Учебно-методический комплекс по дисциплине «Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений» Для специальности: 050908 «Оценка»
| Вид материала | Учебно-методический комплекс |
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «Оценка эффективности инвестиционных проектов», 937.11kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «оценка управление трудовыми ресурсами», 2906.01kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине: Антикризисное управление для специальности, 480.62kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине: «анализ проектов» для студентов специальностей, 2311.99kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экономика недвижимости» Астана 2010, 1852.8kb.
- Учебно-методический комплекс Для студентов, обучающихся по специальности 080105., 288.46kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «Мониторинг земель» для специальностей 050907-, 1153.66kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) материаловедение, 893.82kb.
- Голышкова Маргарита Павловна Белозерский Анатолий Моисеевич учебно-методический комплекс, 2354.41kb.
- Учебно-методический комплекс для студентов по дисциплине «оценка бизнеса и инноваций», 4385.11kb.
Физические методы обследования
Физические методы обследования включают в себя ультразвуковой метод, метод свободных колебаний, метод волны удара, магнитометрию, электро-акустический комплексный метод и т.п. Из этих методов наибольшее распространение для обследования конструкций зданий и сооружений получили два метода импульсной виброметрии:
- метод свободных колебаний;
- метод волны удара на продольных и поверхностных волнах.
Метод свободных колебаний - это метод, основанный на анализе свободных колебаний зданий и их отдельных конструкций. Известно, что собственная частота и форма колебаний конструкции являются наиболее информативными характеристиками ее фактического состояния. Как продавец в магазине определяет качество посуды по звуку, возникающему при легком ударе о стенку, так и исследователь может судить о состоянии объекта по его динамическим характеристикам. На практике дело обстоит несколько сложнее, чем в магазине. Колебания здания или конструкции возбуждаются кратковременной, импульсной ударной нагрузкой. При этом анализируются и используются для последующих расчетов только те временные участки записей колебаний, на которых действие импульсной нагрузки закончено и колебания можно считать свободными. Обработка получаемых записей позволяет определить периоды (частоты) колебаний конструкции по первому и второму тону (для протяженных конструкций и для более высоких тонов), декременты колебаний, построить эпюры колебаний (относительные перемещения точек здания в местах установки измерительных датчиков) по каждому надежно идентифицированному тону. В случае измерения вертикальных колебаний в различных точках фундамента здания полученные результаты могут использоваться для оценки (обычно сравнительной) состояния фундаментов и грунтового основания под ними. Следует отметить, что при возбуждении колебаний возникают сложные пространственные колебания, разделение и идентификация которых возможны только при соблюдении адекватных схем расстановки датчиков и сложном совместном спектральном анализе импульсных реализации: полученных в различных точках измерения при приложении нагрузки в разных точках здания. При этом для каждой частоты свободных колебаний оцениваются их амплитуды и фазы. (Подробнее см. "Правила паспортизации и оценки фактической сейсмостойкости воинских зданий и сооружений" под общей редакцией Савина С.Н. ВСП 22.01.95. - М.: МО, 1996 г. - 43 с.) Метод волны удара - это метод, основанный на анализе параметров волн акустического диапазона частот, возбуждаемых в исследуемых конструкциях импульсной нагрузкой. Будучи значительно более сложным, чем метод свободных колебаний, особенно при обработке и интерпретации получаемых данных, метод волны удара тем не менее открыл дополнительные возможности в области технической диагностики строительных конструкций. Он позволяет не только оцепить жесткостные характеристики материала, но и выявить внутренние дефекты и повреждения. При исследованиях кирпичных стен этим методом удается получать сведения о структуре каменной кладки: наличии зон забутовки, вентиляционных и дымовых каналов, расслоения и т.п. Как следует из вышесказанного, сходство обоих методов технической диагностики состоит в способе возбуждения колебаний {ударный импульс), а также методах обработки и регистрации импульсных реализаций. Поэтому эти методы получили название методов импульсной виброметрии.
Тема лекции 14. Оценка экономического ущерба зданиям и сооружениям различных конструктивных систем
Техническое заключение или отчет по результатам инструментального обследования с использованием методов импульсной виброметрии является главным итоговым документом, который должен включать в себя решение всех задач, сформулированных в техническом задании. В среде специалистов в настоящее время сложился определенный стиль и структура такого рода документов, которые выдержали испытание временем и приняты в большинстве организаций. Наиболее удачной можно считать форму изложения, рекомендуемую В.Т. Гроздовым ("Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений." ВИТУ., СПб., 1998. - 203 с.). Однако широкое использование динамических методов в практике обследования потребовало определенного видоизменения формы и стиля отчетных документов. В состав общепринятой структуры заключения были внесены три основных раздела:
- используемые методики измерений;
- результаты испытаний;
- анализ полученных результатов.
