Используя движения грунта, сгенерированные для ряда смоделированных землетрясений силой 9 баллов на северо-западе Тихого океана, исследователи проверяют, насколько хорошо железобетонные стены могут выдержать такие сейсмические события.
Стены могут быть не такими хорошими, особенно в городе Сиэтл, сказал научный сотрудник Вашингтонского университета Насер А. Марафи, изучавший это явление для своей докторской диссертации. диссертация.
Движения грунта, вызванные длительным землетрясением большой магнитуды, будут усиливаться в глубоком осадочном бассейне, который лежит под городом, и большинство зданий в городе ниже 24 этажей не спроектированы с учетом потенциального ущерба. из-за таких эффектов бассейна, сообщил Марафи на ежегодном собрании SSA 2019 года.
«Мы обнаружили, что результаты на самом деле гораздо более разрушительны, чем мы ожидали», - сказал Марафи.
При землетрясении силой 9 баллов максимальные сдвиги этажей, описывающие смещения между последовательными этажами здания, предсказанные для железобетонных конструкций, в среднем на 11% больше и более изменчивы, чем те, которые используются для строительных норм и правил землетрясений, которые не учитывать эффекты бассейна.
Анализ Марафи не всегда может предсказать, рухнет ли конкретная конструкция из железобетона во время землетрясения силой 9 баллов в Сиэтле, но исследование предполагает, что конструкции, спроектированные в соответствии с текущими минимальными сейсмическими стандартами, могут иметь до 33% средняя вероятность обрушения в зависимости от их конструктивных особенностей.
Его проект является частью более крупной исследовательской работы ученых из Вашингтонского университета и Геологической службы США, направленной на то, чтобы узнать больше о том, чего ожидать от землетрясения силой 9 баллов на северо-западе Тихого океана. Хотя существуют исторические и доисторические записи об этих мощных и разрушительных землетрясениях в зоне субдукции Каскадия, сейсмических записей землетрясений большой магнитуды в этом регионе нет.
Чтобы исправить это, исследователи использовали компьютерное моделирование для создания набора движений грунта, которые можно было бы ожидать при многочисленных сценариях магнитудой 9 в этом регионе. «Затем моя работа берет движения земли, которые предсказывают эти симуляции, и задается вопросом, что это означает для реакции здания. Как здания реагируют на такого рода сотрясения, которые мы предсказываем с помощью этой симуляции?» - сказал Марафи.
Марафи использовал 30 таких колебаний грунта для проверки 32 компьютерных моделей железобетонных конструкций с сердцевиной и стеной высотой от 4 до 40 этажей. Прежде чем разрабатывать бетонные модели, он встретился с инженерами, работающими в Сиэтле, чтобы убедиться, что его проекты соответствуют тому, как в настоящее время строятся здания в городе.
Сейсмические волны, которые проходят через глубокие и мягкие отложения, лежащие под Сиэтлом, замедляются и накапливают свою энергию, что приводит к повреждению волн большой амплитуды, которые могут быть захвачены в бассейне. Здания в Сиэтле высотой 24 этажа или меньше не должны проектироваться так, чтобы выдерживать эти эффекты бассейна, но Марафи сказал, что это меняется. По его словам, следующая версия Национальной карты сейсмической опасности, которая информирует строительные нормы и правила, будет включать эффекты бассейна для Сиэтла, и город, вероятно, включит некоторые эффекты бассейна в свои коды проектирования для зданий 24 этажей или меньше к 2021 году.
Изменения означают, что существующие здания в городе, возможно, потребуется модернизировать, а новые здания будут строиться с использованием «большего количества стали и большего количества бетона, так что конструкция станет немного больше и в конечном итоге станет более прочным и жестким зданием»., - сказал Марафи.