Устойчивость зданий и сооружений

Исследования и кейсы устойчивости домов SCIP в природных катастрофах: сейсмоустойчивость, ветроустойчивость, устойчивость в штормах и наводнениях

13 Августа 2022

Время чтения: 12-17 минут

Поделиться

Дом — это то, на что можно рассчитывать, независимо от того, что происходит за окном. В природных катастрофах дом может быть или крепостью для вас и вашей семьи, или причиной трагедии, человеческой, экономической. Что бы не происходило в природе, конструкция дома по SCIP пройдёт через испытания с минимальным ущербом.

Ключевые слова

сейсмоустойчивость SCIP,

устойчивость SCIP к ураганам и торнадо,

устойчивость SCIP к волне

Устойчивые дома

ПРОТЕСТИРОВАНО ПРИРОДОЙ НА ПРОТЯЖЕНИИ ДЕСЯТКОВ ЛЕТ

Специалисты в жилищной экономике указывают на то, что 77% домов построенных в США подвержены высокому риску различных стихийных бедствий. Согласно данным национального центра NOAA по экологической информации за неполный 2021 год, США нанесён ущерб свыше 1 миллиарда долларов. Ураганы, наводнения, сильные шторма, лесной пожар и сейсмическая активность лишают людей крова и возможность продолжать нормальную жизнь. Здания выполненные из SCIP устойчивы ко всему этому.

Карта стихийных бедствий США по данным NOAA

Ущерб и карта стихийных бедствий США по данным Национального центра NOAA по экологической информации (NCEI) США

За десятки лет использования, технология несъемной опалубки панелей SCIP обзавелась впечатляющим портфолио случаев, когда дома с честью выдержали гнев матери-природы. И эта её способность до сих пор удивляет крупнейшие СМИ. Например, CNN. Или вот о выживаемости этих домов во время стихийных бедствий на самом посещаемом в мире сайте по архитектуре archdaily.com. Почти каждое профессиональное издание для строителей написало о SCIP.

«Панели SCIP известны своей устойчивостью к стихийным бедствиям», — объясняет Кен Каллигар, руководитель RSG-3D (США, франшиза EVG) в интервью популярному в США журналу Builder для рубрики «Структура и долговечность». «Панели пожаробезопасны, их сейсмостойкость выше любого землетрясения зарегистрированного в истории человечества, а также устойчивы к ураганам. Они прошли испытания при 200 ураганах, сотнях сейсмических событий и нескольких лесных пожарах».

В таких регионах как Камчатка, Сахалин, Корякия, Кавказ, Алтай, Бурятия и др., нередко случаются 6-7-8 бальные землетрясения.

Почему они так устойчивы?

Устойчивость домов при землетрясениях

Высокие здания склонны к плохому поведению и разрушению при воздействии боковых нагрузок, таких как землетрясение или сильный ветер. Для преодоления этой проблемы, чтобы значительно увеличить поперечную прочность конструкций, предпочтительно использовать стены работающие на сдвиг. Однако добавленные стенам массы и твердости для сопротивления сдвигу, приводит к увеличению веса здания и, следовательно, к сдвигу в основании из-за землетрясения. Поэтому необходимы усилия по снижению веса стенок, работающих на сдвиг, без потери прочности в поперечном направлении. Строительная технология SCIP является этим решением.

Пространственный армированный каркас SCIP панели с W-трассой

На Сахалине и Камчатке, в Корякии и Бурятии, на Кавказе и Алтае, а так же в других регионах России не редко бывают 6-7-8 бальные землетрясения. SCIP — идеальная строительная система для возведения недвижимости в таких сейсмических районах. При сейсмовоздействиях, SCIP-здания получают самую высокую оценку «полностью работоспособно», которая подразумевает, что конструкция может быть сразу использована в безопасном режиме; и конструктивные и неконструктивные элементы и оборудование не получают повреждений и перерывов в использовании.

Если говорить о США, то здание из SCIP имеет характеристики выше чем предусмотрено LEED + RELi, больше чем Федеральная программа FLASH, больше чем минимальные требования FEMA Safe Room, программы устойчивости PCA и т. д. В США, панели несъемной опалубки SCIP одобрены Федеральным агентством по управлению в чрезвычайных ситуациях (Federal Emergency Management Agency, FEMA), Департаментом жилищного строительства и городского развития (Department of Housing and Urban Development, HUD) и Министерством внутренней безопасности (Department of Homeland Security, DHS) для использования во всех зонах землетрясений на международном уровне.

ОТКУДА ТАКАЯ ПРОЧНОСТЬ?

