Конструктивные решения зданий и сооружений из древесины

Устройство сварных соединений

Стыковку металлических конструкций при монтаже выполняют на болтах или в виде сварных соединений. При этом используется ручная электродуговая сварка.

Сварка может работать от переменного или постоянного тока. Разница в том, что при использовании постоянного тока, сварной шов получается более качественным вследствии стабильности процесса сварки. Но для организации сварных работ при использовании постоянного тока, требуется более сложное и дорогое оборудование. Поэтому сварку постоянным током применяют только для соединений ответственных конструкций а также низколегированных сталей и тонколистовых конструкций, где есть опасность прожога материала. В остальных случаях используют менее дорогую электросварку на переменном токе.

Перед устройством сварных соединений, поверхность подлежащую свариванию зачищают от грязи, пыли и ржавчины. Край ширины зачищаемой поверхности должен отступать от края шва на 20-30 мм. Кроме зачистки поверхности, проверяют или при необходимости устраивают ширину зазоров стыкуемых элементов в соответствии с проектом. Также проверяют фаски и их размеры.

Расчет сварных соединений выполняют на стадии проектирования конструкций в зависимости от усилий в стыке. В результате расчета сварных швов получают величину катетов сварного шва и длину шва. Кроме того, в проекте должна быть указана последовательность устройства швов и характеристики прихваток - коротких сварных швов используемых для временной фиксации конструкций в период сборки.

Напряжение в опасном  сечении (I — I) стержня

Проверка прочности производится на растяжение или сжатие по формуле:

 
 
Рис.2. Расчетная схема сварного соединения.  

Здесь  —условная рабочая площадь сечения шва, где расчетная длина шва  , а высота шва h принимается равной толщине свариваемых элементов t.   

Поскольку допускаемое напряжение для сварного шва ниже, чем для  основного металла, стремятся к  увеличению длины стыкового шва. С этой целью применяют соединение встык с косым швом (Рис.3). Исследования таких соединений, произведенные  Институтом электросварки Академии наук УССР, показали, что равнопрочность их с основным металлом всегда обеспечивается.

Проверка прочности косых  швов производится и по нормальным и по касательным напряжениям, возникающим  по сечению шва mn:

 
 
Рис.3. Расчетная схема косого сварного соединения. 

Имея в виду, что   получим:

Здесь расчетная длина  шва по техническим условиям принимается  равной  .   

Как установлено опытом, наиболее рациональным углом наклона  шва к линии действия сил является  . Недостатком соединения косым швом является неудобство центрировки стыкуемых элементов при сварке, поэтому его применяют редко.    

Иногда соединение листов производится внахлестку или встык  с перекрытием накладками. Это  вызывает необходимость сваривать  листы, не лежащие в одной плоскости, что осуществляется при помощи так  называемых валиковых (или угловых) швов — лобовых или торцевых (перпендикулярных к направлению действующей силы) и боковых или фланговых (параллельных ей).   

Валиковый шов в сечении имеет довольно неопределенную форму (Рис.104). В теоретических расчетах на прочность сечение шва принимается в виде равнобедренного треугольника (очерченного пунктиром) с расчетной высотой  ).

 
 
а) технология. б) расчетная схемаРис.4. Сварное соединение внахлестку:

    Соединения торцевыми(лобовыми) швами показаны на рис.5. Разрушение таких швов происходит по наиболее слабому сечению AB, как это установлено опытами.

 
 
Рис.5. Сварное соединение торцевыми швами.     

Как это видно из рис. 4 б, полное напряжение, возникающее в сечении АВ, может быть разложено на нормальную и касательную составляющие. Поскольку сопротивление стали сдвигу ниже, чем при растяжении, расчет лобовых швов производится условно на срез в предположении равномерного распределения касательных напряжений по площади сечения АВ. Имея в виду, что на восприятие силы Р в этих соединениях (Рис.5) работают два лобовых шва, верхний и нижний, получим:

Так как площадь сечения  шва  , а расчетная длина  , то условие прочности примет вид:

В действительности, материал шва испытывает сложное напряженное  состояние, причем напряжения по сечению АВ распределяются неравномерно. Исследования, произведенные методами теории упругости и подтвержденные экспериментально, показали, что в углах шва имеет место высокая концентрация напряжений.   

