Пособие к каменные и армокаменные конструкции: II-22-81 Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81)

Новые проблемы

Несмотря на то, что в последние годы было разработано несколько запатентованных систем анкеровки для обеспечения единообразной и систематической установки более традиционных тонких каменных облицовок, одним из наиболее интересных недавних достижений в этой отрасли стало появление «ультратонких» камней. панели в коммерческом строительстве.Хотя эта технология была разработана более 25 лет назад, системы ультратонких каменных панелей в последние годы становятся все более популярной альтернативой для фасадных применений в более крупных и сложных многоэтажных коммерческих офисах и проектах розничной торговли. Эти продукты, которые были разработаны, отчасти, чтобы обеспечить легкую альтернативу традиционным тонким каменным облицовкам, обычно включают облицовку из натурального камня, полностью приклеенную к армированной волокном эпоксидной “оболочке” поверх алюминиевой сотовой основы. .Армированное волокном эпоксидное покрытие, согласно документации производителя, предназначено для обеспечения водонепроницаемого барьера, повышенной прочности на изгиб и ударопрочности. Следует тщательно оценивать использование «ультратонких» приложений, где долговечность является важным фактором производительности. Проектировщик должен изучить тепловое движение в условиях экстремальных циклических температур поверхности и детализацию угловых соединений.

Как отмечалось в разделе «Общий обзор» данного руководства, этот тип панельной системы должен быть тщательно оценен профессиональным дизайнером при выборе материалов для внешней облицовки здания или сооружения.В эту оценку должны быть включены такие вопросы, как долговременная атмосферостойкость и потенциальное влияние дифференциального теплового движения и / или проникновения влаги в края на прочность связи между каменной облицовкой и слоем основания. Аналогичным образом, интерфейс между этим и аналогичными типами «барьерных» стеновых систем и окружающей конструкцией должен быть полностью детализирован профессиональным проектировщиком, чтобы предотвратить неконтролируемое проникновение дождевой воды.

Необходимость придания ограждающих конструкций взрывобезопасности заставит пересмотреть традиционные детали и способы соединения и соединения.

Разработанные за рубежом системы для установки в тонкий камень предлагают передовые технологии по сравнению с более традиционными системами. Новые системы анкеровки, позволяющие закреплять панели на задней стороне панели, а не на торце, обеспечивают большую прочность соединений как камень / анкер, так и анкер / конструкция. Кроме того, производители систем, предлагающих технологию «навесной стены», обещают сократить время монтажа в полевых условиях.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Функциональные / эксплуатационные – Обеспечение соответствующей интеграции продуктов / систем

Продукты и системы

См. Соответствующие разделы в соответствующих спецификациях руководства: Unified Facility Guide Specifications (UFGS), VA Guide Specifications (UFGS), DRAFT Federal Guide for Green Construction Specifications, MasterSpec®

Организации

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законе. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

.

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных правил или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона.Информированные граждане – фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

Армированный камень – Industrial-Craft-Wiki

Как строить стены – The Stone Trust

Установка – одна из самых важных частей для эффективного строительства стены. Подготовка к восстановлению старой стены включает удаление существующей стены и подготовку фундамента. Установка новой стены включает в себя подготовку фундамента, доставку камня на место и организацию рабочего места.

Восстановление старой стены

Если вы восстанавливаете старую стену, восстановление обычно происходит на участках длиной от 10 до 25 футов.Каждый раздел должен быть полностью перестроен, прежде чем переходить к следующему разделу. Начиная с первого раздела, установка начинается с уборки кистей и мусора с обеих сторон стены. В идеале вам нужна достаточно чистая земля на расстоянии около 10-15 футов по обе стороны от стены.

Когда у вас появится свободное пространство, начните разбирать стену, это называется зачисткой. Найдите время, чтобы сортировать камни по мере того, как вы снимаете их. Это ускорит восстановление. Камни в первую очередь следует сортировать по толщине: более толстые камни должны располагаться у стены, а более тонкие – дальше.Сквозные камни следует отложить в сторону, а рифленые камни следует поставить как можно дальше от стены. Маленькие камни, которые будут использоваться для сердечника, следует складывать в кучу около стены через каждые 6 футов вдоль стены.

На отдельно стоящей стене камни должны быть равномерно распределены по обеим сторонам стены, не кладите толстые камни с одной стороны, а тонкие – с другой. Не забудьте оставить путь без камней шириной около 18 дюймов по обеим сторонам стены. Это дает вам место, чтобы стоять. На подпорных стенах, как правило, все камни должны быть удалены вниз по склону.Выкопанный грунт, а иногда и полукруглые камни или сердцевина, могут быть размещены на склоне холма. Stone Trust подготовила подробные технические спецификации для подпорных стен из сухого камня для использования подрядчиками и проектировщиками. Щелкните здесь, чтобы получить доступ к этим техническим характеристикам.

Вообще говоря, при зачистке необходимо удалять все камни, вплоть до чистой грязи. Любые корни или органический мусор в фундаменте следует удалить, а грязь выровнять и плотно утрамбовать. Обычно достаточно топать ботинками взад и вперед несколько раз.Если стена поднимается вверх, сделайте ступеньку в фундаменте, чтобы у вас были ровные полки. Фундамент обычно должен быть на 4-6 дюймов ниже уровня земли с нижней стороны. Погружение глубже не имеет смысла и требует большего количества камней. Если камни для фундамента слишком велики, их можно перемещать по одному, не снимая их полностью с фундамента стены. После того, как камень рассортирован и фундамент подготовлен, вы готовы установить веревочные линии и начать строительство.

Строительство новой стены

Строительство новой стены начинается с подготовки фундамента.При строительстве полевой стены удалите весь верхний слой почвы, корни и органические вещества в том месте, где будет построена стена, и плотно уплотните подпочву. Обычно достаточно 4-6 дюймов ниже уровня земли. Как и при перестройке, необходимо свободное пространство вдоль стены. Доступ должен быть достаточным, чтобы камень доставили прямо рядом с местом, где будет возведена стена. Если нет, вам нужно будет найти способ добраться туда. Когда камень доставляется на самосвале, он оставляет большую кучу, все размеры смешаны, а сердцевина, если она есть, находится внизу.Перед тем, как приступить к строительству, стоит потратить все свое время на то, чтобы разобрать кучу. Я считаю, что наиболее эффективный метод – начать с одной стороны кучи и отсортировать ее по рядам по толщине, а не по общему размеру. По мере сортировки стопки строки становятся длиннее. Я установил это так, чтобы ряды были параллельны стене, а самые толстые камни были ближе всего к стене.

Если вы работаете с камнем на поддонах, часто все же стоит открыть все поддоны и перебрать камень перед началом строительства.Некоторая часть камня на поддонах уже отсортирована по размеру, и в этом случае дальнейшая сортировка не требуется. Однако эти поддоны часто предназначены для облицовки шпоном, и в них отсутствуют крупные камни, необходимые для обработки камней и деталей. Я стараюсь по возможности избегать использования камня на поддонах. Это дороже, обычно не соответствует размеру, а обработка поддонов и проволочных каркасов требует времени. Вам также понадобится большое оборудование для перемещения каменных поддонов, которые часто весят более 4000 фунтов.

Определить, сколько камня вам нужно для новой стены, всегда сложно.Покупая камень тоннами, я получаю около 10 кубических футов стены на тонну доставленного камня. Обратите внимание, что это кубический фут, а не квадратный фут поверхности стены, поэтому, если ваша стена в среднем имеет толщину 2 фута и высоту 45 дюймов, 1 тонна камня даст вам 2 фута длины. Это составляет около 1,8 тонны на кубический ярд построенной стены. Конечно, есть значительные различия из-за плотности камня и того, насколько плотно камень укладывается в стену, так что это только начало.

Masonry Structure – обзор

16.3 Проверки безопасности

Виды разрушения каменных конструкций, усиленных с помощью TRM, могут включать чрезмерное растрескивание из-за растягивающих напряжений, сдвиговое скольжение кладки, раздавливание кладки, разрыв TRM и расслоение TRM.

Кладка проявляет хрупкость при растягивающей нагрузке; соответствующая прочность на разрыв довольно низка, и для целей проектирования ею можно пренебречь. Прочность кладки на сдвиг зависит от уровня приложенной осевой нагрузки, поскольку она зависит от сцепления и трения материала.Расчетное соотношение напряжения и деформации кирпичной кладки при сжатии может быть идеализировано как параболо-прямоугольное (рис. 16.1), линейно-прямоугольное или даже просто прямоугольное для анализа поперечного сечения. Если отсутствуют экспериментальные данные, предельная деформация кладки ( _mu ) может быть принята равной 0,35%, а ɛ _m1 = 0,2%.

Рисунок 16.1. Идеальная кривая напряжения-деформации для кирпичной кладки при одноосном сжатии.

Характерные значения прочности кладки: f _mk для вертикального сжатия, f _mk ^h для горизонтального сжатия и f _vk для сдвига.При отсутствии конкретной информации или экспериментальных данных, f _mk ^h можно принять как 50% от f _mk .

Материалы TRM, напряженные параллельно основному направлению волокон, могут быть приблизительно идеализированы путем принятия трехлинейной кривой напряжения-деформации. На этой кривой наклон второй ветви, соответствующей множественному растрескиванию, можно принять за ноль (горизонтальная ветвь). Модуль упругости растрескавшегося материала составляет E _t = f _tk / ɛ _tuk (рисунок 16.2), где f _tk = нормативная прочность и ɛ _tuk = характеристическая деформация при разрушении. σ _{t, tr, k} , на рисунке 16.2, – характеристическое напряжение в переходной зоне.

Рисунок 16.2. Идеализированная кривая напряжение-деформация для системы TRM при одноосном растяжении.

