Giriş: Neden Seismic Kodlar Okullar için Önemli
Depreme eğilimli bölgelerdeki bina okulları sadece standart inşaat uygulamaları talep ediyor. Bir sismik olay sırasındaki personel, sismik kod gereksinimlerine karşı titiz bir bağlılıkla bağlı.Bu makale, on yıllar boyunca geliştirilen bilimsel bazlı standartlardır, geçmiş gözlemler, yapısal tasarım ilkeleri, ve dersler, mevcut tesislerin potansiyel bir ölüm tuzağından kaynaklanan bir binayı önemli ölçüde azaltabilecek şekilde genişletmektedir.
Düzenlemeler Okul Seismic Güvenlik
Uluslararası ve Bölgesel Kodlar
Seismic bina kodları ülke ve bölge tarafından farklılık gösterir, ancak hepsi ortak bir hedef paylaşırlar: Amerika Birleşik Devletleri'nde, birincil model kodu Uluslararası Bina Kodu (IBC), ASCE/SEI 7 (Minimum Design Loads ve Associated Tools for Structures and Other Structures) ve ACI 318 (Building Code Gereksinimler for Structural Concrete) gibi, Japonya'nın Yapı Standart Yasası, Yeni Zelanda'nın NZS 1170.5 gibi referansları ve Avrupa Eurocode 8. Okul binaları için, birçok yargı organının daha katı ve daha yüksek düzeydeki gereksinimlerinin daha katı olması nedeniyle, daha yüksek düzeydeki dışsal bir artış ve daha yüksek oranda artışları gerektirir.
Key National Standards Governing School Design
ABD standartları arasında, aşağıdakiler sismik bölgelerdeki okul binaları ile ilgili:
- [[0)ASCE/SEI 7:[Dönetici: Bu standart, sismik zemin hareket parametrelerini, risk kategorilerini ve tasarım katlarını tanımlar. Okullar genellikle risk Kategori III veya IV olarak sınıflandırılır, çünkü post-disaster yanıtlarına ve rolüne bağlı olarak IV. Kategoride acil barınaklar gibi temel tesisleri içerir, ancak birçok kodun hepsinin Kategori III veya daha yüksek olması gerekir.
- [FONT:0]ACI 318 ve AISC 341: [Dönetici için beton ve çelik yapılar için, bu standartlar, binanın çöküntü olmadan büyük deformasyonlara yol açabilmesi için ayrıntılı hükümler sağlar.
- [FONT=0]FEMA P-1000 ve NEHRP Önerilen Geçiciler: [DFLT:1] Federal Acil Durum Yönetimi Ajansı ve Ulusal Deprem Tehlikeleri Azaltı Programı, Değerlendirme, retrofit ve yeni inşaat dahil olmak üzere okul sismik güvenliği için en iyi uygulamaları sunar.
- [FONT:0)Local Seismic Hazard Haritalar: ABD Jeolojik Araştırması (USGS) siteye özgü sismik tehlikelere (örneğin, üst düzey zemin hızlarına, spektral yanıt) doğrudan tasarım parametrelerini bilgilendirir.
Geoteknik Araştırmaların Rolü
Seismic kodları, deprem bölgelerindeki okul projeleri için özel olarak geoteknik araştırmalar. Bu çalışmalar toprak türlerini, liquefaction potansiyel, eğim stabilitesini ve yakınlığı etkiler. bulgular temel tasarımı etkiler, ASCE/7'de zemin iyileştirme tekniklerinin nasıl derin temeller veya topraklamalar gibi birleştirilmesi gerektiğini belirler. Örneğin, gevşek, kum toprak topraklar, binalarda bir parçalanma veya eğime neden olur.
Okul Binaları için Yapısal Tasarım Gereksinimleri
Seismic Force-Resisting Systems
sismik tasarımın temeli, okul binaları için daha sonraki bir güç-işletme sistemi seçiminde yatıyor: Okul binaları için ortak sistemler şunlardır:
- [FONT=0) Özel Moment-Resisting Frames (SMRF): [Dönetici: 0:0) Metaller ve sütunların beton olmadan plastik hing geçirmelerine izin veren kanal bağlantıları ile tasarlanmıştır.
- [FONT:0]Shear Walls:[Dönetici: [Dönetici: 0] dikey kanal olarak hareket eden beton veya Masonluk duvarları daha sonra yüklere karşı direnmeye karşı çok verimlidir.
- [FONT:0)Braced Frames:[Dönetici: 1) Çelik çerçeveler, katıklık sağlayan köşeli paralı paralı telleri ile özel detaylandırmayı gerektirir, ancak buckling ve kırıklıklardan kaçınmak için özel detaylandırmayı gerektirir.
- [FONT:0)Base Isolation:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)) Binanın esnek yataklarla zemin hareketinden ayrıldığı daha ileri bir tekniktir. pahalı olsa da, yüksek sismik bölgelerdeki kritik okul binaları için giderek daha fazla kullanılır.
Her sistem, beton sütunları ile temel, güçlendirme ve güçlendirmeyi engelleyen gereksinimlerin belirlenmesi gibi, elastik analizlerde kullanılanlardan daha büyük kuvvetlere izin vermek için uygun bir şekilde tasarlanmalıdır.
Foundation Design and Soil-Structure Interaction
Vakıflar sadece yerçekimi yüklerini desteklememelidir, ancak ayrıca süper yapı üzerindeki sismik talepleri azaltıp tersine çevirmelidir. Ayaklanmalar, mat vakıflar ve pile vakıfları yaygındır. Tasarım, ASCE/7 gibi kodların etkilerini dikkate almalıdır (SSI), örneğin, betonun ve betonun yapısına daha fazla güç katabilir.
Yapı Konsiyonu ve Torsional Stability
Irregular -L- şekilli, T- şeklinde veya büyük bir kanatla binalar – depremler boyunca kitlesel ve katılık merkezi arasında eksantriklik nedeniyle patlamaya teşvik edilir. Bu torsional yanıt, bina kodlarının bir tarafında ve duvarlara bağlı olarak, katı analizler yapılmamalıdır. okullar için, mimarlar, sürekli yük yolları ile ilgili olarak basit, simetrik zemin planlarını benimsemeleri teşvik edilir.
Malzeme Seçimi ve Ducttitude
Ductness - betonun betonun verim ve uzatabileceği çelik ile takviye edilmesi gerekir, ancak betonun kendisi düzgün bir şekilde sınırlandırılmalıdır. Masonluklar için, tüm kaynak ve yeniden donatılması gereken özel denetim kullanımı ile güçlendirilmelidir. ek olarak, ahşap yüksek kaliteliliğe dayanıklı çelikler için idealdir.
Non-Structural Bileşenleri ve Yaşam Güvenliği
MEP Systems'in Yeniden İncelenmesi
Mekanik, elektrik ve su tesisatı (MEP) sistemleri - ısıtma birimleri, havalandırma kanalları, aydınlatma makineleri, yangın serpicileri ve acil jeneratörleri - sık sık sık sık sık sık gevşek veya çöktüğünde yaralanmalara katkıda bulunmalıdır. Seismic kodları, tüm bu tür bileşenlerin elveze, demirlenmiş olması ve bina hareketini sağlamak için yeterince esnek olması gerekir. Örneğin, su ısıtıcısı duvarlarına kadar dayanıklı olmalıdır, tavanlar daha sonra sert bir şekilde tırmanmalı ve gaz sızıntılarını önlemek için daha sonra sorunsuz bir bağlantıya sahip olmalıdır.
Tavanlar, Partiler ve Cladding
Yüzey duvarları (kurum veya Masonluk bölümleri), dış kaplamalar ve tavan kaplamaları güçlü salaklar sırasında yıkılabilir ve bölmeler zemine ve tavan plakalarına eklenmelidir.Okullar için, tasarım beyaz tavanlar gibi ağır eşyaların da yüksek çözünürlükte tutulmasını ve betonarme noktalarının minimuma doğrultulmasını düşünmeli.
Egress Pathways and Safe Zones
Bina yapısal olarak sağlam olsa bile, tıkanma çıkışları ve düşmeleri bir acil durum haline gelebilir. Seismic kodları, her sınıftaki “güvenli bölgeleri” tasarlamalı ve acil durum çıkışları, iç duvarlara karşı tabloları kapatılmayan kapılar tasarlar ve bu alanların düzeltilmesini sağlar.Bu, merdivenleri serbest bırakmadan önce, sağlam elveriş yollarının ve her sınıf dışıları güvenli bir şekilde planlayabilmesi için tasarlanmış olması gerekir.
Mevcut Okul Binaları Retrofitting Existing School Buildings
Değerlendirme ve Önceleştirme
Modern sismik kodlar daha önce birçok okul binası inşa edildi. Mevcut standartlarda bu yapıların yeniden düzenlenmesi büyük bir meydan okumadır, ancak kritik bir değerlendirmedir, genellikle ASCE/SEI 41 (Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings) gibi yöntemler kullanılarak yapılır.Bu standart, bağlı olmayan bir yaklaşım sağlar: Tier 1 (düşük temelli bir değerlendirme), 2. Seviye 3 (kesitsiz analiz), ve 3. kat (kesinlikle analiz).
Common Retrofit Strategies
Retrofit önlemleri binanın yapısal sistemine bağlı olarak değişir, ancak sık sık şunları içerir:
- [FONT:0)Köpek oar duvarları veya çelik parantezleri: Yeni beton veya çelik duvarlar yapıyı sertleştirmek ve sürüklemek için kurulabilir.
- [FONT:0] Mevcut duvarların geri alınması: URM duvarları, atışlı (sprayılmış beton) veya yüzey destekli fiber-reinforced polimerler ile güçlendirilebilir.
- [FONT=0)Ködünç bağlantıları: [Dönetici: [Döncük bağlantılar, temel demir cıvataları ve diyafram-to-uzay ilişkileri geliştirilebilecek ortak zayıf noktalardır.
- [FONT:0)Base izolasyonu:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0) Bazı durumlarda mevcut bir bina kaldırılabilir ve isolatörlere yerleştirilir - pahalı ama son derece etkili bir yöntem.
- [FONT:0)Zor ve süsleri güçlendirmek veya güçlendirmek: [Döntilmişler ve yaralara neden olabilir, bu yüzden demirlenmiş veya kaldırılmalıdır.
Okul retrofitleri için fon sağlamak genellikle devlet ve federal programlardan gelir, örneğin Federal Acil Yönetim Ajansının Tehlikesi Mitigation Grant Programı (HMGP) veya okul bağları. Maliyeti göz önüne alındığında, bir aşama yaklaşımı yaygındır, tüm okulların en azından temel güvenlik seviyesine ulaşması sağlanır.
Acillik ve Operasyonel Süreklilik
Seismic kodları tüm riskleri ortadan kaldıramaz; iyi tasarlanmış bir bina hala sağlam bir acil durum planına ihtiyaç duyar. Okullar düzenli deprem tatbikatları yürütmek, öğrencilere “Drop, Kapak ve Hold On” ve FEMA, bir deprem işlemleri için protokolleri sağlar ve yeniden bir araya getirmeli, okullar acil aydınlatma ve iletişim sistemleri için yedek güce sahip olmalıdır ve su dahil olmak zorunda kalır.
Sonuç: Kod Uyumunun Imperative of Code Compliance
Okul binaları için sismik kod gereksinimleri sadece bürokratik kağıt işleri değildir - bunlar başarısızlıkların potansiyel maliyetleri tarafından ağırlanır: uzun vadeli travma, mülkiyet yıkımı ve toplum dışı işlev, okul inşaatlarının her yönü, yeni okulların güvenli bir şekilde inşa edilmesi ve mevcut okulların ihtiyaç duyduğu yüksek oranda işe yaramalıdır.