Если учесть, что, вследствие укорочения швов при остывании, в  зоне сварки возникают дополнительные напряжения и в основном металле, ведущие к переходу его в хрупкое  состояние, то следует иметь в  виду, что концентрация напряжений может явиться причиной появления  трещин в основном металле соединения.    

Поэтому такое соединение не может быть рекомендовано, особенно при переменной или ударной нагрузке. Значительно надежнее работа соединения встык без накладок.   

Соединение фланговыми (или  боковыми) швами показано на Рис.6 а. Разрушение шва, показанное на Рис.6 б, происходит на значительном его протяжении путем срезывания наплавленного металла в направлении, параллельном шву по наиболее слабой плоскости АВ.

 
 
Рис.6. Соединение фланговыми швами- а) и его разрушение б) 

Условие прочности для  двух симметрично расположенных  швов имеет вид:

Если стык перекрыт двухсторонними накладками, число швов удвоится и условие прочности примет вид:

Отсюда обычно определяют необходимую расчетную длину   фланговых швов. Проектная же длина каждого шва принимается равной  .   

Как показали опыты, разрушение фланговых швов происходит по типу разрушений пластичных материалов со значительными остаточными деформациями. Это делает работу фланговых швов более благоприятной, чем работу лобовых швов. Однако следует иметь  в виду, что у концов фланговых  швов также имеет место высокая  концентрация напряжений.   

При проектировании часто  стремятся обеспечить большую надежность соединения, применяя вместо сварки встык, или в дополнение к ней, перекрытие стыка накладками, которые привариваются  фланговыми или торцевыми швами, а иногда и теми и другими вместе. Как уже указывалось, при переменных и ударных нагрузках такое  «усиление» стыка может принести больше вреда, чем пользы.   

Что касается расчета такого комбинированного стыка, то при одновременном  применении лобовых и фланговых  швов считают, что сопротивление  соединения равно сумме сопротивлений  всех швов, т. е.  , где сопротивление торцевого шва при расчетной длине   равно  , а сопротивление двух фланговых швов  , причем  , где b— ширина накладки. В результате подстановки получаем:

.   

Зная длину торцевого  шва, определяют длину фланговых  швов  .При двухсторонних накладках число швов удваивается, т. е. правую часть полученного соотношения следует удвоить.   

Так как торцевые швы более  жестки, то при совместной работе с  фланговыми они перегружаются, что  ведет к неравномерной работе соединения. Если учесть, что в таком  соединении и термические напряжения достигают больших значений, то устройства такого стыка следует избегать.

Иногда при соединении внахлестку, в дополнение к фланговым  швам, применяют прорезные швы, осуществляемые путем наплавки металла в узкую прорезь, сделанную в одном из соединяемых элементов параллельно действующему на соединение усилию.

 
 
Рис.7. Комбинация фланговых и прорезных швов 

При длине прорезного шва   и ширине прорези d сопротивление такого шва срезу равно:

где  — усилие, приходящееся на прорезной шов.

В комбинированном соединении с фланговыми швами для записи расчетного условия принимают, что   или

Задавшись размерами одного из швов (обычно флангового), находят  необходимую длину другого. При этом ширина прорези d принимается равной двойной толщине прорезанного металла, длина — не более двадцати толщин.   

Недостатками соединения с прорезными швами являются: 1) ослабление сечения прорезями вследствие неизбежного  непровара и 2) высокая концентрация напряжений в основном металле в зоне сварки, ведущая к появлению трещин около углов прорезного шва; поэтому такое соединение может применяться лишь в крайних случаях, при условии хорошо продуманной технологии сварочных работ.    

 В том случае, когда приходится прибегать к соединению внахлестку, лучше всего ограничиться одними фланговыми швами, избегая комбинированных соединений.

Последовательность устройства швов соблюдают указанным в проекте, так как это влияет на способность шва деформироваться под действием внутренних напряжений и ослаблять их. Возникновение чрезмерных осадочных деформаций упреждается соблюдением зазоров стыкуемых элементов при сварке.

При устройстве рабочих сварных соединений по прихваткам или при устройстве многослойных сварных швов, прихватки или предыдущие швы зачищают от шлаков, пленки и брызг металла. При выполнении двухсторонних сварных швов, корень первого шва вырубают до чистого металла и только затем выполняют второй шов.

Качество сварных соединений зависит от параметров исходных материалов, оборудования, квалификации сварщика и от соблюдения технологии устройства сварных швов. Контроль качества сварных швов определяют несколькими критериями.