Максимальное расчетное напряжение, допустимое для TRM, выражается следующим образом:

(16,4) ftd = minftkγt, ftbd

, где f _tbd – расчетное напряжение TRM после отсоединения.Надежных моделей для оценки напряжения разрыва TRM пока нет. Если не предоставлены надежные экспериментальные данные для конкретной системы TRM (с возможным закреплением), предлагается предположить, что расслоение начинается с TRM при деформации ɛ _tb = 0,003 (которая обычно находится в переходной зоне, стадия IIa. на рисунке 15.3). Напряжение обвалки ( f _tbd ) равно 0,003 E , где E – это модуль упругости TRM при растяжении, который, в зависимости от того, соответствует ли он стадии IIa или IIb, определяется следующим уравнением:

(16.5) E = maxσt, tr, dɛtEt

Для анализа предельного состояния по окончании можно использовать два возможных подхода, в зависимости от типа выполненного структурного анализа. Если используются нелинейные модели, несущая способность элемента должна быть больше, чем приложенная нагрузка с учетом фактора. Следует позаботиться о том, чтобы на предложенное решение не повлияла конкретная дискретизация, принятая в анализе. Если используются линейные упругие модели или упрощенные методы, принимающие допустимое распределение напряжений (которое удовлетворяет равновесию, но не обязательно совместимость деформаций), то результирующие напряжения на каждом элементе конструкции должны быть проверены.В частности, для двумерных элементов (плиты, оболочки) необходимо учитывать удельное напряжение (т. Е. Следует оценивать удельную длину элемента). Предполагая, что плоское сечение до нагружения остается плоским после нагружения, безопасность проверяется, когда факторизованные поперечные силы и изгибающие моменты (рассчитанные как функция приложенной осевой силы) из-за приложенных нагрузок меньше, чем соответствующая конструкция. Фактор прочности на сдвиг и изгиб. Обратите внимание, что силы и моменты могут быть рассчитаны путем интегрирования напряжений.

Сейсмическая реабилитация исторических зданий

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Здание, поврежденное землетрясением. Фото: файлы NPS.

Антонио Агилар

Землетрясения возникают в результате внезапных движений геологических плит, образующих земную кору, обычно вдоль трещин или трещин, известных как «разломы». Если здания не спроектированы и построены таким образом, чтобы противостоять этим непредсказуемым и часто сильным колебаниям грунта, это может привести к серьезным структурным повреждениям или полному обрушению с серьезным риском для жизни человека.Исторические здания особенно уязвимы для сейсмических явлений, особенно те, что были построены до принятия сейсмических норм. Кроме того, все больше и больше сообществ продолжают принимать более высокие стандарты сейсмической модернизации существующих зданий. И, несмотря на распространенные заблуждения, риски землетрясений не ограничиваются Западным побережьем (рис. 1 и 7), но существуют на большей части территории Соединенных Штатов.

Хотя исторические и другие старые здания могут быть переоборудованы, чтобы выдержать землетрясения, процесс этого может повредить или разрушить те самые элементы, которые делают такие здания значимыми.Хотя вопросы безопасности жизнедеятельности по-прежнему вызывают наибольшую озабоченность, к счастью, существуют различные подходы, которые могут помочь защитить исторические здания как от разрушений, вызванных землетрясениями, так и от ущерба, нанесенного благими намерениями, но бесчувственными процедурами модернизации. Владельцы зданий, менеджеры, консультанты и сообщества должны активно участвовать в планировании и подготовке незаменимых исторических ресурсов от этих угроз.

Этот краткий обзор предоставляет информацию о том, как землетрясения влияют на исторические здания, как этика сохранения исторического наследия может определять ответственные решения по модернизации и как различные методы сейсмической реабилитации могут защитить человеческие жизни и исторические постройки.Краткое описание содержит описание наиболее распространенных уязвимостей различных типов строительных конструкций и методов сейсмического усиления, наиболее часто необходимых для их устранения. Глоссарий технических терминов также приведен в конце краткого описания.

Проведение сейсмической реабилитации исторического здания – это процесс, который требует тщательного планирования и выполнения, а также скоординированной работы архитекторов, инженеров, официальных лиц, подрядчиков и администраторов агентств. Персонал проекта, работающий вместе, может обеспечить сохранение архитектурных, структурных, финансовых, программных, культурных и социальных ценностей исторических зданий, делая их безопасными для дальнейшего использования.

Рис. 1. В 2011 году землетрясение магнитудой 5,6 существенно повредило все четыре башни бенедиктинского зала Университета Св. Грегори в Шони, штат Оклахома. Фото: Университет Святого Григория.

Капитальный ремонт и изменения, дополнения, изменение занятости и местные постановления могут привести к соблюдению требований действующих строительных норм, включая требования по сейсмическому усилению, которые определяют минимальный уровень защиты жителей здания от опасностей землетрясения.Они также определяют процесс сейсмической оценки зданий, описывают методы восстановления, определяют ограничения на выбор процедур структурного анализа, определяют приемлемые стратегии восстановления и указывают, когда могут использоваться альтернативные методы соответствия.

Строительные нормы и правила в первую очередь предназначены для руководства проектированием и строительством новых зданий и часто требуют применения определенных методов проектирования и строительства, которые имеют решающее значение для хороших сейсмических характеристик.Однако определение сейсмической адекватности исторических зданий путем сравнения их с требованиями для нового строительства может быть трудным, а иногда и невозможным, потому что некоторые архаичные строительные материалы и методы строительства не включены в новые строительные нормы и правила. Хотя во многих юрисдикциях приняты предписывающие стандарты, в первую очередь для определенных типов зданий, таких как несущие стены из неармированной кирпичной кладки, более сложные методы оценки, основанные на характеристиках, разрешенные некоторыми нормами, предлагают большую гибкость.Многие предписывающие нормы, соответствующие стандартам, могут привести к разрушению большей части внешнего вида и целостности исторического здания. Это связано с тем, что наиболее целесообразным способом усиления здания является введение полностью новой соответствующей структурной системы, добавление новых структурных элементов и заполнение неровностей или больших проемов без учета того, как новые структурные элементы или модификации влияют на его архитектурный дизайн. Результаты этих подходов могут быть довольно навязчивыми (рисунки 2-3).Тем не менее, структурное усиление может быть введено деликатно, при этом соблюдая требования кодекса. В таких случаях его дизайн, размещение, узор и детализация будут соответствовать историческому характеру здания, даже когда само усиление является видимым (рис. 4-5).

Успешная сейсмическая реабилитация исторических зданий требует как умелого использования наилучших доступных технологий, так и правильного понимания исторической сохранности и внутренней прочности архаичных материалов и структурных систем.Сейсмическая модернизация исторических зданий – это не только наука, но и искусство; Поэтому чрезвычайно важно выбрать профессионала, который не только имеет опыт сейсмической реабилитации существующих зданий, но также хорошо знаком со Стандартами Министра внутренних дел по обращению с историческими объектами. Хотя некоторая степень изменения или переделки исторического здания может быть неизбежной и приемлемой при сейсмической реабилитации, Стандарты могут предоставить важные рекомендации по принятию решений в процессе планирования и проектирования успешной сейсмической реабилитации.Целью успешной сейсмической реабилитации должно быть снижение сейсмической уязвимости здания при сохранении его исторических материалов и характеристик в максимально возможной степени и во избежание или минимизация изменений важных исторических особенностей и пространств.

Рисунки 4–5. Использование рам с моментом (горизонтальные и вертикальные стальные элементы, обозначенные стрелками), установленных за проемами витрины, как показано на Рисунке 4 (вверху), или размещение распорных рам (красным цветом) вдали от окон, как показано на Рисунке 5 (внизу) представлены решения, отвечающие историческим целям сохранения.Рисунок 4. Фото: Элизабет Хилтон.

Рисунки 2 – 3. Стандартные подходы к сейсмической реабилитации, такие как добавление диагональных распорок для усиления оконных проемов и проемов витрин, как показано на этих фотографиях, могут быть визуально навязчивыми. Рисунок 2 (вверху). Рисунок 3 (внизу). Фотография: Steade Craigo.

При проведении сейсмической модернизации следует учитывать четыре важных принципа консервации:

• Исторические особенности и материалы, как структурные, так и неструктурные, должны быть сохранены и сохранены не как музейные артефакты, а для того, чтобы они продолжали выполнять свои исторические функции в максимально возможной степени, а не заменяться массово в процессе сейсмического усиления.
• Если исторические элементы и материалы повреждены и не подлежат ремонту или должны быть удалены во время модернизации, они должны быть заменены натурой или совместимыми материалами-заменителями. Если они должны быть удалены во время модернизации, их следует снимать осторожно и тщательно задокументировать, чтобы гарантировать, что они могут быть должным образом повторно установлены на их первоначальное место.
• Новые модернизированные сейсмические системы должны работать вместе с присущими исторической структурной системе сильными сторонами и, независимо от того, скрыты они или открытые, должны уважать характер и целостность исторического здания, быть визуально ненавязчивыми и совместимыми по дизайну, а также выбираться и проектироваться должное внимание к ограничению ущерба историческим объектам и материалам во время установки.
• Сейсмические работы должны быть обратимыми, когда это возможно, чтобы их можно было удалить для будущей установки улучшенных систем, а также для ремонта исторических объектов и материалов.

Рис. 6. Неисправные неструктурные элементы, такие как облицованные камнем окна и дверные рамки, показанные на этом изображении, могут стать угрозой для жизни, когда они блокируют или препятствуют выходу. Фото: Wiss, Janney, Elstner and Associates, Inc.

Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) определяет сейсмический риск как функцию опасности землетрясения и уязвимости.Оценка сейсмического риска исторической собственности – это первый шаг к предотвращению потенциальных потерь жизни и травм, повреждения и потери имущества или нарушения обслуживания. Следует провести сейсмическую оценку исторических зданий в зонах сейсмической опасности, если они не проводились ранее. Эта оценка должна выявить как потенциальные структурные недостатки здания (любые структурные компоненты, такие как колонны, балки, перекрытия и т. Д., Необходимые для противостояния сейсмическим силам), так и потенциальные уязвимости неструктурных компонентов здания (все компоненты которые не являются частью структурной системы, включая внешнюю облицовку, остекление, дымоходы, внутренние перегородки, потолки и другие архитектурные элементы, а также строительные системы и оборудование).

