Кирпичные стены каркасных зданий в сейсмике. Кирпичная кладка - в сеймоопасных районах

Следует предъявлять повышенные требования к качеству применяемых стеновых каменных материалов и строительного раствора. Поверхности камня, кирпича или блока перед укладкой должны быть очищены от пыли. В растворах, предназначенных для возведения каменной кладки, в качестве вяжущего следует применять портландцемент.

До начала каменных работ строительная лаборатория определяет оптимальное соотношение между величиной предварительного увлажнения местного стенового каменного материала и водосодержанием растворной смеси. Растворы применяют с высокой водоудерживающей способностью (водоотделение не более 2%). Применение цементных растворов без пластификаторов не допускается.

Кладку из кирпича и керамических щелевых камней выполняют с соблюдением следующих дополнительных требований: кладку каменных конструкций возводят на всю толщину конструкций в каждом ряду; горизонтальные, вертикальные, поперечные и продольные швы кладки заполняют раствором полностью с подрезкой раствора на наружных сторонах кладки; кладку стен в местах взаимного примыкания возводят одновременно; тычковые ряды кладки, в том числе забутовочные, выкладывают из целого камня и кирпича; временные (монтажные) разрывы в возводимой кладке оканчивают наклонной штрабой и располагают вне мест конструктивного армирования стен.

При армировании кирпичной кладки (столбов) необходимо следить за тем, чтобы толщина швов, в которых расположена арматура, превышала диаметр арматуры не менее чем на 4 мм при соблюдении средней толщины шва для данной кладки. Диаметр проволоки поперечных сеток для армирования кладки допускается не менее 3 и не более 8 мм. При диаметре проволоки более 5 мм следует применять сетку «зигзаг». Применение отдельных стержней (укладываемых взаимно перпендикулярно в смежных швах) вместо связанных или сваренных прямоугольных сеток или сеток «зигзаг» запрещается.

Чтобы контролировать укладку арматуры при сетчатом армировании столбов и простенков, концы отдельных стержней (не менее двух) в каждой сетке следует выпускать из горизонтальных швов кладки на 2-3 мм.

В процессе каменной кладки производитель работ или мастер должен следить за тем, чтобы способы закрепления прогонов, балок, настилов и панелей перекрытий в стенах и на столбах соответствовали проекту. Концы разрезных прогонов и балок, опирающихся на внутренние стенки и столбы, должны быть соединены и заделаны в кладку; под концы прогонов и балок по проекту укладывают железобетонные или металлические подкладки.

При кладке рядовых или клинчатых перемычек следует использовать только отборный целый кирпич и применять раствор марки 25 и выше. Перемычки заделывают в простенки на расстояние не менее 25 см от откоса проема. Под нижний ряд кирпича в слой раствора укладывают пачечное железо или стальную проволоку диаметром 4–6 мм из расчета один стержень сечением 0,2 см2 на каждую часть перемычки толщиной в полкирпича, если проектом не предусмотрено более сильное армирование.

При кладке карниза свес каждого ряда не должен превышать 1/3 длины кирпича, а общий вынос карниза – половины толщины стены. Карнизы с большим выносом следует армировать или выполнять по железобетонным плитам и т. д., укрепляя их анкерами, заделанными в кладку.

Кирпичная кладка стен должна вестись в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 . В процессе производства кирпичной кладки осуществляют приемку по акту скрытых работ. К скрытым работам, подлежащим приемке, относятся: выполненная гидроизоляция; установленная арматура; участки кладки в местах опирания прогонов и балок; произведенная установка закладных частей – связей, анкеров и др.; крепление карнизов и балконов; защита от коррозии стальных элементов и деталей, заделанных в кладку; заделка концов прогонов и балок в стенах и столбах (наличие опорных плит, анкеров и других необходимых деталей); осадочные швы; опирание плит перекрытий на стены и др.

Для кладки стен из кирпича (камня) следует применять однорядную цепную систему перевязки. На площадках с сейсмичностью 7 бал­лов допускается применение многорядной сис­темы перевязки, при этом тычковые ряды кладки необходимо устраивать не реже, чем через три ложковых.

В сейсмических районах не допускается применение в несущих и самонесущих стенах об­легченной кладки с внутренними теплоизоляци­онными слоями.

Для кладки несущих и самонесущих стен следует применять следующие изделия и матери­алы:

а) кирпич обожженный полнотелый или пусто­телый марки 75 и выше с вертикальными отверстиями диаметром не более 16 мм и пустотностью не более 25%;

б) керамические камни марки не ниже 100 с вертикальными отверстиями диаметром не более 16 мм и пустотностью не более 25 %;

в) сплошные бетонные камни и мелкие бло­ки из тяжелых и легких бетонов класса не ниже В3,5;

г) при сейсмичности площадки строительства 7 баллов допускается применение керамических камней марки не ниже 75 с вертикальными щеле­выми пустотами шириной до 12 мм и пустотнос­тью не более 25%.

Кладка стен должна выполняться на смешан­ных цементных растворах марки не ниже 50.

Применение в кладке несущих и самонесущих стен камней и мелких блоков правильной формы из природных материалов (ракушечники, известняки, туфы, песчаники), пустотелых бетонных камней и блоков, сплошных блоков из ячеис­того бетона класса ниже В3,5, кирпича и камней,
изготовленных с применением безобжиговой тех­нологии, должно осуществляться по норматив­но-инструктивным документам, разработанным в развитие настоящих норм.

Выполнение при отрицательной температуре кирпичной (каменной) кладки несущих и самонесущих стен (в том числе усиленных арми­рованием или железобетонными включениями) при сейсмичности площадок строительства 9 и 10 баллов запрещается.

При сейсмичности площадок строительства 7 и 8 баллов допускается выполнение зимней клад­ки с обязательным включением в раствор доба­вок, обеспечивающих твердение раствора при отрицательных температурах.

В сейсмических районах не допускается применение обожженного кирпича или керамического камня с горизонтальными (параллельны­ми постели кладки) пустотами.

Значение временного сопротивления кирпичной (каменной) кладки осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление - R nl) для несущих и самонесущих стен должно быть не менее 120 кПа (1,2 кгс/см 2).

Для повышения нормального сцепления клад­ки следует применять растворы со специальными добавками.

Значения расчетных сопротивлений кладки R tl (осевое растяжение), R (срез) и R nl (растяжение при изгибе) по перевязанным швам следует принимать в соответствии с указаниями строительных норм по проектированию каменных и армокаменных конструкций, а по неперевязанным швам - определять по формулам (7.1-7.3) СНиП РК 2.03-30-2006 в зависимости от величины R nt , полученной при ис­пытаниях, проводимых в районе строительства:

R =0,45R nt (7.1)

R sq =0,7R nt (7.2)

R tb =0,8R nt (7.3)

Значения R f R sq и R tb не должны превышать соответствующих значений, получаемых при раз­рушении кладки по кирпичу или камню.

Требуемое значение R ni следует назначать в зависимости от результатов испытаний кирпичной (каменной) кладки в районе строитель­ства и указывать в проекте.

При невозможности получения на площадке строительства значения R nt , равного или превы­шающего 120 кПа (1,2 кгс/см 2), использование кирпичной или каменной кладки для устройства несущих и самонесущих стен не допускается.

При возведении зданий в сейсмических районах, для определения фактической вели­чины нормального сцепления кладки, следует проводить контрольные испытания. Возведение
зданий с несущими и самонесущими кирпичными (каменными) стенами без проведения контрольных испытаний кладки не допускается.

В уровнях перекрытий и покрытий кирпичных зданий по всем продольным и поперечным несущим стенам должны устраиваться антисей­смические пояса, выполняемые из монолитного железобетона с непрерывным армированием..

В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне перекрытий до­пускается не устраивать. При этом длина части монолитных железобетонных перекрытий и пок­рытий, опирающейся на кирпичные стены, долж­на быть неменее 250 мм.

Антисейсмические пояса и монолитные железобетонные перекрытия верхнего этажа зда­ния должны быть связаны с кладкой вертикаль­ными выпусками арматуры или железобетонными
связями.

Антисейсмический пояс должен иметь зону для опирания перекрытия и устраиваться на всю ширину стены. В наружных стенах толщиной 510 мм и более ширина пояса может быть мень­ше толщины стены на величину до 150 мм. Высота пояса должна быть не менее 150 мм, класс бетона не ниже В12.5. Антисейсмические поя­са армируются пространственными каркасами с продольной арматурой не менее 4Ø10 при сей­смичности площадок строительства 7 и 8 баллов и не менее 4Ø12 - при сейсмичности площадок строительства 9 и 10 баллов.

В сопряжениях несущих стен в кладку должны укладываться арматурные сетки с сум­марной площадью сечения продольной арматуры не менее 1 см 2 , длиной не менее 150 см через 700 мм по высоте при сейсмичности строительной пло­щадки 7 и 8 баллов и через 500 мм - при сейсмич­ности площадок строительства 9 и 10 баллов.

Внутренний железобетонный слой трехслойной каменно-монолитной кладки должен вы­полняться из бетона класса не ниже В10 и иметь толщину не менее 100 мм.

Внешние слои каменно-монолитной кладки (кирпичные) должны быть связаны между собой горизонтальной арматурой, устанавливаемой с шагом не более 600 мм и пропускаемой через внутренний слой бетона.

Перекрытия и покрытия должны опираться на внутренний железобетонный слой каменно-моно­литной кладки или на антисейсмический пояс.

Высота этажа зданий с несущими сте­нами из кирпичной кладки, не усиленной армиро­ванием или усиленной только горизонтальными арматурными сетками, не должна превышать при сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно 5,0; 4,0 и 3,5 м. При этом отношение высоты этажа к
толщине стены должно быть не более 12.

Высоту этажа зданий со стенами комплексной конструкции или из каменно-монолитной кладки допускается принимать при сейсмичности 7, 8, 9 и 10 баллов соответственно 6,0; 5,0; 4,5 и 4,0 м.

В зданиях с несущими кирпичными стенами, кроме наружных продольных стен, как пра­вило, должно быть не менее одной внутренней продольной стены, связанной с торцевыми на­ружными и внутренними поперечными стенами. Поперечные несущие стены лестничных клеток должны проходить на всю ширину здания.