• Визуальный осмотр швов: смотрят наличие видимых деффектов - трещины, геометрия.
• Ультразвуковой контроль сварных соединений: позволяет обнаружить трещины, поры, непровар шва.
• Другие методы неразрушающего контроля сварных соединений: например, гамма-рентгенографирование.

Как проверить все швы конструкций очень трудно, производят выборку некоторой части сварных соединений для контроля. Правила выбора и минимальное количество подлежащих ревизии швов определено в соответствующем ГОСТе.

Следующий метод контроля сварных соединений позволяет выявить поры в шве. Для его реализации, шов обмазывают мыльным раствором, а на поверхности создают простую вакуумную камеру. При разрежении воздуха в камере, вследствие разности давлений, воздух из шва начинает просачиваться в камеру создавая пузырьки из мыльного раствора. Таким образом, обнаруживается место дефекта.

Заклепочные соединения

Заклепка представляет собой  цилиндрический стержень с выштампованной закладной головкой из круглой калиброванной стали. Формы головок бывают: полукруглая, полу потайная, коническая. В процессе клепки на втором конце стержня формируется замыкающая головка.

По назначению заклепочные  соединения подразделяются на прочные, плотные и прочноплотные. Прочные соединения применяют при сборке и монтаже колонн, ферм, балок; плотные - цистерн, резервуаров; прочноплотные - для изготовления емкостей, находящихся под давлением.

Заклепочные соединения применяют  при изготовлении тяжелых подкрановых  балок, мостов, элементов пролетных  и других конструкций, для которых  необходимо обеспечить высокую вибрационную прочность. Чаще всего используют заклепки диаметром 12-30 мм, которые ставят в  отверстия, диаметр которых на 1-1,5 мм больше диаметра заклепки.

За расчетный диаметр  заклепки принимают диаметр отверстия, так как при образовании замыкающей головки стержень головки осаживается  и утолщается.

Длину заклепки выбирают с  учетом толщины соединяемого пакета и длины стержня, идущей на образование  замыкающей головки и заполнение зазора между отверстием и стержнем.

В самих заклепках и  в заклепочных соединениях возникают  срезывающие, сжимающие и изгибающие напряжения; наиболее опасны из них  срезывающие и сжимающие.

Клепку выполняют горячим  и холодным способами. Горячую клепку производят, как правило, в заводских  условиях. Для этого применяют  электрические или пневматические клепальные скобы. Заклепку, нагретую до 900-1100°С (оранжевый цвет), вставляют в отверстие соединяемых элементов. При остывании заклепка укорачивается и плотно стягивает склепанный пакет. В условиях монтажной площадки клепку ведут холодным способом с применением пневматических клепальных молотков. Операции выполняют в такой последовательности: изготовление деталей с отверстиями; установка в часть отверстий временных болтов (не менее 1/3 от числа всех заклепок); рассверливание (при необходимости) отверстий в сборных деталях; непосредственно клепка. При установке заклепок их удерживают ручными поддержками.

Заклепки располагают  в один или несколько рядов. Расстояние между осями продольного ряда заклепок, т.е. установленных вдоль  прилагаемого усилия, называют шагом, а в поперечном ряду - дорожкой. В  зависимости от числа заклепок в  соединении и их расположения монтажную  клепку подразделяют на узловую и рядовую. Узловой считают клепку, если в узле не более 15 заклепок, рядовой - клепку при числе заклепок в узле более 15.

Для рассверливания отверстий  применяют пневматические сверлильные  машины.

Качество поставленных заклепок проверяют внешним осмотром, замерами и остукиванием. При внешнем осмотре удостоверяются, что нет перекосов, а при остукивании, что отверстие целиком заполнено стержнем. Для этого применяют контрольный молоток массой 0,3-0,4 кг. Удары наносят по боковой поверхности головок в направлении, перпендикулярном ее оси.

Слабые заклепки заменяют. Чтобы извлечь заклепку, одну из ее головок срубают зубилом или  срезают кислородным резаком, после  этого выбивают стержень заклепки пневматическим молотком и выколоткой. Чтобы заклепка легче выходила из отверстия, его  со стороны срубленной головни заливают керосином.

Заклепки в конструкциях из алюминиевых сплавов изготовляют  из сплавов тех же марок, что и  соединяемые элементы, и ставят только в холодном состоянии. Контакт алюминиевых  сплавов с другими металлами  недопустим, так как в местах соприкосновения  возникает электрохимическая коррозия.

