Важливістю горизонтальних елементів (дисків перекриттів) при визначенні характеристик сейсмостійкості будівель при сейсмічних навантаженнях часто нехтували у минулому, принаймні, відносно кам'яних конструкцій. Міцність міжповерхових перекриттів будівель або інших горизонтальних елементів жорсткості часто грає ключову роль у визначенні уразливості конструкцій. Дуже важливо мати можливість вивчити конструкції усередині будівлі, щоб коректно оцінити уразливість у польових умовах.
5.2.2 Кам'яні конструкції
5.2.2.1 Бутовий камінь і булижник
У будівлях із бутового каменя і булижника, в яких необроблені камені слугують як основний будівельний матеріал, використовується, як правило, неякісний розчин. Такі будівлі мають велику масу і слабо чинять опір дії поперечних сил. Перекриття зазвичай виконувалися з дерева і не забезпечували належної горизонтальної жорсткості будівлі.
5.2.2.2 Цегла-сирець (саман) і глиняна цеглина
Цей тип конструкції може бути знайдений у багатьох місцях, де є придатні глини. Методи будівництва з цегли значно відрізняються і це вносить відмінності щодо оцінки міцності глинобитних будинків при землетрусі.
Стіни, побудовані з саману без використання цегли, є жорсткими і слабкими; цегляні будівлі залежать переважно від якості розчину і меншою мірою від якості цегли.
Вага покрівлі є одним із найбільш важливих чинників у таких будинках, оскільки важкі дахи схильні до руйнувань. Глинобитні будинки з дерев'яними рамами мають додаткову міцність і кращі експлуатаційні якості. У таких будівлях можуть руйнуватися стіни, тоді як дерев'яний каркас залишається непошкодженим через його високу пластичність. Можуть зустрітися випадки, коли застосовуються в глинобитних будинках не скріплені дерев'яні балки і колони, що забезпечує додаткову горизонтальну жорсткість, підвищує експлуатаційні якості будівлі, але не так значно, як скріплені рами.
5.2.2.3 Звичайний камінь
Прості кам'яні конструкції відрізняються від конструкцій із булижника тим, що будівельні камені піддаються деякій обробці перед використанням. Такі елементи конструктивної системи укладаються в конструкцію будівлі відповідно до певних технологічних прийомів, які підвищують міцність конструкції, наприклад, використання великих каменів для забезпечення перев'язки стін по кутах. Такі будівлі відповідають класу уразливості В, і лише тоді класу А, коли вони у поганому стані або виконані з поганою якістю.
5.2.2.4 Важкий камінь
Будівлі із дуже крупних каменів, як правило, застосовуються в монументальних спорудах, замках, крупних цивільних будівлях тощо. Спеціальні будівлі цього типу, як правило, не повинні використовуватися для оцінки інтенсивності. Проте у деяких великих старовинних містах існують райони громадських будівель XIX сторіччя, які можуть бути використані для оцінки інтенсивності. Ці будівлі, як правило, мають велику міцність, яка є сприятливим чинником, щоб віднести їх до високого класу уразливості (типу С або навіть D у виняткових випадках).
5.2.2.5 Неармована цегла/бетонні блоки
Цей дуже поширений тип конструкцій є прототипом будівель типу "В" в оригіналі шкали MSK, по відношенню до якого може бути проведена оцінка інших типів будівель. У Єврокоді 8 таке будівництво згадується під назвою "виготовлення з окремих кам'яних блоків". Часто зустрічаються окремі випадки, коли будівлі обстежуваного типу знаходяться у поганому стані, і вони мають бути віднесені до класу уразливості А. Є й інші приклади добре побудованих будівель такого типу, які відносять до класу уразливості С, але це може бути у великих будівлях з високими стандартами життєзабезпечення або в тих місцях, де необхідно забезпечити поперечну жорсткість для сприйняття вітрових навантажень.
Зазвичай уразливість залежить від кількості, розміру і розташування отворів. Великі отвори, малі простінки між отворами і зовнішні кути будівлі, а також довгі стіни без перпендикулярних жорсткостей роблять будівлі більш чутливими (уразливими). Проблема, якої слід остерігатися, полягає в застосуванні порожнистих стінових систем із внутрішнім і зовнішнім облицюванням, яке при неякісному з'єднанні зі стінами призводить до їх ослаблення. Такі стіни недостатньо сейсмостійкі і мають погані експлуатаційні якості.
