Модернизация зданий с «мягкой конструкцией»

Участившиеся природные катаклизмы, в частности землетрясения, способствуют поиску новых решений устойчивости различных строений. Инженерная группа из университета в штате Колорадо под началом профессора Джона ванн де Линдта взялась проводить реконструкцию здания, у которого первый этаж «мягкий». Работы призваны повысить устойчивость и прочность здания во время подземных толчков.

Здания в несколько этажей, имеющие на первом этаже открытые пространства для больших витрин или гаражей называют «soft story». Такие здания отличаются неустойчивой и слабой структурой, которая не в силах противостоять землетрясениям. На территории всей современной Калифорнии находится несколько десятков тысяч подобных зданий, а это страна, как известно, является самой сейсмически неустойчивой по всем США. Стройка велась в 20-30 годах двадцатого столетия и сегодня такое положение является чрезвычайно большой проблемой.

С июля 2013 года группа инженеров начала проводить испытания на вибростенде, который оборудован специально и представляет собой 4-х этажное здание, площадь которого равна 4087м2. На первом этаже здания есть открытый первый этаж. В результате испытаний было выяснено, что осуществление определенной реконструкции без необходимости полного или частичного разора здания, значительно повышает устойчивость конструкции во время землетрясений. В результате опытных землетрясений здание устояло в трех случаях из четырех вариаций силы сейсмических толчков.

Для проведения реконструкции инженерами исследовательской группы был применен новый строительный материал cross-laminated timber. CLT листы по сути являются многослойной клееной древесиной, в которой слои расположены перекрестно.

Первая модификация здания, которая была проверена, представляла собой конструкцию из восьми стен, ширина которых составляла 60см, а также фанерой на нижней стороне диафрагмы жесткости второго этажа. Фанера была закреплена клипсами Simpson Strong-Tie и ремнями. Авторское производство листов CLT принадлежало компании Innovative Timber Solutions-Smartwoods.

Вторая конструкция первого этажа здания, которая успешно прошла испытания, представляла собой жесткий каркас CLT-листов производства Simpson Strong-Tie. Третья по счету конструкция обладала самым крепким каркасом и анкерной системой. Каркас это конструкции был выполнен из стали.

Планируется испытания конструкции четвертой вариации. Ее особенностью будет вязкостный демпфер. Его действие будет чем-то похоже на работу автомобильных рессор.