Википедија

Антисеизмичко инжењерство

Антисеизмичко инжењерство је интердисциплинарна грана инжењерства која дизајнира и анализира грађевине, попут зграда и мостова, са земљотресима на уму. Њен општи циљ је да такве грађевине постану отпорније на земљотресе. Земљотресни (или сеизмички) инжењер има за циљ да изгради грађевине које неће бити оштећене мањим тресењем и да се избегну озбиљна оштећења или колапс при великом земљотресу.

Дефиниција уреди

Земљотресно инжењерство је научна област која се бави заштитом друштва, природног окружења и човекове средине од земљотреса ограничавањем сеизмичког ризика на социо-економски прихватљиве нивое.[1] Оно је традиционално било уско дефинисано као проучавање понашања грађевина и геоструктура подложних сеизмичким оптерећењима; сматра се подскупом грађевинског инжењерства, геотехничког инжењерства, машинства, хемијског инжењерства, примењене физике итд. Међутим, огромни трошкови узроковани недавним земљотресима довели су до ширења опсега антисеизмичког инжењерства како би се обухватиле дисциплине из ширег поља грађанског инжењерства, машинског инжењерства, нуклеарног инжењерства и из друштвених наука, посебно социологије, политичке науке, економије и финансија.[2]

Главни циљеви земљотресног инжењерства су:

Добро дизајнирана структура не мора нужно бити изузетно јака или скупа. Она мора бити правилно дизајниран да издржи сеизмичке ефекте уз одржавање прихватљивог нивоа оштећења.

 
Тестирање краша на потресном столу регуларног модела зграде (лево) и модела зграде са изолованом основом (десно)[4] при УЦСД

Сеизмичко оптерећење уреди

 
Токијско небеско дрво, опремљено инерционим дампером, највиши је торањ на свету и друга је највиша грађевина на свету.
Главни чланак: Сеизмичко оптерећење

Сеизмичко оптерећење се односи на примену побуђења изазваног земљотресом на конструкцији (или геоструктури). То се догађа на додирним површинама грађевине било са тлом,[5] са суседним структурама,[6] или са гравитационим таласима од цунамија. Оптерећење које се очекује на одређеном месту на Земљиној површини процењује се инжењерском сеизмологијом. Сеизмичко оптерећење је повезано са сеизмичком опасношћу локације.

Сеизмичка перформанса уреди

Главни чланак: Сеизмичка анализа

Земљотресна или сеизмичка перформанса дефинише способност структуре да одржи своје главне функције, као што су безбедност и употребљивост, током и после излагања земљотресу. Конструкција се обично сматра сигурном ако не угрози животе и благостање особа у њој или око ње, путем делимичног или потпуног урушавања. Конструкција се може сматрати употребивом ако је у стању да испуни своје оперативне функције за које је пројектована.

Основни појмови земљотресног инжењеринга, примењени у главним грађевинским правилницима, претпостављају да би грађевина требало да преживи ретки, веома снажни земљотрес задобијањем значајне штете, али без глобалног урушавања.[7] С друге стране, требало би да остане оперативана за чешће, али мање јаке сеизмичке догађаје.

Процена сеизмичких перформанси уреди

Инжињери морају да познају квантификовани ниво стварних или очекиваних сеизмичких перформанси повезаних са директним оштећењем индивидуалне зграде при излагању одређеном потресу тла. Таква процена се може извршити експериментално или аналитички.

Експериментална процена уреди

Експерименталне евалуације су скупи тестови који се обично спроводе постављањем (умањеног) модела структуре на потресни сто који симулира тресање земље и посматра се њено понашања.[8] Такве врсте експеримената први пут су изведене пре више од једног века.[9] Тек недавно је постало могуће да се изврши испитивање на скали 1: 1 на потпуним структурама.

Због скупе природе таквих тестова, они се углавном користе за разумевање сеизмичког понашања конструкција, валидације модела и верификације метода анализе. Стога, једном правилно потврђени, рачунски модели и нумерички поступци носе главни терет при сеизмичким проценама перформанси грађевина.