Неструктурные разрушения обычно составляют большую часть затрат на ремонт повреждений во время землетрясений. Таким образом, очень важно учитывать риск и последствия потенциальных неструктурных отказов. Это особенно важно для исторических зданий, расположенных в районах с низкой или умеренной сейсмической опасностью, где опасность обрушения может быть относительно невысокой, но неструктурные элементы, такие как незакрепленные каменные облицовки, карнизы, парапеты, дымоходы и торцы фронтона, могут сместиться и упасть. землей во время умеренного землетрясения и представляют серьезную опасность для жизни (Рисунок 6).

Другими важными опасностями неструктурного характера, которые следует учитывать, является возможность разрыва трубопроводов газа и воды во время землетрясения, что может привести к пожару и повреждению водой. Многие из этих уязвимостей можно уменьшить, если понять, как силы, возникшие в результате землетрясения, влияют на здание, а затем спланировать и применить соответствующие меры по исправлению положения (рис. 7).

Команда, имеющая опыт как в сейсмической модернизации, так и в сохранении исторического наследия, а также способная применять междисциплинарный подход, важна для достижения сейсмической реабилитации с учетом исторического характера здания, особенностей и материалов.Члены группы должны выбираться с учетом их опыта работы с аналогичными проектами и могут включать архитекторов, инженеров, специалистов по кодам, подрядчиков и консультантов по консервации. Поскольку типовые сейсмические нормы написаны для нового строительства, важно, чтобы и архитектор, и инженер-строитель были осведомлены об исторических зданиях и о соблюдении эквивалентности строительных норм и поиске других вариантов.

Местные и государственные строительные чиновники могут определить нормативные требования, альтернативные подходы к выполнению этих требований, а также кодекс охраны памятников старины или строительства, если он был принят юрисдикцией.Даже в небольших проектах, которые не могут поддержать полноценную профессиональную команду, консультанты должны быть знакомы с целями сохранения исторических памятников. Государственное управление по охране памятников старины (SHPO) и местное управление или комиссия по сохранению исторических памятников могут найти консультантов, имеющих опыт сейсмической реабилитации исторических зданий, или оказать первоначальную техническую помощь в отношении подхода к сейсмической модернизации.

Рис. 7. Упрощенная карта сейсмической опасности Геологической службы США (USGS) 2014 года.Владельцам определенных классов зданий с высоким риском в регионах с высокой сейсмической активностью рекомендуется, а зачастую и требуется в соответствии с местными постановлениями, незамедлительно принять меры для проведения комплексной оценки уязвимости и принять любые необходимые меры по сейсмической реабилитации. Владельцам зданий в умеренных сейсмических зонах рекомендуется провести дополнительное исследование подверженности своих зданий риску землетрясений, определить потребности в сейсмической реабилитации и рассмотреть возможность снижения рисков, в первую очередь связанных с опасностями неструктурного характера.Владельцам зданий в районах с низкой сейсмичностью рекомендуется рассмотреть возможность недорогостоящих восстановительных мер, которые защищают от несчастных случаев и потери имущества, если такие меры будут сочтены необходимыми, даже если вероятность землетрясения может быть низкой.

Факторы, влияющие на то, как и почему исторические здания повреждены в результате землетрясения:

1. Глубина землетрясения и последующая сила землетрясений, достигающих поверхности
2. Продолжительность землетрясения, включая афтершоковые толчки
3. Близость здания к эпицентру землетрясения, хотя расстояние не обязательно напрямую связано
4. Тип конструкции здания, включая конструкционные системы и материалы
5. Проектирование здания, включая план и конфигурацию фасада, общую массу, расположение внутренних пространств и детализацию неструктурных элементов
6. Существующее состояние здания, в том числе ремонтный уровень
7. Условия площадки и почвы

В процессе оценки потенциального сейсмического риска необходимо учитывать следующие ключевые факторы:

1. Вид конструкции и состояние дома
2. Сейсмические опасности на площадке
3. Занятость и использование

Рисунок 8. Неармированные каменные здания, такие как это каменное здание 1875 года, поврежденное во время землетрясения в Южной Напе, Калифорния, в 2014 году, могут быть особенно уязвимы для землетрясений. Фото: Architectural Resources Group.

Тип конструкции здания. В значительной степени конструкция и материалы исторического здания определяют его поведение во время землетрясения. Некоторые здания, такие как широкий класс деревянных каркасных конструкций, способны выдерживать значительные движения с небольшим риском обрушения.Другие, такие как неармированная каменная кладка или глинобитные здания, как правило, более подвержены повреждениям от сотрясений (рис. 8). Если землетрясение является сильным или продолжается в течение длительного времени, элементы здания, которые плохо закреплены или не усилены, могут рухнуть или сместиться. Здания с более жесткими или прочными методами строительства, такие как здания из железобетона или стального каркаса, также могут иметь сейсмические недостатки в зависимости от того, когда они были построены и содержались ли они в хорошем состоянии с течением времени.

Тщательная оценка существующего состояния здания является основой для любой сейсмической реабилитации. Это начинается со сбора любой доступной информации о первоначальной конструкции здания. Многие исторические здания в зонах землетрясений пережили эпизоды сотрясения грунта и, возможно, даже подверглись предыдущим работам по усилению сейсмической нагрузки. Составление любой доступной документации, которая дает количественную оценку доказанной сейсмостойкости или описывает работы по сейсмостойкости или любые другие изменения, которые произошли с течением времени, является чрезвычайно полезным.Некоторые из этих записей, возможно, уже были собраны в предыдущей документации, собранной для включения сооружения в Национальный регистр исторических мест или в Отчет об исторической структуре. (Если это не было сделано ранее, для многих зданий настоятельно рекомендуется подготовить Отчет об исторической структуре; см. Краткий обзор 43: Подготовка и использование отчетов об исторической структуре). Ранние карты недвижимости или страхования, такие как Sanborn Maps, и записи оценщика также могут отмечать изменения в зданиях с течением времени.

Оригинальная строительная документация, планы и спецификации, если таковые имеются, и, в частности, инженерные чертежи, которые включают структурный план и детали подключения, особенно полезны. Когда чертежи, документирующие улучшения или изменения с течением времени, недоступны, разрешения на строительство также могут предоставить полезную информацию. Неоценимы также исторические фотографии строящегося здания или до и после предыдущих землетрясений. Собранная информация, наряду с тщательной оценкой состояния и прочности существующих строительных материалов, обеспечит прочную основу для расчета потенциальных сейсмических опасностей здания и подготовки плана сейсмической модернизации.

Рис. 9. На этом изображении показана структурная деформация из-за концентрации напряжений в конструкциях с входящими углами, внутренним углом, где встречаются две перпендикулярные внешние стены.

Конфигурация здания. Геометрия и форма здания также играют роль в поведении здания во время землетрясения. Здания с правильной планировкой, будь то круглые, квадратные или прямоугольные, обладают большей устойчивостью к повреждениям во время землетрясения, потому что их геометрия допускает равное сопротивление боковым силам во всех направлениях.

Однако здания со сложной и нестандартной планировкой могут быть более подвержены повреждениям во время землетрясения из-за неравномерной прочности и жесткости. Например, конструкции с L, T, H или другими конфигурациями плана с обращенными внутрь или входящими углами имеют неодинаковую устойчивость к нагрузкам, сосредоточенным в этих углах и пересечениях (рис. 9). Это вызывает особую озабоченность, если здания имеют гибкие структурные системы и / или имеют нерегулярную планировку стен со сдвигом, что может привести к разрыву частей здания.

Точно так же, чем более сложные и неправильные здания находятся на высоте, тем больше они подвержены повреждениям, особенно высокие конструкции. Другие особенности здания, такие как большие витрины на уровне земли или гаражные проемы, или этажи с колоннами и стенами, идущими только в одном направлении, обычно известны как «мягкие» или «слабые» этажи, что увеличивает сейсмическую уязвимость исторических зданий (рис. 10). и 11).

Рисунки 10 – 11. Рисунок 10 (вверху): открытый первый этаж.Рисунок 11 (внизу): второй этаж двойной высоты. Эти визуализации показывают примеры «слабых» или «мягких» неровностей сюжета.

Состояние дома. Поврежденные и изношенные строительные материалы увеличивают риск серьезных повреждений во время землетрясения. Это состояние может быть результатом плохого качества изготовления и материалов, использованных при постройке здания, или отсутствия надлежащего обслуживания. Материальный ущерб и деградация из-за влаги, эрозии, плесени или заражения насекомыми являются типичными проблемами, возникающими из-за плохого обслуживания.Ухоженные здания, даже без дополнительной арматуры, выживают лучше, чем аналогичные здания, которые не обслуживались. В неармированных зданиях из кирпича поврежденные швы из раствора могут ослабить целые стены. Поэтому необходимо регулярное циклическое обслуживание.

Способность структурной системы противостоять землетрясениям также может быть значительно снижена, если предыдущие изменения или землетрясения ослабили структурные связи. Неустраненные трещины или повреждения от предыдущих землетрясений могут постепенно ослабить здание, увеличивая вероятность большего ущерба во время следующего землетрясения.Суммарный ущерб от землетрясения может быть значительным; поэтому важно проанализировать конструктивную способность здания.

Со временем элементы конструкции могут ослабнуть и стать серьезной помехой. Неармированные каменные здания обычно имеют фрикционное соединение между горизонтальными и вертикальными элементами конструкции, и сотрясение, вызванное землетрясением, разрывает их. Недостаточное количество опорных поверхностей для балок, балок и стропил по отношению к несущим стенам или опорным колоннам – еще один важный фактор, который следует учитывать.В результате несоответствие конструкции может привести к частичному или полному обрушению здания, в зависимости от силы землетрясения и конфигурации внутренних стен.

Оценка общего физического состояния здания внутри и снаружи и определение зон, уязвимых к сейсмическим повреждениям, часто требует испытаний и анализа для определения долговечности и прочности материалов и конструкции. Это должен выполнять квалифицированный инженер, знакомый с историческими материалами и методами строительства.Чтобы оценить фактическую прочность и состояние исторических материалов, могут потребоваться выборочные разрушающие испытания.

Сейсмические опасности на площадке. Помимо сотрясений земли во время землетрясения, существует риск повреждения из-за специфических для площадки опасностей, таких как разрыв при разломе; разжижение и другие разрушения грунта; оползни; опасности от соседних зданий, в том числе от ударов; или потенциальное затопление в результате прорыва близлежащей плотины или цунами. Если такие опасности существуют, их следует устранять вместе с любой необходимой сейсмической реабилитацией здания.