В разделе "Используемые методики измерений" перечисляются физические методы, которые были использованы при проведении обследований, даются ссылки на существующие ГОСТы и другие нормативные документы, регламентирующие их применение. Для методов импульсной виброметрии целесообразно привести краткое описание сути метода и принципиальные моменты условий проведения испытаний. В разделе "Результаты испытании" приводятся основные результаты, полученные при проведении испытаний, схемы измерений, обоснование назначенных измерительных сечений и лучей. При необходимости численные значения полученных величин в табличной форме могут быть приведены в приложении. Наиболее важным является раздел "Анализ полученных результатов", в котором заказчику подробно объясняется, каким конкретным качественным результатам соответствуют те или иные динамические характеристики, вскрываются причины выявленных дефектов и повреждений. Такая форма технического заключения позволяет при проведении его экспертизы независимой организацией не только понять предпосылки сделанных выводов, но и при необходимости использовать приведенные данные для собственных целей, например в расчетах по иным, отличным от предложенных, схемам. Вверх В заключении следует подчеркнуть, что современные методы технической диагностики зачастую не являются гостированными, поскольку нет возможности в короткие сроки провести необходимые формальные процедуры, позволяющие узаконить их использование, тем не менее результаты, получаемые при их применении дают возможность не только определить техническое состояние, в котором находится объект в настоящее время, но и предсказать его будущее и заглянуть в прошлое.
Тема лекции 15. Оценка экологического ущерба зданиям и сооружениям от землетрясения
Необходимый уровень сейсмической безопасности не может быть обеспечен только в рамках основной деятельности органов государственной власти, органов местного самоуправления и собственников различных объектов. Характер проблемы требует наличия долговременной стратегии и применения организационно-финансовых механизмов взаимодействия, координации усилий и концентрации ресурсов субъектов экономики и институтов общества. Минимизация потерь, возникающих вследствие землетрясений, повышение безопасности населения посредством усиления недостаточно сейсмостойких конструкций, а также создание необходимых условий для бесперебойного функционирования основных объектов и систем жизнеобеспечения требуют разработки единой системы мер и ее адаптации к конкретным условиям сейсмоопасных территорий Карачаево-Черкесской Республики, в отношении которых будут осуществлены мероприятия Программы. По своему целевому назначению мероприятия Программы направлены на повышение уровня сейсмической безопасности, устойчивое функционирование жилищного фонда, основных объектов и систем жизнеобеспечения, мест массового пребывания населения, в том числе общественного назначения, зданий и сооружений, в которых предполагается размещение пострадавшего населения. Указанные значимые и многофункциональные объекты в период ликвидации последствий землетрясений входят в сферу интересов и ответственности органов государственной власти и органов местного самоуправления. Мероприятия по сейсмоусилению таких объектов требуют скоординированных действий, максимальная результативность которых может быть обеспечена только с использованием программно-целевого метода на федеральном уровне. Основными недостатками и издержками подхода к решению проблемы на основе исключительной ответственности собственника по обеспечению сейсмической устойчивости зданий и сооружений без использования государственной поддержки и программно-целевого метода являются:
отсутствие комплексного системного подхода к управлению сейсмическими рисками;
невозможность достижения приемлемого уровня сейсмической устойчивости систем жизнеобеспечения в целом путем реализации мер по сейсмоусилению отдельных объектов;
недостаточная гибкость основных элементов системы администрирования и управления ресурсами, выделенными для достижения этих целей. Отказ от использования программно-целевого метода негативно скажется на общем уровне обеспечения безопасности населения, не позволит существенно сократить ущерб для жизненно важных объектов экономики и инфраструктуры, а также обеспечить максимально высокий уровень защищенности основных объектов и систем жизнеобеспечения. Без использования программно-целевого метода результаты научных исследований по таким важным направлениям, как управление сейсмическими рисками, информационное обеспечение решения проблем сейсмической безопасности территорий и объектов, а также развитие и совершенствование системы мониторинга сейсмической уязвимости существующей застройки, сейсмического риска территорий и прогнозирования возможных социально-экономических и экологических последствий сильных землетрясений не будут обеспечены механизмами для их прикладного применения. С учетом комплексного и межведомственного характера проблемы повышения устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения, а также достижения приемлемого уровня сейсмической безопасности отказ от использования программно-целевого метода может привести к увеличению сроков достижения требуемых результатов в 2 - 3 раза, а затрат – в 3 – 5 раз.