Аналитичка/Нумеричка процена уреди

 
Кадар са видео снимка на потресног стола за тресење 6-спратне недуктилне бетонске зграде деструктивним испитивањем

Процена сеизмичких перформанси или сеизмичка структурна анализа је моћно средство земљотресног инжењерства која користи детаљно моделовање структуре заједно са методама структурне анализе да би се стекло боље разумевање сеизмичких перформанси грађевинских и неграђевинских конструкција. Ова техника као формални концепт је релативно нов развој.

Генерално, сеизмичка анализа конструкција заснива се на методама структурне динамике.[10] Деценијама је најистакнутији инструмент сеизмичке анализе био метода спектра одговора на земљотрес, која је такође допринела концепту предложеног грађевинског кода данашњице.[11]

Међутим, такве методе су добре само за линеарне еластичне системе, јер углавном нису у стању да моделују структурно понашање када се појави оштећење (тј. нелинеарност). Нумеричка интеграција корак по корак показала се ефикаснијом методом анализе за структурне системе са више степена слободе са значајном нелинеарношћу под пролазним процесом побуде кретања тла.[12] Употреба методе коначних елемената је један од најчешћих приступа за анализу рачунарских модела нелинеарне интеракције структуре тла.

Истраживање за инжењерство земљотреса уреди

 
Тестирање фрикционих лежајева клатна помоћу протресног стола у ЕЕРЦ-у

Истраживање за инжењерство земљотреса обухвата теренско и аналитичко испитивање или експериментисање намењено откривању и научном објашњењу чињеница везаних за земљотресно инжењерство, ревизију конвенционалних концепата у светлу нових сазнања и практичну примену развијених теорија.

Национална научна фондација (НСФ) је главна владина агенција Сједињених Држава која подржава фундаментална истраживања и образовање у свим областима инжењерства земљотреса. Посебно се фокусира на експериментална, аналитичка и компјутерска истраживања о дизајну и побољшању перформанси структурних система.

 
Протресни сто е-одбране[13]

Институт за истраживање земљотреса (ЕЕРИ) је лидер у ширењу информација у вези са истраживањем земљотресног инжењерства како у САД тако и широм света.

Коначна листа табела потреса у вези са истраживањем земљотреса широм света може се наћи у Експерименталним објектима за симулацију инжењеринга земљотреса широм света.[14] Најистакнутији од њих је сада е-одбрамбени потресни сто у Јапану.[15]

Предвиђање губитака од земљотреса уреди

Процена губитака од земљотреса се обично дефинише као коефицијент оштећења (Дамаге Ратио, ДР) који је однос трошкова поправке штете од земљотреса и укупне вредности зграде.[16] Вероватни максимални губитак (ПМЛ) је уобичајен термин који се користи за процену губитака од земљотреса, али недостаје његова прецизна дефиниција. Године 1999, произведен је АСТМ Е2026 'Стандардни водич за процену оштећења зграда у земљотресима' у циљу стандардизације номенклатуре за процену сеизмичких губитака, као и успостављања смерница за процес прегледа и квалификације рецензента.[17]

Процене губитака од земљотреса се такође називају проценом сеизмичког ризика. Процес процене ризика генерално укључује одређивање вероватноће различитих померања тла заједно са рањивошћу или оштећењем зграде под тим померањима тла. Резултати су дефинисани као проценат заменске вредности зграде.[18]

