կարժենա: Փոխարենը, երկրաշարժերին դիմակայող շենքերի հիմնական նպատակը կյանքերի և վնասվածքների կորուստը կանխելն է: Դրանից հետո, նախագծումը ձգտում է հավասարակշռություն ստեղծել շենքը երկրաշարժերին դիմակայելու համար անհրաժեշտ լրացուցիչ ծախսերի և շենքի կյանքի ընթացքում երկրաշարժից առաջացած վնասների վերանորոգման հավանական ծախսերի միջև:
Երկրաշարժերին Դիմակայելու Հիմնական Նպատակներ
Առաջնային առաջնահերթությունը կառույցի փլուզումը կանխելով մարդկային կյանքերը պաշտպանելն է: Բացի այդ, պետք է գտնել խելամիտ հավասարակշռություն ամրացման համար ծախսվող լրացուցիչ գումարների և երկրաշարժից հետո վերականգնման հավանական ծախսերի միջև՝ տնտեսական իրագործելիությունը պահպանելու համար:
Մատչելի Գներով Շենքեր և Երկրաշարժերին Դիմակայություն
Հետևաբար, մատչելի գներով երկրաշարժերին դիմակայող շենքերի հիմնական նպատակը պետք է լինի շենքերի փլուզումը և դրա հետևանքով առաջացած կորուստները կանխելը: Մեծ երկրաշարժերի ժամանակ սպասելի է, որ այդպիսի շենքերը ճաքեր կունենան և վերանորոգման կարիք կզգան: Կարևոր է նաև նկատի ունենալ, որ հասարակության համար որոշ շենքեր ավելի կարևոր են, քան մյուսները: Եթե բնակելի տունը վնասվի երկրաշարժի ժամանակ, ազդեցությունը սահմանափակվում է միայն մեկ ընտանիքով: Բայց եթե դպրոցը փլուզվի դասերի ժամանակ, բազմաթիվ աշակերտներ կարող են զոհվել: Բացի այդ, եթե դպրոցի շենքը փլուզվի, այն այլևս չի կարող ծառայել որպես ժամանակավոր ապաստան երկրաշարժից հետո տնից զրկված մարդկանց համար:
Հանրային Շենքերի Կարևորությունը
Հանրային շենքերը, ինչպիսիք են դպրոցները կամ հիվանդանոցները, իրենց ավելի մեծ հասարակական ազդեցության պատճառով պետք է ունենան ավելի բարձր դիմակայություն՝ ճգնաժամային իրավիճակներում օգտագործելի մնալու համար:
Շենքերի Հորիզոնական Հատակագիծ
Շենքի հորիզոնական հատակագիծը պետք է հնարավորինս սիմետրիկ լինի իր կենտրոնով անցնող գծերի նկատմամբ: Սիմետրիայի բացակայությունը կարող է առաջացնել կառույցում ոլորող ազդեցություններ, որոնք կարող են շատ կործանարար լինել և պետք է մանրակրկիտ գնահատվեն: L կամ T ձևի սեպաձև դասավորությունները, ընդհանուր առմամբ, հարմար չեն հորիզոնական հատակագծերի համար: Ասիմետրիկ հորիզոնական հատակագծերով շենքերի վարքագիծը ուսումնասիրելու համար դիտարկում ենք L և T ձևերը: Այսպիսի դիզայններում, կախված երկրաշարժի ուժի ուղղությունից՝ շենքի թևերը կարող են տարբեր շարժումների ենթարկվել:
Երկրաշարժի Ազդեցությունը Ասիմետրիկ Ձևերի Վրա
Օրինակ, եթե երկրաշարժը ազդի հյուսիս-հարավ ուղղությամբ, L կամ T ձևի շենքի հյուսիս-հարավ թևը մյուս թևի համեմատ ավելի կոշտ կլինի, քանի որ նրա երկար առանցքը համընկնում է երկրաշարժի շարժման հետ՝ հանգեցնելով ավելի քիչ տեղաշարժի: Ի հակադրություն, արևելք-արևմուտք թևը, որն ունի ավելի կարճ երկարություն երկրաշարժի ուղղությամբ, կարող է ավելի մեծ վնաս կրել՝ հատկապես թևերի միացման կետում, եթե այն բավարար կարողություն չունի սեյսմիկ ուժերը կլանելու համար:
Շինարարական Նյութերի Ընտրություն
Կառուցվածքային նյութերը հաճախ ընտրվում են՝ ելնելով դրանց հասանելիությունից կամ տնտեսական գործոններից: Սակայն, եթե նպատակը միայն երկրաշարժերին դիմակայելն է, լավագույն հիմնական նյութերը պետք է ունենան հետևյալ հատկությունները՝
ա) Բարձր կարողություն՝ կլանելու թրթռումային էներգիան և ենթարկվելու մեծ պլաստիկ դեֆորմացիայի:
բ) Բարձր ամրություն-քաշ հարաբերակցություն:
գ) Համասեռություն:
դ) Հավասար և բարձր ամրություն առնվազն երկու ուղղահայաց ուղղություններով:
ե) Լիովին դիմացկուն միացումներ:
Ընդհանուր առմամբ, որքան մեծ է շենքը, այնքան ավելի կարևոր են դառնում այս հատկությունները: Նյութերը ցուցաբերում են տարբեր ոչ առաձգական և պլաստիկ վարքագծեր, որոնք հայտնի են որպես ճկունություն: Ճկուն նյութերը, ինչպիսին պողպատն է, կոտրվելուց առաջ ենթարկվում են զգալի պլաստիկ դեֆորմացիայի: Ի հակադրություն, փխրուն նյութերը, ինչպիսին աղյուսն է, ծանր բեռի տակ գրեթե չեն ցուցաբերում ոչ առաձգական կամ պլաստիկ վարք և առաձգական սահմանին մոտ հանկարծակի կոտրվում են: Ապակին և պարզ բետոնը նույնպես նման վարք են ցուցաբերում աղյուսի հետ: Կոտրվելուց առաջ էներգիան կլանելու և պլաստիկ դեֆորմացիայի ենթարկվելու կարողությունը նյութերի կարևոր հատկություններից մեկն է՝ շենքի գոյատևումն ապահովելու համար երկրաշարժի հետևանքով առաջացած թրթռումային բեռների ներքո:
Ճկուն և Փխրուն Նյութերի Համեմատություն
Պողպատի նման ճկուն նյութերը, իրենց ճկունության շնորհիվ, ավելի լավ են կլանում երկրաշարժի էներգիան, մինչդեռ աղյուսի կամ պարզ բետոնի նման փխրուն նյութերը արագ կոտրվում են և կորցնում իրենց ամրությունը: Խառաչո նման գործիքները կարող են բարձրացնել բետոնե կառույցների կայունությունը շինարարության ընթացքում:
Ամրացման Կարիք Ունեցող Հատվածներ
Շենքի անվտանգությունն ապահովելու առաջին քայլը երկրաշարժի ժամանակ պատերի վերին մասերի դեպի դուրս տարածումը կանխելն է: Այս մեթոդի կիրառումը կախված է պատերում օգտագործվող նյութերից: Եթե պատերը պատրաստված են աղյուսից կամ բետոնե բլոկներից, լավագույն մեթոդը ամրացված բետոնե կապող ճառագայթների օգտագործումն է: Հնդկաստանում կատարված հետազոտությունները ցույց են տվել, որ կապող ճառագայթներից հետո շենքն ամրացնելու ամենաարդյունավետ միջոցը պատերի ուղղահայաց ամրացումն է՝ օգտագործելով պողպատ նրանց խաչմերուկներում: Ամրացնող պողպատե ձողերը պետք է մի կողմից միանան հիմքին, իսկ մյուս կողմից՝ կապող ճառագայթի պողպատին: Այս կերպ ձևավորվում է շրջանակ, որը զգալիորեն ամրացնում է շենքը: Հարկ է նշել, որ պատերի բարձրությունը պետք է հնարավորինս կարճ ընտրվի: Դռներն ու պատուհանները պետք է նախագծվեն այնպես, որ դրանց միջև, ինչպես նաև անկյուններից և պատերի խաչմերուկներից հեռավորությունը հնարավորինս մեծ լինի: Լրացուցիչ ամրացման համար խորհուրդ է տրվում բոլոր դռների և պատուհանների երկու կողմերում տեղադրել ուղղահայաց պողպատե ձողեր, ինչպես նաև պատերում՝ այդ բացվածքների վերևում և ներքևում, տեղադրել հորիզոնական պողպատե ձողեր:
