Якщо дерев'яні балки і колони з'єднані нагелями і якщо ці з'єднання слабкі для сприйняття навантажень, то вся конструкція буде зруйнована. Цей вид дерев'яної конструкції є типовим представником класу уразливості С, і його слід відрізняти від дерев'яних рамних конструкцій, які є стійкими проти дії горизонтальних навантажень, викликаних землетрусом. Податливість дерев'яних конструкцій залежить від податливості їх з'єднань.
Деякі удосконалення сейсмічної шкали необхідно виконати в майбутньому для оцінки наслідків землетрусів для дерев'яних конструкцій. Вони повинні включати поділ дерев'яних будівель на різні групи, що враховують детальний стан пошкодження дерев'яних конструкцій, які не описані при визначенні рівнів пошкоджень у шкалі, як це зроблено для будівель із кам'яної кладки і залізобетонних конструкцій.
Нижче наведені головні чинники, які впливають на загальну уразливість конструкцій та їх сейсмостійкість. Ці чинники зазвичай застосовуються до всіх типів конструкцій, а також до будівель, побудованих як з антисейсмічними заходами, так і без них.
5.3.1 Характеристика і якість виконання робіт
Використання якісних матеріалів і прогресивних методів будівництва приведе до того, що будівлі набагато краще витримуватимуть землетрус. Для матеріалів якість будівельного розчину є особливо важливою, і навіть з використанням бутової кладки можна створювати достатньо міцні будівлі, якщо розчин забезпечує якісне зчеплення з каменем.
Неякісне виконання робіт може включати як недбалість, так і нездатність з'єднати належним чином частини конструкції між собою. Неякісно побудовані будівлі можуть зруйнуватися, не дивлячись на відповідність положенням норм із сейсмостійкого будівництва.
5.3.2 Стан збереження
Будівля, яка підтримувалася у хорошому стані, менш уразлива при сейсмічних впливах. Для будівель із незадовільним технічним станом можливе зменшення класу уразливості на один ступінь. Слід особливо відзначити випадки, коли будівлі вже пошкоджені попереднім землетрусом. Відносно слабкий повторний поштовх може заподіяти руйнування (включаючи обвалення) будівель, пошкоджених основним поштовхом. Цей факт слід брати до уваги при проведенні обстежень наслідків землетрусу.
Слід зазначити, що будівля може здаватися такою, що знаходиться у хорошому стані, тому що в процесі її експлуатації було приділено увагу тільки підтримці естетичного виду (свіжа штукатурка і хороше фарбування). Але це не означає, що конструктивна система будівлі також знаходиться у хорошому стані.
5.3.3 Регулярність
З погляду сейсмостійкості ідеальна будівля має бути кубом, в якому всі внутрішні елементи жорсткості (наприклад, сходові клітки) розташовуватимуться симетрично. Чим більше відхилень від правильності або симетрії в плані і по висоті будівлі, тим більше уразливість будівлі до сейсмічних коливань.
Будівлі, запроектовані в плані у формі букви L , або аналогічної форми, які часто зустрічаються на практиці, зазнають крутильних коливань, що значно підсилює пошкодження. Навіть якщо будівля в плані регулярна, то несиметричний розподіл жорсткості і виникнення крутильних коливань можуть бути викликані розташуванням внутрішніх компонентів змінної жорсткості (положенням ліфтових шахт, сходових кліток, ядер жорсткості тощо).
Часто зустрічаються будівлі, в яких один поверх (нижній) значно слабкіший по відношенню до інших; він може бути достатньо відкритим, виконаним із колон, які підтримують верхні поверхи, а не із стін. Такі випадки відомі як гнучкі нижні поверхи. Будівлі такого типу в значній мірі схильні до руйнування при землетрусі. Безперервні стрічки вікон по довжині будівлі можуть справляти аналогічне враження.
У деяких випадках будівлі, які раніше мали добрий рівень регулярності, можуть бути у подальшому реконструйовані. Наприклад, перетворення цокольного поверху у гараж або магазин може ослабити будівлю (шляхом створення гнучкого поверху); розширення плану будівлі робить її більш нерегулярною і вносить нерегулярність жорсткостей і отворів (між несучими елементами) в межах всієї будівлі. Старі кам'яні споруди змінюються протягом тривалого часу експлуатації, внаслідок чого утворюються уступи поверхів у різних рівнях, у фундаментах також на різних рівнях утворюються зсуви.
