Особенности строительства аэровокзалов в сейсмоопасных районах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТОГУ

Особенности строительства аэровокзалов в сейсмоопасных районах

Давыдова E.П., Задвернюк JI.B.

Хабаровск, Россия

Абстракт

В статье рассматривается опыт строительства аэровокзалов в сложных условиях сейсмической активности, которая является одним из важных факторов, учитываемых при строительстве зданий и сооружений. Подробно рассматриваются объекты, построенные во второй половине XX-гo века, для которых свойственны проблемы сейсмоустойчивости и соответствия существующим нормам и стандартам проектирования.

Мировой опыт показывает, что в данных ситуациях, как правило, возникает необходимость реконструкции и усиления таких объектов, для предотвращения их разрушения при возникновении землетрясений. В связи с этим, произведен анализ современного зарубежного и отечественного опыта строительства и реконструкции объектов авиасообщения. Это дает возможность, опираясь на уже существующие и успешно проверенные методы защиты от негативного воздействия на конструкции зданий и сооружений сейсмической активности, применять подобные разработки в дальнейшем проектировании.

С целью нахождения самых эффективных принципов формирования конструктивных и архитектурных решений для проектирования, рассмотрены наиболее крупные и известные аэропорты России и мира.

Ключевые слова: сейсмическая активность, бальность землетрясения, сейсмозащитные конструкции, реконструкция, усиление.

Abstract

Davydova E.P., Zadvernyk L.V.

PNU, Khabarovsk, Russia

CONSTRUCTION PARTICULARITY OF AIR TERMINALS IN SEISMIC REGIONS

The article considers experience of air terminals' construction in dangerous conditions of seismic activity, which is one of the most important factor in construction of buildings and facilities. Objects, which have been constructed in second half of the 20th century and which have problems with aseismic stability, complain to modern norms and standards of design. An international experience shows that in such cases as a rule there is a necessity of reconstruction and strengthening of objects in order to prevent their destruction during earthquake emergence. The analysis of modern foreign and domestic building and reconstruction experience of the air traffic objects was made. It gives a chance, with leaning on existing and successful seismic protection methods, to apply such developments in further construction. For finding the most effective principles of constructive and architectural solutions forming for further design, the largest and famous Russian and world's airports have been considered.

Keywords: seismic activity, measure of earthquake intensity, Seismic design, reconstruction, strengthening

Введение

Сейсмическая активность вносит свои коррективы в архитектуру и градостроительство во многих регионах России. Более 25% территории Российской Федерации приходится на сейсмоопасные районы с интенсивностью землетрясений 7 и более баллов (рис. 1).

Рис. 1. Процентное соотношение районов сейсмической активности на территории РФ

Защита от землетрясений и смягчение их катастрофических последствий является приоритетной задачей в районах Дальнего Востока. Обеспечение сейсмической безопасности на урбанизированной территории невозможно без проведения работ по оценке фактической сейсмостойкости и уязвимости зданий и сооружений.

Оценка факторов, определяющих степень надежности сооружений, где одним из основных является состояние конструкций и их возможность к сопротивлению сейсмическим нагрузкам, является составной частью комплекса работ по поиску оптимального уровня и способов усиления не сейсмостойких зданий, а также разработке рекомендаций к строительству подобных объектов. Необходимость поиска решений данной проблемы и определила цель работы [1].

Городские аэропорты -- важная часть инфраструктуры города, которая является объектом стратегического значения. Современные аэропорты XXI века отличаются особым вниманием к защите от сейсмического воздействия, и, помимо прочего, задают высокую планку как к архитектурным, так и к конструктивным параметрам объектов данного типа.

В связи с этим, уже существующие здания аэровокзалов, построенные по другим, ныне утратившим актуальность нормам проектирования, и, в частности, показателям сейсмоустойчивости, требуют изучения с целью определения необходимости принятия мер по улучшению соответствия современным стандартам безопасности. Перечень подобных аэровокзалов включает в себя объекты местного и стратегического значения, а также регионального и международного уровней, что указывает на необходимость разработки рекомендаций по проектированию и реконструкции аэропортов.

Для проведения эффективного анализа объектов авиасообщения на территориях, подверженных сейсмической активности, необходимо рассматривать, прежде всего, объекты, построенные до начала XXI в., сравнивая их конструктивные и архитектурные особенности с современными объектами того же типа. Таким образом создается платформа, необходимая для выявления наиболее распространенных проблем и определения методов и способов их решения.