Во-первых, любая монолитная конструкция выдерживает гораздо большие механические и динамические нагрузки, чем ж/б конструкция выполненная крупнопанельным методом, т.е. путём монтажа из отдельных заводских ЖБИ панелей — при предельных нагрузках они «складываются», а монолитная конструкция продолжает стоять, поскольку работает в жесткой пространственной увязке с другими элементами системы — жесткие продольно-поперечные несущие стены обеспечивают всей конструкции повышенную жесткость и прочность.

А.С. Залесов, д.т.н., профессор НИИЖБ им. А.А. Гвоздева

«В настоящее время в гражданском строительстве широко распространено строительство жилых крупнопанельных зданий, в которых узлы сопряжения несущих конструкций не являются жесткими и обладают некоторой податливостью» — утверждает авторитетнейший специалист в области теории железобетона и железобетонных конструкций, руководитель и ведущий исполнитель разработки основных нормативных документов по проектированию железобетонных конструкций, профессор НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, д.т.н. А.С. Залесов [ 1 ]

Во-вторых, здания и сооружения возведенные по этой технологии легче традиционного железобетона, и следовательно, обладают меньшей сейсмической массой. В-третьих, SCIP представляет собой жесткую систему несущих стен с равномерно рассеянным армированием в цементных оболочках (пространственный стальной каркас), что обеспечивает так называемое коробчатое поведение всей конструкции как единого целого (коробки). Если обычно нагрузки в зданиях распределяются через линейные элементы (рамы балки-колонны), то в случае SCIP нагрузки распределяются по площади всех элементов конструкции, создавая гораздо более низкие напряжения.

Этот цельный каркас из несущих нагрузок железобетонных конгломератных стен, английские архитекторы называют «монолитная единица», поскольку образуется коробчатое ядро без швов по которым можно расколоть. Все элементы конструкции помогают поглощать горизонтальные напряжения, поэтому SCIP является идеальной конструкционной системой для строительства зданий с очень высокой сейсмостойкостью. «В условиях нагрузок, приводящих к сдвигу и создающих крутящий момент, монокок (сплошной оболочечной конструкции) оказывается предпочтительнее каркасной конструкции» [ 2 ].

Благодаря соединителям конструкция SCIP крайне устойчива к любым видам нагрузок

SCIP до бетонирования. Обрушить готовое здание крайне нелегко, это связано с соединителями, из-за которых слои бетона работают композитно. «Уровень жесткости многослойной ж/б конструкции SCIP, в основном зависит от жесткости, прочности и расположения соединителей, работающих на сдвиг по всей толщине» считает доктор наук Калифорнийского университета в Ирвине Ehsan Mirnateghi (США, 2021). Открыть изображение в новом окне

ИССЛЕДОВАНИЯ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА

«Если внутренние стены (простенки) так же спроектированы как и наружные, то конструктив характеризуется так называемым поведением в виде пучка труб (т.е. клеточным поведением). Он даёт высокий ресурс прочности (что позволяет не использовать постэластичное поведение и свойства пластичности) и высокую жёсткость на кручение. Такое поведение пучка труб гарантирует, что горизонтальный сдвиг вызывают только значительные усилия в плоскости (действия сдвига в параллельных стенках и осевые воздействия в перпендикулярных)» — пришли к выводу участники финансируемого Европейским Союзом всестороннего исследования прочностных характеристик SCIP Университета Аликанте (Испания), Университета Болоньи (Италия), Политехнического института Бари и Университета Клуж-Напока (Румыния).

Их исследование завершило комплексную 20-ти летнюю исследовательскую программу тестов SCIP, проверило прогнозируемую сейсмическую способность полномасштабного прототипа 3-х этажного здания на вибростоле. «Прототип здания продемонстрировал высокие сейсмические характеристики: он смог выдержать возрастающие [очень сильные] уровни сейсмического сотрясения до 1,2 г PGA без видимых повреждений [благодаря развитию т.н. «коробчатого поведения», которое склонно только к сдвигу в плоскости, хорошо воспринимаемому многослойными SCIP]» (стр. 71) [ 3 ]

Циклические испытания позволили оценить сейсмическое поведение системы с точки зрения жесткости, прочности, пластичности и диссипативной способности, что «прототип здания показал неожиданную сейсмическую сверхпрочность» (стр. 68). «Основным результатом наших экспериментальных испытаний является то, что на прототипе здания практически не было видимых повреждений (т.е. никаких видимых трещин в бетоне) вплоть до пиковых ускорениях грунта (PGA), равного 1,0 г. Это неожиданный ответ в свете ожидаемой (теоретической) сейсмической способности прототипа здания» (на стр. 59). В исследовании обсуждаются возможные причины, которые привели к такому неожиданному поведению. На основе результатов испытаний белого шума проводится динамическая идентификация прототипа здания с целью интерпретации эволюции экспериментальных собственных частот, полученных из спектрограмм. Есть и обсуждение поведения прототипа здания во время сейсмоиспытаний и комментарии по превышению прочности. [ 3 ]