Կապող Ճառագայթներով և Պողպատով Պատերի Ամրացում
Ամրացված բետոնե կապող ճառագայթները, ուղղահայաց և հորիզոնական պողպատե ամրացումներով, բարձրացնում են պատերի ամրությունը և կանխում դրանց ընդլայնումը երկրաշարժի ժամանակ:
Կից Շենքերի Միջև Հեռավորություն
Կից շենքերը, հատկապես տարբեր բարձրություններ ունեցողները, պետք է միմյանցից հեռու լինեն: Օրինակ, եթե միահարկ շենքը կառուցվի երկհարկանի շենքի անմիջապես կողքին՝ առանց որևէ բացվածքի, դրանք երկրաշարժի ժամանակ տարբեր կերպ կթրթռան և կարող են բախվել միմյանց: Երկրաշարժի ուժերը շենքի տակ գտնվող հողի և գետնի միջոցով փոխանցվում են հիմքին, ապա կառույցին: Հիմքի տակ գտնվող հողի ազդեցությունը շենքի վարքի վրա երկրաշարժերի ժամանակ լավ փաստագրված է: Շատ դեպքերում շենքերի վնասումը պայմանավորված է եղել հողի խափանմամբ կամ խզմամբ, այլ ոչ թե կառույցի անբավարար դիմակայությամբ: Հողի և հիմքի նախագծման հետ կապված հիմնական հարցերը համառոտ քննարկվում են այս բաժնում:
Հողի և Հիմքի Դերը Դիմակայության Մեջ
Հիմքի տակ գտնվող հողը և լավ նախագծված հիմքը կարևոր դեր են խաղում ուժերի փոխանցման և կառույցի վնասից պաշտպանելու գործում, ինչը պահանջում է մանրակրկիտ գնահատում:
Հաշմանդամի և Կավե Պատեր
Հայաստանի շատ չոր շրջաններում արևի տակ չորացրած կավե աղյուսների օգտագործումը շենքերի կառուցման համար տարածված է, քանի որ այդպիսի շենքերի նյութերը տեղում հասանելի են, և ֆերմերները կարող են դրանք կառուցել գյուղատնտեսական աշխատանքների բացակայության ժամանակ: Կավե աղյուսից պատրաստված պատերը հաստ և ծանր են, ինչը լավ մեկուսացում է ապահովում ցրտից և տապից, բայց կառուցվածքային առումով շատ թույլ են և միջին կամ մեծ երկրաշարժերի ժամանակ փլուզման հավանականությունը շատ բարձր է: Այս պատերը չպետք է օգտագործվեն առանց ամրացման կամ զրահավորման: Հաշմանդամի և կավե պատերը կարող են ամրացվել երկրաշարժերին դիմակայելու համար՝ օգտագործելով trapezoid հենապատեր, որոնք պետք է կառուցվեն և կապվեն հիմնական պատերի հետ միաժամանակ: Եթե հենապատերը ավելացվեն ավելի ուշ, դրանք կարող են չորանալու ընթացքում սեղմվել և առանձնանալ հիմնական պատերից: Շենքի յուրաքանչյուր անկյունում պետք է կառուցվեն երկու հենապատեր: Այս հենապատերը պետք է կառուցվեն նաև այնտեղ, որտեղ լայնակի պատը հանդիպում է երկայնակի պատին կամ որտեղ կամարը կրում է ծանր տանիք: Կամարաձև կավե շենքերը նույնպես կարող են ամրացվել հենապատերով:
Հաշմանդամի Պատերի Ամրացում