Занятость и использование. Занятость и использование здания напрямую связаны с его сейсмическим риском, а также с социальными, экономическими или экологическими последствиями землетрясения. С точки зрения безопасности жизни склады, амбары и некоторые промышленные здания и сооружения с низкой посещаемостью могут представлять меньший риск по сравнению с высотными офисными зданиями, театрами и другими многоэтажными зданиями. Конкретные применения, такие как медицинские учреждения, жилье для лиц с ограниченной подвижностью или здания, которые поддерживают жизненно важные общественные службы или коммунальные услуги, относятся к категориям использования, где риск повреждения или обрушения во время землетрясения требует особого рассмотрения.Владельцы исторических зданий, которые перепрофилируются для нового использования, должны знать, что, в зависимости от изменений, новое использование может представлять более высокий риск для безопасности жизни и может потребовать значительного сейсмического усиления для снижения сейсмического риска. И наоборот, если изменение в использовании снижает риск для безопасности жизни, необходимость в обширных сейсмических работах по модернизации может не потребоваться.

Регулярное обслуживание гарантирует, что существующие исторические материалы останутся в хорошем состоянии и не будут ослаблены гнилью, ржавчиной, гниением или другими проблемами влажности.Все без исключения исторические здания должны содержаться в хорошем состоянии. Также следует разработать план эвакуации. Зная, что землетрясение может произойти в любой момент в будущем, владельцы зданий должны иметь под рукой информацию и материалы для чрезвычайных ситуаций.

• Проверьте крыши, водосточные желоба и фундаменты на наличие проблем с влажностью, а также проверьте наличие коррозии металлических стяжек на парапетах и ​​дымоходах. Выполняйте ремонт и поддерживайте металл в хорошем состоянии в крашеном состоянии.
• Осматривайте и держите термитов и насекомых-сверлильщиков древесины подальше от деревянных элементов конструкции.
• Проверьте ступеньки и подъезды к выходу, чтобы убедиться, что они плотно соединены и не обрушатся во время аварийного выхода.
• Проверьте кладку на предмет ухудшения качества раствора и никогда не откладывайте ремонт. Перепойнтировать, соответствуя исторической ступке по составу и деталям.
• Свяжитесь с коммунальными предприятиями для получения информации о гибких соединителях для газовых и водных линий и запорных газовых клапанах, срабатывающих при землетрясениях. Прикрепите масляные баки ремнями и прикрепите водонагреватели к стенному каркасу.
• Соберите местные материалы по чрезвычайным ситуациям для справки и примите простые меры по смягчению последствий в доме или офисе, например установите защелки, чтобы шкафы не открывались, или скобы, чтобы прикрепить высокие книжные шкафы к стенам. Держите под рукой питьевую воду, брезент и другие предметы первой необходимости.

Рис. 12. Мезонин был добавлен к первоначальному банковскому залу в этом бывшем здании банка 1921 года в качестве меры сейсмического усиления. Разделение такого важного, определяющего характер пространства может привести к серьезной утрате исторической целостности здания.

Не менее важным, чем оценка материального и структурного состояния здания, является тщательная идентификация внутренних и внешних особенностей и компонентов, которые помогают определить его исторический характер. Важно разработать план защиты и сохранения, который определяет важные внутренние помещения, особенности и отделку. К значительным архитектурным элементам относятся купола и атриумы, а также важные или высокодекоративные элементы, такие как лестницы, декоративные потолки, мозаика, фрески и другие исторические обработки.

И наоборот, также важно определить второстепенные или второстепенные области здания или любые помещения, особенности или отделку, которые были изменены с течением времени и больше не имеют исторического значения. В менее важных помещениях могут быть предусмотрены зоны для дополнительной структурной арматуры, которая будет установлена ​​во время сейсмической реабилитации, не оказывая неблагоприятного воздействия на общий исторический характер здания.

Размещение дополнительной структурной арматуры следует тщательно продумать, чтобы избежать или существенно минимизировать любое воздействие на значительные или основные внешние и внутренние пространства здания (Рисунок 12).По возможности новые конструктивные элементы должны располагаться внутри межквартирных или утилитарных пространств. Изменения во второстепенных пространствах предпочтительнее переделок основных пространств, но следует позаботиться о сохранении исторических материалов и характера в максимально возможной степени и в этих областях. Когда новые структурные элементы должны быть добавлены в значительные внутренние помещения, размещение и расположение должны избегать серьезных изменений в общем объеме, отличительных архитектурных особенностях или отделке в пространстве, а также в его характере (рисунки 13-15). (См. Записку по сохранению 17: Архитектурный характер – определение визуальных аспектов исторических зданий как помощь в сохранении их характера и записку по сохранению 18: Восстановление интерьеров в исторических зданиях: определение и сохранение определяющих характер элементов.)

Рисунки 13–15. Вертикальные стальные арматурные элементы были вставлены и залиты цементом в стены главного зала ожидания исторической железнодорожной станции Кинг-Стрит 1906 года в Сиэтле для их усиления (вверху).Чтобы заменить оригинальный гипсовый орнамент, были изготовлены формы для заливки новых гипсовых элементов, как показано на этой фотографии незавершенного производства (в центре). Фото: Джон Стаметс.

После завершения сейсмического усиления был установлен повторный гипсовый орнамент и восстановлена ​​декоративно окрашенная отделка, что вернуло залу ожидания вокзала Кинг-стрит его исторический облик (внизу). Фото: Дуг Скотт.

Сейсмическая уязвимость. Сейсмическая уязвимость представлена ​​как скользящая шкала потенциального ущерба, основанная на вероятности опасности в зависимости от местности (данные для конкретного участка) и использования здания.Это помогает владельцу понять уязвимость здания к повреждениям, как структурным, так и неструктурным, в случае землетрясения. Последствия сейсмической уязвимости можно охарактеризовать как:

• Смерть и травмы жильцов здания и соответствующая ответственность Обрушение здания или повреждение компонентов здания и связанные с этим расходы на ремонт
• Повреждение содержимого здания и связанные с этим расходы или обязательства
• Сбои в эксплуатации здания и связанные с этим расходы или обязательства

Производственные цели. После того, как риски и уязвимости здания были оценены, следующим шагом в процессе обычно является постановка целей по снижению сейсмических рисков. Важно знать, какие требования к восстановлению предъявляет местная юрисдикция, а также знать, есть ли в данной местности отдельные коды для исторических сооружений. Могут быть и другие триггеры, такие как кредитор, требующий модернизации или страхования от землетрясения при рефинансировании ссуды, или смена места проживания. Владелец также должен знать о различных уровнях мер по снижению сейсмического риска, которые могут быть выбраны, и связанных с ними затрат.Следует изучить альтернативные способы снижения сейсмического риска для жизни и имущества, такие как уменьшение заполняемости здания или предоставление альтернативных средств в случае землетрясения.

После рассмотрения всех альтернатив следует оценить варианты модификации для снижения риска повреждения исторического здания. Перед проведением сейсмической реабилитации необходимо определить цели, которые определяют уровень допустимого ущерба или потерь для здания во время потенциального землетрясения.Их называют «реабилитационными целями». Цели реабилитации обычно устанавливаются местным кодексом, постановлением или официальным кодексом в обязательных программах сейсмического усиления или выбираются владельцем и инженером при добровольной сейсмической реабилитации (см. Стандарт ASCE 41-13).

Цели реабилитации основаны на целевых «уровнях характеристик здания», которые обеспечивают ограниченный диапазон прогнозируемого ущерба, который здание должно выдержать во время землетрясения.Уровни производительности здания делятся на четыре общие классификации, которые ранжируются от более высокой производительности (меньший риск) к более низкой производительности (больший риск):

Рисунок 16. Компьютерное моделирование – полезный аналитический инструмент, который помогает оценить сильные и слабые стороны здания и оценить различные варианты сейсмического усиления. Трехмерный динамический анализ требуется для ряда различных структур, расположенных в определенных сейсмических зонах.
Фото: Wiss, Janney, Elstner and Associates, Inc.

1. Оперативный. Вспомогательные службы резервного копирования поддерживают функцию; зданию нанесен очень небольшой ущерб. Этот подход предназначен для критических объектов, таких как больницы и центры управления чрезвычайными ситуациями, которые должны оставаться открытыми и работающими после сильного землетрясения. Для некоторых исторических зданий достижение такого уровня производительности может быть затруднено или почти невозможно без значительных изменений. Однако по мере того, как все больше зданий, спроектированных для защиты от сотрясений земли, становятся историческими, большее число может достичь этого уровня производительности.
2. Немедленное размещение. Здание остается безопасным для проживания. Повреждения и предполагаемый ремонт незначительны.
3. Безопасность жизнедеятельности. Здание остается стабильным и имеет значительный структурный резерв мощности; опасные неструктурные повреждения контролируются.
4. Предотвращение обрушения. Это устраняет наиболее серьезные проблемы безопасности жизни путем исправления тех недостатков, которые могут привести к серьезным травмам человека или полному обрушению здания.Здание остается стоять, чтобы жильцы могли покинуть его; любые другие повреждения или потери приемлемы. Ожидается, что в случае землетрясения здание не рухнет, но будет серьезно повреждено, не сможет быть занято и потребует капитального ремонта или сноса.

Рисунки 17 – 18. Тщательное размещение новой структурной арматуры, окрашенной в тон окружающим элементам здания, если оставить ее открытыми, минимизирует ее визуальное воздействие.Новые добавленные структурные элементы могут оставаться открытыми, если их видимость не ухудшает исторический характер здания. Рисунок 17 (вверху). Фото: Джейсон Хейгин. Рисунок 18 (внизу). Фото: Architectural Resources Group.

С точки зрения дизайна, подавляющее большинство исторических зданий могут выдержать хорошо спланированную и размещенную систему сейсмического усиления. Утилитарные сооружения, такие как склады, могут иметь достаточно видимые системы усиления без чрезмерного ущерба их историческому характеру (рис. 17-18).Другие, более детализированные с архитектурной точки зрения здания или здания с более законченными или декоративными внутренними поверхностями выиграют от более скрытых систем. Однако установка таких систем может потребовать временного удаления и повторной установки важных элементов в рамках работ по сейсмической реабилитации. Большинство зданий могут включать меры по снижению сейсмической опасности во время других строительных работ таким образом, чтобы обеспечить высокую степень удержания исторических материалов на месте.