Расстояния между осями поперечных стен или заменяющих их рам должны проверять­ся расчетом и быть не более величин, приведенных в табл. 7.4 СНиП РК 2.03-30-2006.

Размеры элементов стен из кирпичной кладки следует определять по расчету. Для кир­пичной кладки без усиления или с усилением в виде горизонтального армирования в швах долж­ны также удовлетворяться требования, приведен­ные в табл. 7.5 СНиП РК 2.03-30-2006.

Дверные и оконные проемы в кирпич­ных стенах лестничных клеток при сейсмичности 8 и более баллов должны иметь железобетонное обрамление.

Лестничные площадки и балки лестнич­ных площадок следует заделывать в кладку на глубину не менее 250 мм и заанкеривать. Эле­менты сборных лестниц (ступени, косоуры, сбор­ные марши) должны быть закреплены.

Устройство консольных ступеней, заделанных в кладку стен лестничных клеток, не допускается

Вынос балконов в зданиях с каменными стенами и сборными перекрытиями не должен превышать 1,5 м.

Участки стен и столбы над чердачным перекрытием, имеющие высоту более 400 мм, должны быть армированы или усилены монолит­ными железобетонными включениями, заанкеренными в антисейсмический пояс.

Перемычки должны устраиваться, как правило, на всю толщину стены и заделываться в кладку на глубину не менее 350 мм. При ширине проема до 1,5 м заделка перемычек допускается
на 250 мм.

В сейсмических районах применение сборных брусковых перемычек не допускается.

Несущие стены, в которых размеща­ются вентиляционные каналы и дымоходы, сле­дует проектировать в виде комплексной конструкции.

В пределах плана здания или отсека не допус­кается изменять направление раскладки железо­бетонных плит сборных перекрытий (покрытий), выполненных по пунктам 7.23.а,б СНиП РК 2.03-30-2006.

Самонесущие стены должны иметь связи с каркасом, не препятствующие горизонтальным смещениям каркаса вдоль стен. Между поверхностью стен и колоннами каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм.

По всей длине самонесущей стены из кирпич­ной (каменной) кладки в уровне плит перекрытия (покрытия) или верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединен­ные гибкими связями с каркасом здания. В местах пересечения торцевых и продольных стен следу­ет устраивать антисейсмические швы на всю вы­соту стен.

Прочность самонесущих стеновых конструкций и их креплений надлежит проверить расчетом, выполняемым в соответствии с п. 5.21. Сейсмические силы, действующие в плоскости самонесущих стен, должны восприниматься са­мими стенами.

Тема лекции 21. Основные принципы проектирования сейсмостойкости каменных зданий (продолжение темы лекции 20)

План лекции

· Комплексные конструкции. Правило горизонтального и вертикального армирования комплексных конструкций.

· Особенности расчета комплексных конструкций.

Тезисы лекции

1. Способы повышения сейсмостойкости кирпичных (каменных) стен. Требование норм по установке вертикальных железобетонных сердечников в глухих стенах, а также в стенах с проемами. Требование норм по усилению несущих стен, в которых размеща­ются вентиляционные каналы и дымоходы.

Основное содержание лекции

Сейсмостойкость кирпичных (каменных) стен зданий следует повышать:

· сетками из арматуры, укладываемыми в гори­зонтальных швах кладки;

· созданием комплексной конструкции путем усиления стен вертикальными сетками из арма­туры в слое торкретбетона класса не ниже В7,5 или в слое цементно-песчаного раствора марки не ниже 100;

· созданием комплексной конструкции путем включения в состав кладки монолитных верти­кальных и горизонтальных железобетонных эле­ментов;

· устройством в кладке внутреннего железобе­тонного слоя (трехслойная каменно-монолитная кладка).

Для повышения сейсмостойкости кирпичных стен допускается применять другие, эксперимен­тально обоснованные методы.

При проектировании комплексных конструкций в виде стен, усиленных сетками из арма­туры в слое торкрет-бетона или в слое цементно-песчаного раствора:

сетки, как правило, устанавливаются по обеим сторонам стен;

Толщина слоев бетона или раствора должна быть не менее 40 мм с каждой стороны стены;

крепление арматурных сеток к стенам выпол­няется анкерами из арматуры диаметром не ме­нее 6 мм, которые устанавливаются в шахматном порядке с шагом не более 600 мм.

При усилении стен указанным способом сле­дует предусматривать технологические меропри­ятия, обеспечивающие надежное сцепление сло­ев бетона или раствора с кладкой.

Железобетонные включения в кладку комплексной конструкции должны быть открыты­ ми не менее чем с одной стороны.

Вертикальные железобетонные включения (сердечники) должны соединяться с антисейсми­ческими поясами. Горизонтальную арматуру стен и антисейсмических поясов следует пропускать через вертикальные железобетонные включения.

Сердечники должны устраиваться в местах сопряжений стен, по краям оконных и дверных

проемов, на глухих участках стен с шагом, не превышающим высоту этажа. Бетон сердечников должен быть не ниже класса В15.

Лекция 22

Тема лекции 22.Принципы обеспечения сейсмостойкости одноэтажных производственных зданий из железобетонных сборных конструкций

План лекции

· Несущие конструкции одноэтажных производственных зданий. Железобетонные сборные конструкции.

· Одноэтажные производственные здания, не оборудованные мостовыми кранами. Мероприятия по обеспечению сейсмостойкости одноэтажных производственных зданий, не оборудованных мостовыми кранами.

· Одноэтажные производственные здания, оборудованные мостовыми кранами. Мероприятия по обеспечению сейсмостойкости одноэтажных производственных зданий.

Тезисы лекции

1. Конструктивные схемы одноэтажных производственных зданий. Конструктивные схемы здания в виде поперечной рамы из стоек, защемленных в фундаментах и шарнирно сопряженных с ригелями покрытия.

2. Вертикальные связи по колоннам в одноэтажных производственных зданиях, оборудованных мостовыми кранами. Применение сборных железобетонных стропильных и подстропильных конструкций в зданиях с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

3. Обеспечение жесткого диска покрытия здания с сборными железобетонными конструкциями покрытия. Требования норм сейсмостойкого строительства.

Основное содержание лекции

Лекция 23.

Тема лекции 23.Принципы обеспечения сейсмостойкости одноэтажных производственных зданий из железобетонных сборных конструкций (продолжение)

План лекции

· Покрытия каркасных зданий.

· Стены в каркасных зданиях.

· Требования сейсмостойкого строительства.

Тезисы лекции

1. Конструктивные схе­мы каркасных одноэтажных зданий: комбинированная, в которой в одном направ­лении здания принимается рамная схема, а в дру­гом - связевая; в виде стоек, защемленных в фундаментах и шарнирно сопряженных со стропильными конс­трукциями; в виде пространственных рамных конструкций шарнирно сопряженных с фундаментами.

2. Условия обеспечения раздельной работы несущих и ненесущих конструкций (кроме навесных систем). Условия обеспечения раздельной работы несущих конструкции и навесных систем.

3. Условия обеспечения жесткости диска покрытия промышленных здании с применением сборных железобетонных плит.

Основное содержание лекции

Лекция 24.

Тема лекции 24.Принципы обеспечения сейсмостойкости многоэтажных крупнопанельных зданий

План лекции

· Крупнопанельные конструкции многоэтажных зданий.

· Перекрытия и покрытия крупнопанельных зданий.

· Стены в крупнопанельных зданиях.

· Общие принципы проектирования крупнопанельных зданий.

Тезисы лекции

1. Принципы обеспечения сейсмостойкости междуэтажных крупнопанельных зданий. Конструктивно-плани­ровочная ячейка в крупнопанельных зданиях в зависимости шага поперечных стен.

2. Соединения панелей стен и перекрытий. Требования к классу бетона для замоноличивания стыков панелей стен и перекрытий. Требования норм по назначению толщины однослойных панелей стен и толщину внутреннего несущего слоя многослойных панелей.

3. Армирование стеновых панелей. Конструктивные требования по армированию стеновых панелей. Вертикальное армирование по контуру оконных и дверных проемов. Конструктивное требование норм по назначению площади поперечного сечения вертикаль­ной арматуры, устанавливаемых у граней оконных и дверных проемов.

Основное содержание лекции

1. Для кладки несущих и самонесущих стен и заполнения каркаса необходимо использовать:

Кирпич полнотелый или пустотелый марки не ниже 75 с отверстиями размером до 14 мм;

Бетонные камни, сплошные и пустотелые блоки марки 50 и выше, в том числе из легкого бетона плотностью не менее 1200 кг/м 3 ;

Камни и блоки из ракушечника, известняка марки не менее 35 или туфа марки 50 и выше.

Для строительства в сейсмических районах запрещено использование камней с крупными пустотами и тонкими стенками, кладок с засыпками.

2. Кладку стен из кирпича и мелких блоков следует вести на сложных кладочных растворах марки не ниже 25 в условиях положительных температур наружного воздуха и не ниже 50 - в условиях отрицательных температур, а кладку из крупных блоков - на растворах марки не ниже 50.

Не допускается использование шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента для приготовления полимерцементных растворов.

3. Антисейсмические швы в кладке необходимо выполнять путем возведения парных стен. Ширину швов назначают по расчету, но она не должна быть меньше:

При высоте здания до 5 м - 30 мм;

При большей высоте здания - на каждые 5 м высоты увеличивают по 20 мм.

Антисейсмические швы не должны иметь заполнения, препятствующие взаимным перемещениям отсеков здания. При необходимости разрешается закрывать антисейсмические швы фартуками или заклеивать гибкими материалами.

4. Размеры элементов стен каменных зданий следует определять по расчету, но они не должны быть меньше значений, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

(СНиП 3.03.01-87)

Угловые простенки выполняют на 25 см шире, чем указано в табл. 3. При устройстве проемов, превышающих

размеры, приведенные в табл. 3, их необходимо окаймлять железобетонной рамкой.

5. Горизонтальные швы кладки необходимо армировать сетками с выполнением требований, приведенных в СНиП-Н-7-81* и настоящем разделе.