Հիմնական պատերի հետ միաժամանակ կառուցված trapezoid հենապատերը կարող են զգալիորեն բարձրացնել կավե պատերի դիմակայությունը երկրաշարժերին:
Ջրամեկուսիչ Շերտեր
Բացառությամբ տաք և չոր շրջանների, յուրաքանչյուր պատում անհրաժեշտ է ջրամեկուսիչ շերտ՝ խոնավության ներթափանցումը շենքի ներս կանխելու համար: Երկրաշարժի վտանգ ունեցող տարածքներում ջրամեկուսիչ նյութերը պետք է ամբողջությամբ կպչեն վերին և ստորին պատերին: Եթե այդպիսի նյութեր չօգտագործվեն, պատում կարող է առաջանալ թույլ կար, ինչը կարող է պատճառ դառնալ, որ պատը երկրաշարժի ժամանակ սահի այդ կարի երկայնքով: Ջրամեկուսիչ շերտ ստեղծելու ամենապարզ միջոցը 2 սմ հաստությամբ և 3:1 հարաբերակցությամբ ավազ-ցեմենտ խառնուրդ օգտագործելն է: Այս շերտի տակ գտնվող պատը պետք է խոնավացվի խառնուրդը քսելուց առաջ, իսկ շերտն ինքնին նույնպես պետք է խոնավացվի՝ դրա վրա պատ կառուցելուց առաջ: Եթե օգտագործվում են այլընտրանքային ջրամեկուսիչ նյութեր կամ կա կասկած ավազ-ցեմենտ խառնուրդի պատին կպչելու վերաբերյալ, լավագույն լուծումը 40 սմ երկարությամբ և 12 մմ տրամագծով միացնող ձողեր օգտագործելն է:
Երկրաշարժի Գոտիներում Ջրամեկուսացման Մեթոդներ
Լավ կպչունությամբ ավազ-ցեմենտ խառնուրդի կամ միացնող ձողերի օգտագործումը կանխում է պատերում թույլ կետերի առաջացումը՝ ապահովելով կայունություն սեյսմիկ իրադարձությունների ժամանակ:
Հավաքովի Բետոնե Տարրերի Առավելություններն ու Դժվարությունները
Բետոնե շինարարական տարրերը գործարանում արտադրելը և դրանք շինհրապարակում հավաքելը առաջարկում է հետևյալ առավելությունները՝
- Գործարանում կարելի է ավելի բարձր որակի բետոն ստանալ, քանի որ պատերը կարող են հորիզոնական լցվել, ինչը թույլ է տալիս ավելի լավ սեղմել բետոնը:
- Պատերի հաստությունը կարող է նվազագույն ընտրվել, քանի որ գործարանում արտադրված բետոնն ավելի բարձր որակ ունի և կատարման ճշգրտությունը մեծ է: Սա նվազեցնում է հավաքովի բաղադրիչների չափերը, թեթևացնում շենքը և նվազեցնում երկրաշարժի ուժերը:
- Ձևաման ծախսերը զգալիորեն կրճատվում են:
- Գործարանում որակի վերահսկողությունն ու ստուգումը շատ ավելի պարզ և ճշգրիտ է:
- Շինարարական աշխատանքները կարող են իրականացվել նաև ձմռանը, քանի որ բետոնը կարծրացվում է փակ տարածքում, որտեղ ջերմաստիճանը հեշտությամբ կարելի է վերահսկել:
- Բետոնից ջրի գոլորշիացումն ավելի լավ է ընթանում, քանի որ հավաքովի պատերը կարծրացման ընթացքում անկախորեն չորանում և սեղմվում են, իսկ շինարարությունից հետո սեղմումը սահմանափակվում է միայն միացման կետերով:
Շինարարական հենակ օգտագործումը կարող է արագացնել և ապահովել այս հավաքովի տարրերի տեղադրումը շինհրապարակում:
Հավաքովի Բետոնի Հիմնական Առավելություններ
Գործարանային արտադրությունը բարելավում է բետոնի որակը, նվազեցնում կառույցի քաշը և կրճատում կատարման ծախսերը՝ դարձնելով այն արդյունավետ ընտրություն երկրաշարժերին դիմակայող նախագծման համար: