Методов сейсмической модернизации не так много, всего их 6-7. В большинстве практических применений обычно с самого начала очевидно, что некоторые из методов не могут быть применены из-за архитектурных, эксплуатационных или геометрических ограничений, недостатка знаний или отсутствия соответствующего оборудования, например, изоляция основания не может быть реализована в зданиях, которые не имеют открытых пространств по всему периметру или в регионах где экспертные знания все еще ограничены. Следовательно, проектировщику в каждом здании, возможно, фактически придется выбирать из набора не более чем из 2 или 3 возможных методов. Его / ее работа заключается в том, чтобы рассмотреть и взвесить преимущества и недостатки каждого метода, используя инженерную оценку, предварительные исследования и аналитические расчеты, и выбрать наиболее подходящий из них.
Особое внимание следует обратить на тот факт, что при проектировании мероприятий по укреплению не все методы и технички могут снизить уязвимость здания. Ошибочное внедрение может усилить некоторые части здания, одновременно ослабляя другие части, фактически увеличивая общий риск. Например, концентрация больших поперечных стен с одной стороны здания может скорее увеличить, чем уменьшить потребность в вертикальных элементах с другой стороны.
Различные методы имеют различные преимущества и недостатки, и их влияние на общую реакцию, прочность, жесткость, пластичность и сейсмостойкость может значительно варьироваться в зависимости от конкретной конфигурации здания. Не существует стандартных решений и рецептов, которые можно было бы применить к любому типу конструкций.
Методы укрепления можно разделить на две большие группы. С одной стороны, существуют методы, которые обычно используются на глобальном уровне (т.е. рассматривают всю структуру как единое целое) и обычно служат для снижения спроса со стороны существующих членов. Наиболее показательными примерами в этой категории являются добавление новых поперечных стенок и изоляция основания. С другой стороны, существуют методы, которые применяются на уровне элементов и в основном используются для улучшения конкретных характеристик (например, прочности и/или пластичности) отдельных элементов.
Очень часто может потребоваться комбинация двух или более доступных методов. Обычно сначала применяется более "глобальный" метод (например, срезные стены или распорки), а на втором этапе применяются другие методы для укрепления отдельных компонентов или частей здания, которые все еще нуждаются в модернизации.
Стальные пластины и стальные кожухи
Отдельные стальные пластины или планки, прикрепленные к бетонным элементам, могут повысить их прочность на изгиб, аналогично ламинатам из стеклопластика. Аналогичным образом, пластины, планки и уголки, сваренные вместе с образованием оболочки, могут увеличить прочность на сдвиг, улучшить характеристики припусков и обеспечить пластичность за счет удержания, не оказывая существенного влияния на жесткость существующей системы, аналогично обертываниям из стеклопластика.
Укрепление железобетонных элементов с помощью внешнего склеивания стальных пластин было одним из самых популярных методов и очень распространено при модернизации несколько десятилетий назад, однако постепенно оно уступило популярность другим, более надежным и простым в использовании методам, в частности обертыванию стеклопластиком и ламинатам из стеклопластика.
Сейсмоизоляция
Изоляция основания, также известная как сейсмоизоляция, - это современный метод, который представляет собой одно из наиболее эффективных средств защиты сооружения от землетрясений. Набор конструктивных компонентов, называемых изоляторами, используется для того, чтобы в значительной степени отделить надстройку от основания (фундамента или подконструкции), которое опирается на трясущийся грунт, таким образом защищая целостность здания.
Основными характеристиками системы сейсмоизоляции являются ограниченная жесткость на уровне изоляторов, что приводит к значительному удлинению периода конструкции до основных периодов до 2,5 сек и более. Это приводит к значительному снижению ускорения, передаваемого на надстройку, сил инерции и требуемой силы землетрясения. Следовательно, боковые деформации и межэтажные заносы значительно меньше, что приводит к легким или очень незначительным повреждениям конструктивных и неструктурных компонентов даже при очень сильных землетрясениях.
Основная концепция, лежащая в основе использования изоляции основания для модернизации, заключается в том, что вместо усиления элементов конструкции, чтобы они выдерживали наложенное сейсмическое воздействие (как это делается при использовании всех других методов), изоляция основания использует противоположный подход, то есть снижает сейсмическую нагрузку вместо увеличения пропускной способности. Поскольку контролировать движение грунта, которое воздействует на конструкцию, невозможно, защита конструкции осуществляется путем изменения требований путем предотвращения/ уменьшения перемещений, передаваемых на надстройку с уровня фундамента
Смолы / Строительные растворы
Эпоксидные смолы и ремонтные растворы являются широко используемыми материалами, связанными с ремонтом и укреплением железобетонных зданий. Они в основном используются для устранения локализованных повреждений, следовательно, не являются методом укрепления и модернизации существующих зданий. Однако вместе со всеми другими методами они используются для ремонта отдельных элементов конструкции.
Использование эпоксидных смол методом литья под давлением является наиболее распространенным решением для устранения трещин. По сравнению с бетоном эпоксидные смолы обладают очень высокой прочностью на сжатие и растяжение, и они используются для обеспечения эффективной передачи прочности и восстановления жесткости конструкции благодаря сильной адгезии между эпоксидными смолами и бетоном.
Ремонтные растворы используются для ремонта и восстановления поврежденных бетонных участков. Следует отметить, что одной из наиболее распространенных причин разрушения бетона является коррозия, по этой причине ремонтные растворы обычно используются вместе с ингибиторами коррозии.
Усиление строительных конструкций и промыленные полы