Для горизонтального армирования сплошных участков стен и простенков, выполняемых из кирпича или мелких блоков, следует применять сетки с продольной арматурой диаметром 5-6 мм с поперечными стержнями диаметром 3-4 мм, расположенными на расстоянии не более 40 см друг от друга. Армирование следует осуществлять не реже, чем через 5 рядов кирпичей или через 40 см по высоте кладки из мелких блоков или камней.

Сопряжение каменных стен армируют сетками с суммарной площадью сечения продольной арматуры не менее 1 см2, длиной 1,5 м через 700 мм по высоте при расчетной сейсмичности 7-8 баллов и через 500 мм - при 9 баллах.

6. Все виды кладок должны иметь вертикальное армирование или включать вертикальные железобетонные элементы из бетона класса не ниже В12,5, арматуру которых связывают с антисейсмическими поясами в соответствии со СНиП II-7-81*.

Железобетонные включения в кладке необходимо выполнять открытыми хотя бы с одной стороны, с тем, чтобы обеспечивать контроль за качеством их бетонирования. Их связывают с кладкой с помощью арматурных сеток (3-4 Ø 0 6 мм А-1), запуская их в кладку на 70 см и располагая с тем же шагом, что и армирование сопряжений.

Железобетонные включения (сердечники) связывают с кладкой замкнутыми хомутами диаметром 5-6 мм, которые укладывают в горизонтальные швы кладки и заводят на глубину простенка:

При отношении его высоты к ширине более 1 - на всю ширину с шагом не менее 40 см для 9-балльной расчетной сейсмичности, до 65 см для 7-8-балльной сейсмичности;

При отношении менее 1 - на расстоянии не менее 50 см с аналогичным шагом при соответствующей расчетной сейсмичности.

7. Железобетонные антисейсмические пояса в уровне перекрытий и покрытий по всем продольным и поперечным стенам выполняют при толщине стен до 50 см равной их толщине, а при толщине более 50 см допускается устраивать пояса шириной на 10-15 см меньше толщины стен.

8. Высота железобетонных поясов должна быть не менее 15 см. Сечение их продольного армирования определяют расчетом.

9. Перемычки в стенах необходимо устраивать на всю их толщину и заделывать в кладку на глубину не менее 350 мм с обеих сторон. При ширине проема до 1,5 м заделка перемычек допускается на 250 мм.

Кладку стен из мелкоштучных каменных материалов необходимо выполнять с соблюдением следующих требований:

Кладка должна выполняться с применением однорядной (цепной) перевязки;

Все швы кладки следует заполнять раствором полностью с подрезкой раствора на наружных сторонах кладки;

Временные (монтажные) разрывы в возводимой кладке следует оканчивать только наклонной штрабой и располагать вне мест конструктивного армирования стен.

10. Контроль прочности нормального сцепления раствора следует выполнять в возрасте 7 суток. Величина показателя сцепления должна составлять 50% прочности в возрасте 28 суток. При несоответствии прочности проектной величине необходимо прекратить производство работ до решения вопроса проектной организацией.

ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СЕЙСМООПАСНЫХ РАЙОНАХ

Здания и сооружения, возводимые в сейсмоопасных (подверженных землетрясениям) районах, должны обладать способностью противостоять сейсмическим воздействиям без потери эксплуатационных качеств, т. е. быть сейсмостойкими. Сейсмостойкость зданий и сооружений обеспечивается применением конструктивных решений, конструкций и материалов, соответствующих сейсмичности (интенсивности сейсмического воздействия в баллах) места строительства, а также строгим соблюдением правил и требований по возведению конструкций и производству работ в сейсмических районах.

К числу конструктивных антисейсмических мероприятий относится: применение сейсмостойких конструктивных систем; деление зданий и сооружений в плане на части антисейсмическими швами; ограничение высоты зданий; регламентирование условий и области применения материалов по их видам; применение в конструктивных схемах антисейсмических поясов; армирование элементов каменных конструкций и ряд других мер, предусмотренных нормами проектирования и строительства.

Указанные мероприятия конкретизируются расчетами и отражаются в проектах. Так, например, в зданиях со стенами из кирпича или каменной кладки в уровне перекрытий и покрытий необходимо устраивать антисейсмические пояса по всем продольным и поперечным стенам, выполняемые из монолитного железобетона, или сборными с замоноличиванием стыков и непрерывным армированием. При этом пояса верхнего этажа должны быть связаны с кладкой вертикальными выпусками арматуры. Конструктивные решения поясов, их армирование указываются в проектах.

В сопряжениях стен в кладку укладывают арматурные сетки длиной 1,5 м с сечением продольной арматуры в сетке не менее 1 см2. Сетки укладывают через 700 мм по высоте кладки при сейсмичности - 7...8 баллов и через 500 мм - при 9 баллах. Кладку самонесущих стен скрепляют с конструкциями каркаса гибкими связями, не препятствующими горизонтальным смещениям каркаса.

Между стенами и колоннами каркаса предусматриваются зазоры величиной не менее 20 мм. По всей длине стен в уровне верха оконных проемов, в уровне покрытия устраивают антисейсмические пояса, соединенные с каркасом. Опирание панелей перекрытий на кладку стен должно быть не менее чем на длину 120 мм, а на вибрированные кирпичные панели и блоки - не менее 90 мм. Балки, прогоны и плиты перекрытий, балки деревянных перекрытий заанкеривают в антисейсмических поясах (конкретные решения даются в проектах). Рядовые перемычки в сейсмоопасных районах не применяют. Железобетонные перемычки устраивают, как правило, на всю ширину стен и заделывают в кладку на глубину не менее 350 мм, при ширине проема 1,5 м - заделка перемычек допускается на 250 мм.

Сейсмостойкость каменных зданий обеспечивают также многими другими конструктивными приемами, например, скреплением лестничных маршей и площадок с перекрытиями, устройством железобетонных обрамлений в оконных и дверных проемах лестничных клеток и т. д. Все проектные решения по антисейсмическим мерам следует строго выполнять при строительстве зданий.

При использовании материалов нормами также предусматривают ряд мер. Например, в сейсмических районах в городах и поселках строительство жилых домов со стенами из сырцового (необожженного) кирпича, самана и грунтоблоков запрещается. В сельских поселках из этих материалов допускается строительство лишь в районах с сейсмичностью до 8 баллов, и только одноэтажных зданий, при условии усиления стен деревянных антисептированным каркасом с диагональными связями. Для кладки стен или заполнения каркаса в сейсмоопасных зонах разрешается применять кирпич полнотелый или пустотелый (с отверстиями размером до 15 мм) марки не ниже 75; бетонные камни, сплошные и пустотелые блоки из легкого бетона марки не ниже 50; камни или блоки из ракушечников и известняков марки не менее 35 и из туфов (кроме фельзитового) марки не ниже 50.

Кладку стен выполняют на смешанных цементных растворах марки не ниже 25 в летних условиях и не ниже 50 - в зимних, со специальными добавками, повышающими сцепление раствора с кирпичом или камнем. При расчетной сейсмичности 7 баллов допускается применение керамических камней марки не ниже 75, а также возведение стен зданий из кладки на растворах с пластификаторами без применения специальных добавок, повышающих прочность сцепления раствора с кирпичом или камнем.

Важнейшим требованием, предъявляемым к каменной кладке в сейсмических районах, является прочность на сцепление с раствором. По сопротивляемости сейсмическим воздействиям, что определяется временным сопротивлением осевому растяжению по неперевязанным швам (усилием отрыва кирпича, уложенного на растворе, от кладки), кладки, применяемые в сейсмоопасных зонах, делятся на две категории.

Кладка первой категории, у которой значение нормального сцепления между камнем (кирпичом) и раствором должно быть не менее 180 кПа (1,8 кг/см2). Кладка второй категории должна иметь прочность сцепления не менее 120 кПа (1,2 кг/см2). Кладка с прочностью сцепления раствора с кирпичом (камнем) меньше 120 кПа в сейсмоопасных районах не допускается. В отдельных случаях при сейсмичности 7 баллов, при применении в проекте специальных мероприятий, может допускаться (по решению проектной организации) снижение прочности сцепления в кладке до 60кПа (0,6 кг/см2).

При возведении каменных конструкций в сейсмических районах необходимо строго выполнять специальные требования производства работ, обеспечивающие сейсмоустойчивость кладки:

кладку проводят на всю толщину конструкции в каждом ряду; кладку выполняют с применением однорядной (цепной) перевязки; все швы кладки (горизонтальные, вертикальные, поперечные и продольные) заполняют раствором полностью с подрезкой раствора на наружных сторонах кладки; временные разрывы в возводимой кладке следует оканчивать только наклонной штрабой и располагать вне мест конструктивного армирования стен;

поверхности кирпича (камней, блоков) перед укладкой необходимо очищать от пыли и грязи: для кладки на обычных растворах в районах с жарким климатом - струей воды, для кладки на полимерцементных растворах - щетками или сжатым воздухом. Необходимо строго контролировать прочность сцепления раствора с кирпичом (камнем). В кладке 7-дневного возраста величина сцепления должна составлять примерно 50 % прочности 28-дневного возраста кладки соответствующего класса. При меньшей прочности необходимо прекратить производство работ до решения вопроса проектной организацией. До начала каменных работ строительная лаборатория определяет оптимальное соотношение между предварительным увлажнением местного стенового каменного материала и водосодержанием растворной смеси. Растворы применяют с высокой водоудерживающей способностью (водоотделение не более 2 %) . Применение цементных растворов без пластификаторов не допускается. При кладке в местах расположения антисейсмических разделяющих здание швов необходимо следить, чтобы они не заполнялись раствором, мусором. Запрещается уменьшать их ширину против проектной. Следует четко выполнять мероприятия, предусмотренные проектом производства работ по уходу за твердеющей кладкой (по увлажнению и предохранению от быстрого высыхания и др.). Необходимо учитывать особенности климата и обеспечивать получение требуемой прочности кладки, в том числе при возведении конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха с применением противоморозных добавок.

Выполнение кирпичной и каменной кладки при отрицательной температуре при расчетной сейсмичности 9 баллов и более запрещается.

Один ученый образно сказал о сейсмике, что «вся наша цивилизация строится и развивается на крышке котла, внутри которого кипят страшные, необузданные тектонические стихии, и никто не застрахован оттого, что хотя бы раз в жизни не окажется на этой прыгающей крышке».