2.3 Планы проведения семинарских (практических, лабораторных) занятий:
Курс ««Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений»» входит в перечень обязательных экономических дисциплин. Актуальность курса определяется проводимыми государством углубленных реформ, с действием рыночных отношений между хозяйствующими субъектами, учреждениями, физическими лицами, финансово-кредитной и инвестиционной политики, страховой деятельности, банкротством несостоятельных предприятий, ликвидацией предприятий по другим мотивам в соответствии с Гражданским кодексом Республики Казахстан.
Тема лекции 1. Землетрясение и причины их возникновения
Вопросы для обсуждения:
Природа землетрясения.
Эпицентр, гипоцентр, поверхность разлома, и продолжительность землетрясения.
Типы сейсмических волн, вызывающих движение грунта.
Амплитуда, ускорение, скороть и максимальное смещение грунта.
Период колебания, резонанс и затухание колебаний.
Тема лекции 2. Оценка интенсивности землетрясения
Вопросы для обсуждения:
Шкалы сейсмической интенсивности.
Шкалы Меркалли-Канкани-Зимберга.
Медведева-Шпонхоера-Карника (MSK-64).
Международная модифицированная шкала сейсмической интенсивности (ММСК-86).
Шкала Рихтера.
Соотношения магнитуды землетрясений и их сейсмической интенсивности. Метод статистической интерпретации при оценке интенсивности землетрясения.
Сейсмическое районирование.
Тема лекции 3. Оценка воздействия землетрясения на здания и сооружения
Вопросы для обсуждения:
Типы зданий и сооружений без антисейсмических усилений.
Схемы воздействия сейсмических нагрузок.
Модель воздействия горизонтальных нагрузок.
Реакция здания.
Силы инерции.
Описание сейсмического эффекта.
Затухание сейсмического эффекта с удалением эпицентра.
Тема лекции 4 Объемно-планировочные решения сейсмотойких зданий и сооружений
Вопросы для обсуждения:
Анфиладная(прямолинейная, центрическая), галерейная, коридорная, коридорно-кольцевая, секционная, зальная и комбинированные системы. Симметрия в плане и разрезе.
Геометрическая пропорция.
Размер и количество несущих элементов.
Углы зданий.
Тема лекции 5. Конструктивные системы сейсмостойких зданий
Вопросы для обсуждения:
Конструктивные системы зданий по типу несущих конструкций и характеру статической работы.
Тема лекции 6. Конструктивные схемы сейсмостойких зданий
Вопросы для обсуждения:
Конструктивные схемы бескаскарсных, каркасных и бальочно-панельных зданий.
Тема лекции 7. Основные принципы проектирования сейсмостойких зданий и сооружений различных типов.
Вопросы для обсуждения:
Принципы снижения величины сейсмической силы.
Равномерное распределения жесткостей и масс.
Монолитность и рановпрочность элементов зданий и сооружений и обеспечение условий, облегающих развитие в элементах конструкций пластических деформаций, совместной пространственной работы всех несущих элементов зданий.
Антисейсмические мероприятия: антисейсмические пояса, антисейсмические швы.
Тема лекции 8. Методика обследования последствий зданий и сооружений, пострадавших от землетрясения
Вопросы для обсуждения:
Методика обследования последствий землетрясений.
Оперативное (предварительное) и детальное обследование.
Метода экспертных оценок состояния несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений.
Оценка характера и степени повреждения точечных, площадных и протяжных в плане зданий.
Количественная оценка физического сотояний зданий по степени повреждения конструкций.
Тема лекции 9. Инженерный анализ поврежденных зданий и сооружений различных строительных систем
Вопросы для обсуждения:
Основные виды и причины повреждения оснований, зданий и сооружений различных конструктивных систем и схем.
Кластерный анализ напряженно-деформированного сотояния диафрагм жесткостей.
Тема лекции 10. Оценка сейсмостойкости инженерных сооружений
Вопросы для обсуждения:
Общие сведения о сейсмостойкости специальных сооружений:
Транспортные сооружения (мосты, туннели).
Гидротехнические сооружения, плотины.
Промысловые нефтепроводы, атомные электростанции, водопроводно-канализационных и других коммунальных сетей.
Тема лекции 11. Оценка влияния конфигурации здания на сейсмостойкость
Вопросы для обсуждения:
Понятия конфигурации.
Горизонатльные размеры, высота и форма всего здания.
Характер, размер и проектное положение всех несущих и ненесущих элементов конструкции.
Характер взаимодействия различных конструкций всего здания.
Влияния перемещения грунтов на крупномасштабные здания.