Сопротивление такого здания вертикальным и горизонтальным воздействиям очень велико, оно без повреждений выдерживает ускорения сейсмических движений, значительно превышающие сейсмические толчки, предусмотренные действующими нормативами США, ЕС, России и др. Во время землетрясения стены перемещаются с той же скоростью, что и конструкция, поэтому оно не разрушается. Подтверждение тому, проведенные в разных странах многочисленные тесты на вибростоле, который имитирует поведение зданий в случае землетрясения.

На тихоокеанском побережье Центральной Америки насколько разрушительны бывают землетрясения, знают не по наслышке — г. Манагуа разрушался дважды: в 1931 и 1972 гг. Саман, глина и блоки здесь ушли в прошлое. Узнайте что говорят о SCIP инженеры-строители специализирующиеся на сейсмостойкости, руководители проектов и пользователи Нигерии.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В 2012 году исследовательский проект «Сейсмическое поведение конструктивных систем состоящих из монолитных бетонных стен» получил финансирование от 7 рамочной программы Европейского сообщества [FP7/2007-2013]. Исследователи пришли к выводу, что при правильном проектировании системы, SCIP дают конструкцию с так называемой ячеистой структурой (т.е. структурой, характеризующейся поведением пучков труб), которая характеризуется превосходными характеристиками по отношению к сейсмической нагрузке. [ 3 ]

Сертифицированное ANSI и аккредитованная ANAB предприятие DrJ Engineering, LLC из Висконсин (США), провела для SCIP GCT (США) испытание на сдвиг по ASTM 2126/ASCE 7. Коэффициент модификации R сейсмостойкости строительной системы превысил 5, необходимый для категорий сейсмостойкости D и E. Отчёт тут.

В Исследовательской лаборатории сейсмостойких технологий, конструкций и материалов (RITAM) Университета г. Перуджа ISRIM (Италия), 24.11.1999 г. и 04.02.2000 г. провели динамические испытания конструкции SCIP Emmedue (Италия). Получили математическую модель и провели анализ по спектру. Также провели калибровку механических характеристик элементов конструкции и оценили сейсмостойкость подобных конструкций, объединяющих несколько модулей в ряд, по линии конька и объединённые несимметрично (Г-образно).

«Анализ сигналов и результаты обработки экспериментальных данных позволили определить некоторые характеристики динамического поведения прототипа. В эксперименте получены достаточно высокие значения ускорений, что свидетельствует о способности строительной системы противостоять динамическим воздействиям. При этом следует учесть, что достигались значения ускорения от 0,5 g до 1 g, что соответствует землетрясениям высокой интенсивности: 11-12 баллов по шкале Меркалли-Каньяни-Зиберга, 9-11 баллов по шкале Рихтера. Небольшая амплитуда свободных колебаний системы и явное поглощение вибраций свидетельствуют о достаточной способности рассеивать энергию, в том числе в зоне пластичной деформации, за счёт вязкого демпфирования». Отчёт RITAM 120 Стр. (PDF, 22 Мб)

На видео вы видите как проходили испытания конструкции из сэндвич-панелей SCIP Emmedue в Лаборатории RITAM Университета ISRIM (Перуджа (Италия). Качество этого архивного видео к сожалению низкое (2000 г.).

В Индии, при статической, временной и сейсмической нагрузке, проанализировали 4-х этажное здание SCIP в программе SAP 2000 и пришли к выводу, что в соответствии с индийским сводом практических правил IS 456-2000, максимальные значения напряжений в стенах находятся в допустимых пределах — SCIP выдерживает сейсмические нагрузки согласно IS: 1893-2002: «…толщины торкретбетона по 35 мм с каждой стороны и стальной проволочной сетки достаточно, чтобы безопасно выдерживать расчётные усилия». [ 4 ]

Сообщается, что в лабораторных условиях SCIP Thermocrete (Индия) выдержала землетрясения с пиковым ускорением грунта 0,4 г или более 7 баллов по шкале Рихтера.

Ниже на видео испытания Исследовательского института Eucentre на трехэтажном полномасштабном здании построенного из SCIP Nidyon (Италия) в 2011 г.

Испытания сейсмического поведения SCIP, как они их назвали в документе Structural Systems Composed of Cast-in-Situ Concrete Walls Nidyon в Европейском центре обучения и исследований в области сейсмостойкости Eucentre. Commission of the European Communities FP7-Infrastructures-2008-1. SP4-Capacities. 7.12.2011 г.