Эти "весёлые" слова довольно вольно трактуют проблему. Существует строгая наука, называемая сейсмологией («сейсмос» по-гречески означает «землетрясение», а термин этот ввёл в употребление около 120 лет назад ирландский инженер Роберт Мале), согласно которой причины возникновения землетрясений можно разделить на три группы:

· Карстовые явления. Это растворение карбонатов, содержащихся в грунте, образование полостей, способных обрушиться. Землетрясения, вызванные этим явлением, обычно имеют небольшую силу.

· Вулканическая деятельность. В качестве примера можно привести землетрясение, вызванное извержением вулкана Кракатау в проливе между островами Ява и Суматра в Индонезии в 1883 году. На 80 км в воздух поднялся пепел, его выпало свыше 18 км 3 , это вызывало в течение нескольких лет яркие зори. Извержение и морская волна высотой свыше 20 м привели к гибели десятков тысяч человек на соседних островах. Но всё же землетрясения, вызванные вулканической деятельностью, наблюдаются относительно редко.

· Тектонические процессы. Именно из-за них и происходит большинство землетрясений на Земном шаре.

«Тектоникос» в переводе с греческого - «строить, строитель, строение». Тектоника – наука о строении земной коры, самостоятельная отрасль геологии.

Существует геологическая гипотеза фиксизма, исходящая из представлений о незыблемости (фиксированности) положений континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры.

Фиксизм противопоставляется мобилизму – геологической гипотезе, впервые высказанной немецким геофизиком Альфредом Вегенером в 1912 году и предполагающей большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения крупных литосферных плит. Наблюдения из космоса позволяют говорить о безусловной правоте этой гипотезы.

Земная кора – верхняя оболочка Земли. Различают материковую кору (толщиной от 35…45 км под равнинами, до 70 км в области гор) и океаническую (5…10 км). В строении первой имеются три слоя: верхний осадочный, средний, называемый условно «гранитным», и нижний «базальтовый»; в океанической коре «гранитный» слой отсутствует, а осадочный имеет уменьшенную мощность. В переходной зоне от материка к океану развивается кора промежуточного типа (субматериковая или субокеаническая). Между земной корой и ядром Земли (от поверхности Мохоровичича до глубины 2900 км) располагается мантия Земли, составляющая 83 % объёма Земли. Предполагают, что она в основном сложена оливином; благодаря высокому давлению вещество мантии, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии, за исключением астеносферы, где оно, возможно, аморфно. Температура мантии 2000…2500 о С. Литосфера включает земную кору и верхнюю часть мантии.

Граница раздела между земной корой и мантией Земли выявлена югославским сейсмологом А. Мохоровичичем в 1909 году. Скорость продольных сейсмических волн при переходе через эту поверхность возрастает скачком с 6,7…7,6 до 7,9…8,2 км/с.

Согласно теории "плоскостной тек­тоники" (или «тектоники плит») канадских учёных Форте и Митровица, земная кора по всей толщине и даже несколько ниже поверхности Мохоровичича разделена тре­щинами на плоскости-платформы (тектонические литосферные плиты), которые несут на себе груз океанов и континентов. Выявлено 11 крупных плит (Африканская, Индийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая, Евразиатская, Тихоокеанская, Карибская, плита Кокос западнее Мексики, плита Наска западнее Южной Америки, Аравийская) и множество мелких. Плиты имеют разное расположение по высоте. Швы между ними (так называемые сейсми­ческие разломы) заполнены значительно менее прочным материалом, чем материал плит. Плиты как бы плавают в земной мантии и непрерывно сталкивают­ся одна с другой краями. Есть карта-схема, на которой показаны направления перемещений тектонических плит (условно относительно Африканской плиты).

По Н. Колдеру существуют три типа стыков между плитами:

Расщелина, образующаяся при отходе плит друг от друга (Северо-Американской от Евразиатской). Это приводит к ежегодному увеличению расстояния между Нью-Йорком и Лондоном на 1 см;

Жёлоб – океаническая впадина по границе плит при их сближении, когда одна из них изгибается и погружается под край другой. Так случилось 26 декабря 2004 года западнее острова Суматра при столкновении Индийской и Евразиатской плит;

Трансформный разлом – скольжение плит относительно друг друга (Тихоокеанской относительно Северо-Американской). Американцы грустно шутят, что Сан-Франциско и Лос-Анджелес рано или поздно соединятся, так как находятся на разных берегах сейсмического разлома Сен-Андреас (Сан-Франциско - на Северо-Американской плите, а узкий Калифорнийский участок вместе с Лос-Анджелесом – на Тихоокеанской) длиной около 900 км и движутся навстречу друг другу со скоростью 5 см/год. Когда в 1906 г. здесь прои­зошло землетрясение, то 350 км из указанных 900 сместились и зас­тыли со смещением сразу до 7 м. Есть фотография, на которой видно, как у одного калифорнийского фермера одна часть забора сместилась по линии разлома относительно другой. По предсказаниям некоторых сейсмологов в результате катастро­фического землетрясения полуостров Калифорния может оторваться от материка вдоль Калифорнийского залива и превратиться в остров или вообще уйти на дно океана.

Большинство сейсмологов связывают возникновение землетрясений с внезапным высвобождением энергии упругой деформации (теория упругого высвобождения). Согласно этой теории, в районе разлома происходят длительные и очень медленные деформации – тектоническое движение. Оно приводит к накоплению напряжений в материале плит. Напряжения растут-растут и в определённый момент времени достигают предельного для прочности пород значения. Происходит разрыв пород. Разрыв вызывает внезапное быстрое смещение плит – толчок, упругую отдачу, вследствие чего возникают сейсмические волны. Таким образом, длительные и очень медленные тектонические движения переходят при землетрясении в движения сейсмические. Они имеют большую скорость из-за быстрой (в течение 10…15 с) «разрядки» накопленной огромной энергии. Максимальная зафиксированная на Земле энергия землетрясения – 10 18 Дж.

Тектонические движения происходят на значительной длине стыка плит. Разрыв же пород и вызванные им сейсмические движения происходят на каком-то локальном участке стыка. Этот участок может располагаться на разной глубине от поверхности Земли. Указанный участок называют очагом или гипоцентральной областью землетрясения, а точку этой области, где начался разрыв – гипоцентром или фокусом.

Иногда не вся накопившаяся энергия «разряжается» сразу. Неосвободившаяся часть энергии вызывает в новых связях напряжения, которые через некоторое время достигают на отдельных участках предельного для прочности пород значения, вследствие чего возникает афтершок – новый разрыв и новый толчок, однако меньшей силы, чем в момент основного землетрясения.

Землетрясениям предшествуют более слабые толчки – форшоки. Их появление связано с достижением в массиве таких уровней напряжений, при которых происходят местные разрушения (в наиболее слабых участках породы), но основная трещина образоваться ещё не может.

Если очаг землетрясения располагается на глубине до 70 км, то такое землетрясение называют нормальным, при глубине более 300 км – глубокофокусным. При промежуточной глубине очага и землетрясения называют промежуточными. Глубокофокусные землетрясения редки, они происходят в области океанических впадин, отличаются большой величиной выделенной энергии и, следовательно, наибольшим эффектом проявления на поверхности Земли.

Эффект проявления землетрясения на поверхности Земли, а следовательно, и их разрушительный эффект зависят не только от величины энергии, выделяющейся при внезапном разрыве материала в очаге, но и от гипоцентрального расстояния. Оно определяется как гипотенуза прямоугольного треугольника, катетами которого являются эпицентральное расстояние (расстояние от точки на поверхности Земли, где определяется интенсивность землетрясения, до эпицентра – проекции гипоцентра на поверхность Земли) и глубина гипоцентра.

Если на поверхности Земли вокруг эпицентра найти точки, где землетрясение проявляется с одинаковой интенсивностью, и соединить их между собой линиями, то получатся замкнутые кривые – изосейты. Вблизи эпицентра форма изосейт в известной мере повторяет форму очага. По мере удаления от эпицентра интенсивность эффекта ослабевает, и закономерность этого ослабления зависит от энергии землетрясения, особенностей очага и среды прохождения сейсмических волн.

Во время землетрясений поверхность Земли испытывает вертикальные и горизонтальные колебания. Вертикальные колебания очень существенны в эпицентральной зоне, однако уже на сравнительно небольшом расстоянии от эпицентра их значение быстро падает, и здесь в основном приходится считаться с горизонтальными воздействиями. Так как случаи расположения эпицентра в черте или вблизи поселений редки, то до последнего времени при проектировании в основном учитывались только горизонтальные колебания. По мере увеличения плотности застройки опасность расположения эпицентров в черте населённых пунктов соответственно возрастает, и поэтому с вертикальными колебаниями приходится также считаться.

В зависимости от эффекта проявления землетрясения на поверхности Земли их классифицируют по интенсивности в баллах, которая определяется по различным шкалам. Всего таких шкал было предложено около 50 шкал. К числу одних из первых относятся шкалы Росси-Фореля (1883 г.) и Меркалли-Канкани-Зиберга (1917 г.). Последняя шкала и сейчас применяется в некоторых европейских странах. В США с 1931 г. применяют модифицированную 12- балльную шкалу Меркалли (кратко ММ). У японцев своя 7-балльная шкала.

У всех на слуху шкала Рихтера. Но она не имеет никакого отношения к классификации по интенсивности в баллах. Предложена она была в 1935 г. американским сейсмологом Ч. Рихтером и теоретически обоснована совместно с Б. Гутенбергом. Это шкала магнитуд – условной характеристики энергии деформаций, выделяемой очагом землетрясения. Магнитуду находят по формуле

где - максимальная амплитуда смещения в сейсмической волне, измеренная при рассматриваемом землетрясении на некотором удалении (км) от эпицентра, мкм (10 -6 м);

Максимальная амплитуда смещения в сейсмической волне, измеренная при некотором очень слабом («нулевом» землетрясении) на некотором удалении (км) от эпицентра, мкм (10 -6 м).