Тема лекции 12. Расчетно-аналитические оценки сейсмостойкости зданий
Вопросы для обсуждения:
Расчетная методика, использующая адекватную математическую модель здания.
Приведение динамических характеристик в соответствии с фактически полученными при испытаниях.
Порядок и последовательность определения сейсмической нагрузки на здания и сооружения.
Статический расчет по установлению внутренних усилий в элементах и проверка их несущей способности по компьютерным программам.
Тема лекции 13. Оценка сейсмической безопасности территории застроек
Вопросы для обсуждения:
Понятия о зонах опасности и риска.
Сейсмический риск.
Прогнохз сейсмической опасности.
Факторы непосредственной и дополнительной сейсмической опаности. Системы сейсмической безопасности и методическая база-нормы проектирования.
Методика оценки сейсмической безопасности.
Тема лекции 14. Оценка экономического ущерба зданиям и сооружениям различных конструктивных систем
Вопросы для обсуждения:
Методы оценки ущерба от землетрясения: метод прямого счета, анлитический метод, эмпирический (укрупненный метод), метод сбалансированного риска. Оценка социально-экономического ущерба (прямой и потенциальный) территории, населению и трудовому ресурсу, социальной инфраструктуре от ейсмического воздействия.
Тема лекции 15. Оценка экологического ущерба зданиям и сооружениям от землетрясения
Вопросы для обсуждения:
Зона ущерба, потенциальной опасности и риска.
Форма и площадь зоны ущерба.
Параметры окружающей среды.
Плотность населения.
Способы экологической оценки последствий землетрясений. Информация,необходимая для расчета величины экономического ущерба.
Литература для обязательного изучения
1.Завриев К.С. и др. Основы теории сейсмостойкости зданий и сооружений, М:Стройиздат, 1970-224с.
2. Корчинский И.Л. и др. Основы проектирования зданий в сейсмических районах, М:Стройиздат, 1961-488с.
3. Гаскин В.В., Иванов И.А. Сейсмостойкость зданий и транспортных сооружений, Иркутск: ИГУ, 2005
4.Жунусов Т.О. Расчет сейсмостойкости сооружений, Алма-ата: Рауан, 1990-270с.
Материал для дополнительного ознакомления
5. Болт Б.А. Землетрясения, М: Мир, 1981-256с.
6. Друмя А. Землетрясения: где, когда, почему, Кишинев: Штиинца, 1985-195с.
7.Бержинская Л.П. и др. Обеспечение сейсомтойкости крупнопанельного здания со сварными стыками при замене однослойных газобетонных стен на трехслойные железобетонные, Сейсмостойкое строительство №5, 2001, с.12-15
8. Бережинский Ю.А. Оценка сейсостойкости зданий с помощью вибрационных испытаний, Материалы международной конференции Новосибирск СО РАН, 2005, с412-415
2.4 Планы занятий в рамках самостоятельной работы под руководством преподавателя ( СРСП).
Таблица 8
| Наименование темы СРСП | Цель занятия | Форма проведения занятия | Содержание задания | Рекомен-дуемая литера-тура |
| Тема 1 – Сейсмические разломы на поверхности Земли | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов | [1] стр.19-22 |
| Тема 2 – Виды сейсмических волн и их воздействия на здания и сооружения | Углубление и закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов и решение задач | [6] стр.63-64 |
| Тема 3 – Краткое содержание Европейской макросейсмической шкалы EMS-98 | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов и решение задач | [3] стр.10-15, 35-41 |
| Тема 4 - Комплексная оценка сейсмостойкости городских территорий | Углубление и закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [1] стр.49-54 |
| Тема 5 – Социальные, экологические, экономические и градостроительные факторы оценки сейсмостойкости зданий и сооружений | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов | [6] стр.26-29 |
| Тема 6 – Конструктивные особенности различных конструктивных систем зданий и сооружений | Закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [1] стр.64-67 |
| Тема 7 – Характеристики различных видов строительных систем | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов | [6] стр.57-62 |
| Тема 8 – Оценка техничесмкого состояния зданий и сооружений | Закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [1] стр.67-68 |
| Тема 9 – Методы усиления несущих конструкций зданий | Углубление и закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов и решение задач | [1] стр.65-68 [6] стр. |
| Тема 10 – Основные принципы восстановления инженерных сооружений | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов | [2] стр.89-92 |
| Тема 11 – Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений, возведенных на свайных фундаментах | Закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [1] стр.64-67 |