Основные меры конструктивной защиты аэропортов от землетрясений

Стремительное развитие авиационной индустрии, в том числе в области грузопассажирских перевозок, привело к необходимости строительства большого количества аэровокзалов во всем мире. 2-ад половина XX в., в контексте рассматриваемой темы, стала периодом глобализации стандартов эксплуатации аэропортов, появления строгой стратификации аэровокзальных комплексов по показателям объема пассажирских перевозок, длины летной полосы, принимаемому типу воздушных судов и т. д.

Однако, вышеописанный процесс не мог оказать влияние на методы проектирования и способы защиты зданий аэровокзалов от воздействия опасных геологических процессов, в частности, сейсмического характера, что обусловлено индивидуальными особенностями каждого региона строительства. В то же время, не смотря на очевидную необходимость в индивидуальном проектировании каждого подобного объекта, сформировался определенный перечень основных мер конструктивной защиты аэропортов от землетрясений (рис. 2).

Рис. 2. Перечень основных мер конструктивной защиты аэропортов от землетрясений

Парящий фундамент -- современная технология, предполагающая изоляцию фундамента от надстроенной на него части здания. Существует несколько разновидностей подсистем данной технологии, которые, в большинстве своем, обеспечивают зданию возможность «плавать» над фундаментом на свинцово-резиновых подшипниках. Поздние модификации системы, стремительно распространяющиеся на территории Японии, предполагают так же создание искусственной воздушной подушки взамен подшипников.

Применяемая в автомобилестроении технология амортизаторов ударов, в модифицированном виде, успешно применяется для защиты зданий от воздействия сейсмических угроз. Данная система, чаще всего, представляет собой гасители колебаний, расположенные на всех уровнях сооружения, один конец которых крепится к колонне, а другой -- к балке.

Маятниковая сила -- известный и набирающий популярность прием, применяемый чаще всего для объектов высотного строительства. Конструктивно система представлена стальными тросами, удерживающими массу, а также тягучими «жидкими» амортизаторами в местах крепления тросов к конструкциям здания. Принцип действия прост, но эффективен -- во время землетрясения маятник раскачивается, тем самым гася колебания здания. сейсмоустойчивость землетрясение авиасообщение реконструкция

Сторонние усилители -- один из наиболее ранних методов защиты от сейсмического воздействия. Представлен в виде отдельных самостоятельных конструкций, интегрируемых в конструктивную схему здания. Данный метод так же включает в себя и частичное укрепления отдельных фрагментов сооружений, что особенно популярно на территории России.

Применение усилителей грунты -- инновационная технология, лишь недавно прошедшая апробацию. Представляет собой сто конструктивных пластиковых колец, расположенных вокруг здания, и, во время землетрясения, уменьшающих силу вертикальных колебаний практически до нуля. Несмотря на очевидные плюсы данной системы, существенной проблемой, делающей невозможным ее применение в условиях городской застройки, является негативное воздействие на окружающие сейсмозащищенный объект здания во время землетрясения.

Колеблющееся ядро -- технология, малоприменяемая в современном строительстве, в виду наличия непрогнозируемых нагрузок, вовремя сейсмического воздействия, на незащищенные конструкции здания. Конструктивно, данная схема представляет собой существенно укрепленную шахту по центру плана здания, размеры которой варьируются [2].

Особенности аэровокзалов 2-ой половины XX-гo века

Уровень технической, строительной и нормативной базы, сформировавшийся к середине XX в. позволил проектировать и возводить здания аэровокзалов в различных регионах мира, в том числе, подверженных негативному воздействию ОГП.

Ярким примером подобного типа объектов, расположенных в районе повышенной сейсмической активности, является аэропорт города Магадана, расположенного на Дальнем Востоке России. Несмотря на то, что фактически аэровокзал, как объект стратегического значения, существовал с 1960-х годов, полноценное здание-терминал появилось в составе комплекса лишь в 1973 г, и представляет собой единый объем, конструктивная схема которого -- с неполным каркасом, несущие конструкции представлены железобетонными колонными и стенами, в основном наружными, выполненными из армированных железобетонных блоков. Вертикальное зонирование объекта подразумевает наличие двух этажей, а архитектурный облик существенно дополнен наличием сплошного фасадного остекления. При проектировании и возведении аэропорта, учитывалась необходимость принятия мер по предотвращению разрушений и деформаций конструкций здания в случае возникновения землетрясения. Важно отметить, что на момент строительства действовали ныне устаревшие, заниженные данные о бальности сейсмический активности региона, что сказалось на перечне методов защиты, примененных при строительстве исследуемого объекта (рис. 3).