При использовании для определения амплитуд смещений поверхностных волн, фиксируемых станциями наблюдения, принимают

Эта формула даёт возможность по , измеренной всего одной станцией, найти величину , зная . Если, например, 0,1 м = 10 5 мкм и200 км, 2,3 , то

Шкалу Ч. Рихтера (классификацию землетрясений по магнитуде) можно представить в виде таблицы:

Таким образом, магнитуда лишь хорошо характеризует происшедшее явление в очаге землетрясения, но не даёт информации о разрушительном эффекте его на поверхности Земли. Это – «прерогатива» других, уже названных шкал. Поэтому заявление председателя Совмина СССР Н.И. Рыжкова после Спитакского землетрясения о том, что «сила землетрясения составила 10 баллов по шкале Рихтера » лишено смысла. Да, интенсивность землетрясения, действительно, была равна 10 баллам, но по шкале MSK-64.

Международная шкала Института Физики Земли им. О.Ю. Шмидта АН СССР MSK-64 была создана в рамках ЕЭС С.В. Медведевым (СССР), Шпонхоером (ГДР) и Карником (ЧССР). По первым буквам фамилий авторов она и названа – MSK. Год создания, понятно из названия, 1964. В 1981 г. шкалу модифицировали, и она стала называться MSK-64 * .

Шкала содержит инструментальную и описательную части.

Решающей для оценки интенсивности землетрясений является инструментальная часть. Она основана на показаниях сейсмометра – прибора, фиксирующего с помощью сферического упругого маятника максимальные относительные смещения в сейсмической волне. Период собственных колебаний маятника подобран так, чтобы он был примерно равен периоду собственных колебаний малоэтажных зданий – 0,25 с.

Классификация землетрясений согласно инструментальной части шкалы:

Из таблицы видно, что ускорение грунта при 9 баллах – 480 см/с 2 , что составляет почти половину = 9,81 м/с 2 . Каждому баллу соответствует увеличение ускорения грунта в два раза; при 10 баллах оно равнялось бы уже .

Описательная часть шкалы состоит из трёх разделов. В первом интенсивность классифицирована по степени повреждений зданий и сооружений, выполненных без антисейсмических мер. Во втором разделе описаны остаточные явления в грунтах, изменение режима грунтовых и подземных вод. Третий раздел назван «прочие признаки», в который входит, например, реакция людей на землетрясение.

Оценка повреждений дана для трёх типов зданий, возводимых без антисейсмических усилений:

Классификация степени повреждений:

Степень повреждения	Наименование повреждения	Характеристика повреждений
	Лёгкие повреждения	Небольшие трещины в стенах, откалывание небольших кусков штукатурки.
	Умеренные повреждения	Небольшие трещины в стенах, небольшие трещины в стыках между панелями, откалывание довольно больших кусков штукатурки; падение черепицы с крыш, трещины в дымовых трубах, падение частей дымовых труб (имеются в виду трубы зданий).
	Тяжёлые повреждения	Большие глубокие и сквозные трещины в стенах, значительные трещины в стыках между панелями, падение дымовых труб.
	Разрушения	Обрушение внутренних стен и стен заполнения каркаса, проломы в стенах, обрушение частей зданий, разрушение связей (коммуникаций) между отдельными частями здания.
	Обвалы	Полное разрушение здания.

При наличии в конструкциях зданий антисейсмических усилений, соответствующих интенсивности землетрясений, их повреждения должны быть не выше 2-й степени.

Повреждения зданий и сооружений, возведённых без антисейсмических мер:

Шкала, баллы	Характеристики повреждений различных типов зданий
	1-я степень в 50 % зданий типа А; 1-я степень в 5 % зданий типа Б; 2-я степень в 5 % зданий типа А.
	1-я степень в 50 % зданий типа В; 2-я степень в 5 % зданий типа В; 2-я степень в 50 % зданий типа Б; 3-я степень в 5 % зданий типа Б; 3-я степень в 50 % зданий типа А; 4-я степень в 5 % зданий типа А. Трещины в каменных оградах.
	2-я степень в 50 % зданий типа В; 3-я степень в 5 % зданий типа В; 3-я степень в 50 % зданий типа Б; 4-я степень в 5 % зданий типа Б; 4-я степень в 50 % зданий типа А; 5-я степень в 5 % зданий типа А Памятники и статуи сдвигаются, надгробные памятники опрокидываются. Каменные ограды разрушаются.
	3-я степень в 50 % зданий типа В; 4-я степень в 5 % зданий типа В; 4-я степень в 50 % зданий типа Б; 5-я степень в 5 % зданий типа Б; 5-я степень в 75 % зданий типа А. Памятники и колонны опрокидываются.

Остаточные явления в грунтах, изменение режима грунтовых и подземных вод:

Шкала, баллы	Характерные признаки
1-4	Нарушений нет.
	Небольшие волны в проточных водоёмах.
	В отдельных случаях – оползни, на сырых грунтах возможны видимые трещины шириной до 1 см; в горных районах – отдельные оползни, возможны изменения дебита источников и уровня вод в колодцах.
	В отдельных случаях – оползни проезжих частей дорог на крутых склонах и трещины на дорогах. Нарушение стыков трубопроводов. В отдельных случаях – изменения дебита источников и уровня воды в колодцах. В немногих случаях возникают или пропадают существующие источники воды. Отдельные случаи оползней на песчаных и гравелистых берегах рек.
	Небольшие оползни на крутых откосах выемок и насыпей дорог, трещины в грунтах достигают нескольких сантиметров. Возможно возникновение новых водоёмов. Во многих случаях изменяется дебит источников и уровень воды в колодцах. Иногда пересохшие колодцы наполняются водой или существующие иссякают.
	Значительные повреждения берегов искусственных водоёмов, разрывы частей подземных трубопроводов. В отдельных случаях – искривление рельсов и повреждение проезжих частей дорог. На равнинах наводнения, часто заметны наносы песка и ила. Трещины в грунтах до 10 см, а по склонам и берегам – более 10 см. Кроме того, много тонких трещин в грунтах. Частые оползни и осыпание грунтов, обвалы горных пород.

Прочие признаки:

Шкала, баллы	Характерные признаки
	Людьми не ощущается.
	Отмечается некоторыми очень чуткими людьми, находящимися в покое.
	Отмечается немногими, очень лёгкое раскачивание висящих предметов.
	Лёгкое раскачивание висящих предметов и неподвижных автомашин. Слабый звон посуды. Распознаётся всеми людьми внутри зданий.
	Заметное раскачивание висящих предметов, останавливаются маятниковые часы. Опрокидывается неустойчивая посуда. Ощущается всеми людьми, все просыпаются. Животные беспокоятся.
	Падают книги с полок, сдвигаются картины, лёгкая мебель. Падает посуда. Многие люди выбегают из помещений, передвижение людей неустойчивое.
	Все признаки 6 баллов. Все люди выбегают из помещений, иногда выпрыгивают из окон. Передвигаться без опоры трудно.
	Часть висячих ламп повреждается. Мебель сдвигается и часто опрокидывается. Лёгкие предметы подскакивают и падают. Люди с трудом удерживаются на ногах. Все выбегают из помещений.
	Мебель опрокидывается и ломается. Большое беспокойство животных.

Соответствие между шкалами Ч. Рихтера и MSK-64 * (магнитудой землетрясения и его разрушительными последствиями на поверхности Земли) можно в первом приближении отобразить в следующем виде:

Ежегодно происходит от 1 до 10 млн. столкновений плит (землетрясений), многие из них человек даже не ощущает, последствия других сравнимы с ужасами войны. Статистика мировой сейсмичности за ХХ век показывает, что количество землетрясений с магнитудой 7 и выше колебалось от 8 в 1902 г. и 1920 г. до 39 в 1950 г. Среднее число землетрясений с магнитудой 7 и выше – 20 в год, с магнитудой 8 и выше – 2 в год.

Летопись землетрясений указывает на то, что географически они сосредоточены в основном по так называемым сейсмическим поясам, практически совпадающим с разломами и примыкающим к ним.

75 % землетрясений приходится на Тихоокеанский сейсмический пояс, охватывающий практически по периметру весь Тихий океан. Вблизи наших Дальневосточных границ он проходит через Японские и Курильские острова, остров Сахалин, Камчатский полуостров, Алеутские острова до залива Аляска и далее простирается вдоль всего западного побережья Северной и Южной Америки, включая Британскую Колумбию в Канаде, штаты Вашингтон, Орегон и Калифорния в США, Мексику, Гватемалу, Сальвадор, Никарагуа, Коста-Рику, Панаму, Колумбию, Эквадор, Перу и Чили. Чили и без того неудобная страна, протянувшаяся узкой полоской на 4300 км, так к тому же протянулась она вдоль разлома между плитой Наска и Южно-Американской плитой; и тип стыка здесь самый опасный – второй.

23 % землетрясений происходит в Альпийско-Гималайском (другое название – Средиземноморско-Трансазиатский) сейс­мическом поясе, к которому в частности относится Кавказ и ближай­ший к нему Анатолийский разлом. Аравийская плита, перемещающаяся в северо-восточном направлении, «таранит» Евразиатскую плиту. Сейсмологи регистрируют постепенную миграцию потенциальных эпицентров землетрясений с территории Турции в сторону Кавказа.

Есть теория, что предвестником землетрясений является увеличение напряженного состояние земной коры, которая, сжимаясь, как губка, выталкивает из себя воду. Гидрогео­логи при этом регистрируют повышение уровня грунтовых вод. Перед Спитакским землетрясением уровень грунтовых вод на Кубани и в Адыгее поднялся на 5-6 м и с тех пор практически сохранился; при­чину этого приписывали Краснодарскому водохранилищу, но сейсмоло­ги считают иначе.

Лишь около 2 % землетрясений происходит на остальной терри­тории Земли.

Самые сильные землетрясения с 1900 г.: Чили, 22 мая 1960 г. – магнитуда 9,5; полуостров Аляска, 28 марта 1964 г. - 9,2; у острова. Суматра, 26 декабря 2004 г. - 9,2, цунами; Алеутские острова, 9 марта 1957 г. – 9,1; Камчатский полуостров, 4 ноября 1952 г. – 9,0. В десятку сильнейших входят землетрясения также на Камчатском полуострове 3 февраля 1923 г. – 8,5 и на Курильских островах 13 октября 1963 г. – 8,5.

Ожидаемая для каждого района максимальная величина интенсивности называется сейсмичностью. Существует схема сейсмического районирования и список сейсмичности населённых пунктов России.