Уровни эксплуатационных характеристик здания установлены как для структурных, так и для неструктурных повреждений.Хотя снижение рисков для жизни и обеспечение безопасного проживания в здании после землетрясения может быть первоочередной задачей для многих владельцев, потенциальный ущерб содержимому может быть чрезвычайно важным в определенных обстоятельствах. Важные архивы и записи, бесценные предметы искусства, книги и другие коллекции часто размещаются в исторических зданиях. Также необходимо рассмотреть меры по снижению риска, связанные с опасными материалами или ценным оборудованием.

Снижение опасностей, связанных с неструктурными элементами

Неструктурные компоненты – это все те элементы, кроме колонн, несущих стен, перекрытий, балок или ферм, элементов связи, фундамента и других элементов, составляющих конструкцию здания (рисунки 19-20).В прошлом сейсмическая реабилитация существующих зданий была сосредоточена на устранении структурных недостатков. Однако неструктурные компоненты составляют значительную часть первоначальных капитальных вложений в здание; и, согласно исследованиям после землетрясения, потери от неструктурных компонентов также представляют собой высокий процент потерь во время землетрясения (см. FEMA E-74: Снижение риска повреждения неструктурного землетрясения – Практическое руководство).

Рис. 19. Дымоходы – это обычные неструктурные элементы, чувствительные к землетрясениям, даже в зонах низкой и средней сейсмической активности, как показано на этом здании в Вирджинии, поврежденном в результате землетрясения 2011 года.Фото: Сюзанна Трипп.

Подобно структурным компонентам, оценка рисков неструктурных компонентов должна быть завершена на основе опасностей, которые они представляют. Возможные последствия землетрясения для неструктурных компонентов зависят от типа риска, который они представляют:

Безопасность жизнедеятельности. Может ли этот компонент пострадать во время землетрясения?

Потеря имущества. Может ли наступить крупный имущественный ущерб?

Функциональная потеря. Может ли потеря этого компонента привести к отключению или прерыванию работы?

Рис. 20. Крепление стен парапета, как показано на типичном подробном чертеже (вверху) и как установлено на рисунке (внизу), помогает избежать опасностей, связанных с падающими обломками.

Следующий список представляет типичные компоненты и не является исчерпывающим:

Архитектурное

• Наружные стены (включая облицовку из кирпича, сборные панели, остекление, стеклоблоки, системы навесных стен и оконных витрин)
• Перегородки (пустотелая керамическая плитка, неармированная кладка или аналогичные) Потолки (гипс или другой тяжелый материал, особенно подвесные)
• Парапеты, карнизы, башенки и другие выступающие декоративные элементы (неармированная кладка)
• Балконы, навесы, шатры и указатели
• Дымоходы и вытяжные / вентиляционные трубы (неармированная кладка) Лестница

Механические, электрические и сантехнические системы

• Котлы, печи, насосы и чиллеры
• Емкости для хранения воды и топлива
• Сантехника и трубопроводы из неопасных и опасных материалов, включая спринклерные системы
• Трубопроводы
• Воздуховоды
• Светильники
• Электротехническое и коммуникационное оборудование

Мебель и внутреннее оборудование

• Стеллажи для хранения
• Стеллажи
• Шкафы для документов
• Единицы хранения опасных материалов
• Лифты
• Конвейеры
• Прочее содержимое музеев и исторических домов

При проектировании успешной сейсмической реабилитации учитываются не только сейсмические характеристики и проблемы сохранения исторических памятников, но и финансовые вопросы.Восстановление исторических зданий часто требует проведения обязательных сейсмостойких работ в соответствии с местными нормами. Это часто происходит, когда объем работ превышает определенный порог или когда реабилитация включает изменение использования, например, преобразование промышленного здания в жилое помещение. В этих случаях реабилитация включает в себя все работы, необходимые для выполнения новых программных требований, а также целей сейсмических характеристик в «одноэтапном» проекте. Все расходы и сбои в заполнении помещений также происходят одновременно, и требуются значительные первоначальные капитальные вложения.

Когда бюджетные ограничения и / или ограничения занятости не делают одноэтапный проект осуществимым, следует рассмотреть «многоэтапный» проект, который распределяет расходы и сбои в заполнении на установленный период времени. Термин, используемый для плановой реабилитации, осуществляемой в течение определенного периода времени для достижения заранее определенной цели по сейсмическим характеристикам, – это «постепенная реабилитация». При поэтапном восстановлении работы интегрируются в текущие операции по техническому обслуживанию и капитальному ремонту.Было показано, что поэтапный подход имеет много преимуществ при анализе выгод / затрат (см. FEMA 227, 395 и 399).

Подготовка строительной документации и выполнение работ

Независимо от того, будет ли сейсмическая реабилитация проводиться в виде отдельного проекта или поэтапно, необходимо подготовить строительную документацию. Документы должны четко определять общий объем работ. В случае поэтапной реабилитации объем и последовательность каждой фазы также должны быть четко описаны.Хороший комплект строительной документации вместе с программой обеспечения качества для обеспечения выполнения проекта в соответствии с требованиями имеет решающее значение для любой успешной сейсмической реабилитации. Также очень важно, чтобы строительная документация включала подробности и спецификации по обработке исторических памятников и материалов. Выбор подрядчика с подтвержденным опытом успешных исторических работ по восстановлению чрезвычайно важен. Также рекомендуется, чтобы проектная группа назначила встречу с местным должностным лицом строительных норм и правил, чтобы обсудить подход к сейсмической модернизации и изучить возможные альтернативы соответствия нормам.

Эти вопросы следует обсудить с командой, чтобы определить приемлемые альтернативы. Поскольку никогда не бывает единого «правильного» ответа, команда разработчиков и должностные лица должны работать вместе, чтобы определить соответствующий уровень сейсмической модернизации с минимальным визуальным воздействием на значительные пространства, особенности и отделку как внутри, так и снаружи исторических зданий. . Это руководство не предназначено для того, чтобы предписать, как следует проводить сейсмическую модернизацию, а скорее для того, чтобы проиллюстрировать, что каждое физическое изменение здания будет иметь определенные последствия.Задав вопрос о том, как можно уменьшить удары, у владельца будет несколько вариантов на выбор.

• Можно ли установить распорки, не повредив декоративные детали или внешний вид парапетов, дымоходов или балконов?
• Являются ли видимые элементы усиления, такие как анкерные пластины / шайбы или дополнительные внешние контрфорсы, адекватно спроектированными, чтобы они вписывались в историческое здание?
• Можно ли использовать скрытые или залитые болты для соединения полов и стен вместо традиционных болтов и открытых шайб или розеток, если они могут умалить исторический облик здания?
• Расположены ли диагональные рамы, такие как X-, K-распорки или другие элементы, с минимальным воздействием на основной фасад? Отложены ли они назад и окрашены в убывающий цвет, если видны через окна или витрины?
• Можно ли установить моментные рамы или усиленные распорки вокруг исторических фасадов магазинов, чтобы избежать видимого усиления, такого как крестообразные распорки, в непосредственной близости от публики?
• Можно ли «вшить» более короткие участки арматуры в существующее здание, чтобы избежать удаления или закрытия больших участков исторических материалов? Это особенно важно при установке дополнительных опор каркаса крыши.
• Можно ли расположить стены со сдвигом в утилитарных внутренних помещениях, чтобы уменьшить влияние на отделку основных участков?
• Существуют ли ситуации, когда более тонкое, армированное волокном покрытие могло бы адекватно укрепить стены или опоры без необходимости использования более тяжелого армированного бетона?
• Можно ли добавить диафрагмы на несущественные полы, чтобы защитить богато украшенные потолки внизу, или наоборот, если пол более декоративен, чем потолок?
• Есть ли достаточные средства для сохранения, ремонта или переустановки декоративных элементов и отделки после установки структурного усиления?
• Следует ли рассматривать альтернативные методы сейсмического усиления, такие как изоляция основания, системы демпфирования стен или колонковое бурение? Могут ли они защитить важные элементы и материалы, сократив объем необходимого вмешательства?
• Являются ли рассматриваемые сейсмические воздействия «обратимыми» таким образом, чтобы позволить сохранить большую часть исторических материалов и позволить будущий ремонт и реставрацию?
• Может ли сейсмическая реабилитация добавить чрезмерное усиление, которое может иметь непредвиденные негативные последствия для исторической структуры во время землетрясения?

Рисунок 21. Историческое здание винного погреба в Напе, Калифорния.

Достижение желаемых показателей эффективности здания зависит от конкретных потребностей жильцов, участка и условий здания. Конкретные подходы к достижению этого также должны быть адаптированы к уникальному историческому характеру и условиям каждого здания, а также к конкретным сейсмическим недостаткам, которые необходимо исправить или смягчить. Большинство сейсмических недостатков и возможных необходимых методов смягчения воздействия можно разделить на общие категории, описанные здесь.Хотя этот список не является исчерпывающим, он предназначен для обзора объема работ, которые владелец здания или руководитель проекта могут ожидать во время сейсмической реабилитации.

Неадекватная общая прочность или жесткость. Исторические здания, которые не были спроектированы так, чтобы противостоять боковым силам землетрясения, часто не обладают достаточной общей прочностью или «глобальной силой». Хотя это редко единственный недостаток, который необходимо устранять, отсутствие достаточной общей прочности делает здание особенно уязвимым во время сейсмического события.

Рис. 22. Чертеж передней стены винного погреба, показывающий расположение центральных стержней для непрерывных стальных арматурных стержней, которые необходимо вставить и залить на место.