5.3.4 Податливість
Податливість є мірою здатності будівлі витримувати горизонтальні навантаження за межею пружної роботи конструкції, тобто шляхом розсіювання енергії землетрусів. Податливість може бути прямою функцією типу конструкції: добре побудовані будівлі з металевих конструкцій мають високу податливість, і тому добре чинять опір струсам в порівнянні із слабо податливими будівлями, наприклад, з цегли. У будівлях, запроектованих з урахуванням антисейсмічних заходів, параметри будівлі, що визначають його динамічні характеристики (жорсткість і розподіл мас), будуть контрольовані; якість перетворення і дисипації енергії має бути забезпечена зчепленням між ґрунтом, фундаментом і конструктивними елементами будівлі, а також недопущенням критичних локальних концентрацій пошкоджень (утворення тріщин).
5.3.5 Розташування
Розташування будівлі по відношенню до інших будівель, що знаходяться поблизу, може вплинути на поведінку будівлі під час землетрусу. У разі розташування ряду будівель у міському житловому районі часто будинки, розташовані в кінці ряду або в кутах, є найбільш пошкоджуваними.
Серйозні руйнування можуть бути наслідком розміщення двох високих будівель, які розташовані дуже близько одна до одної і мають різні періоди власних коливань. Під час землетрусу вони можуть коливатися з різними частотами і пошкоджувати одна одну, викликаючи ефект, відомий як зіткнення. Отримані руйнування не є мірою, що характеризує силу землетрусу, і не повинні братися до уваги при визначенні уразливості будівлі до пошкоджень.
5.3.6 Посилення
Коли вживаються заходи з реконструкції будівель з метою поліпшення їх сейсмостійкості, ефект полягає в тому, що створюються практично нові, ускладнені типи конструкцій. Вони можуть радикально відрізнятися за характеристиками від основної будівлі. Наприклад, приймаючи стару конструкцію з булижника і покращуючи її горизонтальними елементами шляхом заміни перекриттів, можна поліпшити характеристики конструкції аж до класу уразливості В. Якщо ще застосувати ін'єкції вапняного розчину чи епоксидної смоли або відновити несучу здатність конструкцій шляхом створення залізобетонного заповнення, то характеристики будівлі можна поліпшити, переводячи їх до класів будівель з антисейсмічними заходами.
5.3.7 Проектна сейсмостійкість
Уразливість для різних типів конструкцій повинна оцінюватися для конструктивних систем заданих (несуперечливих) рівнів забезпечення сейсмостійкості.
Фактично класи уразливості повинні призначатися відповідно до остаточного (дійсного) рівня проектної сейсмостійкості, який може відрізнятися (хоча цього не повинно бути) від нормативних вимог.
5.3.7.1 Нормативні вимоги проектної сейсмостійкості
Виходячи з того, що будівлі в певній зоні сейсмічності запроектовані і побудовані відповідно до проектної інтенсивності землетрусів (або інтенсивності руху ґрунту), відповідність майданчика і умов підстилаючого ґрунту зони таких споруд класифікуються спільно залежно від об'єднаного рівня проектної сейсмостійкості (ПС). Проектна сейсмостійкість будівлі регулюється сейсмічними нормами (ДБН В.1.1-12).
Рівень проектної сейсмостійкості можна виразити залежно від проектних параметрів (інтенсивність землетрусу у балах, горизонтальна сила в основі будівлі та ін.), які безпосередньо відносяться до сейсмічності зони "і". Тому можна прогнозувати рівень відповідності вимогам забезпечення проектної сейсмостійкості будівель і на їх основі оцінювати тип(и) проектної сейсмостійкості побудованих споруд у досліджуваному районі залежно від зони сейсмічності, визначеної в нормах із сейсмостійкого будівництва з використанням мап, отриманих за результатами загального сейсмічного районування (ЗСР).
Зазвичай кожен регіон або місто характеризується тільки одним типом проектної сейсмостійкості (згідно з мапами, наведеними у ДБН В.1.1-12. Будівлі і споруди в регіоні або місті можуть мати різні типи проектної сейсмостійкості, якщо існуючі будівлі були побудовані відповідно до різних сейсмічних норм.
Три типи проектної сейсмостійкості можуть бути класифіковані так:
Тип ПС-Н: споруджені будівлі, що включають низький [Н] або мінімальний рівень забезпечення проектної сейсмостійкості.
Цей рівень характеризується обмеженням конструктивних параметрів (іноді застосуванням спрощеного методу розрахунку). Спеціальні заходи деталізації проекту (для підвищення податливості) є нетиповими для даного типу будівлі.
Такий тип будівель поширений у районах із низькою або помірною сейсмічністю. Зазвичай будівлі такого типу проектуються для будівництва в районах з сейсмічною інтенсивністю VII балів. Проектовані будівлі (внаслідок їх регулярності і доброї якості робіт) мають обмежений або забезпечений рівень проектної сейсмостійкості відповідно до типу будівель ПС-Н. Залізобетонні конструкції, які не мають забезпеченого рівня проектної сейсмостійкості, і залізобетонні конструкції типу ПС-Н розглядаються такими, що належать одній групі будівель у таблиці уразливості.