Мы с Вами живём в Краснодарском крае.

В 70-е годы большая его часть, согласно карте сейсмического районирования территории СССР по СНиП II-A.12-69, не относилась к зонам с высокой сейсмичностью, лишь узкая полоска побережья Чёрного моря от Туапсе до Адлера считались сейсмоопасной.

В 1982 году, согласно СНиП II-7-81, зона повышенной сейсмичности удлинилась за счёт включения в неё городов Геленджика, Новороссийска, Анапы, части Таманского полуострова; расширилась она и в глубь суши – до г. Абинска.

23 мая 1995 года замминистра Минстроя РФ С.М. Полтавцевым всем руководителям республик, главам администраций краёв и областей Северного Кавказа, НИИ, проектным и строительным организациям был направлен Список населённых пунктов Северного Кавказа с указанием принятой для них новой сейсмичности в баллах и повторяемости сейсмических воздействий. Этот Список был утверждён РАН 25 апреля 1995 года в соответствии с Временной схемой сейсмического районирования Северного Кавказа (ВССР-93), составленной в Институте Физики Земли по поручению правительства после катастрофического Спитакского землетрясения 7 декабря 1988 года.

Согласно ВССР-93, теперь уже большая часть территории Краснодарского края, за исключением северных его районов, попала в сейсмоактивную зону. Для Краснодара интенсивность землетрясений стала составлять 8 3 (индексы 1, 2 и 3 соответствовали средней повторяемости землетрясений один раз за 100, 1000 и 10000 лет или вероятности 0,5; 0,05; 0,005 в ближайшие 50 лет).

До сих пор существуют разные точки зрения о целесообразности или нецелесообразности столь резкого изменения оценки потенциальной сейсмической опасности в крае.

Интересен анализ карт, на которых показаны места 100 последних землетрясений на территории края с 1991 года (в среднем 8 землетрясений в год) и последних 50 землетрясений с 1998 года (также в среднем 8 землетрясений в год). Большинство землетрясений по-прежнему происходили в акватории Черного моря, но наблюдалось и их «углубление» на сушу. Три самых сильных землетрясения наблюдались в районе п. Лазаревского, на трассе Краснодар-Новороссийск и на границе Краснодарского и Ставропольского краёв.

В целом землетрясения в нашем регионе можно охарактеризовать как довольно частые, но не очень сильные. Удельная энергия их на единицу площади (в 10 10 Дж/км 2) составляет менее 0,1. Для сравнения: в Турции -1…2, в Закавказье – 0,1…0,5, на Камчатке и Курилах – 16, в Японии – 14…15,9.

С 1997 года интенсивность сейсмических воздействий в баллах для районов строительства стали принимать на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории РФ (ОСР-97), утверждённых РАН. Указанный комплект карт предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов и отражает 10%- (карта А), 5%- (карта В) и 1%-ную (карта С) вероятность возможного превышения (или соответственно 90%-, 95%- и 99%-ную вероятность непревышения) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической активности. Эти же оценки отражают 90%-ную вероятность непревышения значений интенсивности в течение 50 (карта А), 100 (карта В) и 500 (карта С) лет. Эти же оценки соответствуют повторяемости таких землетрясений в среднем один раз в 500 (карта А), 1000 (карта В) и 5000 (карта С) лет. Согласно ОСР-97, для Краснодара интенсивность сейсмических воздействий составляет 7, 8, 9.

Комплект карт ОСР-97 (А, В, С) позволяет оценивать на трёх уровнях степень сейсмической опасности и предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов трёх категорий, учитывающих ответственность сооружений:

карта А – массовое строительство;

карты В и С – объекты повышенной ответственности и особо ответственные объекты.

Приведём выборку из списка населённых пунктов Краснодарского края, расположенных в сейсмических районах, с указанием расчётной сейсмической интенсивности в баллах шкалы MSK-64 * :

Названия населённых пунктов	Карты ОСР-97
А	В	С
Абинск
Абрау-Дюрсо
Адлер
Анапа
Армавир
Ахтырский
Белореченск
Витязево
Выселки
Гайдук
Геленджик
Дагомыс
Джубга
Дивноморское
Динская
Ейск
Ильский
Кабардинка
Кореновск
Краснодар
Криница
Кропоткин
Курганинск
Кущёвская
Лабинск
Ладожская
Лазаревское
Ленинградская
Лоо
Магри
Мацеста
Мезмай
Мостовской
Нефтегорск
Новороссийск
Темрюк
Тимашевск
Туапсе
Хоста

Согласно ОСР-97, для г. Краснодара интенсивность сейсмических воздействий составляет 7, 8, 9. То есть произошло снижение сейсмичности на 1 балл по сравнению с ВССР-93. Интересно, что граница между 7- и 8-бальными зонами, как специально, «прогнулась» за г. Краснодар, за р. Кубань. Аналогично изогнулась граница и непосредственно у г. Сочи (8 баллов).

Указанная на картах и в списке населённых пунктов сейсмическая интенсивность относится к участкам с некоторыми средними горно-геологическими условиями (II категория грунтов по сейсмическим свойствам). При отличных от средних условиях сейсмичность конкретной площадки строительства уточняется на основании данных микрорайонирования. В одном и том же городе, но в разных его районах сейсмичность может быть существенно различной. При отсутствии материалов сейсмического микрорайонирования допускается упрощённое определение сейсмичности площадки по таблице СНиП II-7-81 * (вечномерзлые грунты опущены):

Категория грунта по сейсмичес- ким свойст- вам	Грунты	Сейсмичность пло- щадки строительства при сейсмичности района, баллы
I	Скальные грунты всех видов невыветрелые и слабовыветрелые, крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя.
II	Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые; крупнообломочные грунты, за исключением отнесённых к I категории; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные, пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные, глинистые грунты с показателем консистенции при коэффициенте пористости - для глин и суглинков и - для супесей.
III	Пески рыхлые независимо от степени влажности и крупности; пески гравелистые крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем консистенции при коэффициенте пористости - для глин и суглинков и - для супесей.			> 9

Зона, где землетрясение вызывает значительные повреждения зданий и сооружений, называется мейзосейсмической или плейстосейстовой. Она ограничивается 6-балльной изосейстой. При интенсивности 6 баллов и меньшей повреждаемость обычных зданий и сооружений мала, и поэтому для таких условий проектирование осуществляют без учёта сейсмической опасности. Исключение составляют некоторые специальные производства, для которых при проектировании могут учитываться 6-балльные, а иногда и менее интенсивные землетрясения.

Проектирование зданий и сооружений с учётом требований антисейсмического строительства осуществляется для условий 7-, 8- и 9-балльной интенсивности.

Что же касается 10-балльных и более интенсивных землетрясений, то для таких случаев любые меры сейсмозащиты оказываются недостаточными.

Приведём статистику материальных убытков от землетрясений в зданиях и сооружениях, запроектированных и построенных без учёта и с учётом антисейсмических мероприятий:

Приведём статистику повреждений зданий разного типа:

Доли построек, повреждённых при землетрясениях

Предсказывание землетрясений – неблагодарное занятие.

В качестве поистине кровавого примера можно привести следующую историю.

Китайские учёные в 1975 г. предсказали время возникновения землетрясения в Ляо-Лини (бывшем Порт-Артуре). Действительно, землетрясение произошло в предсказанный срок, погибло всего 10 человек. В 1976 г. на международной конференции доклад китайцев по этому поводу вызвал фурор. И в этом же 1976 г. китайцы не смогли предсказать Таньшанского (не Тянь-Шаньского, как переврали журналисты, а именно Таньшанского - от названия крупного промышленного центра Таньшан с численностью населения 1,6 млн. чел.) землетрясения. Китайцы согласились с числом 250 тысяч жертв, однако по средним оценкам число погибших во время этого землетрясения составило 650 тысяч, а по пессимистическим оценкам – около 1 миллиона человек.

Предсказания интенсивности землетрясений тоже часто смешат бога.

В Спитаке, согласно карте СНиП II-7-81, не должно было произойти землетрясение интенсивностью выше 7 баллов, а «тряхнуло» с интенсивностью 9…10 баллов. В Газли тоже «ошиблись» на 2 балла. Такая же «ошибка» произошла в Нефтегорске на острове Сахалин, который был разрушен полностью.

Как обуздать эту природную стихию, как сделать здания и соо­ружения, размещающиеся практически на виброплатформах, любая из которых готова в любой момент «запуститься», сейсми­чески стойкими? Эти проблемы решает наука о сейсмостойком строи­тельстве, пожалуй, самая сложная для современной технической ци­вилизации; её сложность заключается в том, что мы должны "аван­сом" принять меры против события, разрушительную силу которого невозможно предсказать. Много землетрясений произошло, много зда­ний с самыми различными конструктивными схемами разрушилось, но многие здания и сооружения при этом смогли устоять. Накоплен бо­гатейший, большей частью печальный, буквально кровавый опыт. И многое из этого опыта вошло в СНиП II-7-81 * «Строительство в сейсмических районах».

Приведём выборки из СНиП, территориальных СН Краснодарского края СНКК 22-301-99 «Строительство в сейсмических районах Краснодарского края», дискутируемого в настоящее время проекта новых норм и других литературных источников, касающиеся зданий с несущими стенами из кирпича или каменной кладки.

Каменная кладка является неоднородным телом, состоящим из каменных материалов и швов, заполненных раствором. Введением в кладку арматуры получают армокаменные конструкции . Армирование может быть поперечное (сетки располагаются в горизонтальных швах), продольное (арматура располагается снаружи под слоем цементного раствора или в бороздах, оставляемых в кладке), армирование посредством включения в кладку железобетона (комплексные конструкции) и усиление посредством заключения кладки в железобетонную или металлическую обойму из уголков.

В качестве каменных материалов в условиях высокой сейсмичности применяют искусственные и природные материалы в виде кирпича, кам­ней, мелких и крупных блоков:

а) кирпич полнотелый или пустотелый с 13, 19, 28 и 32 от­верстиями диаметром до 14 мм марки не ниже 75 (марка характеризует предел прочности на сжатие); размер полнотелого кирпича 250х120х65 мм, пустотелого – 250х120х65(88) мм;

б) при расчетной сейсмичности 7 баллов допускаются пустотелые керамические камни с 7, 18, 21 и 28 отверстиями марки не ниже 75; размер камней 250х120х138 мм;

в) бетонные камни размером 390х90(190)х188 мм, сплошные и пустотелые блоки из бетона с объёмной массой не менее 1200 кг/м 3 марки 50 и выше;

г) камни или блоки из ракушечников, известняков марки не ме­нее 35, туфов, песчаников и других природных материалов марки 50 и выше.