Подходы к устранению этого недостатка часто требуют усиления существующей конструкции или добавления структурных компонентов для усиления здания. Устранение недостатка достаточной общей жесткости или «общей жесткости» также необходимо во многих сейсмических реабилитациях. Хотя методы, используемые для повышения жесткости, часто такие же, как и методы, используемые для исправления недостаточной прочности, прочность и жесткость рассматриваются отдельно, поскольку они относятся к конкретным реакциям здания.У здания может быть минимально допустимая прочность для предотвращения его обрушения, но если оно слишком гибкое, оно может быть уязвимо для чрезмерного движения или сноса. Слишком большой дрейф часто приводит к серьезным повреждениям внешних и внутренних стен и неструктурных элементов.

Добавление стальных опорных рам, скрепленных рам различной конфигурации и бетонных стен, работающих на сдвиг, являются типичными методами повышения прочности и жесткости здания. Тщательное размещение новых структурных элементов имеет решающее значение, чтобы избежать негативного воздействия на окна и дверные проемы, особенно на хорошо заметных высотах.Точно так же следует избегать изменений значительных внутренних пространств, таких как вестибюли, места для собраний и другие определяющие персонажей пространства.

Рисунки 23 – 24. Вид одного из центральных стержней, просверленных в стене (вверху). Рым-болты используются для крепления пола к стене (внизу).

Строительные нарушения. Неровности плана, такие как входящие углы, предъявляют особые требования к элементам здания из-за крутильных или скручивающих реакций на силы землетрясения, сотрясающие землю.Вертикальные неровности создают неравномерное распределение массы или жесткости между вертикальными элементами здания, что может быть особенно проблематичным в многоэтажных зданиях. Уязвимость к сейсмическому ущербу, создаваемому этими типами нарушений, редко учитывалась при первоначальном проектировании многих исторических зданий и обычно требует мер по модернизации для их смягчения.

Неровностей планов и высот слишком много, чтобы их здесь перечислить. Меры по смягчению этого типа недостатка могут быть сложными для принятия в исторических зданиях, поскольку некоторые из этих нарушений могут иметь важное значение для исторического характера здания.Некоторые из наиболее проблематичных решений включают добавление стен со сдвигом непосредственно за оконными и дверными проемами, особенно когда они находятся на хорошо видимых возвышенностях. Следует избегать решений, связанных с вставкой нового этажа или большого антресольного этажа в архитектурно значимое двухэтажное пространство.

Путь нагрузки. Должен быть положительный и непрерывный путь нагрузки для передачи поперечных сил. Неадекватное соединение между структурными и неструктурными элементами здания является одним из наиболее серьезных недостатков, которые необходимо устранить при многих сейсмических реабилитациях.Силы, действующие на элементы здания, должны передаваться вниз на поддерживающий грунт. Например, чтобы противостоять силам землетрясения, облицовочная панель должна быть надлежащим образом соединена с полом, стенами, каркасами, распорками и другими конструктивными элементами, которые соединяют ее с фундаментом здания.

Прочная связь между всеми элементами здания позволяет передавать нагрузку вниз на фундамент, где она поглощается почвой.Разрывы или отказы на этом пути нагружения делают любую существующую сейсмическую систему неэффективной. Способы устранения недостатков пути нагружения варьируются от простых мер по усилению, таких как добавление металлических лент, болтов с резьбой и других механических креплений, до более сложных инженерных соединений. Адекватные соединения между стенами, крышей, перекрытиями и фундаментом имеют решающее значение, а также между компонентами всех вертикальных и горизонтальных структурных компонентов здания, таких как балки с балками или стенами, и колонны с балками, перекрытиями или фундаментами.

Рисунок 25. Расположение рым-болтов после затирки швов. Сейсмическая реабилитация этого исторического здания винного погреба, показанного на Рисунке 21, включала прорезание центрального каркаса внешних каменных стен для добавления стальной арматуры, как показано на Рисунках 22 и 23. Полы были привязаны к стальной арматуре в стенах с помощью рым-болтов, так как как показано на рисунках 24 и 25, что устраняет необходимость в внешних шайбах или пластинах. Рисунок 21. Фото: Architectural Resources Group. Фото: MKM & Associates.

Мембраны. Полы и крыши обычно называют «диафрагмами» в сейсмических расчетах. Диафрагмы действуют как горизонтальные «балки» между вертикальными элементами (стенами и / или колоннами), которые противостоят боковым силам во время землетрясения. Недостаточный сдвиг, прочность на изгиб и жесткость – одни из наиболее распространенных недостатков диафрагмы. Методы усиления диафрагм могут включать в себя обшивку крыш или полов, установку натяжных стержней в бетонные полы с мелкими сводами и различные другие методы.

Также может потребоваться усиление вокруг проемов, входящих углов и уменьшение других неровностей плана. Обеспечение надлежащей передачи боковых сил землетрясения, распространяющихся по диафрагме, на систему сопротивления боковым силам (вертикальные элементы конструкции) также является важным компонентом сейсмической модернизации. Соответствующие «коллекторы» диафрагмы, структурные элементы, которые собирают поперечную силу и передают ее системе сопротивления поперечной силе, должны быть усилены или добавлены, чтобы компенсировать любые недостатки существующей конструкции.

Фонды. Недостатки фундамента могут сильно различаться и включать в себя недостатки в самой системе фундамента или в условиях почвы. Недостатки фундамента не зависят от здания или типа конструкции, и ремонтные работы могут включать замену или модернизацию существующего фундамента, добавление нового фундамента рядом с существующим или добавление новых свай или просверленных опор. Исправление или устранение недостатков фундамента зачастую является дорогостоящим и деструктивным, но устранение недостатков в фундаменте критически важно.

Рис. 26. Стекловолоконная сетка с эпоксидной смолой приклеивается к задней части кирпичных пилястр этого неармированного каменного здания 1906 года. Поверх сетки будут применены новые виды отделки, соответствующие внешнему виду и деталям исходной отделки. Фото: Wiss, Janney, Elstner and Associates, Inc.

Несущая стена из неармированной кладки. Здания с неармированной кладкой (URM) чаще всего представляют собой кирпичные или каменные здания без встроенных в них стальных арматурных стержней.Во многих исторических зданиях этого типа несущие стены из каменной кладки выдерживают вес крыши и перекрытий. Балки опираются непосредственно на стену по периметру здания и поддерживаются столбами и балками внутри. Неармированная кладка является одним из старейших и самых разнообразных типов строительства и включает в себя широкий спектр материалов и методов возведения стен, таких как полнотелый глиняный кирпич, резаный или полевой камень, пустотелый глиняный кирпич, структурная плитка, бетонные блоки и саман.

URM обычно считаются одними из наиболее подверженных землетрясениям.При сильных землетрясениях стены могут выпасть наружу и вызвать частичное или полное обрушение здания. Плохое соединение между внешними стенами и диафрагмами серьезно снижает способность здания URM противостоять землетрясениям, и поэтому важно, чтобы это было исправлено. Другими серьезными опасностями, которые могут быть опасными для жизни, являются падающие обломки с парапетов, карнизов, дымоходов или других неструктурных элементов.

Рис. 27. Новая стена из стальных каркасов добавляется к одной стороне этой внутренней стены из пустотелой глиняной плитки.Сторона с наименьшим количеством исторической отделки была выбрана как наименее разрушительное место для добавления арматуры. Стене будет возвращен первоначальный вид за счет установки новой отделки, соответствующей исторической отделке. Фото: Wiss, Janney, Elstner and Associates, Inc.

Базовая программа сейсмической реабилитации здания URM может включать подкрепление парапетов и дымоходов и закрепление других элементов, которые могут оторваться от здания, а также крепление стен к перекрытиям и крыше.Инженерный анализ конструкции может указывать на необходимость дополнительного усиления крыши и пола. Это может быть достигнуто путем добавления колонн или поперечных стен для адекватной передачи боковых нагрузок на землю.

Предотвращение обрушения стен, особенно несущих стен, имеет решающее значение для зданий URM. Это влечет за собой укрепление стен с помощью различных методов, таких как добавление к стене подпорок или вспомогательных опорных элементов; добавление слоя железобетона; добавление торкретбетона к стене УРМ; колонковое бурение; или добавление слоя композитного волокна (заделанная эпоксидной смолой стекловолоконная сетка).Добавление внутренних распорок стен или вставка вертикальных стальных стержней, залитых раствором, в саму стену также являются широко используемыми методами армирования стен. Эти методы необходимо тщательно оценить, чтобы сбалансировать эксплуатационные характеристики здания и цели сохранения (Рисунки 21-27).

Рисунок 28. В этом бетонно-каркасном здании монтируется стальная арматура для новых отвесных стен перпендикулярно окнам. Фото: Роберт Шаттель.

Бетонный каркас. Большинство исторических сборок бетонных зданий состоит из бетонных колонн и систем перекрытий различных типов (плоские плиты, двусторонние плиты и балки и плиты). Наружные и внутренние стены часто представляют собой неармированную кладку, обычно называемую заполнением, и обычно не являются конструктивными, что свидетельствует о недостатках, описанных ранее. Самая главная структурная уязвимость этого типа конструкции – отсутствие пластичности. До 1960 года строительные нормы и правила могли не требовать, чтобы здания с бетонным каркасом проектировались и детализировались с учетом характеристик пластичности (т.е., не выходить из строя при превышении допустимой нагрузки), чтобы противостоять боковым силам, в зависимости от региона. Строительные конструкции с бетонным каркасом должны были быть «пластичными» в соответствии с Единым строительным кодексом 1976 года. Во многих исторических зданиях с бетонным каркасом, поскольку соединение между колоннами и балками недостаточно прочно, чтобы выдерживать боковые нагрузки во время землетрясения, зданиям грозит обрушение. Особенно уязвимы здания этого типа с относительно небольшим количеством бетонных стен и колонн, которые слабее балок или плит.Смягчение этого условия обычно достигается путем добавления новой системы, такой как стенки среза (рис. 28).

Стальной каркас. Этот тип конструкции состоит из цельного каркаса из стальных колонн и балок. Полы обычно представляют собой бетонные плиты или металлические настилы, заполненные бетоном. Наружные стены могут быть усилены или неармированы каменной кладкой, архитектурной терракотой, стеклянными навесными стенами или другими типами конструкций. Устранение сейсмических недостатков неструктурных элементов должно выполняться в соответствии с методами их строительства.Конструкция из стального каркаса используется в самых разных типах зданий, таких как офисы, больницы, правительственные и академические здания, а также в промышленных и других утилитарных сооружениях. Этот тип строительства начал получать широкое распространение во второй половине 19 века.