5.2.2.6 Неармована цегла із залізобетонними перекриттями
Не дивлячись на те, що стіни будівель є найбільш доступною для обстеження частиною, горизонтальні елементи будівлі можуть бути важливішими у визначенні опорності конструкцій поперечним навантаженням. У будівлях із стінами з неармованої цегли і перекриттями з залізобетону будівельні конструкції поводяться значно краще ніж звичайні цегляні конструкції. У випадках, коли стіни сполучені і пов'язані спільно з жорсткою плитою перекриття за допомогою контурних балок (обв'язувань), створюється коробчастоподібна система, яка ефективно знижує ризик руйнування стін із площини і перешкоджає взаємному зрушенню перетинаючих стін. Коли конструкції добре зв'язані між собою, уразливість будівлі з більшою вірогідністю можна віднести до класу С, в іншому випадку – до класу В.
5.2.2.7 Армована кладка в обоймі
Під цією назвою об'єднуються різні системи, в яких значне посилення може бути досягнуте шляхом удосконалення виробництва і поліпшення властивостей пластичності будівельного каменя. В армованій кладці стрижні або арматурна сітка розміщується між шарами кам'яної кладки або у вертикальних щілинах багатощілинної цеглини, створюючи композитний матеріал, що діє як високоміцна і пластична стіна або як стінова система. Таке армування має бути присутнім як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах. Кладка в обоймі є цегляною кладкою, жорстко вбудованою між конструкціями колон і балками з усіх чотирьох сторін, і забезпечує відповідний рівень опорності. У таких випадках це не означає, що об'єднуючі елементи повинні працювати як рама, що сприймає дію згинальних моментів, де кладка з цегли поводить себе як неконструктивне заповнення.
У деяких регіонах застосовуються спеціальні системи кам'яного будівництва, в яких з метою підвищення зчеплення розчину з каменем використовують пластифікуючі добавки в розчин, а також нові форми конструкцій цеглини (у вигляді глиняної обпаленої фігурної цеглини або силікатної цеглини з хвилястою поверхнею). Інша ефективна система відома як колодязна система із заповненням порожнеч будівельним розчином, що включає стіни, які складаються із зовнішньої і внутрішньої цегляних оболонок, пов'язаних із бетонним сердечником вертикальною і горизонтальною арматурою, або залізобетонні сердечники в кам'яних стінах. В цілому ефективність таких систем має бути еквівалентна армованій кладці, хоча досвід роботи з цією формою будівництва в даний час обмежений.
5.2.3 Залізобетонні конструкції
Цей тип конструкцій набув значного поширення в будівництві. Оцінка уразливості будівель і характеристик міцності конструкції є індивідуальною. У таблиці 2 класифікація подана залежно від конструктивної схеми будівель.
5.2.3.1 Залізобетонні рамні конструкції
Конструктивна система із залізобетонних рам складається з балок і колон, які утворюють каркас і зв'язані монолітними вузлами, що сприймають згинальні моменти і поперечний зсув у вузлах. Конструкції залізобетонних рам сприймають як вертикальні, так і горизонтальні навантаження. Поведінка залізобетонного каркаса визначається співвідношенням між висотою колон, довжиною балок, а також розмірами їх поперечного перерізу. Високі з малим поперечним перерізом колони і короткі з великим поперечним перерізом балки свідчать про уразливість такої системи при дії горизонтальних навантажень. Залізобетонні рамні конструкції досить поширені, проте їх відносять до типу будівлі з різними ступенями сейсмостійкості.
Руйнування залізобетонних каркасних будівель часто призводить до вражаючих наслідків. Руйнування протягом останніх землетрусів дають можливість накопичити досвід про характерні дефекти проектування і причини утворення однотипних дефектів.
У більшості випадків застосовуються залізобетонні рами з цегляним заповненням. Можлива взаємодія між залізобетонними рамами і крихким заповненням каркаса може сприяти більшій уразливості системи. Завдяки такій взаємодії колони і вузлові з'єднання повинні сприймати додаткові навантаження, як правило, не враховані при проектуванні. Якщо заповнення має отвори або інші порушення безперервності, така конструкція спричиняє руйнування колони від зсуву (утворюються діагональні похилі тріщини армованої колони). Це свідчить про те, що остаточний (фактичний) проектний рівень забезпечення сейсмостійкості має тенденцію до зниження. Для залізобетонних рам проектна сейсмостійкість конструкції пов'язана з певною схемою руйнування. Зони руйнування повинні передбачатися для ділянок балок, розташованих поблизу вузлів. Руйнування не допускаються для колон або вузлів з'єднання балок із колонами. Проте руйнування, як правило, зосереджені в колонах. Якщо захисний шар зруйнований, необхідно перевірити поперечне армування та крок арматури, недостатній у всіх критичних зонах.
Сейсмічна уразливість залізобетонних рам залежить від багатьох чинників, таких, як регулярність конструкцій, якість виробів і виконання робіт, здатність матеріалу до прояву пластичних властивостей. Залізобетонні рами особливо уразливі відносно перепадів горизонтальної жорсткості по висоті. Слабкий цокольний поверх (так званий гнучкий поверх) може стати причиною повного обвалення всієї будівлі. Такий тип будівель досить чутливий до горизонтальних навантажень. Якщо будівлі мають нерегулярності в плані, то пошкодження будуть зосереджені в місцях, віддалених від центра жорсткості. Руйнування зовнішніх колон свідчить про прояв крутильних ефектів.