В 2014 году выясняли сейсмо-динамические характеристики конструкции SCIP Hormi2 (Перу), франшизы оборудования Emmedue (Италия). Тесты принудительной вибрации здания с электронной системой контроля, позволили получить получить различные характеристики конструкции, такие как критический коэффициент Леви, нормализованное ускорение испытания в нулевой точке 4 г, соответствующую силу и динамический коэффициент усиления.

Инженер Фаусто Браво: «То что мы собираемся сделать, это испытание принудительной вибрации от динамического возбудителя способный дать ускорение грунта». Инженер Вальтер Мера: «С помощью програмного обеспечения вы можете контролировать частоту и количество нагрузки, её структуру и направление».

Испытания проводились при генерировании с различной частотой (2-45Hz) и интенсивностью по горизонтальной и вертикальной оси. Стремясь увеличить ускорение и боковую силу выполнили дополнительный тест. Предварительно решили, что нагрузки будут увеличиваться последовательно, стремясь удвоить то, что было достигнуто в первом испытании. Ожидается что структура в процессе тряски будет продолжать ухудшаться, поэтому её гибкость будет увеличиваться и следовательно частота резонанса будет уменьшаться. В новом исследовании было обнаружено снижение частоты резонанса примерно на 6%.

В сейсмических испытания SCIP Panelconsa (Никарагуа) прототип дома, целиком построенного из панелей (стены, плиты, лестница и крыша), подвергался воздействию горизонтальных ускорений 10 м/с² с переменной частотой, включая частоту самой конструкции. Было зарегистрировано отсутствие каких-либо повреждений или трещин. Важно отметить, что стандартное землетрясение для расчёта в зоне повышенного риска подразумевает горизонтальные ускорения порядка 3,50 м/с². [ 5 ].

Конструкции SCIP Hormi2 показывают положительные результаты в самых экстремальных испытаниях. На видео вы видите очень адекватное поведение конструкции — без трещин и с нормализованным максимальным значением ускорения в порядке нулевой точки 4 г. Далее вы наблюдаете снижение частоты резонансной частоты на 4%. У вас есть бесшовное конструктивное поведение стен, достигающее ненормализованного пика ускорения 0 г.

В Афинском техническом университете так же провели сейсмические испытания конструкции SCIP Ecobest (Греция). На видео видно как при ускорении грунта 0,8 г и на вибростоле под нагрузкой 8Т ведёт себя конструкция Ecobest. Также вы видите как ведёт себя в этих же условиях металлический каркас, и что из них более устойчиво. Видео интервью представителей компании Ecobest по результатам испытаний тут (на греч. языке).

А здесь нагрузка SCIP Ecobest (Греция) составила уже 14Т. Ускорения грунта достигают 1,3 г. (!)

Сравните, как себя ведёт конструкция SCIP, и выполненная заполнением кирпичной кладкой. Кирпичное здание разваливается уже при ускорении грунта 0,4 г. Вспоминайте этот ролик, когда вам будут говорить о надёжности зданий из кирпича.

Лабораторные испытания SCIP Baupanel (Испания), проведенные в Институте Эдуардо Торроха (2017-2018), продемонстрировали способность противостоять вертикальной силе, эквивалентной 10-этажному зданию, в сочетании с горизонтальными воздействиями землетрясения магнитудой >10 по шкале Рихтера, более чем в 5 раз превышая максимальное сейсмическое ускорение установленного по испанским правилам.

Например, в Аргентине SCIP Concrehaus имеет сертификат сейсмостойкости во всех зонах сейсмического риска Аргентины (зоны от 0 до IV), технология одобрена к применению Национальным институтом сейсмической профилактики (INPRES).

В отличии от SCIP, традиционные конструкции из кирпичной кладки, балок и колонн, дерева и др., не дают комфортных и столь же безопасных результатов, например, посмотрите это или это испытание на том же вибростоле. Увы, блочные стены не имеют армирования и не крепятся к бетонному каркасу, поэтому они легко разрушаются во время землетрясения, что приводит к травмам или гибели людей.

В комбинации с другими материалами, панели SCIP так же показывают хорошие результаты. Так, согласно результатам полученным в ходе моделирования (Эквадор, 2018), в совместном действии с традиционной системой (балки, колонны и железобетонные стены), плита выполненная по технологии SCIP Emmedue в 6 и 16-этажных зданиях, сохранила удовлетворительное поведение в пределах сейсмоустойчивых параметров, установленных строительным стандартом Эквадора NEC-SE-DS.2». [ 6 ]

На семинаре по сейсмике Emmedue в Краснодаре (РФ), были продемонстрированы заключения с сейсмоиспытаний устойчивости конструкции в Перу — конструкция без повреждений прошла испытания при сейсмособытии силой 12 баллов по шкале Рихтера (лишь у анкера откололся кусочек бетона, и то только потому, что анкер был не в оси, халатность при инсталяции).

