Сборный железобетон играет важную роль в решениях для сейсмических районов

Прокрутка

Сборный железобетон играет важную роль в решениях для сейсмических районов

Знания о сейсмических характеристиках сборных железобетонных систем растут по всему миру. В Индии, где население растет очень быстро, и сейсмический риск высок, был достигнут значительный прогресс в проектировании зданий.

Поскольку население и урбанизация растет, выходит так, что все больше людей живут и работают в сейсмически активных регионах.Это серьезный вызов для инженеров.Чтобы защитить жизнь и собственность, проектирование устойчивых зданий опирается не только на тщательные анализы, но и передовые, надежные варианты материалов и конструктивных систем, в том числе технологии сборного железобетона.

Более половины территории Индии находится в сейсмически опасном регионе. Среди других районов с большим населением, которые сталкиваются с проблемами от сейсмичности ‒ Китай, Южная и Северная Америка, Филиппины, Япония и Новая Зеландия.

Рост сейсмического риска бросает вызов для территорий с быстрорастущим населением, но в Индии достигнут значительный прогресс во внедрении свежих альтернатив, такие как использование технологии сборного железобетона.

Сложные конструкции

Проектирование конструкций в сейсмических районах является более сложным и трудоемким, чем проектирование обычных зданий.

В Индии большинство клиентов и представителей строительного сектора не знакомо с сейсмической эффективностью технологии сборного железобетона. Следовательно, у них могут быть сомнения, которые могут стать решающим фактором по выбору строительного метода.

Но знания о сейсмической эффективности сборных железобетонных систем постоянно увеличиваются и распространяются по всему миру. Эта технология позволяет возводить здания, как минимум не хуже, а зачастую даже и лучше, чем технология монолитного строительства.

В Индии технология сборного железобетона сделала огромный шаг вперед в рамках проектирования зданий в сейсмической зоне – глобальной корпорацией Nestlé был построен большой научно-исследовательский центр из железобетонных изделий.

Сейсмическое решение обеспечивает большое пространство

Здание научно-исследовательского центра компании Nestlé в центре города Манесар, штат Харьяна, в Национальном столичном округе Индии, состоит из пяти этажей (включая подвал). Здание занимает площадь в 91м x 70 м.

Ключевыми критериями для проектирования научно-исследовательского центра были большие открытые пространства, обеспечивающие максимальную гибкость при дальнейшем проектировании внутренних помещений, широкие пролеты перекрытий выдерживающие нагрузки от тяжелого оборудования (до 15 кн/м2), и, конечно, способность выдерживать землетрясения. Регион находится в 4 зоне по сейсмичности, т. е. максимальное ускорение грунта (PGA) 2,4 м/с2 с мягкими почвенными условиями, согласно требованиям национального строительного кодекса противостоя землетрясении, IS-1893.

Другими важными факторами при проектировании являлись качество строительства, чтобы поддержать высокий уровень гигиены на время всего срока службы здания, и возможность быстрого строительства.

Сборный железобетон оказался очевидным, стратегическим выбором, который соответствовал этим критериям. Компания Еlematic имела возможность представить технологию, объяснить ее масштабы и возможности для здания, в том числе варианты конструктивных систем, компоновок и так далее. Хоть и решение было сосредоточено на сборном железобетоне, другие методы, например, монолитное строительство, также не были забыты.

Концепция была разработана компанией Еlematic India Pvt Ltd, и огромные открытые пространства здания требовали плиты длиной 12 м.В этом случае, однако, не использовались предварительно напряженные пустотные плиты; строгие требования заказчика по гигиене и любой риск появления плесени были причиной тому, что конструкции с пустотами и любыми отверстиями не смогли бы быть приняты.Проектирование основывалось на сплошных предварительно напряженных плитах.

Для поперечного нагрузочного сопротивления (сейсмические и ветровые воздействия), была выбрана комбинированная система построения: монолитные перегородки для сопротивления поперечному усилию; нагрузка от собственного веса конструкций была бы распределена на сборные колонны, преднапряженные балки и плиты.

Комбинация сборного железобетона и монолитного бетона позволяет составить полный проект строительных конструкций, при помощи которого будет достигнута требуемая прочность, будут удовлетворены строгие критерии по работоспособности, такие как пределы отклонения и колебания. При этом решения обеспечивают необходимую структурную эластичность в контролируемых рамках, как и было задумано.

Непосредственно на стройке на все полы был нанесен упрочнитель/топпинг, который позволил всем изделиям из сборного железобетона и монолитным частям сформировать единую монолитную, горизонтальную массу, которая дает необходимую диафрагменную форму для передачи поперечных нагрузок через вертикальный путь нагружения на фундамент.

Среди сборных железобетонных изделий в здании есть также подпорные стены, фасадные панели, лифтовые шахты и лестничные марши.

Используя технологию индустриального производства сборного железобетона от компании Еlematic, строительные элементы были легко и быстро отформованы, позволив значительно уменьшить трудозатраты и расходы на материалы. Строительные работы непосредственно на участке также были выполнены очень быстро.

Компания Еlematic предоставила инженерные услуги, сам завод по производству ЖБИ (для которого основное оборудование было поставлено из Финляндии), поддержку по проекту, обучение и шефмонтаж.

Подвал (для оборудования) и два этажа научно-исследовательского центра были построены по плану в начале 2013 года, обеспечив компании Nestlé пространство 15 000 м2. Весь проект включает в себя еще два этажа, которые добавят к площади здания 5 000 м2 и будет реализован, когда клиент будет готов продолжить строительство.

Сейсмичность: Нагрузки и формы

Землетрясения высвобождают огромное количество энергии, которая распространяется в продольных и поперечных импульсах, путешествующих по коре с разными скоростями, ударяя в разное время по разному, вызывая колебания грунта. Местные геологические условия также влияют на возникающие динамические нагрузки в зданиях.

Здания переживают высокочастотное колебание, и хоть они и реагируют эластично, инерция вызывает задержку в сопровождении колебаний грунта; следовательно, верхние этажи переносят даже более сильные ускорения - как при ударе плетью.

Анализ конструкций исследует разные динамические нагрузки от землетрясений – волны сжатия, и, соответственно, горизонтальные силы и силы кручения с их горизонтальными составляющими. Главный фокус на горизонтальные силы. Проектирование требует также калькуляции для симметрии здания, и естественной продолжительности цикла отзыва, или резонансную частоту, массы конструкций.

Вызванные нагрузки должны передаваться через конструкции в фундамент. Соединения между изделиями играют ключевую роль в создании необходимой структурной последовательности для передачи. Тут могут быть и связующие стены-диафрагмы или угловые стены, такие как в новом научно-исследовательском центре компании Nestlé в Индии.

 В целом, варианты проектирования строительных систем:

- системы с рамной конструкцией (порталы; или колонны, балки и плиты);

- стены-диафрагмы и каркасы из колонн, балок и плит;

- системы непрерывных стеновых каркасов.

От понимания и анализа всех альтернативных строительных систем в целом и переменных в элементах и соединениях зависит то, как хорошо конструкция перенесет большие землетрясения. В решениях по проектированию строительных конструкций сборный железобетон может играть важную роль. По всему миру страны имеют свои собственные правила, регулирующие то, как необходимо анализировать, проектировать и возводить конструкции в сейсмоопасных зонах. 

Tallenna

Поделиться:

Thank you for your message. We will respond to your questions and inquiries shortly.