Каменные материалы для кладки должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов.

Не допускается использование камней и блоков с крупными пус­тотами и тонкими стенками, кладки с засыпками и другие, наличие больших пустот в которых приводит к концентрации напряжений в стенках между пустотами.

Строительство жилых домов из сырцового кирпича, самана и грунтоблоков в зонах с высокой сейсмичностью запрещается. В сельской местности при сейсмичности до 8 баллов строительство одноэтажных зданий из этих материалов разрешается при условии усиления стен деревянным антисептирован­ным каркасом с диагональными связями, при этом не допускается устройство парапетов из сырцовых и грунтовых материалов.

Кладочный раствор обычно применяют простой (на вяжущем одного вида). Марка раствора характеризует его прочность на сжатие. Раствор должен удовлетворять требованиям ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия».

Пределы прочности камня и раствора «диктуют» предел прочности кладки в целом. Существует формула проф. Л.И. Онищика для определения предела прочности всех видов кладок при кратковременном загружении . Предел длительного (неограниченного временем) сопротивления кладки составляет около (0,7…0,8).

Работают каменные и армокаменные конструкции хорошо, главным образом, на сжатие: центральное, внецентренное, косое внецентренное, местное (смятие). Гораздо хуже они воспринимают изгиб, центральное растяжение и срез. В СНиП II-21-81 «Каменные и армокаменные конструкции» приведены соответствующие методики расчёта конструкций по предельным состояниям первой и второй групп.

Здесь эти методики не рассматриваются. После знакомства с железобетонными конструкциями студенту по силам самостоятельно овладеть ими (при необходимости). В настоящем разделе курса излагаются лишь конструктивные анти­сейсмические мероприятия, которые обязательно должны выполняться при строительстве каменных зданий в зонах с высокой расчётной сейсмич­ностью.

Итак, сначала о каменных материалах.

На сцепление их с раствором в кладке влияют:

• конструкция камней (о ней уже сказано);

· состояние их поверхности (камни перед укладкой необходимо тщательно очищать от налетов, полученных при транспортировке и хранении, а также налетов, связанных с недостатками технологии производства камней, от пыли, наледи; после перерыва в кладочных работах верхний ряд кладки тоже должен очищаться);

· способности всасывать воду (кирпич, камни из легких пород (< 1800 кг/м3), а также крупные блоки с целью уменьшения поглощения воды из раствора должны перед укладкой смачиваться. Однако степень увлажнения не должна быть чрезмерной, чтобы не получалось разжижение раствора, поскольку как обезвоживание, так и разжижение раствора снижают сцепление.

Строительная лаборатория должна определить оптимальное соотношение между величиной предварительного увлажнения камня и водосодержанием растворной смеси.

Исследования показывают, что пористые природные камни, а также сухой обожженный кирпич из лессовидных суглинков, обладающие высоким водопоглощением (до 12...14 %),необходимо погружать в воду не менее чем на 1 мин (при этом они увлажняются до 4...8 %). При подаче кирпича на рабочее место в контейнерах замачивание можно производить опусканием контейнера в воду на 1,5 мин и как можно быстрее укладывать в "дело", сокращая до минимума время пребывания на открытом воздухе. После перерыва в кладочных работах верхний ряд кладки тоже должен замачиваться.)

Теперь - о растворе.

Штучная ручная кладка должна вестись на смешанных цементных растворах марки не ниже 25 в летних условиях и не ниже 50 - в зимних. При возведении стен из вибрированных кирпичных или каменных панелей или блоков должны применяться растворы марки не ниже 50.

Для обеспечения хорошего сцепления камней с раствором в кладке последний должен обладать высокой адгезией (клеящей способностью) и обеспечивать полноту площади соприкосновения с камнем.

На величину нормального сцепления влияют следующие факторы:

те, что зависят от камней, мы уже перечислили (их конструкция, состояние поверхности, способность всасывать воду);

а вот те, что зависят от раствора. Это:

• его состав;
• предел прочности;
• подвижность и водоудерживающая способность;
• режим твердения (влажность и температура);
• возраст.

В чисто цементно-песчаных растворах происходит большая усадка, сопровождающаяся частичным отрывом раствора от поверхности камня и тем самым снижающая эффект высокой клеящей способности таких растворов. По мере повышения содержания в цементно-известковых растворах извести (или глины) увеличивается его водоудерживающая способность и уменьшаются усадочные деформации в швах, но одновременно ухудшается клеящая способность раствора. Поэтому для обеспечения хорошего сцепления строительная лаборатория должна определить оптимальное содержание в растворе песка, цемента и пластификатора (глины или извести). В качестве специальных добавок, повышающих сцепление, рекомендуются различные полимерные составы: дивинилстирольный латекс СКС-65ГП(Б) по ТУ 38-103-41-76; сополимерный винилхлоридный латекс ВХВД-65 ПЦ по ТУ 6-01-2-467-76; поливинилацетатная эмульсия ПВА по ГОСТ 18992-73.

Полимеры вводятся в раствор в количестве 15 % от веса цемента в пересчете на сухой остаток полимера.

При расчётной сейсмичности 7 баллов специальные добавки допускается не применять.

Для приготовления раствора для сейсмостойкой кладки нельзя применять песок с повышенным содержанием глинистых и пылеватых частиц. Нельзя применять шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. При выборе цементов для растворов необходимо учитывать влияние температуры воздуха на сроки его схватывания.

В журнале производства работ должны быть записаны следующие данные о камнях и растворе:

• марка применяемых камней и раств

· состав раствора (по данным паспортов и накладных) и результаты его испытаний строительной лабораторией;

• место и время приготовления раствора;
• время доставки и состояние раствора после перевозки при
• централизованном приготовлении и доставке раствора;
• консистенция раствора при кладке стен;

· мероприятия, способствующие повышению прочности сцепления, осуществляемые при кладке стен (смачивание кирпича, очистка его от пыли, наледи, кладка "под залив" и др.);

• уход за кладкой после возведения (полив, укрытие матами и др.);
• температурно-влажностные условия при возведении и вызревании кладки.

Итак, мы рассмотрели исходные материалы для кладки - камни и раствор.

Теперь сформулируем требования к их совместной работе в кладке стен сейсмостойкого здания:

· кладка должна, как правило, быть однорядной (цепной). Допускается (лучше при расчётной сейсмичности не выше 7 баллов) многорядная кладка с повторением тычковых рядов не реже, чем через три ложковых;

· тычковые ряды, в том числе забутовочные, должны укладываться только из целого камня и кирпича;

· только из целого кирпича должна вестись кладка кирпичных столбов и простенков шириной 2,5 кирпича и менее, за исключением случаев, когда неполномерный кирпич нужен для перевязки швов кладки;

• не разрешается выполнение кладки в пустошовку;

· горизонтальные, вертикальные, поперечные и продольные швы должны быть полностью заполнены раствором. Толщина горизонтальных швов должна быть не менее 10 и не более 15 мм, средняя в пределах этажа - 12 мм; вертикальных - не менее 8 и не более 15 мм, средняя - 10 мм;

· кладка должна выполняться на всю толщину стены в каждом ряду. При этом верстовые ряды должны укладываться способами "вприжим" или "вприсык с подрезкой" (способом "вприсык" не допускается). Для тщательного заполнения вертикальных и горизонтальных швов кладки рекомендуется выполнять "под залив" при подвижности раствора 14...15 см.

Разлив раствора по ряду ведут совком.

Во избежание потерь раствора кладку выполняют с применением нвентарных рамок, выступающих над отметкой ряда на высоту 1 см.

Разравнивание раствора производят с помощью рейки, в качестве направляющей для которой служит рамка. Скорость перемещения рейки при разравнивании раствора, разлитого по ряду, должна обеспечивать попадание его в вертикальные швы. Консистенция раствора контролируется каменщиком с помощью наклонной плоскости, расположенной к горизонту под углом примерно 22,50; смесь должна сливаться с этой плоскости. Укладывая кирпич, каменщик должен прижать его и пристукнуть, следя, чтобы расстояния для вертикальных швов не превышали 1 см. Всякие повреждения растворной постели в процессе укладки кирпича (выборка раствора на намазки на тычки, передвижение кирпича по стене) не допускаются.

При временной остановке производства работ не следует заливать раствором верхний ряд кладки. Продолжение работ, как уже отмечалось, необходимо начинать с полива водой поверхности кладки;

· вертикальные поверхности борозд и каналов для монолитных железобетонных включений (о них будет сказано ниже) должны выполняться с подрезкой раствора на 10...15 мм;

· кладка стен в местах их взаимного примыкания должна возводиться только одновременно;

· сопряжение тонких в 1/2 и 1 кирпич стен со стенами большей толщины при возведении их в разное время путем устройства пазов не допускается;

· временные (монтажные) разрывы в возводимой кладке должны оканчиваться только наклонной штрабой и располагаться вне мест конструктивного армирования стен (об армировании будет сказано ниже).

Выполненная таким образом (с учетом требований к камням, раствору и их совместной работе) кладка должна обрести необходимое для восприятия сейсмических воздействий нормальное сцепление (временное сопротивление осевому растяжению по неперевязанным швам). В зависимости от значения этой величины кладка подразделяется на кладку I-й категории с 180 кПа и кладку II-й категории с 180 кПа >120 кПа.

При невозможности получения на площадке строительства (в том числе на растворах с добавками) значения сцепления, равного или превышающего 120 кПа, применение кирпичной и каменной кладки не допускается. И только при расчётной сейсмичности 7 баллов возможно применение кладки из естественного камня при менее 120 кПа, но не менее 60 кПа. В этом случае высота здания ограничивается тремя этажами, ширина простенков принимается не менее 0,9 м, ширина проёмов не более 2 м и расстояние между осями стен - не более 12 м.