Кстати, в 2019 году в Перу Bebeto Huanca Quispe (2019) защитила диссертацию «Анализ технико-экономической целесообразности строительства домов из ферроцемента для сельской местности района Тарако-Пуно (Перу)», в рамках которой анализировала сейсмостойкость SCIP на основе ферроцемента. Она выяснила, что эти конструкции обладают адекватной устойчивостью к землетрясениям с минимальным смещением = 0,00005 см (что совершенно незначительно), имеют высокую прочность на сдвиг V'm = 14,73 кг/см². С весом 106 кг панель очень лёгкая, строительство получается на 13,45% дешевле традиционным кирпичом и на 30,51% дешевле литья монолита в опалубку». [ 7 ]

ИСПЫТАНИЯ ПРИРОДОЙ

В реальной жизни, также как и на вибростоле, здания построенные из SCIP выдерживают землетрясения силой 8,0+ по шкале Рихтера. Таких случаев сотни, если не тысячи — Нортридж (6,7), г. Андаколло, Чили, 1997 (6,8), Кашмир (7,6), Гуам (7,8) и др. Например, здание построенное по SCIP Panel W успешно противостоит землетрясениям большой силы, на практике выдержав, среди прочего, разрушительное землетрясение в Мехико в 1985 г. силой 7,8 балла по шкале Рихтера.

В районе Южной Калифорнии в США, по системе SCIP Tridipanel в январе 1992 года был построен исследовательский комплекс «Гранитные горы» в пустыне Суини (Калифорния). Спроектировал двухэтажные строения архитектор из Лос-Анджелеса Ричард Шон и инженер Куппусвами Ленгар. Он был профинансирован Национальным научным фондом Southern California Edison Inc, Ассоциацией Эдисона Южной Калифорнии и Калифорнийским университетом, их требование заключалось в экономии до 96% энергии в суровых условиях пустыни.

Уже через полгода, 28 июня 1992 года произошло два землетрясения, эпицентр которых находился в 110-80 км от эпицентра — одно силой 6,5 баллов по шкале Рихтера, другое 6,9 баллов (это самое сильное землетрясение за последние 40 лет). По словам директора доктора Филиппа Коэна, проживающего в этом научном центре, в какой-то момент местность подвергалась непрерывным сотрясениям продолжительностью более минуты, что привело к оползням возле конструкции.

Невероятно, но в этих четырех зданиях исследовательского центра, длина некоторых стен которых превышает 7,3 метра, несмотря на наличие стекла, не было никаких следов повреждений, здания пережило землетрясения с нулевыми конструктивными деффектами.

Исследовательский центр в пустыне Суини (США)

Построенный по технологии несъемная опалубка SCIP исследовательский центр Sweeney Granite Mountains Desert Research Center (США). Фотография: Douglas G. Stinson, открыть в новом окне

После землетрясений Большого Медведя и Landers 1992 года (6,9 балла), конструкции зданий пережили ещё множество небольших землетрясений, и так же без признаков повреждений. Кроме Р. Шона (818-702-9654), это подтверждают инженеры Самуэль Черескин AIA (760) 942-8287 и Hoak and Shan Associates, Ink. Engineers (714) 632-1865.

Кстати, здания центра было специально спроектированы как экспериментальные сооружения работы тепловой массы в SCIP. В стены были встроены датчики для измерения скорости теплопередачи, т.е. скорости, с которой тепло проходит через стены. Испытания показали, что колебания температуры в помещении составляют примерно 5 °С. В здании нет систем отопления и кондиционирования.

«SCIP-конструкции почти в 10 раз прочнее традиционных зданий. Они строятся с меньшими трудозатратами и меньшим количеством оборудования» — объясняет Дж. Болтон (SCIP 3D Smart Structures).

При строительстве в сейсмоопасных районах можно использовать дополнительное армирование в углах здания, для того чтобы усилить прочность конструкции на сдвиг. Это армирование легко выполнить, оно не требует большого количества дополнительной арматуры. В сочетании с панелями они служат стяжками, и образуют конструкцию с очень высокой устойчивостью к землетрясениям. В отличие от каркасных конструкций, это дополнительное армирование расположено заподлицо со стенами, их не видно, они не портят внешний вид здания. Возможно усиление конструкции и колоннами, которые тоже могут быть выполнены в составе стены без выступающих частей.