Референце уреди

  1. ^ Бозоргниа, Yоусеф; Бертеро, Вителмо V. (2004). Еартхqуаке Енгинееринг: Фром Енгинееринг Сеисмологy то Перформанце-Басед Енгинееринг. ЦРЦ Пресс. ИСБН 978-0-8493-1439-1. 
  2. ^ „Еартхqуаке Енгинееринг - ан овервиеw | СциенцеДирецт Топицс”. www.сциенцедирецт.цом. Приступљено 2020-10-14. 
  3. ^ Берг, Глен V. (1983). Сеисмиц Десигн Цодес анд Процедурес. ЕЕРИ. ISBN 978-0-943198-25-5. 
  4. ^ „Еартхqуаке Протецтор: Схаке Табле Црасх Тестинг”. YоуТубе. Приступљено 2012-07-31. 
  5. ^ „Геотецхницал Еартхqуаке Енгинееринг”. еартхqуаке.геоенгинеер.орг. 
  6. ^ „Арцхивед цопy” (ПДФ). Архивирано из оригинала (ПДФ) 2008-10-30. г. Приступљено 2008-07-17. 
  7. ^ Цоммиттее, Сеисмологy (1999). Рецоммендед Латерал Форце Реqуирементс анд Цомментарy. Струцтурал Енгинеерс Ассоциатион оф Цалифорниа. 
  8. ^ неесит (2007-11-17). „Схакинг Табле Тест он Цонвентионал Wооден Хоусе (1)”. YоуТубе. Приступљено 2012-07-31. 
  9. ^ Омори, Ф. (1900). Сеисмиц Еxпериментс он тхе Фрацтуринг анд Овертурнинг оф Цолумнс. Публ. Еартхqуаке Инвест. Цомм. Ин Фореигн Лангуагес, Н.4, Токyо. 
  10. ^ Цхопра, Анил К. (1995). Дyнамицс оф Струцтурес. Прентице Халл. ИСБН 0-13-855214-2. 
  11. ^ Неwмарк, Н.M.; Халл, W.Ј. (1982). Еартхqуаке Спецтра анд Десигн. ЕЕРИ. ИСБН 0-943198-22-4. 
  12. ^ Цлоугх, Раy W.; Пензиен, Јосепх (1993). Дyнамицс оф Струцтурес. МцГраw-Хилл. ИСБН 0-07-011394-7. 
  13. ^ „Мики_хоусе_тест”. YоуТубе. 2007-07-02. Архивирано из оригинала 2021-12-21. г. Приступљено 2012-07-31. 
  14. ^ „Еxпериментал Фацилитиес фор Еартхqуаке Енгинееринг Симулатион Wорлдwиде: Аре Ларге Тестинг Фацилитиес фор Нуцлеар Поwер Плантс Десигн анд Верифицатион ат Риск?”. Нуцлеар Енергy Агенцy. 30. 9. 2021. Приступљено 15. 12. 2022. 
  15. ^ „Тхе НИЕД 'Е-Дефенце' Лабораторy ин Мики Цитy”. Хyого Еартхqуаке Енгинееринг Ресеарцх Центер. Приступљено 3. 3. 2008. 
  16. ^ ЕЕРИ Ендоwмент Субцоммиттее (мај 2000). Финанциал Манагемент оф Еартхqуаке Риск. ЕЕРИ Публицатион. ИСБН 0-943198-21-6. 
  17. ^ Еугене Трахерн (1999). „Лосс Естиматион”. Архивирано из оригинала 2009-04-10. г. 
  18. ^ Цраиг Таyлор; Ерик ВанМарцке, ур. (2002). Аццептабле Риск Процессес: Лифелине анд Натурал Хазардс. Рестон, ВА: АСЦЕ, ТЦЛЕЕ. ИСБН 9780784406236. Архивирано из оригинала 2013-01-13. г. 