При клепке на высоте следят за устойчивостью и прочностью подмостей. При работе на деревянных подмостях  на них должно быть ведро с водой  или песком.

6.2. Расчет заклепочных соединений

Неразъемные соединения деталей  машин и строительных конструкций  имеют две основные разновидности: заклепочные и сварные. Неразъемными эти соединения называют потому, что для их разборки необходимо разрушить соединительные элементы — заклепки, сварные швы. Сварные соединения имеют целый ряд существенных достоинств по сравнению с заклепочными и почти полностью заменили их во многих отраслях промышленности. Вопросы расчета и конструирования заклепочных и сварных соединений подробно изучаются в курсах деталей машин и стальных конструкций. Здесь ограничимся рассмотрением основных вопросов расчета заклепочных соединений для случаев, когда соединяемые элементы работают на растяжение или сжатие.

На рис.6.11,а представлено соединение двух полос внахлестку, а на рис.6.11,б — встык с одной накладкой. В том и другом случае при разрушении заклепок срез каждой из них происходит по одному поперечному сечению (отмечено волнистой линией), поэтому эти соединения называют односрезными.

Рис.6.11. Односрезные соединения

На рис.6.12,а показано соединение встык с двумя накладками, а на рис.6.12,б — прикрепление к фасонному листу узла фермы стержня, состоящего из двух равнобоких прокатных уголков. В том и другом случае срез каждой заклепки при разрушении происходит по двум поперечным сечениям, и соединение называютдвухсрезным.

Рис.6.12. Двухсрезные соединения

Расчет заклепочных соединений ведется на срез и смятие на основе допущений, указанных в предыдущем параграфе. Между склепываемыми  элементами развиваются значительные силы трения, и работа заклепок на срез начинается лишь после того, как  внешние силы станут больше сил трения и начнется сдвиг склепанных полос. При расчетах это обстоятельство не учитывают.

Склепываемые элементы (полосы, уголки и т. п.) рассчиты вают на растяжение (сжатие) с учетом ослабления их поперечных сечений отверстиями для заклепок.

Расстояние е от центра первой заклепки до края полосы (рис.6.11,а) принимают обычно равным удвоенному диаметру заклепки. При таком расстоянии прочность края полосы на срез (выкалывание) обеспечена и специальный расчет не нужен.

Отверстия в склепываемых элементах имеют диаметр, на 0,5-1 мм больше, чем диаметр непоставленной заклепки. В расчетные формулы входит диаметр d отверстия, так как в выполненном соединении заклепка практически полностью заполняет отверстие.

Зависимости для проверочных  расчетов имеют следующий вид:

а) на срез

где i — общее число заклепок, передающих заданную нагрузку  ; в конструкциях типа, представленного на рис.6.11,а и 6.12,б, — это общее число заклепок, а в соединениях встык (рис.6.11,б и 6.12,а) — это число заклепок по одну сторону стыка; к — число плоскостей среза одной заклепки: для конструк ций по рис.6.11 —k = 1 и по рис.6.12 — k = 2;

б) на смятие

При односрезных соединениях (рис.6.11) вместо   надо подставлять в формулу значения меньшей из толщин склепываемых элементов, а при двухсрезных— меньшей из величин   или   (рис.6.12,а). Для соединения по рис.6.12,б под   надо понимать толщину полки уголка.

При проектировочном расчете заклепочного соединения диаметром заклепок задаются, принимая его примерно равным  . При различной толщине склепываемых элементов под   понимают меньшую из них. Затем определяют допускаемое усилие на одну заклепку:

а) из условия прочности  на срез

б) из условия прочности  на смятие

По меньшему из допускаемых усилий определяют требуемое число заклепок:

Для заклепочных соединений стальных конструкций промышленных и гражданских сооружений, а также  подъемных кранов допускаемые напряжения на срез и смятие принимают по следующим  данным (табл.6.1).

Таблица 6.1

Допускаемые напряжения на срез и смятие

Пример 6.5. Проверить прочность заклепочного соединения изображенного на рис.6.13. Допускаемые напряжения:     

Рис.6.13. К примеру 6.5

Решение 

1.     Проверяем полосу на растяжение. 

