Способы защиты от землетрясения дома

Как уберечь дом от землетрясения?

Не всякому домовладельцу или обитателю многоэтажного дома стоит этим заниматься. Большая часть городов, посёлков, деревень России находится в областях несейсмичных. Повреждения и разрушения начинают возникать только при землетрясениях в 6—7 баллов. Это зависит ещё и от того, из чего и как построен дом. Если он из брёвен или бетона, ему и 9-балльные землетрясения могут быть не страшны. Кирпичный или прочный деревянный каркасный дом (т.е. дом, имеющий каркас — остов — из деревянных брусьев) устоит при 8 баллах, хотя и получит повреждения. А вот дом из глины или самана (необожжённого кирпича с примесью резаной соломы) сильно пострадает и при 7 баллах.

Существует специальный кодекс (правила) для архитекторов и строителей с рекомендациями по строительству различных сооружений в сейсмоопасных районах. Если эти правила соблюдаются и качество постройки хорошее, то всё в порядке — можно не беспокоиться. Если же нет. Почему в Армении в 1988 г. были столь велики разрушения и многочисленны жертвы? Да потому, что строили не по правилам и с очень низким качеством.

И всё-таки, если строить индивидуальный дом в опасном районе, как быть?

Можно положиться на волю Всевышнего (или русское «авось»); приобрести специальный талисман (амулет, оберег), защищающий дом от катастрофы. Между прочим, после разрушительного землетрясения в Египте в 1992 г. подобные талисманы шли нарасхват (надо было бы проверить этот способ во время землетрясения). А если серьёзно, то нужно просто соблюдать правила антисейсмического строительства, которые хорошо известны специалистам. Вот некоторые из них, самые простые: дом должен быть соразмерный, без выступов, пристроек, украшений. Не следует ставить дом близко к воде. Место для дома нужно выбирать не на склоне, а на ровном участке, избегать ставить дом на глинистых грунтах, отдавая предпочтение каменистым. А лучше вообще строить на скале и подальше от обрывов. Делать прочный глубокий фундамент, не жалеть цемента. И вообще качество, качество и ещё раз качество — вот главная защита.

Источник

10 технологий, защищающих строения от землетрясений

Землетрясение – страшная природная сила, способная разрушить не только дом, а и целые города. Но в последнее время ведущие мировые инженеры разработали ряд технических решений, которые позволяют домам и небоскребам выдерживать практически любые подземные толчки.

«Парящий» фундамент

Данная технология заключается в ом чтобы изолировать фундамент от всего здания, отсюда и название – парящий. Сама постройка как бы плавает на подшипниках из резины и металла, которые представляют собой ядро из свинца, обмотанное слоями резины. Подшипники устанавливаются на фундамент при помощи железных пластин, такой подход позволяет зданию сохранять свое первоначальное положение, в то время как фундамент будет колебаться.

В наше время инженеры из Японии усовершенствовали эту технологию и добились в своих разработках поразительных успехов. Их разработка дает возможность небоскребу парить над основанием. Работает это следующим образом: здание оснащается сенсорами колебаний, которые подают сигнал насосам и тот, в случаи опасности, вмиг нагнетает воздух между корпусом строения и фундаментом. В результате работы системы дом поднимается на три сантиметра над фундаментом и полностью гасит все вибрации и колебания. Когда сейсмическая активность заканчивается компрессор перестает нагнетать воздух и здание садится на место.

Амортизаторы ударов

Эта технология пришла в архитектуру из мира автомобилей. Устройства – амортизаторы поглощают кинетическую энергию ударов и превращают ее в тепловую, нагревая тормозную жидкость. Сегодня в сейсмически опасных зонах такие амортизаторы устанавливаются на всех этажах постройки, крепясь одной стороной к балке, а второй к колонне. Сам амортизатор состоит из поршня и цилиндра наполненного силиконовой жидкостью. Когда здание подвергается толчкам, поршень двигается в цилиндре, перегоняет масло и нагревает его, превращая механическую энергию в тепло.