Есть две основные категории стальных конструкций каркаса: Стальная рама , моментальная рама , которая состоит из стальных колонн и балок с жесткими соединениями с использованием уголков и пластин, которые могут быть склепаны, сварены или скреплены болтами; и усиленная рама .Структуры со связанными каркасами имеют диагональные стальные элементы, размещенные в выбранных отсеках конструкции, чтобы улучшить сопротивление поперечной силе всей конструкции, в то время как моментные рамы полагаются на прочность жестких угловых соединений для противодействия боковым силам.

Здания со стальным каркасом, особенно здания с каркасным каркасом, обладают более высокими сейсмическими характеристиками по сравнению с другими методами строительства. Здания с мгновенным каркасом очень эластичны во время сейсмической активности, и, хотя они способны выдерживать сильные боковые нагрузки, они подвержены значительному перемещению между этажами или межэтажным сносам, а также подвержены ударам по соседним зданиям.Их гибкость также может привести к повреждению структурных соединений, а также внутренних стен и облицовки.

Большие межэтажные сносы могут затруднить ремонт зданий со стальным каркасом после землетрясения. Типичные меры по повышению жесткости зданий со стальным каркасом включают добавление новых бетонных стен с поперечным срезом или подкосов, или добавление стальных накладок к существующим стальным колоннам. Последний метод нельзя рекомендовать, если он требует значительного удаления или повреждения существующих исторических элементов или отделки.

Рама из светлого дерева. Легкая конструкция с деревянным каркасом является обычным явлением при строительстве многих жилых и небольших коммерческих зданий. Он включает в себя как стоечно-балочную конструкцию, так и конструкцию каркасной стены. Показатели безопасности жизни легких деревянных каркасных конструкций во время землетрясений обычно очень хорошие. Наиболее частым сейсмическим недостатком этого типа зданий является отсутствие или плохое крепление стен к фундаменту, износ существующих крепежных элементов конструкции и / или недостаточное количество закрепленных соединений.Недостаточная прочность нижних этажей в многоэтажных зданиях также может быть уязвимостью. Во многих жилищах это включает конструкции, покоящиеся на прерывистых деревянных или каменных опорах, недостроенных гаражах и / или подпольях.

Рисунок 29. Стеновое армирование. Простые подходы, такие как прибивание фанеры гвоздями между стойками, крепление подоконников к фундаменту и привязка поврежденной стены к этажу выше, могут существенно повлиять на защиту здания от сейсмических повреждений.

Неукрепленные, поврежденные стены и плохое крепление фундамента являются обычными уязвимостями во многих одно- и двухквартирных жилых домах с одним или несколькими этажами. В этих зданиях внутренние стены обычно обеспечивают достаточную жесткость, чтобы противостоять боковым нагрузкам во время сейсмического события, но пространство для ползания часто имеет только периметр, который может подвергнуться сильным нагрузкам и разрушиться во время землетрясения. Надлежащее крепление к фундаменту в деревянных домах предотвращает их соскальзывание с фундамента.Устранение недостатков адекватных распорок поврежденных стен и надлежащего анкерного крепления фундамента являются первоочередными мерами сейсмической реабилитации в легких деревянных каркасных зданиях (Рисунок 29).

Многоэтажные многоквартирные жилые здания с деревянным каркасом с парковкой, помещениями общего пользования или коммерческими помещениями на первом этаже являются подкатегорией этого типа строительства, которая также очень восприимчива к повреждениям во время землетрясений. Верхние этажи этих зданий обычно имеют повторяющуюся внутреннюю планировку, что придает им одинаковую прочность и жесткость.Однако нижние этажи, поскольку они обычно имеют большие наружные проемы и могут иметь более разнообразную внутреннюю конфигурацию и большие открытые пространства, часто создают состояние «слабой истории» (рис. 30).

Рис. 30. Большие проемы по периметру и ограниченное количество внутренних перегородок на первом этаже могут создать состояние «слабого этажа», которое делает здания особенно уязвимыми к землетрясениям. Фотография: USGS.

Требования к сейсморазведке одно- и двухквартирные жилые и другие маломасштабные здания обычно включают в себя обеспечение безопасности дымоходов и исправление других неструктурных недостатков, связанных с безопасностью жизни, таких как крепление порога к фундаменту болтами и добавление фанерной обшивки для усиления колен.Конструкции, возведенные на прерывистых деревянных или каменных опорах, также уязвимы во время землетрясений. Часто требуется обеспечение соединения опор или установка нового непрерывного опорного элемента достаточной прочности под стенами. Большие наружные проемы, такие как гаражные ворота, или структурные неровности, такие как консоль, также должны быть оценены и устранены. В случае многоэтажных многоквартирных домов с мягким или слабым этажом могут потребоваться дополнительные стальные каркасы или стены, работающие на сдвиг кладки, чтобы придать достаточную прочность цокольному этажу (см. FEMA P-807).

Сейсмическая изоляция и системы рассеивания энергии – относительно новые, очень сложные методы, требующие обширного проектирования и инженерного анализа. Системы сейсмической изоляции включают отключение или значительное снижение передачи сейсмических сил от земли к зданию. Методы рассеивания энергии включают в себя пассивные или активные устройства рассеивания энергии, которые ослабляют влияние бокового и вертикального движения землетрясения. Системы рассеивания энергии иногда используются в высотных зданиях, где установка сейсмоизоляционных систем может оказаться невозможной.Однако внедрение любой из этих систем часто является слишком дорогостоящим или непрактичным для большинства сейсмических реабилитаций исторических зданий.

Усиление связи между различными структурными и неструктурными элементами, установка новых структурных элементов и выполнение других работ по сейсмической реабилитации может потребовать выборочного удаления исторической отделки стен и потолка. Следует уделять внимание минимизации количества удаляемого исторического материала, а также выполнению необходимого ремонта или замены исторических элементов и отделки после завершения сейсмических работ.

Полное удаление определяющих характер элементов, таких как дымоход, карниз или парапет, с целью снижения их сейсмической уязвимости не рекомендуется. Вместо этого такие строительные элементы должны быть по возможности скреплены и закреплены. Если значительный архитектурный объект пострадал от землетрясения, его следует отремонтировать, а не удалять. Если повреждение настолько велико, что требует полной замены, обычно рекомендуется использовать натуральные заменяющие материалы.Однако в некоторых случаях может оказаться подходящим совместимый материал-заменитель, отвечающий техническим требованиям, например, более легкий материал, который соответствует оригиналу по дизайну и внешнему виду.

Исторические стены коридоров, построенные из неармированной кирпичной кладки, в частности, из пустотелой глиняной плитки, требуют особого внимания. Следует приложить все усилия, чтобы сохранить исторические материалы, при этом необходимо принять меры для защиты стен и исторических материалов, чтобы они не могли травмировать людей или заблокировать выход.Следует учитывать каждый доступный метод и технику армирования, которые позволяют сохранить стены коридора, их исторические материалы и детали. Если сохранение основных элементов кладки невозможно, но есть сохранившиеся элементы и отделки, такие как мраморная обшивка, двери и фрамуги, деревянная отделка или другие элементы, их следует сохранить, даже если они должны быть переустановлены поверх новая структура каркаса для коридора, которая воспроизводит высоту потолка, ширину коридора, а также взаимосвязь и детали установки исторических элементов.

В большинстве муниципалитетов обследование или инспекция, обычно проводимые профессионалами или обученными волонтерами, будут проводиться как можно скорее после землетрясения, а здания будут помечены на передней панели с уведомлением о том, безопасен ли в них вход. Как правило, красные, желтые и зеленые метки используются для обозначения различных уровней повреждений – запрета доступа, ограниченного входа и использования, соответственно, – и их относительной безопасности. Сильно поврежденные районы часто охраняются и запрещаются, и, к сожалению, многие помеченные красным, но ремонтируемые здания были снесены без надобности, потому что владельцы не могли вовремя оценить и разработать план стабилизации.Владельцы или члены консервационного сообщества могут нанять своих инженеров со специальными знаниями для оспаривания приказа о сносе.

Во время чрезвычайных ситуаций многие сообщества, банки и страховые агентства не смогут оценить альтернативные подходы к работе с поврежденными историческими зданиями. Поэтому они часто требуют полного соблюдения правил строительства нового здания для проведения основных ремонтных работ. Поскольку сейсмические толчки могут еще больше повредить ослабленное здание, неспособность действовать быстро – даже для укрепления или стабилизации конструкции на временной основе – может привести к сносу здания.

Проливной дождь, неравномерная осадка, вандализм и продолжающиеся подземные толчки могут легко подорвать оставшуюся структурную целостность здания. Более того, чем дольше здание пустует или не приносит дохода, тем скорее оно будет снесено по договоренности со страховой компанией. Все эти факторы работают против спасения построек, пострадавших в результате землетрясений. Таким образом, настоятельно рекомендуется иметь уже подготовленный план восстановления.

Наличие установленного плана действий в чрезвычайных ситуациях, включая доступ к фанере, брезенту, распорным брускам и оборудованию, позволит быстро принять меры по спасению здания после землетрясения.Программы технической помощи доступны от федерального правительства после стихийного бедствия. Грантовые средства или недорогие ссуды из специальных ассигнований на федеральном уровне, уровне штата и Конгресса предназначены для квалифицированной собственности, что может помочь компенсировать стоимость восстановления (см. Информацию о FEMA).

Признание сейсмической уязвимости исторических зданий является важным шагом на пути к сохранению и защите архитектурного наследия в сейсмоопасных районах. Нельзя упускать из виду уязвимость, возникающую в результате недостаточного обслуживания и ненадлежащего ремонта, который ослабляет структурную целостность здания.Даже предыдущие работы по смягчению воздействий со временем могут стать неэффективными, если за зданиями не будет осуществляться надлежащее обслуживание. В отличие от многих других стихийных бедствий, землетрясения происходят без предупреждения и могут привести к огромным человеческим жертвам и материальному ущербу. Таким образом, готовность невозможно переоценить.