Тип ПС-У: побудовані будівлі із врахуванням покращення [У] рівня проектної сейсмостійкості.
Цей рівень характеризується реалізацією норм проектування конструкцій з заданою категорією пластичності. При розробленні проекту частково виконуються спеціальні антисейсмічні заходи (для підвищення податливості). Такий тип будівель може застосовуватися в районах від помірної і до високої сейсмічності (для будівництва в районах з сейсмічною інтенсивністю VIII балів).
Тип ПС-В: побудовані споруди, що включають високий [В] рівень проектної сейсмостійкості.
Для таких будівель сейсмічні навантаження обчислюються із застосуванням як спектрального методу, такі прямого динамічного методу. При розробленні проекту вживаються спеціальні заходи для досягнення пластичності системи, коли сейсмічна енергія розподіляється по всій структурі і розсіюється переважно в пластичних шарнірах без руйнування конструкцій (у районах з високою сейсмічністю – IX і більше балів, наприклад, на Кримському півострові).
Рівень проектної сейсмостійкості будівель і споруд може бути як постійний (у разі проектування за одними нормами) у сейсмічному регіоні, для якого оцінюється інтенсивність землетрусу, так і непостійний, коли будівлі у сейсмічному регіоні були запроектовані за різними нормами сейсмостійкого будівництва, наприклад, згідно зі СНиП до 2007 р. і з новими ДБН В.1.1-12.
5.3.7.2 Відповідальність будівлі або споруди
Відповідно до ДБН В.1.2-14 слід враховувати відповідальність будівель і споруд і їх конструкцій, оскільки вона може впливати на різні рівні забезпечення проектної сейсмостійкості одного типу будівлі. Відповідальність будівлі або споруди визначається залежно від характеристики можливих наслідків їх відмови згідно з таблицею 1 ДБН В.1.2-14. Орієнтовний перелік об'єктів по класах наслідків (відповідальності) наведений в додатку А ДБН В.1.2-14.
Відповідальність будівлі або споруди впливає на значення сейсмічного навантаження (табл. 2.4 ДБН В.1.1-12).
5.3.7.3 Остаточний (дійсний) рівень забезпечення сейсмостійкості і клас чутливості Після визначення вимог нормативних документів необхідно знайти відповідний (або дійсний)
рівень проектної сейсмостійкості і визначити клас уразливості будівлі. Для цього враховується рівень регулярності, характеристики і якість виконання робіт або структурних систем, а також реалізація сучасних принципів проектування в досліджуваній області. Крім того, необхідно порівняти проектні рівні зведених конструкцій у сейсмічному регіоні з характеристиками будівель різних типів ПС залежно від проектної інтенсивності регіону.
У більшості випадків фактичний рівень проектної сейсмостійкості спостерігається такий самий, що і рівень, визначений нормативними вимогами; винятком будуть спеціальні конструкції (де рівень може бути вище), і випадки, коли вимоги норм належним чином не виконані (де рівень може бути нижче).
Діапазон можливих класів уразливості в таблиці уразливості є в більшій або меншій мірі показником забезпечення рівня проектної сейсмостійкості. Класи уразливості вищі, ніж С або D, практично обмежені зведеними конструкціями з певним рівнем проектної сейсмостійкості.
На цій основі фактичний рівень проектної сейсмостійкості в очікуваному діапазоні зміни характеристик шкали може бути встановлений так:
для залізобетонних каркасних будівель із безригельним каркасом типу ПС-Н класи уразливості від С до D є вірогідними, з класом С – більш прийнятними;
для залізобетонних каркасних будівель типу ПС-У (з повним каркасом) класи уразливості від D до Е вірогідні, з класом D – більш прийнятні;
- для залізобетонних каркасних будівель із діафрагмами і ядрами жорсткості типу ПС-В класи уразливості від Е до F вірогідні, з класом Е – більш прийнятні;
- для залізобетонних стінових конструкцій типу ПС-Н і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) клас уразливості типу D є вірогідним;
- для залізобетонних стінових конструкцій і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) типу ПС-У класи уразливості від D до Е вірогідні, з класом D – більш прийнятні для залізобетонних стінових конструкцій і класом Е – більш прийнятні для сталевих рам (що сприймають згинальні моменти);
- для залізобетонних стінових конструкцій і сталевих рам (що сприймають згинальні моменти) типу ПС-В класи уразливості від Е до F вірогідні, з класом Е – більш прийнятні для залізобетонних стінових конструкцій і класом F – більш прийнятні для сталевих рам (що сприймають згинальні моменти).