На рис.6.13 показана эпюра  продольных сил для полосы, построенная  на основе допущения, что каждая заклепка передает усилие   Расчет выполняется для сечения I — I, в котором возникает наибольшая продольная сила  , и для сечения II — II, усилие в котором меньше, чем  , но и расчетная площадь также меньше.

Для сечения I — I:

Здесь   — так называемая площадь нетто сечения I — I, т. е. полная площадь за вычетом ослаблений отверстиями для заклепок.

Для сечения II — II:

2. Проверяем заклепки  на срез:

3. Проверяем соединение  на смятие, учитывая, что 

Расчет показывает, что  прочность соединения обеспечена. Возможно даже небольшое уменьшение толщины  полосы, так как расчеты на растяжение и смятие обнаруживают некоторые  резервы прочности.

Пример 6.6. Стержень фермы, состоящий на двух швеллеров №18а, соединен с фасонным листом (косынкой) узла фермы заклепками расчетным диаметромd = 17 мм (рис.6.14). Определить требуемое число заклепок, если продольное усилие в стержне N = 580 кН и допускаемые напряжения       Проверить прочность стержня.

Рис.6.14.

Решение

Допускаемое усилие на одну заклепку из условия прочности на срез

Здесь принято k = 2 — заклепки двухсрезные.

Допускаемое усилие на одну заклепку из условия прочности на смятие

Толщина косынки меньше удвоенной  толщины стенки швеллеров, поэтому  она и принята в качестве расчетной.

Требуемое число заклепок определяем из условия прочности  на смятие, так как

Принимаем  = 12.

 Особенности возведения  зданий в районах с сейсмической  активностью.

Условно считается, что сейсмические силы воздействуют на сооружения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вертикальное воздействие сначала мгновенно приподнимает здания и тем самым уменьшает давление на основание, а затем, наоборот, прижимает к земле и тем самым увеличивает давление. Исследования показывают, что даже при весьма значительных колебаниях почвы вертикальные силы не превышают 10—12% веса сооружения и не могут нарушить прочность и устойчивость фундаментов, поэтому при проектировании зданий учитывают только сейсмические силы, приложенные горизонтально, которые стремятся сдвинуть или опрокинуть сооружения.  Остановимся кратко на поведении кирпичных зданий в сейсмических районах. Обследования уцелевших во время землетрясений кирпичных зданий показали, что при условии выполнения предусмотренных конструктивных мероприятий по усилению кирпичных зданий анти сейсмическими поясами, а также при высоком качестве производства работ они будут обладать достаточной прочностью и устойчивостью даже при сильных земле трясениях (7 и 8 баллов). Если до недавнего времени кирпичные здания высотой в пять этажей являлись пре обладающими в сейсмических районах, то сейчас нередко строятся многоэтажные. Вместе с тем практика строительства показывает, что строители по своей инициативе в целях уплощения часто не выполняют анти сейсмические мероприятия, предусмотренные проектом.

Это обстоятельство вызывает необходимость осветить данный вопрос подробнее. 
Кирпичные здания относятся к так называемой категории зданий с жесткой конструктивной схемой. Эти здания сопротивляются сейсмическому воздействию как единая цельная пространственная конструкция только в случаях, когда продольные и поперечные стены связаны между собой и с перекрытиями достаточно прочными связями жесткости. Ввиду того что усилия, разрывающие стены в местах угловых сопряжений и пересечений, достигают больших величин, обеспечение пространственной жесткости здания требует проведения - специальных конструктивных мероприятий, а именно: устройство антисейсмических поясов по всему периметру стен, армирование углов и пересечений кладки, заделка перекрытий в стены с помощью специальных анкеров и др.

В кирпичных зданиях горизонтальные сейсмические силы воспринимаются в основном перекрытиями, которые вместе со стенами обеспечивают пространственную жесткость здания и тем самым распределяют эти силы между несущими конструкциями здания. В настоящее время для перекрытий применяются преимущественно многопустотные настилы с круглыми или овальными пустотами шириной 1,2 м и более. Перекрытия из сборных элементов по жесткости равноценны монолитным железобетонным перекрытиям при условии обеспечения падежных связей между плитами и со стенами в обоих на правлениях. Если эти связи отсутствуют или недостаточно прочны, происходит отрыв продольных стен от поперечных и падение стен, расположенных перпендикулярно направлению сейсмических воздействий. При этом полностью или частично падают перекрытия и стены перпендикулярного направления. Это равносильно полному обрушению здания. 
Этот вид разрушения является преобладающим в зданиях, в которых антисейсмические мероприятия не предусмотрены или выполнены некачественно. 
Сопротивление кирпичной кладки сейсмическим воз действиям в значительной мере зависит от ее монолитности, что характеризуется величиной сцепления кирпича с раствором и плотным заполнением вертикальных и горизонтальных швов. Для многоэтажных кирпичных зданий в районах с сейсмичностью 7—9 баллов кладка должна выполняться из кирпича марки не ниже 100 на растворе маркой не ниже 50, при этом степень Заполнения раствором вертикальных швов должна быть не менее 95%, а сцепление кирпича с раствором в возрасте 28 дней должно быть не менее 0,24 МПа.