Повреждение исторических зданий после землетрясения может быть таким же большим, как и первоначальный ущерб от самого землетрясения. Совершенно необходимо умение действовать быстро, чтобы укрепить и стабилизировать здание, а также приступить к его восстановлению.Сообщества, не имеющие планов по снижению опасности землетрясений, подвергают риску свои исторические здания, а также безопасность и экономическое благополучие своих сообществ.

Простые меры, такие как подпорки парапетов и дымоходов, привязка зданий к фундаменту и крепление кирпичных стен к полу и крыше, являются чрезвычайно эффективными мерами смягчения последствий. Однако даже такие простые меры, как эти, могут привести к повреждению исторических материалов или повлиять на визуальные качества исторического здания, если они не выполнены должным образом.По этой причине при проведении сейсмической модернизации важно привлекать квалифицированных и опытных специалистов и рабочих.

Наконец, современные исследования помогли разработать различные новые методы сейсмической модернизации, которые, в дополнение к более традиционным методам, обеспечивают множество подходов к укреплению зданий в сейсмоопасных районах. Эти методы должны быть тщательно оценены и выбраны таким образом, чтобы процесс смягчения потенциальных сейсмических повреждений избегал ненужного удаления исторических материалов и сохранял характер исторических свойств.

Изоляция основания: Также называемая сейсмической изоляцией базы или системой изоляции основания, это метод, направленный на изоляцию или отделение здания или конструкции от движения, вызванного землетрясениями, посредством гибкого слоя между фундаментом и вертикальными опорами.

Стяжной каркас: По сути, вертикальная ферма или ее эквивалент добавляются к каркасу здания для противодействия боковым силам.

Коллектор: Элемент или элемент, предназначенный для передачи поперечных сил от части конструкции к вертикальным элементам системы сопротивления поперечной силе (также называемой стойкой сопротивления).

Колонковое бурение: Вертикальная система армирования, основанная на сверлении непрерывного вертикального сердечника, заполненного стальными арматурными стержнями и цементным раствором для сопротивления изгибу в плоскости или вне плоскости.

Cripple wall: Короткая стена между фундаментом и каркасом первого этажа.

Демпфирование: Характеристика поглощения внутренней энергии структурной системы, которая действует для ослабления индуцированной свободной вибрации.

Диагональные раскосы: Наклонные компоненты, предназначенные для восприятия осевых нагрузок, позволяющие каркасу конструкции действовать как ферма для противодействия боковым силам.

Мембрана: Горизонтальная или почти горизонтальная система, предназначенная для передачи поперечных сил на вертикальные элементы системы сопротивления поперечной силе. Термин «диафрагма» включает горизонтальные системы распорок.

Армирование волоконной оберткой: Синтетический состав из нитей, который увеличивает сдвигающую способность элементов конструкции.

Пластичность: Способность конструкции или элемента неупруго рассеивать энергию при смещении за пределы своего предела упругости без значительной потери несущей способности.

Разрыв при разломе: Разрыв в земле вдоль линии разлома во время землетрясения.

Общая прочность: Поперечная прочность вертикально ориентированной системы сопротивления поперечной силе при эффективном общем пределе текучести.

Общая жесткость: Жесткость всей системы сопротивления поперечной силе.

Залитые болты: Анкерные болты устанавливаются в растворной смеси.

Межэтажный шток: Смещение одного уровня этажа относительно уровня пола выше или ниже.

Система сопротивления поперечной силе: Часть конструктивной системы, предназначенная для сопротивления поперечным силам.

Разжижение: Состояние, при котором грунт под зданием или вокруг него теряет когезионную прочность и ведет себя как жидкость во время землетрясения.

Безопасность жизни: Обеспечение уровня уверенности в том, что риск гибели людей сведен к минимальному уровню. Для зданий это включает усиление для уменьшения: 1) обрушения конструкции, 2) падающего мусора, 3) блокировки выходов или аварийных путей и 4) предотвращения последующего пожара.

Моментная рама: Структурная система рамы, в которой сейсмическим поперечным силам противодействуют сдвиг и изгиб в элементах и ​​соединениях рамы.

Удары: Воздействие двух соседних зданий, вступающих в контакт друг с другом во время землетрясения в результате их непосредственной близости и различий в характеристиках динамического отклика.

Входящий угол: Угол на внешней стороне здания, направленный внутрь, например, внутренний угол L-образного здания, где встречаются две перпендикулярные части здания.

Сейсмическая реабилитация: Модификации существующих компонентов или установка новых компонентов, которые устраняют недостатки, выявленные в ходе сейсмической оценки, для достижения выбранной цели реабилитации.

Стена сдвига: Стена, несущая или ненесущая, сконструированная для противодействия боковым силам, действующим в плоскости стены.

Торкрет-бетон: Бетон, который пневматически укладывается на вертикальные или почти вертикальные поверхности, обычно с минимальным использованием форм.

Мягкая история: История, в которой поперечная жесткость составляет менее 70 процентов жесткости, указанной выше.

Конструкция: Набор элементов каркаса, предназначенных для поддержки гравитационных нагрузок и противодействия боковым силам. Сооружения можно разделить на строительные и не строительные.

Слабая история: История, в которой поперечная сила меньше 80 процентов от указанной выше.

Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA)

В марте 2003 года FEMA и 22 других федеральных агентства, программы и отделения вошли в состав Министерства внутренней безопасности.Роль и миссия FEMA по-прежнему сосредоточены на создании, поддержании и улучшении национального потенциала в области подготовки, защиты, реагирования, восстановления и смягчения всех опасностей. FEMA предлагает множество ресурсов, связанных с землетрясениями, включая отчеты, справочники, руководства, руководства, программное обеспечение, веб-инструменты и учебные материалы. Эти документы содержат применимые на национальном уровне технические критерии, призванные гарантировать, что здания будут выдерживать землетрясения лучше, чем раньше. Существует много информации, которая применима к историческим зданиям, хотя они не обязательно выделяются в отдельную категорию.Большая часть информации доступна на сайте www.fema.gov/earthquake. Информацию о том, как получить бумажные копии, можно найти на веб-сайте.

Национальная программа уменьшения опасности землетрясений (NEHRP)

Национальная программа уменьшения опасности землетрясений (NEHRP) возглавляет усилия федерального правительства по сокращению смертности, травм и имущественного ущерба в результате землетрясений. Конгресс учредил NEHRP в 1977 году, указав, чтобы четыре федеральных агентства координировали свои дополнительные действия по реализации и поддержанию программы.Этими агентствами являются FEMA, Национальный институт стандартов и технологий (NIST), Национальный научный фонд (NSF) и Геологическая служба США (USGS). Более подробная информация о NEHRP доступна на сайте www.nehrp.gov.

Благодарности

Антонио Агилар, старший исторический архитектор, Служба технической консервации, Служба национальных парков, пересмотренная версия Preservation Brief 41: The Seismic Retrofit of Historical Buildings: Keep Preservation in the Forefront , первоначально написанная Дэвидом У.Look, AIA, Terry Wong, PE и Sylvia Rose Augustus, опубликовано в 1997 году. Пересмотренное краткое изложение содержит расширенную и обновленную информацию, а также новые цветные фотографии, описывающие общие проблемы и потребности, связанные с сейсмической реабилитацией исторических зданий.

Автор хотел бы поблагодарить следующих: Melvyn Green, SE, Melvyn Green & Associates, Inc., за его руководство и опыт при редактировании краткого обзора; Стивен Дэй, AIA, Stephen Day Architecture, Эндрю Филлипс, младший архитектор, SMR Architects, и Мередит Виршинг, NCARB, за их вклад в первоначальное планирование пересмотра; Алан Дрейфусс, AIA, Wiss, Janney, Elstner Asssociates, Inc., Лоринг А. Уилли-младший, старший директор, Degenkolb Engineers, Тимоти Брандт, AIA, старший архитектор-реставратор, и Марк К. Хак, AIA, архитектор-реставратор, Калифорнийское бюро по сохранению исторического наследия, Николас Ванн, AIA, государственный исторический архитектор , Вашингтонский департамент археологии и охраны памятников истории, Суэнн Браун, региональный исторический архитектор, Тихоокеанский Западный регион, и Джейсон Хейгин, исторический архитектор, Национальная зона отдыха «Золотые ворота», Служба национальных парков, за их помощь в рассмотрении различных проектов краткого обзора; и Чарльзу Фишеру, Брайану Гёкену, Энн Гриммер, Элизабет Милнарик и Гэри Сахау, Служба технического сохранения, Служба национальных парков, за их помощь в окончательной редакции публикации.Иллюстрации, которые не указаны специально, взяты из файлов Службы национальных парков. Изображение на передней обложке: повреждение ок. Здание 1910 года в Напе, Калифорния, вызванное землетрясением в Южной Напе в 2014 году. Фото: Wiss, Janney, Elstner and Associates, Inc.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национальных исторических памятников 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Эта публикация доступна на веб-сайте Службы технической консервации по адресу http: // www.nps.gov/tps/ или бумажные копии можно приобрести в государственных типографиях в книжном магазине правительства США.

Комментарии к этой публикации следует направлять по адресу: Служба технической защиты, Служба национальных парков, 1849 C Street, NW, Washington, DC 20240. Эта публикация не защищена авторским правом и может быть воспроизведена без штрафных санкций. Приветствуются обычные процедуры зачисления авторов и Службы национальных парков. Фотографии, использованные в этой публикации, не могут быть использованы для иллюстрации других публикаций без разрешения владельцев.

Апрель 2016

Агбабян, М.Ф. Масри и Р.Л.Нигбор. «Оценка мер сейсмической миграции для предметов искусства». Отчет о научной программе Института охраны природы Гетти (1990).

Американское общество инженеров-строителей. Сейсмическая реабилитация существующих зданий. ASCE / SEI Standard 41-13 (2014). Рестон, Вирджиния.

Калифорнийский исторический строительный кодекс, Калифорнийский свод правил. Раздел 24, Часть 8. Калифорнийская комиссия по строительным стандартам, 2010 г.

Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA). Модель выгод-затрат для сейсмической реабилитации зданий. FEMA 227 (1992). Вашингтон.

FEMA. Инженерное руководство по поэтапной сейсмической реабилитации. FEMA P-420 (2009 г.