ДОМ В ХЬЮСТОН-ФОРТ

Конструкция большого дома в Хьюстон-Форт выполнена исключительно из панелей SCIP Tpidipanel, стальные балки не использовались. Когда дожди от урагана Фаусто вызвали прорыв соседней плотины, фундамент этого большого дома было подмыт, 50% земли под его фундаментом не оказалось но на прочности конструкции это не повлияло.

Обратите внимание на 4 бетонных опоры у основания колонн, которые оказались на высоте от земли примерно 1,6 метра. Это дает некоторое представление об огромной прочности домов построенных из панелей SCIP. По сообщению местной газеты, «похоже, что эта монолитная конструкция настолько прочна, что крыша поддерживала фундамент». Из-за оголившихся опор, этот дом прозвали «огнедышащим домом». Описание кейса из проспектов Tridipanel и RSG.

Последствия после урагана в Хюьстон-Форт. Здание осталось цельным

Налетевший в Хьюстон-Форт ураган вымыл землю из-под фундамента. Из-за коробчатой, цельной структуры, здание не пострадало. Фото с сайта SCIP-старожила в США 3D Smart Structures (Jim Bolton). Открыть изображение в новом окне. Ещё фото этого дома тут.

Устойчивость домов при ветрах ураганной силы

SCIP — лучшая система для строительства зданий и сооружений в прибрежных районах. Есть много примеров в Флориде, Техасе и др., где здания SCIP являются единственными постройками, которые остались неповрежденными после крупных ураганов. Во-первых потому что это железобетон, а во-вторых, потому что особая конструкция и схема армирования.

«После разрушительных ураганов на территории Пуэрто-Рико (США), в 1930-х годах законодательство Конгресса привязало финансирование восстановления после урагана к методам, которые были в высшей степени устойчивыми к стихийным бедствиям и, следовательно, более поддающимися страхованию. В результате 90% домов в Пуэрто-Рико в настоящее время построены из бетона и доказали свою безопасность при землетрясениях и даже ураганах 5-й категории» — сообщает журнал Бетонные Дома.

Оценка силы ураганов осуществляется по шкале Саффира-Симпсона от 1 до 5. Самой высокой является 5 категория, при которой скорость ветра составляет 252 км/ч (157 миль\ч) или выше. Начнём с относительно слабого ветра.

На Карибских островах Санта-Крус, Сент-Китс, Сент-Томас и Антиква было построено несколько малоэтажных домов из панели несъемной опалубки SCIP, сообщает Tridipanel (Мексика). 14-15 сентября 1995 года, по островам со скоростью ветра 185 км/ч ударил ураган Мэрилин. Только на одном острове Сент-Томас без крова остались 11 тысяч людей.

Ниже на фото вы видите, что дом построенный по традиционной технологии (каркасно-блочное строительство), не выдержал напора урагана. В то же время, все здания выполненные по SCIP остались невредимыми после ураганов Мэрилин и Луис. Конструкции из дерева, выполненные кладкой и даже сталь не выдержали экстремальных ветровых условий этих природных явлений.

Дома на Карибском острове Сент-Томас после урагана Мэрилин (1995)

Малоэтажные здания на Карибском острове Сент-Томас после урагана Мэрилин (1995). Традиционный каменный дом не выдержал сил урагана Мэрилин, в то время как другие дома и его владельцы не пострадали от урагана, поскольку они выполнены из панели SCIP. Открыть изображение в новом окне

Эта же мексиканская компания Tridipanel (не путать с её лицензиаром из США) сообщает, что в 1996 году один дом в загородном клубе мексиканского курортного города Кабо-Сан-Лукас сильно пострадал от урагана Фаусто, у него была разрушена почти половина конструкции. Его полностью отремонтировали с панелями несъемной опалубки. Пять лет спустя ураган Джульетта попытается разобрать этот дом. Дом выдержал усилия урагана и до сих пор стоит.

«Строители ICS 3D Panel Works, использующие SCIP-панели у побережья Джорджии и Каролины, сообщают, что проектируют здания отвечающие строгим нормам ветра 193 км/час для этих территорий, используя только панели 14-го калибра, характеристики которой: общая ширина 12,7 см (5 дюймов); ширина изолятора 51 мм (2 дюйма); общая ширина бетонных слоев (RIM) 89 мм (3,5 дюймов); плотность соединителей на кв. фут 5» — показывает возможности наименее прочной SCIP-панели Сэм Рея Сарсия из Массачусетского Института Технологий (MIT). [ 8 ]

SCIP Covintec (Мексика) сообщает, что построенные ими дома с честью выдержали ураганный ветер в Канкуне, расположенном на открытом всем ветрам полуострове Юкатан. В 1988 году они сопротивлялись урагану 5-категории Гилберт, скоростью ветра 258 км/час, и в 2005 году урагану 4-категории Вильма скоростью ветра 209 км/час. Ураганы в Канкуне случаются довольно часто, но эти были самыми сильными за последние 100 лет, они нанесли серьезный ущерб городской инфраструктуре, на восстановление которой потребовались годы.