Литература уреди

  • Интернатионал Јоурнал оф Емергенцy Манагемент, ИССН 1741-5071 (елецтрониц) ИССН 1471-4825 (папер), Индерсциенце Публисхерс
  • Јоурнал оф Хомеланд Сецуритy анд Емергенцy Манагемент ИССН 1547-7355, Бепресс
  • Аустралиан Јоурнал оф Емергенцy Манагемент (елецтрониц) ИССН 1324-1540 (папер), Емергенцy Манагемент Аустралиа
  • Каранасиос, С. (2011). Ин Р. Хеекс & А. Оспина (Едс.). Манцхестер: Центре фор Девелопмент Информатицс, Университy оф Манцхестер
  • Тхе АЛАДДИН Пројецт, а цонсортиум оф университиес девелопинг аутоматед дисастер манагемент тоолс
  • Емергенцy Манагемент Аустралиа (2003) Цоммунитy Девелопментс ин Рецоверинг фром Дисастер, Цоммонwеалтх оф Аустралиа, Цанберра
  • План анд Препаратион: Сурвивинг тхе Зомбие Апоцалyпсе, (папербацк), ЦреатеСпаце, Интродуцторy цонцептс то планнинг анд препаринг фор емергенциес анд дисастерс оф анy кинд.
  • Батес анд Јацксон, 1980, Глоссарy оф Геологy: Америцан Геологицал Институте.
  • Крyнине анд Јудд, 1957, Принциплес оф Енгинееринг Геологy анд Геотецхницс: МцГраw-Хилл, Неw Yорк.
  • Холтз, Р. анд Ковацс, W. (1981), Ан Интродуцтион то Геотецхницал Енгинееринг, Прентице-Халл, Инц. ISBN 0-13-484394-0
  • Боwлес, Ј. (1988), Фоундатион Аналyсис анд Десигн, МцГраw-Хилл Публисхинг Цомпанy. ISBN 0-07-006776-7
  • Цедергрен, Харрy Р. (1977), Сеепаге, Драинаге, анд Флоw Нетс, Wилеy. ISBN 0-471-14179-8
  • Крамер, Стевен L. (1996), Геотецхницал Еартхqуаке Енгинееринг, Прентице-Халл, Инц. ISBN 0-13-374943-6
  • Фреезе, Р.А. & Цхеррy, Ј.А., (1979), Гроундwатер, Прентице-Халл. ISBN 0-13-365312-9
  • Лунне, Т. & Лонг, M.,(2006), Ревиеw оф лонг сеабед самплерс анд цритериа фор неw самплер десигн, Марине Геологy, Вол 226, п. 145–165
  • Митцхелл, Јамес К. & Сога, К. (2005), Фундаменталс оф Соил Бехавиор 3рд ед., Јохн Wилеy & Сонс, Инц. ISBN 978-0-471-46302-3
  • Рајапаксе, Руwан., (2005), "Пиле Десигн анд Цонструцтион", 2005. ISBN 0-9728657-1-3
  • Фанг, Х.-Y. анд Даниелс, Ј. (2005) Интродуцторy Геотецхницал Енгинееринг : ан енвиронментал перспецтиве, Таyлор & Францис. ISBN 0-415-30402-4
  • НАВФАЦ (Навал Фацилитиес Енгинееринг Цомманд) (1986) Десигн Мануал 7.01, Соил Мецханицс, УС Говернмент Принтинг Оффице
  • НАВФАЦ (Навал Фацилитиес Енгинееринг Цомманд) (1986) Десигн Мануал 7.02, Фоундатионс анд Еартх Струцтурес, УС Говернмент Принтинг Оффице
  • НАВФАЦ (Навал Фацилитиес Енгинееринг Цомманд) (1983) Десигн Мануал 7.03, Соил Дyнамицс, Дееп Стабилизатион анд Специал Геотецхницал Цонструцтион, УС Говернмент Принтинг Оффице
  • Терзагхи, К., Пецк, Р.Б. анд Месри, Г. (1996), Соил Мецханицс ин Енгинееринг Працтице 3рд Ед., Јохн Wилеy & Сонс, Инц. ISBN 0-471-08658-4
  • Сантамарина, Ј.C., Клеин, К.А., & Фам, M.А. (2001), "Соилс анд Wавес: Партицулате Материалс Бехавиор, Цхарацтеризатион анд Процесс Мониторинг", Wилеy, ISBN 978-0-471-49058-6
  • Фирузиаан, M. анд Есторфф, О., (2002), "Симулатион оф тхе Дyнамиц Бехавиор оф Беддинг-Фоундатион-Соил ин тхе Тиме Домаин", Спрингер Верлаг.

Спољашње везе уреди

 
Антисеизмичко инжењерство на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Antiseizmičko_inženjerstvo&oldid=27676207”