| Тема 12 – Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений, возведенных на просадочных грунтах | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов | [6] стр.57-62 |
| Тема 13 – Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений, возведенных на подрабатываемых территориях | Закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [1] стр.67-68 |
| Тема 14 – Оценка сейсмостойкости селезащитных сооружений | Углубление и закрепление знаний по теме | Дискуссия | Изучение материалов и решение задач | [1] стр.65-68 [6] стр. |
| Тема 15 – Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений при неравномерной просадке фундаментов | Углубление и закрепление знаний по теме | Решение задач | Изучение материалов | [2] стр.89-92 |
| Итого: 15 часов | ||||
Примечание – номер рекомендуемой литературы, указанной в квадратных скобках, проставляется согласно нумерации списка основной и дополнительной литературы предлагаемой в рабочей учебной программе см. п.1
2.5 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
Таблица 9
| Наименование раздела, (темы) | Используемые наглядные пособия, ТСО | Формы контроля знаний |
| 1. Землетрясение и причины их возникновения | [1] стр.19-22 | Дискуссия и опрос |
| 2. Оценка интенсивности землетрясения | [1] стр.19-22 | Дискуссия и опрос |
| 3. Оценка воздействия землетрясения на здания и сооружения | [6] стр.63-64 | Дискуссия и опрос |
| 4. Объемно-планировочные решения сейсмотойких зданий и сооружений | [6] стр.63-64 | Дискуссия и опрос |
| 5. Конструктивные системы сейсмостойких зданий | [3] стр.10-15, 35-41 | Дискуссия и опрос |
| 6. Конструктивные схемы сейсмостойких зданий | Плакаты | Дискуссия и опрос |
| 7. Основные принципы проектирования сейсмостойких зданий и сооружений различных типов | [1] стр.49-54 | Дискуссия и опрос |
| 8. Методика обследования последствий зданий и сооружений, пострадавших от землетрясения | [6] стр.26-29 | Дискуссия и опрос |
| 9. Инженерный анализ поврежденных зданий и сооружений различных строительных систем | [1] стр.64-67 | Дискуссия и опрос |
| 10. Оценка сейсмостойкости инженерных сооружений | [6] стр.57-62 | Дискуссия и опрос |
| 11. Оценка влияния конфигурации здания на сейсмостойкость | [6] стр.57-62 | Дискуссия и опрос |
| 12. Расчетно-аналитические оценки сейсмостойкости зданий | [1] стр.67-68 | Дискуссия и опрос |
| 13. Оценка сейсмической безопасности территории застроек | [1] стр.65-68 [6] стр. | Дискуссия и опрос |
| 14. Оценка экономического ущерба зданиям и сооружениям различных конструктивных систем | [6] стр.26-29 | Дискуссия и опрос |
| 15. Оценка экологического ущерба зданиям и сооружениям от землетрясения | [6] стр.57-62 | Дискуссия и опрос |
| Итого: 15 часов | | |
2.6 Экзаменационные вопросы по курсу
1. Оценка последствий землетрясений
2. Оценка эколого-экономического ущерба землетрясения
3. Оценка сейсмической безопасности территории застройки г.Алматы
4. Методы расчетной оценки сейсмостойкости зданий и сооружений, возведенных из традиционных строительных мкатериалов
5. Прогноз сейсмического риска
6. Методы усиления зданий и сооружений, поврежденных землетрясением
7. Расчетно-аналитическая оценка сейсмостойкости зданий и сооружений
8. Оценка ущерба от возможного землетрясения в г.Алматы и Алматинской области
9. Техническая диагности состояния строительных конструкций сейсмостойких зданий и сооружений
10. Физические методы обследования зданий и отдельных конструкций
11. Оценка параметров сейсмической опасности и характеристик разрушительных последствий землетрясений
12. Экспертное заключение о сейсмической опасности проектируемых зданий и сооружений
13. Оценка сейсмической опасности промыслового нефтепровода
14.Методы оценки эффективности мероприятий по обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений
15. Оценка харатера и степени разрушения зданий и сооружений при землетрясениях
16. Оценка способов восстановления зданий и сооружений, поврежденных землетрясениями
17. Оценка последствия землетрясения на территории города и населенного пункта
18. Особенности оценки последствий катастрофических землетрясений
19. Оценка ущербы от возможных повреждений строительных конструкций, зданий и сооружений
20. Оценка технико-экономической эффективности ремонтно-восттановительных работ после сильных землетрясений
21. Архитектурное проектирование сейсмостойких зданий и сооружений
22. Экспертное заключение о сейсмической опасности проектируемых зданий и сооружений
23. Анализ объекта оценки с экологической точки зрения
2.7 Тестовые задания для самоконтроля
2.8 Глоссарий