5.2.3.2 Залізобетонні стінові конструкції
Залізобетонні стінові конструкції характеризуються вертикальними елементами, які підтримують інші елементи, що мають подовжені поперечні перерізи з відношенням довжини до товщини більше ніж 4 і/або секційне розташування. Якщо дві або більше стін об'єднані в регулярну структуру шляхом сполучення балок, то така конструктивна систем називається об'єднаною стіновою системою, в якій балки повинні забезпечувати достатню пластичність, і призначатися для розміщення пристроїв, що забезпечують поглинання енергії і підвищення рівня сейсмостійкості. Уразливість таких конструкцій залежить від наявності великих отворів і відсутності безперервності стін, від розмірів їх перерізів по висоті будівлі, а також перепадів жорсткості в межах цокольного поверху (гнучкого поверху).
Залізобетонні стінові конструкції характеризуються вищою жорсткістю ніж залізобетонні рамні конструкції. Якщо стіни розташовані нерегулярно і не з усіх зовнішніх сторін будівлі, то ефекти закручування будівлі в плані можуть сприяти частковому руйнуванню всієї системи. Нерегулярності в плані або внутрішні уступи по висоті будівлі повинні розглядатися як серйозні недоліки, навіть у разі постійного (однорідного за площею) розташування конструкцій, які можуть сприяти у виняткових випадках підвищенню уразливості будівель.
У порівнянні з залізобетонними рамами залізобетонні стінові системи мають меншу тенденцію до зміни класу уразливості. Відповідно до таблиці уразливості у виняткових випадках обмежуються класом уразливості В (якщо будівлі запроектовано без урахування вимог сейсмостійкості) і класом уразливості С для стін будівель із забезпеченим проектним рівнем сейсмостійкості. Існує декілька конструктивних систем, які скомпоновані з просторових рам і стінових конструкцій (так звані здвоєні конструктивні системи), або утворені за системою гнучких рам у поєднанні із стінами, зосередженими біля центра будівлі, або симетрично розташовані в одному з напрямів будівлі (так звані системи з ядрами жорсткості). Системи з ядрами жорсткості менш податливі в порівнянні з рамними стіновими або здвоєними конструктивними системами.
5.2.4 Сталеві конструкції
До сталевих конструкцій відносять, як правило, конструктивну систему із сталевими рамами. З наявних макросейсмічних оцінок наслідків землетрусів лише небагато даних відносяться до оцінки поведінки конструкцій сталевих рам, проте вони вказують на високий рівень сейсмостійкості. Пошкодження конструкцій можуть мати місце, проте вони приховані за неконструктивними елементами, такими, як облицювання або ненесучі стіни, або бетонне заповнення (виконане для збільшення вогнестійкості). У таких випадках руйнування вузлів рам будуть видимими тільки після того, коли бетонне покриття буде видалене.
Оцінку рівня сейсмостійкості і вибір найбільш відповідного класу уразливості слід здійснювати з урахуванням підвищеної жорсткості системи, а також типу вузлових з'єднань. Пластичність системи в цілому визначається поперечною жорсткістю конструкцій (тобто типом рами і видом системи в'язей). Для будівель із сталевим каркасом без спеціальних антисейсмічних заходів або для будівель, запроектованих без урахування вимог сейсмостійкості, можливий клас уразливості D. В'язі, які встановлюються між колонами (типу К-подібних в'язей), забезпечують менший опір при землетрусі, і будівлі з такою системою в'язей мають бути віднесені до класу уразливості С.
У більшості рам, що сприймають дію згинальних моментів та поперечних сил, або рам з ексцентричним розташуванням Х- або V-подібних в'язей, досягається поперечна жорсткість і проявляється податливість. Уразливість таких систем слід віднести до класу Е. При забезпеченні кращого рівня проектної сейсмостійкості будівлі можна віднести до класу уразливості типу F.
5.2.5 Дерев'яні конструкції
Дерев'яні будівлі мають менше відомостей про умови їх експлуатації, оскільки вони не часто потрапляють в зону сейсмічної активності. Природна гнучкість дерев'яних конструкцій забезпечує їх високу опорність руйнуванням, хоча вона може значно змінюватися залежно від стану конструкцій. Ослаблені стики або гнила деревина можуть зробити дерев'яний будинок досить уразливим до обвалення; це було помітно під час землетрусу 1995 р. в Кобе (Японія), коли традиційні дерев'яні будинки в деяких районах міста постраждали через поганий стан.
