Seismické zesílení je zvýšení seismické odolnosti stávajících konstrukcí vůči silám vyvolaným otřesy. Seismické zpevnění budov a konstrukcí se používá jak k prevenci zničení, tak k obnově objektů po zemětřesení . Technologie se používá v regionech s vysokou úrovní seismické aktivity , jako je Severní Kavkaz , Kamčatka , Sachalin , Krasnodarský kraj atd.
Seismické vyztužení pomocí uhlíkových kompozitních materiálů může zvýšit počáteční seismickou odolnost konstrukce o 2-3 body, což poskytne budově schopnost odolat zemětřesení o síle 7,8 a 9 bodů. Tento způsob zvyšování seismické odolnosti umožňuje stavět jakékoliv stavby v seismicky nebezpečných oblastech, což výrazně rozšiřuje architektonické a designové možnosti při tvorbě budov a staveb.
Při výběru způsobu seismického zesílení konstrukce je nutné se řídit obecnými zásadami navrhování objektů v seismických oblastech. Síly v nosných stavebních konstrukcích jsou stanoveny na základě výpočtů budov na vliv návrhového seizmického zatížení v souladu s požadavky SNiP P-7-81 * a pomocí specializovaných počítačových výpočtových programů.
Při výpočtu stavebního schématu je důležité věnovat pozornost aktuálnímu stavu uzlů podpory a rozhraní konstrukčních prvků, přítomnosti a stavu vazeb, které jsou odpovědné za prostorovou tuhost konstrukce a jejích nosných konstrukcí .
Nedostatečná seismická odolnost konstrukcí je odhalena pomocí výpočtů. Pokud je zjištěna nedostatečná únosnost stavebních prvků, jsou vyvíjena technická řešení pro jejich zpevnění nebo zavedení dalších prvků, které se podílejí na vodorovném a dynamickém zatížení. Seismická výztuž s použitím železobetonu a kovu může výrazně změnit konstrukční schéma budovy, její vnější i vnitřní vzhled. Uhlíkové materiály pro vnější vyztužení jsou schopny stejně efektivně rozložit síly v konstrukčních prvcích, aniž by se změnil objemově-prostorový model budovy a aniž by byl ovlivněn estetický vzhled budovy.
V kamenných a cihlových budovách vyžadují seismické vyztužení následující typy nosných konstrukcí a montážních prvků:
Seismická odolnost cihelných a kamenných konstrukcí se zvyšuje zvýšením únosnosti prvků bez změny konstrukčního schématu nebo zavedením dalších prvků, které přebírají část seismických sil. Tyto metody jsou:
Seizmické vyztužení nadzemních konstrukcí pomocí klasických metod, jako jsou ocelové konstrukce a železobetonové klece, zvyšuje svislé zatížení, což vede k nutnosti zpevnění základů. Karbonové materiály jsou prakticky beztížné, nezatěžují stávající konstrukce
Štíty , které jsou součástí budov se železobetonovými prefabrikáty nebo dřevěnými podlahami, jsou vyztuženy ocelovou vlnitou lepenkou , kovovými nebo uhlíkovými prvky. Někdy se používají oboustranné železobetonové košile. Způsob seismického zpevnění štítů závisí na použitém způsobu seismického zpevnění stěn budovy.
Seismická výztuž ocelovou vlnitou deskou se používá pro venkovní stěny z cihel nebo malých kusových kamenných bloků. V tomto případě profilovaná podlaha plní funkce pevného bednění a vnější výztuže.
V závislosti na výsledcích výpočtu může být vlnitá lepenka připevněna jak podél celého povrchu stěn, tak pouze podél pilířů.
Pro seismické vyztužení stěn se doporučuje použít jednostranné nebo oboustranné železobetonové nebo maltou vyztužené „košilky“ vyrobené metodou stříkaného betonu . Stříkaný beton na roštu zvyšuje únosnost a tuhost nosných konstrukcí na návrhovou úroveň seismické odolnosti.
Výztužné sítě instalované na obou stranách stěny jsou vzájemně spojeny pomocí příčných táhel procházejících otvory vyvrtanými ve stěnách.
Stěny a parapety jsou také vyztuženy maltou vyztuženými „košilemi“, železobetonem nebo kovovými sponami. Výztužné prvky jsou umístěny jak na samostatných stěnách, tak průběžně po výšce několika podlaží.
Jako materiál pro kovové spony se používá pásová, rohová nebo kruhová ocel . Pro seismické vyztužení stěn se používají spony, které kombinují tuhé rohové prvky a plošně svařované výztužné sítě. Pro zvýšení tuhosti podlahových kotoučů se používají namáhané horizontální a vertikální pásy.
Pro zvýšení seismické odolnosti rámových budov se používají dvě metody:
Metoda elementárního vyztužení jednotlivých konstrukcí spočívá ve zpevnění sloupů, příčníků , podlahových kotoučů atd. pomocí pláště, kovových a železobetonových příchytek.
Metoda plného vyztužení budov zahrnuje zavedení dalších prvků: výztužné diafragmy, příčné výztuhy, portály ze železobetonu a kovu . Také návrhová seismická zatížení jsou snížena snížením hmotnosti budovy výměnou některých konstrukčních prvků:
Konstrukční oblasti vystavené vysokému zatížení v tlaku, tahu a ohybu mohou být vyztuženy uhlíkovými (kompozitními) materiály. Uhlíkové materiály (pásky, lamely , sítě atd.) jsou vyrobeny z uhlíkového vlákna, které se skládá z tenkých vláken o průměru 5 až 15 mikrometrů, které jsou tvořeny atomy uhlíku.
Ve srovnání s konvenčními materiály používanými pro seismické vyztužení mají uhlíkové pásky extrémně vysokou pevnost, odolnost proti únavě, vysoký modul pružnosti a chemickou odolnost. Použití systému vnější výztuže s kompozitními materiály snižuje seismické zatížení 1,5-4krát v závislosti na typu konstrukce a podmínkách na místě. Seismické vyztužení uhlíkovou páskou zvyšuje seismickou odolnost stávajících budov a konstrukcí o 2-3 body.
Principem seismického vyztužení uhlíkovými vlákny je lepení vysokopevnostních pláten, laminátů nebo sítí na povrch nosných konstrukcí pomocí epoxidového lepidla . Uhlíkové pásky jsou také připevněny k:
Na rozdíl od výše uvedených metod seismického vyztužení má vnější vyztužení uhlíkovými vlákny několik výhod:
Zvýšení seismické odolnosti kompozitních materiálů snižuje seismickou odezvu při zemětřesení, což zabraňuje zřícení budov. Zajišťuje také nepřetržité napájení, fungování vodovodního systému, hasicí zařízení a další komunikaci . Systém vnějšího vyztužení uhlíkovými materiály zvyšuje životnost nosných konstrukcí budovy o 50 let.
Seismické vyztužení kompozitními materiály dává svobodu volby plánování a konstrukčního řešení budovy a také možnost zachovat stávající architektonický vzhled.