Также компания сообщает об успешном сопротивлении зданий Covintec урагану Фаусто, который принёс значительные разрушения полуострову Лос-Кабос 13 сентября 1996 г., и урагану Карл в Веракрусе в 2010 году.

Тест статической ветровой нагрузки панелей SCIP Zenon (Турция)

Для получения национального технического сертификата Турции, SCIP Zenon провели испытания статической ветровой нагрузки стеновой панели. О её характеристиках не сообщается, но судя по фото, толщина пенополистирола в панели составляет 250 мм.

В соответствии со стандартами испытаний, из панелей собрали стену которую поместили в раму размером 4,5 м x 6 м для испытаний на сопротивление ветру. Стена была протестирована на ветровую нагрузку до 200 км/ч и показала исключительную устойчивость к положительному и отрицательному ветровому давлению.

«Я построил свой дом по технологии SCIP Tridipanel, как и предыдущий дом и офисное здание в Слайделле (Луизиана, США)» — сообщает Эммет Дэймон. «Во время урагана Катрина мы были в отеле и даже не знали, что в это время дом успешно сопротивлялся ветру скоростью более 209 км/ч (130 миль/час)». Эммет Дэймон, Damon Engineering (США), тел. 985-649-5832

Ниже на фотографиях дом в Хомстеде (Флорида, США), после того как он пережил ураган Эндрю, который пришёл в гости 24 августа 1992 г. Кровля и стены выполнены из панелей IMPAC Internacional (США), это одна из самых первых крупных компаний SCIP в Америке. Скорость ветра в этом районе превышала 257 км/час, что буквально разрывало соседние дома выполненные обычными технологиями. Вы видите что панельные стены и крыша не имеют каких-либо повреждений, сдуло только черепицу. После урагана дом полностью пригоден для проживания.

Дома в США после урагана Эндрю (1992). Сравните разрушения деревянной конструкции и ж/б сэндвич-панелей несъемной опалубки

Дома после урагана Эндрю (1992). Тот что выше на фото дом с деревянным каркасом разрушен и непригоден для жилья, в то время как ниже дом из SCIP-панелей почти нетронут стихией, шкафы и плитка внутри дома неповреждены, он продолжает эксплуатироваться. Открыть изображение в новом окне

SCIP RSG сообщает, что более 200 домов построенных в Пуэрто-Рико по SCIP технологии пережили несколько ураганов, в том числе Мария (2017), ветер которого достигал скорости 280 км/ч, число погибших горожан составило 3059 человек, ущерб $91,61 млрд.

SCIP BP2 сообщает, что их стандартное здание без проблем выдерживает ветер скоростью 289 км/ч (180 миль/ч). SCIP MZTec (Испания) сообщает, что их панель противостоит силе ветра более 40 кН/м².

Устойчивость домов при Торнадо, Смерчах и Тайфунах

Теперь о противостоянии самым сильным ветрам планеты. Перед тем как покажем силу SCIP, почувствуйте мощь и весь ужас этого природного явления, например, с помощью художественного фильма «13 минут» (Линдсей Госслинг, 2021).

Каждый год в США обрушивается более 1200 торнадо. Среднее время поиска убежища составляет 13 минут. Трейлер фильма «13 минут» (Линдсей Госслинг, 2021)

Каждый год на Америку обрушивается более 1200 торнадо. Обратите внимание на ландшафт типичного американского города после ухода смерча. Ещё час назад здесь были дома, теперь на их месте поле мусора — все эти СИПы, канадские каркасники, ЛСТК и прочие недо-дома остаются только в памяти людей и устройств. Разрушены не только дома, но и экономики домохозяйств, люди остаются под открытым небом. Этой природной катастрофы нельзя избежать, но её можно пережить с минимальными потерями, если ваш дом устойчив к ветру и стойко сопротивляется летающих частей других домов.

Оценка силы торнадо осуществляется по расширенной шкале Фудзита от EF-1 до EF-5. Самый высокий, это EF-5, при которой скорость ветра более 321 км\ч (200 миль/ч).

EF4: Хорошо построенные дома разрушаются, некоторые конструкции отрываются с фундаментов и перемещаются на некоторое расстояние; автомобили отлетают на некоторое расстояние, воздух переносит крупный мусор. EF5: Самые крепкие из каркасных домов поднимаются с фундамента, железобетонные конструкции повреждаются, объекты размером с автомобиль поднимаются в воздух, деревья полностью окорены.