Маятниковая сила

Технологии, защищающие дома от пагубного воздействия землетрясений очень разнообразны. Например, методика установки тяжелого груза в верхней части здания. Масса висит на мощных стальных тросах, а амортизационная система крепит ее непосредственно к зданию. Когда начинается землетрясение и дом качается, маятник начинает действовать в противоположном направлении и сглаживать колебания.

Каждый маятник настраивается по отношению к индивидуальному зданию, чтобы избежать резонансных колебаний, которые способны в течении секунды разрушить его. К примеру, подобная технология установлена в небоскребе «Тайбэй 101» высота которого составляет 508 м. Маятник здания представляет собой шар, весом в 600 тонн, который крепится посредством восьми тросов.

Заменяемые предохранители

Сегодня популярной является и еще одна технология, которая работает, так же как и обычные электрические пробки.

Стандартные электрические предохранители перегорают, если сила тока в цепи превышает установленную. Соответственно цепь разрывается, ток перестает течь, и возможность возгорания исключается. Научные работники Университета Стэнфорда, а так же Университета Иллинойса провели ряд тестов агрегатов, представляющих собою стальные рамы, гибкого типа, способные изгибаться под воздействием силы.

Но и это еще не все. Сейчас разрабатывается специальный электрический кабель, который должен объединять верх дома и его фундамент, сдерживая толчки. Когда же колебания прекращаются, кабели способны приподнять конструкцию. Так же между колоннами и рамой здания устанавливаются предохранители заменяемого типа. Шлицы, которыми оснащаются предохранители, поглощают энергию толчков. Когда нагрузка превышает норму, предохранители приходят в негодность и их можно быстро и не дорого поменять.

Колеблющееся ядро

Очень часто инженеры прибегают к механизму колеблющейся стены дома. Каркас из усиленного раствора закладывается в центре здания, опоясывая собой шахту лифта. Но такая технология не лишена изъянов, таких как эластичная деформация при сильных сотрясениях почвы. Чтобы избежать опасности, связанной с этим, нужно комбинировать данную технологию с упомянутыми выше.

Основание центральной части здания больше всего о склонно колебаться внизу дома, дабы не вызвать порчу бетона. Для усиления конструкции строители обвязывают стальной арматурой два первых яруса небоскреба. В конструкциях из железобетона, арматура связывается посредством тросов с центральным каркасом дома. Устройство работает как резиновые пояса, способные натягиваться и отпускаться гидроприводом и тем самым усиливать прочность всей конструкции.

Плащ-невидимка от землетрясений

Во время землетрясений могут возникать волны двух типов, поверхностные и объемные. Объемные волны способны быстро поглощаться толщей почвы, поверхностные же распространяются медленнее и имеют подвиды, называемые колебаниями Рэлея. Именно они толкают поверхность земли в вертикальной плоскости. Вся разрушающая способность землетрясений заключается именно в поверхностных волнах.

Некоторые ученые полагают, что можно прервать передачу этих волн, создав «плащ-невидимку» из 100 концентрических пластиковых колец, скрытых под фундаментом здания. Такие кольца могут улавливать волны, и колебания уже не могут распространяться на здание над ними, а просто выходят с другого конца конструкции из колец. Однако не до конца изучено, что будет в таком случае со стоящими поблизости зданиями, лишенными такой защиты.

Сплавы с эффектом памяти формы

Прочный и пластичный материал главная цель ученых, занимающихся разработками в области обеспечения безопасности зданий простив сейсмической активности. Сама по себе пластичность, это характеристика того, что произойдет с материалом, если на него воздействовать внешней силой. Если сила превосходит заданное значение материал деформируется без возможности возвратится в прежнее состояние.

Сплавы, которые наделены эффектом памяти, могут спокойно возвращаться в исходное состояние даже после воздействия намного больших нагрузок, чем те, с которыми способны справится обычные материалы. Сейчас в полной мере ведутся тесты таких компонентов. Примером одним из таких материалов может служить нитинол, который намного эластичнее стали.

