Практическая работа № 1

Оценивание стойкости объекта относительно влияния сейсмических волн землетрясения

1 Цель работы

Выучить, природу землетрясений, характер и последствия влияния сейсмических волн на инженерно-технический комплекс сооружений и приобрести практические навыки относительно оценивания стойкости объекта в условиях действия землетрясения (взрыва).

2 Ключевые положения

2.1 Характер действия сейсмических волн землетрясения (ударной волны взрыва) на здания, сооружения, технологическое оборудование и коммунально-энергетические сети (кем)

При землетрясении из ограниченной области под поверхностью земли возникают упругие колебания - сейсмические волны.

Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности, которые возникают в результате внезапных сдвигов и разрывов в земной коре толи верхней части мантии и передаются на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Они происходят в виде толчков, которые включают форшоки, главный толчок и афтершоки. Количество толчков и промежутки времени между ними могут быть самыми разнообразными. Главный толчок характеризуется наибольшей мощностью. Длительность главного толчка обычно составляет несколько секунд, но субъективно людьми воспринимается как слишком длинная.

По данным психиатров и психологов, которые изучали землетрясения, афтершоки иногда оказывают более тяжелое психическое влияние, чем главный толчок. У людей под воздействием афтершоков возникало ощущение неотвратимости беды, и они, скованные страхом, становились бездеятельными, вместо того чтобы искать безопасное место и защищаться.

Эпицентр землетрясения - это определенный объем в более толстые Земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии. Центр эпицентру - условное место, которое называется гипоцентром, или фокусом

Проекция гипоцентру на поверхность Земли называется эпицентром. Вокруг эпицентра происходят наибольшие разрушения.

Ежегодно регистрируют на земном шаре сотни тысяч землетрясений. Однако большинство из них слабые и человеком не чувствуются. Мощность землетрясений оценивают за интенсивностью разрушений на поверхности Земли.

Магнитуда землетрясений - условная величина, которая характеризует общую энергию пружинных колебаний, вызванных землетрясением.

Землетрясения случаются на земной поверхности неравномерно. Анализ сейсмических, географических данных позволяет очертить те области, где следует ожидать на землетрясение в будущем, и оценить возможную их интенсивность. В этом заключается суть сейсмического районирования. Карта сейсмического районирования - это официальный документ, которым должны руководствоваться организации, которые проектируют и планируют хозяйственную деятельность.

Еще не решена проблема прогнозирования, то есть определение времени будущего землетрясения. Основной путь к решению этой проблемы - регистрация "предвестников" землетрясения: слабых предыдущих толчков (форшоков) деформации земной поверхности, изменения параметров геофизических полей. Знание часовых координат потенциального землетрясения во многом определяет эффективность мероприятий по защите во время землетрясений.

В районах, склонных к землетрясениям, осуществляется сейсмостойкое, или антисейсмическое строительство. Это означает, что при проектировании и строительстве учитываются возможные влияния на здания и сооружения сейсмических сил. Требования к объектам, которые строятся в сейсмических районах, установлены в строительных нормах и правилах (СНОП И.-А. 12-69) и других документах. По принятой 12-бальной шкале опасными для зданий и сооружений считаются землетрясения с интенсивностью в 7 баллов и более. Строительство в районах с сейсмичностью, которая превышает 9 баллов, есть неэкономичное. Поэтому в правилах и нормах указания ограничено районами 7-9-бальной сейсмичности.

Обеспечение полного сохранения зданий во время землетрясений обычно требует больших расходов на антисейсмические мероприятия, а в некоторых случаях практически неисполнимое. Учитывая, что сильные землетрясения происходят редко, нормы допускают возможность повреждения элементов, которые не составляют угрозу для жизни людей.

Проблема защиты от землетрясений стоит очень остро. Различают две группы антисейсмических мероприятий:

• предупредительные, профилактические мероприятия, осуществляемые к возможному землетрясению (выучивание природы землетрясений, раскрытия его механизмов, идентифицирование предвестников, разработки методов прогнозирования);

• мероприятия, осуществляемые непосредственно перед, во время и после землетрясения.

Исследования природы землетрясений помогают разработать методы

предотвращения и прогнозирования этого опасного явления. Очень важно избирать места для расположения населенных пунктов и предприятий с учетом сейсмостойкости района. Отдаленность от посредника землетрясения - лучшее средство при развязывании вопросов безопасности при землетрясениях. Если строительство все одно приходится осуществлять в сейсмоопасных районах, то следует учитывать требования соответствующих правил и норм (СНиПов), которые сводятся преимущественно к усилению конструкции зданий и сооружений.

Сейсмические волны – это низкочастотные акустические волны в твердой земле. Они вызывают сжимание, сдвиг и смешивание частиц земной коры, вызывая разрушение на поверхности земли и гибель людей. Разрушительные действия землетрясения характеризуется двенадцати бальной шкалой интенсивного действия сейсмических волн (дополнение А).

Разрушения принято разделять на: сплошные, сильные, средние и слабые.

Сплошные разрушения. В зданиях и сооружениях разрушены все основные несущие конструкции и обрушено перекрытие. Возобновление невозможно. Оборудование, средства механизации и техника восстановлению не подлежат. На КЕМ наблюдаются разрывы кабелей, разрушения значительных участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и тому подобное.

Сильные разрушения. В зданиях и сооружениях наблюдаются значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая площадь перекрытий и стен. Возобновление зданий и сооружений возможно, но нецелесообразное, потому что практически сводится к новому строительству с использованием некоторых конструкций, которые сохранились. Оборудование и механизмы преимущественно разрушены и значительно деформированы. На КЕМ имеющиеся разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации опор воздушных электропередач и связи.

Средние разрушения. В зданиях и сооружениях разрушены преимущественно несущие, второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины во внешних стенах. Перекрытия и подвалы не разрушены. Деформированы отдельные узлы оборудования и техники. Техника вышла из строя и нуждается в капитальном ремонте. На КЕМ деформированы и разрушены отдельные сопротивления воздушных линий электропередач, есть разрывы и повреждения технологических трубопроводов. Для возобновления объекта (элемента) нужен капитальный ремонт, выполнение которого возможно собственными силами объекта.

Слабые разрушения. В зданиях и сооружениях разрушена часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных отверстий. Оборудование имеет незначительные деформации второстепенных элементов. На КЕМ являются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов. Для возобновления объекта (элемента) нужен мелкий ремонт.

Степень разрушения конкретного типа здания, сооружения или оборудование при действии сейсмических (ударных) волн определяется преимущественно интенсивностью колебания земной коры J баллов (избыточным давлением, кПа).

Степени разрушения разных объектов при разной интенсивности колебания земной коры (избыточному давлению) приведено в дополнении Б.

Отмечены в дополнении Б минимальные и максимальные значения интенсивного колебания земной коры (избыточного давления), которые вызывают ту или другую степень разрушения, учитывают возможные отличия в конструкции зданий, сооружений и другие факторы.

Землетрясения (взрывы) могут сопровождаться вторичными факторами поражения; пожарами, взрывами, обвалами, заражением местности радиоактивными и сильнодействующими ядовитыми веществами и рядом других факторов.