Рис. 3. Перечень основных мер конструктивной защиты аэропорта г. Магадана

Ввиду доработки строительных норм, коснувшиеся как г. Магадан, так и многие регионы в России и мире, а также возрастающей с годами опасностью критических воздействий на устаревшие конструкции существующих более 30 лет зданий аэропортов за счет внешних негативных факторов, необходима комплексная реконструкция объектов авиа-инфраструктуры.

В связи с растущей с годами актуальностью данного вопроса, в России разработаны общие меры по модернизации аэропортов, коснувшиеся, в основном, архитектурного облика и функционального зонирования комплексов.

Очевидно, что необходима дополнительная работа, по созданию индивидуальных мер конструктивной доработки или реконструкции аэровокзалов. В случае аэропорта г. Магадан, для обеспечения безопасной эксплуатации здания и предотвращения его разрушений в случае возникновения землетрясений, допустимо применять такие современные методы, как сторонние усилители конструкций, усилители грунта и т. д., поскольку данные меры не требуют существенного изменения существующих параметров здания и обладают большой эффективностью.

Принципы сейсмозащиты аэровокзалов в XI-ом веке

Современные требования к объектам инфраструктуры, строительные нормы и правила и т. д. жестко регламентируют процесс проектирования и строительства аэропортов, в том числе с точки зрения защиты зданий от воздействия сейсмических угроз. Это подразумевает заложенные еще на этапе проектирования обширные и современные методы конструктивной защиты объектов.

Примером современного объекта авиа-инфраструктуры может послужить международный терминал аэропорта г. Сан-Франциско, расположенного в штате Калифорния в США. Как известно, Калифорния является одним из наиболее часто подверженных сейсмическими колебаниям американских регионов, что подразумевает необходимость применения специальных мер по защите конструкций сооружений. В этой связи, международный терминал, построенный в 2000 г., оснащен широким спектром защитных технологий. Здание имеет каркасную конструктивную схему, каркас выполнен из металлических колонн небольшого сечения, длина здания превышает двести метров, общий объем внутреннего пространства составляет порядка 22 миллиона кубических фунтов, архитектурный облик значительно дополняет использование сплошного остекления на фасадах [3]. Основные сейсмозащитные технология, помимо прочих, примененные на объекте -- парящий фундамент и амортизаторы ударов, представленные 267 подшипниками скольжения, установленными в различных конструктивных соединениях здания (рис. 4).

Безусловно данный объект не нуждается в дополнительных мерах обеспечения безопасности эксплуатации, а анализ перечня примененных в нем технологий позволяет выявить наиболее эффективные и доступные для применения в реконструкции и усилении существующих обветшавших зданий аэровокзалов.

Заключение

Существующие на сегодняшний день методы усиления и защиты конструкций от землетрясений могут быть применены как на этапе проектирования, так и при реконструкции или модернизации существующих объектов авиа-инфраструктуры.

Особенностями сейсмозащиты аэропортов во второй половине XX в. стало применение усиленного фундамента, увеличение сечения несущих элементов конструкций и т. д., что позволяет сделать вывод о единой тенденции к повышению прочностных характеристик применяемых конструкций как основы защиты от землетрясений. Развитие и модернизация технологий, нормативной базы, спектра применяемых в строительстве материалов и т. д. способствовали радикальному изменению методов защиты и внедрению в них более сложных конструктивных систем, монтируемых с учетом индивидуальных особенностей здания и его локализации.

Сравнение построенных с разницей в 30 лет аэровокзалов наглядно показывает разницу в применяемых методах и технологиях. Важным фактором является индивидуальность подхода к каждому объекту, что обусловлено необходимостью учета уникальных региональных природных и прочих факторов.

Список использованных источников и литературы

1. Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 2012 г. N 68- ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.rg.ru/2009/11/27/energo-dok.htal006 (дата обращения 14.12.2016).

2. Пути модернизации российской строительной индустрии: Еврокоды - перспективы внедрения в России // Резолюция Круглого стола. [Электронный ресурс] 2011. Режим доступа: http://www.gud-estate.ru/important/867/ (дата обращения 14.12.2016).

3. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. // Юнга С.Л. -- М.: Наука, -- 2000. -- 191 с.

Размещено на Allbest.ru