Углеволоконная оболочка

Каждому понятно, что работа в области сейсмической безопасности домов очень важна, но так же следует обезопасить от возможных атак природы уже существующие здания. Изоляция основы постройки способна решить проблему, но существует вариант и менее трудоемкий. Это специальная пластиковая основа укрепленная угле волоконным материалом. Бетонное основание оборачивается снаружи угле волоконным кожухом, а в промежуток между ними вносится эпоксидная смола. Таких слоев может быть более восьми. Технология позволяет не просто укреплять уже существующие здания, а даже те которые пострадали от сейсмической активности. По результатам исследований прочность постройки увеличивается на 25-40%.

Биоматериалы

Элементы похожие на FRP и другим материалам, обладающим эффектом памяти, с ходом времени постоянно улучшаются. И качественно новым толчком для них может стать мир живоных. К примеру для того чтобы зафиксировать себя на одном месте, мидия использует биссусные нити, одни из которых жесткие, а другие способны растягиваться. Если напор воды ударяет по животному, оно все равно остается на месте, потому что эластичная нить гасит толчок. По результатам экспериментов ученых, соотношения мягких и гибких нитей составляет 80:20. По принципу хитрой мидии нужно создать подобный материал и в архитектуре человечества.

Второй вариант берет свое начало от паука. Неоспоримым фактом является то, что их паутина по прочности крепче стали, но, по мнению специалистов, такой прочности паукам удается добиться благодаря реакциям, происходящим в самой паутине именно в момент нагрузки. То есть при растяжении нити паука, она сначала будет жесткой, после превышения определенного порога усилия станет тянуться, а дальше снова затвердеет.

Картонные трубы

Для тех государств, у которых на новейшие системы защиты от землетрясений попросту не хватает денег, так же существует свой вариант. К примеру, в Перу, строители делают дома из необожженных материалов, обшитых пластмассовой сеткой. А в Индии, для придания большей прочности цементу в него помещают бамбук. Ну а в Индонезии многие дома устанавливаются на скаты от автомобилей наполненные песком или камнем.

Даже обычный картон может обладать хорошей прочностью, и стать хорошим строительным материалом, способным служить очень долго. Строитель из Японии Shigeru Ban воздвиг несколько домов, используя полимеры и трубы из картона. В 2013 г. им был создан собор в Новой Зеландии. Для его создания пришлось истратить 98 труб из картона, с несущими деревянными брусками. Модели, созданные из древо картонных материалов обладают отличной эластичностью и небольшим весом. Такие конструкции легче переносят удары природы, нежели тот же бетон. Еще одной важной особенностью древо бумажных конструкций является тот факт, что даже при их обвале они не могут повредить человека.

Источник

Меры защиты при землетрясении

Заведите в доме батарейный радиоприемник, карманный фо­нарь и аптечку первой помощи. Каждый должен знать, где они находятся. Держите электрические батарейки под рукой.

Научитесь оказывать первую помощь.

Узнайте расположение магистральных газовых и водопро­водных кранов и электрических предохранительных пробок. Обеспечьте, чтобы все сознательные члены вашей семьи знали, как перекрыть газ и воду, отключить электричество.

Не ставьте тяжелые предметы на высокие полки.

Надежно закрепите тяжелое оборудование на полу, а тяже­лую мебель, например буфеты, прикрепите к стенам.

Разработайте план сбора семьи после землетрясения на слу­чай, если все окажутся в разных местах дома. В школе

Добейтесь, чтобы руководство вашей школы и учителя обсу­дили в классе меры безопасности на случай землетрясения. На работе

Выясните, существует ли на вашем предприятии или в учре­ждении план экстренных мероприятий. Несете ли вы какую-либо ответственность в случае чрезвычайного положения? Предусмо­трены ли какие-либо особые действия, которые вы должны предпринять?

Во время землетрясения

Сохраняйте спокойствие. Если вы в помещении, оставайтесь в помещении; если на улице-оставайтесь на улице. Много не­счастных случаев происходит тогда, когда люди стремятся войти в здание или покинуть его.

Если вы находитесь в помещении, стойте у стены, ближайшей к центру здания, или встаньте в дверной проем. Держитесь даль­ше от окон и выходных дверей.

Если вы на улице, сместитесь на открытое пространство. Дер­житесь в стороне от нависающих проводов и всего того, что мо­жет упасть (например, от парапетов и карнизов зданий).

Не пользуйтесь свечами, спичками или другим открытым огнем.