Значение определяют по результатам лабораторных испытаний, а в проектах указывается, как осуществить контроль за фактическим сцеплением на стройке.

Контроль прочности нормального сцепления раствора с кирпичом или камнем должен осуществляться в соответствии с ГОСТ 24992-81 "Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке".

Участки стен для контроля выбирают по указанию представителя технического надзора. В каждом здании должно быть не менее одного участка на этаж с отрывом по 5 камней (кирпичей) на каждом участке.

Испытания проводят через 7 или 14 суток после окончания кладки.

На выбранном участке стены снимается верхний ряд кладки, затем вокруг испытываемого камня (кирпича) при помощи скребков, не допуская толчков и ударов, расчищают вертикальные швы, в которые заводятся захваты испытательной установки.

При испытании нагрузка должна возрастать непрерывно с постоянной скоростью 0,06 кг/см2 в секунду.

Предел прочности при осевом растяжении вычисляется с погрешностью 0,1 кг/см2 как среднее арифметическое значение результатов 5 испытаний. Средняя прочность нормального сцепления определяется по результатам всех испытаний в здании и должна составлять не менее 90 % требуемой по проекту. При этом последующее нарастание прочности нормального сцепления с 7 или 14 суток до 28 суток определяется с помощью поправочного коэффициента, учитывающего возраст кладки.

Одновременно с испытанием кладки определяют прочность раствора на сжатие, взятого из кладки в виде пластинок толщиной, равной толщине шва. Прочность раствора определяют испытанием на сжатие кубиков с ребрами 30...40 мм, изготовленных из двух пластинок, склеенных при помощи тонкого слоя гипсового теста 1..2 мм.

Прочность определяется как среднее арифметическое значение испытаний 5 образцов.

При производстве работ необходимо стремиться к тому, чтобы нормальное сцепление и прочность раствора на сжатие во всех стенах и особенно по высоте здания были одинаковыми. В противном случае наблюдаются различные деформации стен, сопровождающиеся горизонтальными и косыми трещинами в стенах.

По результатам контроля прочности нормального сцепления раствора с кирпичом или камнем составляется акт по специальной форме (ГОСТ 24992-81).

Итак, в сейсмостойком строительстве могут применяться кладки двух категорий. Кроме того, по сопротивляемости сейсмическим воздействиям кладка подразделяется на 4 типа:

1. Комплексная конструкция кладки.

2. Кладка с вертикальной и горизонтальной арматурой.

3. Кладка с горизонтальной арматурой.

4. Кладка с армированием только сопряжений стен.

Комплексная конструкция кладки осуществляется введением в тело кладки вертикальных железобетонных сердечников (в том числе в местах пересечения и сопряжения стен), заанкеренных в антисейсмических поясах и фундаментах.

Кирпичная (каменная) кладка в комплексных конструкциях должна выполняться на растворе марки не ниже 50.

Сердечники могут быть монолитными и сборными. Бетон монолитных железобетонных сердечников должен быть не ниже класса В10, сборных - В15.

Монолитные железобетонные сердечники должны устраиваться открытыми не менее чем с одной стороны для контроля качества бетонирования.

Сборные железобетонные сердечники имеют поверхность, рифленную с трех сторон, а с четвертой - незаглаженную бетонную фактуру; причем третья поверхность должна иметь рифленную форму, сдвинутую относительно рифления первых двух поверхностей так, что её вырезы попадают на выступы смежных граней.

Размеры сечения сердечников обычно не менее 250х250 мм.

Вспомните, что вертикальные поверхности каналов в кладке для монолитных сердечников должны выполняться с подрезкой раствора швов на 10...15 мм или даже выполняться со шпонками.

Сначала расставляют сердечники - обрамления проемов (монолитные - непосредственно у граней проемов, сборные - с отступлением на 1/2 кирпича от граней), а затем рядовые - симметрично относительно середины ширины стены или простенка.

Шаг сердечников должен быть не более восьми толщин стены и не превышать высоту этажа.

Монолитные сердечники-обрамления должны быть связаны с кладкой стен посредством стальных сеток из 3...4 гладких (класса А240) стержней диаметром 6 мм, перекрывающих сечение сердечника и запускаемых в кладку не менее чем на 700 мм в обе стороны от сердечника в горизонтальные швы через 9 рядов кирпича (700 мм) по высоте при расчётной сейсмичности 7-8 баллов и через 6 рядов кирпича (500 мм) при расчётной сейсмичности 9 баллов. Продольная арматура этих сеток должна быть надежно соединена хомутами.

Из монолитных рядовых сердечников в простенок выпускаются замкнутые хомуты из d 6 А-I: при отношении высоты простенка к его ширине более 1 (даже лучше - 0,7), т.е. когда простенок узок, хомуты выпускаются на всю ширину простенка в обе стороны от сердечника, при указанном отношении менее 1 (лучше - 0,7) - на расстояние не менее 500 мм в обе стороны от сердечника; шаг хомутов по высоте - 650 мм (через 8 рядов кирпича) при расчётной сейсмичности 7-8 баллов и 400 мм (через 5 рядов кирпича) при расчётной сейсмичности 9 баллов.

Продольное армирование сердечника - симметричное. Количество продольной арматуры - не менее 0,1 % площади сечения стены, приходящейся на один сердечник, в то же время количество арматуры не должно превышать 0,8 % площади сечения бетона сердечника. Диаметр арматуры - не менее 8 мм.

Для совместной работы сборных сердечников с кладкой в вырезах рифления в каждом ряду кладки защемляются скобки d 6 А240, заходящие в швы по обе стороны от сердечника на 60...80 мм. Поэтому горизонтальные швы должны совпадать с углублениями на двух противоположных гранях сердечника.

Различают стены комплексной конструкции, образующие и не образующие "четкий" каркас.

Нечеткий каркас из включений получается тогда, когда требуется усиление только части простенков. При этом включения на разных этажах могут располагаться по разному в плане.

6, 5, 4 при кладке I-й категории и

5, 4, 3 при кладке II-й категории.

Кроме максимальной этажности регламентируется и максимальная высота здания.

Максимальную разрешенную высоту здания легко запомнить так:

n х 3 м + 2 м (до 8 этажей) и

n х 3 м + 3 м (9 и более этажей), т.е. 6 эт. (20 м); 5 эт. (17 м); 4 эт. (14 м); 3 эт. (11 м).

Замечу, что за высоту здания принимается разность отметок низшего уровня отмостки или спланированной поверхности земли, примыкающей к зданию, и верха наружных стен.

Важно знать, что высота зданий больниц и школ при расчётной сейсмичности 8 и 9 баллов ограничивается тремя надземными этажами.

Вы можете спросить: если, например, при расчётной сейсмичности 8 баллов n max = 4,то при H эт max = 5 м максимальная высота здания должна быть 4х5 = 20 м, а я привожу 14 м.

Никакого противоречия здесь нет: требуется, чтобы в здании было не более 4 этажей, и чтобы одновременно высота здания не превышала 14 м (что возможно при высоте этажа в 4-этажном здании не более 14/4 = 3,5 м). Если же высота этажа превышает 3,5 м (например, достигает H эт max = 5 м), то таких этажей может быть только 14/5 = 2,8, т.е. 2. Таким образом, регламентируются одновременно три параметра - количество этажей, их высота и высота здания в целом.

В кирпичных и каменных зданиях кроме наружных продольных стен обязательно должно быть не менее одной внутренней продольной стены.

Расстояние между осями поперечных стен при расчётной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов не должно превышать соответственно при кладке I-й категории 18,15 и 12 м, при кладке II-й категории - 15, 12 и 9 м. Расстояние между стенами комплексной конструкции (т.е. типа 1)может быть увеличено на 30 .

При проектировании комплексных конструкций с четким каркасом железобетонные сердечники и антисейсмические пояса рассчитываются и конструируются как рамные конструкции (колонны и ригели). Кирпичная кладка рассматривается как заполнение каркаса, участвующее в работе на горизонтальные воздействия. В этом случае пазы для бетонирования монолитных сердечников должны быть открытыми не менее чем с двух сторон.

О размерах сечения сердечников и расстояниях между ними (шаге) мы уже говорили. При шаге сердечников более 3 м, а также во всех случаях при толщине кладки заполнения более 18 см верхняя часть кладки должна быть соединена с антисейсмическим поясом выходящими из него коротышами диаметром 10 мм с шагом 1 м с запуском в кладку на глубину 40 см.

Количество этажей при такой комплексной конструкции стен принимают не более при расчётной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно:

9, 7, 5 при кладке I-й категории и

7, 6, 4 при кладке II-й категории.

Кроме максимальной этажности регламентируется и максимальная высота здания:

9 эт. (30 м); 8 эт. (26 м); 7 эт. (23 м);

6 эт. (20 м); 5 эт. (17 м); 4 эт. (14 м).

Высота этажей при такой комплексной конструкции стен должна быть при расчётной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно не больше 6, 5 и 4,5 м.

Здесь остаются справедливыми все наши рассуждения о "несоответствии" предельных значений количества этажей и высоты здания, которые мы вели о зданиях с комплексной конструкцией стен с "нечетко" выраженным каркасом: например, при расчётной сейсмичности 8 баллов n max = 6,

H эт max = 5 м максимальная высота здания должна быть 6х5 = 30 м, а Нормы ограничивают эту высоту 20 м, т.е. в 6-этажном здании высота этажа должна быть не более 20/6 = 3,3 м, а если высота этажа равна 5 м, то здание может быть только 4-этажным.

Расстояние между осями поперечных стен при расчётной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов не должно превышать соответственно 18, 15 и 12 м.

Кладка с вертикальной и горизонтальной арматурой.

Вертикальная арматура принимается по расчету на сейсмические воздействия и устанавливается с шагом не более 1200 мм (через 4...4,5 кирпича).

Независимо от результатов расчета в стенах высотой более 12 м при расчётной сейсмичности 7 баллов, 9 м при расчётной сейсмичности 8 баллов и 6 м при расчётной сейсмичности 9 баллов вертикальное армирование должно иметь площадь не менее 0,1 % площади кладки.

Вертикальная арматура должна быть заанкерена в антисейсмических поясах и фундаментах.

Шаг горизонтальных сеток не более 600 мм (через 7 рядов кирпича).