Armarea seismică reprezintă o creștere a rezistenței seismice a structurilor existente la forțele produse de tremurături. Consolidarea seismică a clădirilor și structurilor este utilizată atât pentru prevenirea distrugerii, cât și pentru restaurarea obiectelor după cutremur . Tehnologia este utilizată în regiuni cu un nivel ridicat de activitate seismică , cum ar fi Caucazul de Nord , Kamchatka , Sahalin , Krasnodar Krai etc.
Armarea seismică folosind materiale compozite de carbon poate crește rezistența seismică inițială a structurii cu 2-3 puncte, ceea ce va oferi clădirii capacitatea de a rezista la cutremure de 7,8 și 9 puncte. Această metodă de creștere a rezistenței seismice face posibilă ridicarea oricăror structuri în regiuni periculoase din punct de vedere seismic, ceea ce extinde semnificativ posibilitățile arhitecturale și de proiectare la crearea clădirilor și structurilor.
Atunci când alegeți o metodă de întărire seismică a unei structuri, este necesar să vă ghidați după principiile generale de proiectare a obiectelor în regiunile seismice. Forțele în structurile portante ale clădirilor sunt determinate pe baza calculelor clădirilor pentru efectul sarcinilor seismice de proiectare în conformitate cu cerințele SNiP P-7-81 * și folosind programe de calcul specializate.
Atunci când se calculează schema de construcție, este important să se acorde atenție stării actuale a nodurilor de susținere și a interfeței elementelor structurale, prezenței și stării conexiunilor care sunt responsabile pentru rigiditatea spațială a structurii și a structurilor sale de susținere .
Rezistența seismică insuficientă a structurilor este relevată prin calcule. În cazul în care se constată o capacitate portantă insuficientă a elementelor de construcție, se dezvoltă soluții tehnice pentru a le consolida sau introduce elemente suplimentare care iau parte din sarcina orizontală și dinamică. Armarea seismică cu utilizarea betonului armat și a metalului poate schimba semnificativ schema de proiectare a clădirii, aspectul exterior și interior al acesteia. Materialele carbonice pentru armarea exterioară sunt capabile să distribuie la fel de eficient forțele în elementele structurale, fără a modifica modelul volumo-spațial al clădirii și fără a afecta aspectul estetic al clădirii.
În clădirile din piatră și cărămidă, următoarele tipuri de structuri portante și elemente de asamblare necesită armătură seismică:
Rezistența seismică a structurilor din cărămidă și piatră este mărită prin creșterea capacității portante a elementelor fără modificarea schemei de proiectare sau prin introducerea unor elemente suplimentare care preiau o parte din forțele seismice. Aceste metode sunt:
Armarea seismică a structurilor supraterane, folosind metode clasice precum structurile din oțel și cuștile din beton armat, crește sarcinile verticale, ceea ce duce la necesitatea întăririi fundației. Materialele din carbon sunt practic lipsite de greutate, nu îngreunează structurile existente
Frontoanele , care fac parte din clădirile cu podele prefabricate din beton armat sau din lemn, sunt armate cu tablă ondulată din oțel , elemente metalice sau carbon. Uneori se folosesc cămăși din beton armat cu două fețe. Metoda de întărire seismică a frontoanelor depinde de metoda utilizată pentru consolidarea seismică a pereților clădirii.
Armarea seismică cu carton ondulat din oțel este utilizată pentru pereții exteriori din cărămizi sau blocuri mici de piatră. În acest caz, pardoseala profilată îndeplinește funcțiile de cofraj fix și armătură exterioară.
În funcție de rezultatele calculului, cartonul ondulat poate fi atașat atât de-a lungul întregii suprafețe a pereților, cât și numai de-a lungul pilonilor.
Pentru armarea seismică a pereților, se recomandă utilizarea betonului armat cu o față sau două fețe sau „cămăși” armate cu mortar realizate prin metoda betonului împușcat . Betonul proiectat pe o grilă mărește capacitatea portantă și rigiditatea structurilor de susținere la nivelul de proiectare al rezistenței seismice.
Plasele de armare instalate pe ambele părți ale peretelui sunt conectate între ele folosind tiranți transversali care trec prin găurile forate în pereți.
De asemenea, pereții și pervazurile sunt armate cu „cămăși”, beton armat sau cleme metalice. Elementele de armare sunt amplasate atât pe pereți separați, cât și continuu pe înălțimea mai multor etaje.
Ca material pentru clemele metalice, se folosește bandă, unghi sau oțel rotund . Pentru armarea seismică a pereților se folosesc cleme care combină elemente de colț rigide și plase de armare sudate plate. Pentru a crește rigiditatea discurilor de podea, se folosesc curele solicitate orizontale și verticale.
Pentru a crește rezistența seismică a clădirilor cu cadru, sunt utilizate două metode:
Metoda de întărire prin elemente a structurilor individuale constă în întărirea stâlpilor, traverselor , discurilor de podea etc. cu ajutorul unei cămăși, metal și cleme din beton armat.
Metoda de armare completă a clădirilor presupune introducerea de elemente suplimentare: diafragme de rigidizare, traverse, portaluri din beton armat și metal . De asemenea, sarcinile seismice de proiectare sunt reduse prin reducerea masei clădirii prin înlocuirea unor elemente structurale:
Zonele structurale supuse unor sarcini mari de compresiune, tracțiune și momente de încovoiere pot fi armate cu materiale de carbon (compozite). Materialele de carbon (benzi, lamele , plase etc.) sunt realizate din fibră de carbon, care constă din filamente subțiri cu un diametru de 5 până la 15 micrometri, care sunt formate din atomi de carbon.
În comparație cu materialele convenționale utilizate pentru armarea seismică, benzile de carbon au rezistență extrem de ridicată, rezistență la oboseală, modul mare de elasticitate și rezistență chimică. Utilizarea unui sistem de armare exterioară cu materiale compozite reduce sarcina seismică de 1,5-4 ori, în funcție de tipul structurii și de condițiile amplasamentului. Armarea seismică cu bandă de carbon mărește rezistența seismică a clădirilor și structurilor existente cu 2-3 puncte.
Principiul armăturii seismice cu fibră de carbon este de a lipi pânze, laminate sau ochiuri de înaltă rezistență pe suprafața structurilor portante folosind adeziv epoxidic . De asemenea, benzile de carbon sunt atașate la:
Spre deosebire de metodele de armare seismică enumerate mai sus, armătura externă cu fibră de carbon are câteva avantaje:
Creșterea rezistenței seismice a materialelor compozite reduce răspunsul seismic în timpul cutremurelor, ceea ce previne prăbușirea clădirilor. De asemenea, asigură alimentarea cu energie neîntreruptă, funcționarea sistemului de alimentare cu apă, dispozitivul de stingere a incendiilor și alte comunicații . Sistemul de armare exterioara cu materiale carbonice creste durata de viata a structurilor de sustinere a cladirii cu 50 de ani.
Armarea seismică cu materiale compozite oferă libertatea de a alege soluțiile de planificare și proiectare ale clădirii, precum și capacitatea de a păstra aspectul arhitectural existent.