Если вы едете в машине, остановитесь, но не выходите, пока толчки не кончатся.

Заберитесь под письменный стол или под другую прочную мебель. Держитесь дальше от окон.

В высотном здании найдите защиту под прочной мебелью или встаньте у опорной колонны.

Покиньте здание, если вам скажут сделать это. Пользуйтесь лестницами, а не лифтом. В школе

Заберитесь под парты, стоящие на расстоянии от окон. Если вы во дворе, держитесь дальше от здания. Если вы едете в школьном автобусе, оставайтесь на месте, по­ка водитель не остановит автобус.

Осмотрите себя и находящихся рядом с вами людей: нет ли раненых. При необходимости окажите первую помощь.

Проверьте водопровод, газ, электричество. Если имеются по­вреждения, отключите соответствующую линию. Утечку газа проверяйте только по запаху. Если заметили ее, откройте все ок­на и двери, немедленно покиньте помещение и сообщите вла­стям.

Включите радио и ждите экстренных указаний. Не занимайте телефон-он понадобится для передачи первоочередных сообще­ний.

Не спускайте воду в туалете, пока не проверена канализа­ционная система.

Держитесь дальше от поврежденных зданий.

Ходите в обуви, чтобы не повредить ноги битым стеклом и другими обломками.

Будьте осторожны, подходя к дымоходам. В школе или на работе

Следуйте плану чрезвычайных мероприятий или указаниям уполномоченных лиц.

Держитесь подальше от пляжей и набережных, на которые может обрушиться цунами даже спустя долгое время после окон­чания землетрясения.

Не входите в подвергшийся землетрясению район, пока не по­лучите на это разрешение. В ряде случаев после землетрясений объявлялось осадное положение и против мародеров и грабите­лей использовались законы военного времени.

Ждите афтершоков: они могут вызвать дополнительные разрушения.

Неуемная стихия огня-это одна из тех опасностей, которую можно значительно уменьшить активными предупредительными мерами и разумным планированием. В жилых домах, школах, больницах, на заводах надо проводить противопожарную учебу. Местные противопожарные службы должны быть хорошо орга­низованы, а правила противопожарной безопасности должны неуклонно выполняться. В большинстве городов ситуация пред­ставляется в этом отношении обнадеживающей. Как Токио, так и Сан-Франциско теперь имеют лучшее оборудование и водо­снабжение, и в них меньше уязвимых для огня зданий, чем во времена тех знаменитых пожаров.

Самая лучшая из рекомендуемых мер защиты, которые каж­дый человек должен всегда помнить,-это не поддаваться панике. Надо усвоить, что землетрясение представляет собой сильные коле­бания грунта, которые резко ослабевают меньше чем через мину­ту, обычно меньше чем через 15 секунд. В этот короткий период страшных сотрясений быстрота реакции и сообразительность могут предотвратить опасность для жизни и возможные увечья. Часто люди сами удивляются потом, насколько они были спо­койны.

В дополнении 9 к этому разделу перечисляются меры защиты до, во время и после землетрясения. Если вы находитесь в сельской местности или даже в открытой части города либо едете в машине по открытой дороге, вам вряд ли надо чего-то бояться даже при сильном землетрясении. Если же, когда на­чнутся толчки, вы окажетесь в помещении, заберитесь под са­мое надежное прикрытие: скажем, в дверной проем или под прочный стол или стулья. Они защитят вас от падающих пред­метов, таких как люстры и куски потолка. Постарайтесь как можно быстрее покинуть здание, так как оно может разрушить­ся, и помните, что поврежденное землетрясением здание может рухнуть в результате какого-либо афтершока через много часов после главного толчка. Если вы будете на городской улице, держитесь ближе к середине улицы или зайдите в подъезд, чтобы уберечься от падающего стекла и кусков кровли.