Возведение зданий в сейсмических районах предъявляет к производственникам особые требования в отношении выполнения строительно-монтажных работ, связанные с необходимостью обеспечить устойчивость сооружений при возможных колебаниях поверхности земли. 
В СССР районы, подверженные землетрясениям, занимают четвертую часть всей территории. К ним относятся территории 11 союзных республик, в основном на Кавказе, в Средней Азии, в Молдавской ССР, а также некоторые районы Сибири.  На половине всей территории, отнесенной к сейсмическим районам СССР, возможны опустошительные земле трясения. Следует отметить, что сильные землетрясения в Средней Азии и Сибири повторяются периодически через 10—15 лет.

В последние годы в результате землетрясений пострадали такие крупные центры, как Ташкент. Повторные землетрясения в одном и том же пункте — явление не редкое. Так, после катастрофического землетрясения в Скопле (Югославия) в июне 1963 г., там же на протяжении двух лет было зарегистрировано 613 толчков различной силы, а в Ташкенте в течение трех месяцев — более 600 толчков.

Урон, причиняемый землетрясениями, особенно велик в связи с тем, что это стихийное бедствие возникает мгновенно, его невозможно предупредить. Правда, ученые пытаются разгадать тайны землетрясений. Анализом и дешифровкой сигналов из недр земли занимаются многие научные центры. Некоторые гидрогеосейсмические станции могут предсказывать опасные колебания земной коры за неделю и даже за несколько суток до его проявления, но, по существу, наука в этой области пока бес сильна бороться против могучих сил природы.

Ученые подсчитали, что  за последние 400 лет во время землетрясений  погибло свыше 13 млн. человек. Только во время одного Ганьсунского землетрясения, продолжавшегося несколько секунд, в 1920 г. в Китае погибло более 200 тыс. человек, Согласно международной статистике, ежегодно на земном шаре от землетрясений гибнет более 10 тыс. человек. 
Ежегодно на земном шаре происходит до сотни тысяч землетрясений, но ущерб людям приносят лишь те из них, сила которых превышает 6 баллов. 
Интенсивность землетрясения или его сила измеряется по двенадцатибалльной системе. Разница в 1 балл по этой шкале это — не простое прибавление единицы, а увеличение разрушительной силы в десятки раз. Наибольшая сила возможных землетрясений, зафиксированная на тер* ритории СССР, 9, а наименьшая, при которой строители уже обязаны предусматривать специальные конструктивные мероприятия,-—7 баллов. 
Человек начинает ощущать землетрясение при силе толчков 5 баллов. Небольшие колебания почвы вызывают падение предметов, висячие предметы раскачиваются. При 6 баллах колебания ощущаются всеми, отдельные предметы падают, разрушаются, однако, только ветхие постройки. 
Землетрясение силой 7 баллов считается сильным: начинают разрушаться ветхие здания, в капитальных зданиях появляются небольшие трещины, падают ранее поврежденные дымовые трубы, изменяется уровень воды в колодцах, реках и озерах, иногда наблюдаются оползни и осыпи. 
При силе 8 баллов землетрясение можно отнести к разрушительному. Сдвигаются с места и падают строения, ломаются деревья, разваливаются каменные ограды и фабричные трубы, даже капитальные здания дают трещины и частично разрушаются. В грунте наблюдается появление больших трещин. Землетрясение 9 баллон относится к опустошительному. Не разрушаются только особо прочные здания, но и они сдвигаются с фундаментов и наклоняются. На поверхности грунта появляются глубокие трещины. 10 баллов — уничтожающее землетрясение, 11 баллов — катастрофическое и 12 баллов — страшная катастрофа. Обычно в сейсмических районах, характеризующихся сейсмичностью К) баллов и выше, капитальное строительство не ведется. Распространение сейсмических сил при землетрясениях — явление хаотическое, чрезвычайно трудно под дающееся изучению. Профессор С. Секийя для примера изготовил из проволоки модель передвижения частицы 

Во время землетрясения сооружения испытывают дополнительные нагрузки —  сейсмические удары, вызывающие сотрясения и колебания зданий. Поэтому в  районах, подверженных землетрясениям, к строительным конструкциям предъявляют  так же специфические требования.

Сила землетрясения оценивается  в баллах по двенадцатибалльной системе. В России землетрясений более 9 баллов не наблюдалось.

Для каждого строительного объекта  устанавливают в баллах расчетную  сейсмичность в зависимости от сейсмичности района строительства, принимаемой  по карте сейсмического районирования, с учетом класса здания или сооружения. В соответствии с расчетной сейсмичностью назначают конструктивные мероприятия, обеспечивающие необходимую устойчивость и прочность объекта при землетрясении.

Для крупных производственных и  гражданских зданий, в которых  может находиться значительное число  людей, принимают повышенные значения расчетной сейсмичности. Специальные  конструктивные мероприятия назначаются  только при расчетной сейсмичности более 6 баллов.

Прежде всего, в сейсмических районах  участки для строительства промышленных предприятий и населенных пунктов  следует выбирать с учетом вида грунта и рельефа местности. Наиболее устойчивыми  являются скальные невыветрившиеся горные породы; вполне надежными — плотные пласты гравия, песка. Малоудовлетворительными считаются мергелистые породы, неплотные суглинки и супеси. К наиболее опасным относятся малопрочные, насыщенные водой, мягкие и рыхлые грунты: торф, наносные и насыпные грунты, лессовидные суглинки и т.п. Неблагоприятными для строительства в сейсмических районах являются склоны оврагов и ущелий, берега рек и особенно оползневые участки.

Сейсмостойкость зданий и сооружений определяется главным образом степенью их пространственной жесткости: чем  больше жесткость, тем выше сейсмостойкость. Для обеспечения жесткости используют продольные и поперечные стены, рамы каркаса, конструкции перекрытий, обвязки, контрфорсы и т.п. В необходимых  случаях предусматривают устройство специальных антисейсмических поясов.

Несущие стены могут воспринимать значительные инерционные нагрузки в продольном направлении, поэтому  следует избегать изломов стен в  плане. Внутренние стены целесообразно  делать сквозными на всю ширину и  длину здания. Сейсмостойкость каменных стен может быть значительно повышена путем армирования их стальными стержнями и сетками.

Особенно уязвимы при землетрясении  углы зданий, места примыкания и  пересечения стен; эти места армируются и в них не прокладываются вентиляционные и дымовые каналы, в проемах  окон и дверей устраиваются железобетонные обрамления или же кирпичная кладка армируется.

При больших размерах и сложных  в плане очертаниях здания должны быть разрезаны антисейсмическими  швами на отдельные отсеки простой  формы. Швы между отдельными примыкающими друг к другу несущими конструкциями (стенами, колоннами, фундаментами) разрезают  здания по всей высоте.

Антисейсмические пояса в зданиях  с каменными стенами устраивают в виде железобетонных или армокаменных конструкций по всему периметру (в плане) продольных и поперечных стен. Пояса располагают на уровне каждого междуэтажного перекрытия, на уровне чердачного перекрытия и  над подвалом. При высокой расчетной  сейсмичности для более прочной  связи с кирпичной кладкой  из поясов выпускают стальную арматуру вниз и вверх на 2-3 ряда кладки. Концы  балок и плит перекрытий прочно связывают  с поясами при помощи анкеров. Верхний пояс связывается анкерами с мауэрлатами, это обеспечивает устойчивость кровли от сдвига.

Для уменьшения инерционных сил  при землетрясении и вызываемых ими опрокидывающих моментов стремятся  максимально уменьшить вес здания, особенно его верхних частей. Равнодействующая сейсмических сил в этом случае расположится ниже, что уменьшит опрокидывающий момент. Части здания, имеющие различную жесткость, сопрягать не следует. Это надо учитывать при разбивке здания на отсеки антисейсмическими швами. Целесообразно, чтобы каждый отсек в плане был окружен стенами и имел замкнутую форму.