Домовладельцам и квартиросъемщикам следует держать в доме огнетушители в легкодоступных местах. В таком случае, если, допустим, на плите вспыхнет используемый для приготовле­ния пищи жир, с этим очагом пожара будет легко справиться. Если водопроводные магистрали будут повреждены, то жидкость для тушения небольших очагов огня, для первой помощи и даже для питья можно обычно найти в туалетных бачках, водонагре­вателях, в бутылках с напитками и т.п. Фонарь ночью всегда должен быть под рукой, так как электричество часто сразу же выходит из строя. Может потребоваться аптечка, особенно для лечения порезов от битого стекла. Утечка газа из разорванных соединений газовых труб при опрокидывании плит или даже из самих поврежденных труб может вызвать опасные пожары и взрывы; поэтому при осмотре поврежденных подвалов нельзя использовать открытый огонь. Если чувствуется запах газа, надо также отключить электричество. Наконец, желательно быть в курсе того, какого типа и размера разрушения произошли во всем прилегающем районе: держите в доме батарейный радио­приемник. Возможно, телефон будет молчать, но, даже если он будет в порядке, его следует использовать только для срочных вызовов.

Велика вероятность (более 60%) того, что разрушительное зе­млетрясение произойдет, когда большинство людей будет нахо­диться дома. Хорошо, если конструктивный уровень жилых до­мов высок или если постройки имеют деревянные каркасы. Однако во многих местах, к сожалению, строительные мате­риалы и традиции строительства таковы, что в сейсмическом от­ношении дома таят в себе чрезвычайно большую опасность. На­пример, в Китае, как и во многих районах Средиземноморья, Южной и Центральной Америки, в Турции, Иране и в других об­ластях Азии, типичные жилища делают гибель многих людей пра­ктически неизбежной даже при умеренных сейсмических сотрясе­ниях (рис. 3). Мы видели в гл. 3, что именно так и случилось при Гватемальском землетрясении 1976 г. Большинство стран, стра­дающих от землетрясений, пока не располагают экономическими ресурсами, достаточными для того, чтобы в короткий срок дове­сти жилищное строительство в сельских районах до уровня необ­ходимой сейсмостойкости.

Бедствие окажется не столь тяжелым, если большинство жи­телей пораженной области останутся в живых, так как будет ра­бочая сила, спрсобная немедленно взяться за восстановление и реконструкцию, и экономика страны не будет нести дополни­тельного бремени. В этом одна из причин того, почему в Китае прилагают так много усилий для разработки прогноза землетря­сений: сотни миллионов сельскохозяйственных рабочих находят­ся там под постоянной угрозой землетрясения. Однако, как указывалось в гл. 9, практические действия, связанные с обнаро­дованием прогноза, несмотря на некоторые положительные ре­зультаты, в общем итоге могут создать значительные нарушения общественной и хозяйственной жизни. Недорогие видоизменения в проектах сельских домов (такие как использование рифленого железа и простой деревянной или металлической арматуры) — лучшие из возможных предупредительных мер для сокращения числа убитых и раненых в дальней перспективе.

Утешительный контраст представляют одно- и двухэтажные дома с деревянным каркасом, типичные для США и Новой Зе­ландии, а также легкие дощатые постройки в Японии. При зе­

млетрясениях они наиболее безопасны. В таких домах могут воз­никнуть повреждения (рис. 4), но они незначительны по сравнению с полным обрушением, которое может случиться и действительно происходит в других местах (см. рис. 3). Но да­же в этих странах строители все чаще экспериментируют с новы­ми материалами и изменяют конструкцию обычных зданий, так что возрастание сейсмического риска не удается обнаружить, по­ка не произойдет землетрясение. Например, землетрясение Сан-Фернандо, происшедшее в Калифорнии в 1971 г., показало, что хорошо сконструированные сооружения из бетонных блоков в отличие от построек старой непрочной каменной кладки харак­теризуются высокой сейсмостойкостью. Однако некоторые не­давно возведенные дома с деревянным каркасом, построенные, казалось бы, в соответствии с принятыми правилами, но имев­шие перекрытия на разных уровнях («разноэтажные» дома-split-level houses), обрушились. В отличие от старых домов с довольно небольшими окнами и с отдельным гаражом, новые дома не имели достаточно прочных поперечных балок в стенах гаража, встроенного в нижний этаж. Сотрясения грунта во многих слу­чаях приводили к падению стен гаража и находящихся над ним комнат прямо на стоящие в гараже автомобили.

Источник