«Большинство систем стен и крыш не могут противостоять прямому удару торнадо F5» — объясняет журнал Builder и называет SCIP отличным выбором со многими преимуществами. Действительно, потребуется прямое попадание торнадо EF-5, чтобы угрожать зданию построенному из этих панелей, но это ещё не факт.

Portland Cement Association (США) сообщает, что бетонные дома устойчивее к стихийным бедствиям, и в доказательство приводит примеры поведения панельных домов во время разгула стихии. «Тайфун Памела прошёл через остров Гуам (Тихий океан) с влажным ветром 290 км/час, но дома, построенные из ж/б панельной системы остались стоять».

Сообщается, что SCIP Panel W прошла испытания в аккредитованной лаборатории на нагрузки, эквивалентные ветру со скоростью 320 км/ч (200 миль/ч), что было подтверждено на практике, например при сопротивлении разрушительным ураганам 5 категории, таким как Вильма в 2005 году и Жилберто в 1988 г.

SCIP PIUR Panels сообщает, что их панели могут выдерживать ветровые нагрузки превышающие 321 км\ч (200 миль/час), поэтому они легко выдерживают ураганы и даже торнадо F-3. Ваш дом выдержит такую силу ветра? Но F-3 ещё не предел для SCIP, о чём мы поговорим ниже. Учитывайте удары летающих предметов, SCIP-дома им сопротивляются тоже.

Сообщается, что на стендовых испытаниях панель SCIP Thermocrete показала усточивость 320 км\ч (200 миль/час).

Тест статической ветровой нагрузки панелей SCIP в Майами (США, 1994)

В 1994 году в Майами (Флорида, США), провели испытания допустимой ветровой нагрузки панелей SCIP 3D Structural Panels. Взяли 3 панели шириной 4 фута и высотой 10 футов с торкретбетоном 1-1/2 дюйма на каждой стороне, установили их вертикально друг к дружке на бетонной плите. Тест на статическую ветровую нагрузку проводили по протоколу PA202-94 Управления по соблюдению строительных норм округа Дейд (США).

На панели подали давление нагрузки 126 фунтов/кв.фут, которое эквивалентно скорости ветра более 362 км/ч (225 миль/час). Ни в образцах, ни в их креплениях, ни в анкеровке отказов не было, продукты удовлетворяют требованиям SFBC 2309 и 2315. График по запросу тут.

Известен случай, когда жилой дом из SCIP Tridipanel, уже не в тесте, а в природе без проблем пережил сильнейший ураган и устоял при воздействии разрушающих усилий от ударов при попадании в панели летающих предметов при той же скорости до 362 км\ч (225 миль/час).

Как вы видите, конструкции SCIP — это отличная защита от самого сильного ветра планеты. Но при желании, вы можете усилить прочность стандартных узлов этой системы дополнительным армированием. В районах подверженных торнадо или ураганам, вы можете иметь отдельное укрытие из панелей SCIP от шторма в подвале или вкопанное снаружи.

Диванные эксперты: «Мне кажется технология обладает низкой механической прочностью. Несущие свойства такой стены ниже критики, считай один утеплитель ППС обляпаный штукатуркой… На такую стену страшно опереться будет… Меня смущает всего 4 см бетона с каждой стороны. Хлипковато… Недолговечно… Какие-то тонкие стены…» Напоминает сказку о трёх поросятах… Разве что для декоративных элементов… Человек или не понимает (покажите ему эту страницу), или сознательно дезинформирует (есть такое).

Устойчивость домов при штормовой волне и наводнениях

13 сентября 2008 года ураган «Айк» обрушился на берег над Техасом и Луизианой. Это был ураганный ветер и проливной дождь, которые нанесли серьезный ущерб ($38 млрд). Самый серьезный урон был причинён домам расположенным на пляже Crystal Beach полуострова Боливар, где был штормовой нагон.

Айк вытолкнул воду на берег, которая двинулась вглубь суши, затопив многие километры береговой линии. Дома были просто смыты штормовой волной урагана Айк. Фактически был смыт город.

Единственный выживший дом SCIP Tridipanel во время урагана Айк (Боливар, США)

Руины домов, разрушенных ураганом Айк в 2008 году на пляже Crystal Beach на полуострове Боливар, штат Техас (США). Здесь стояло более 200 домов. Дом выполненный по технологии SCIP Tridipanel продолжает стоять сегодня. Открыть в новом окне

Немногие дома остались в выживших. На фото выше: дом выполненный по технологии SCIP Tridipanel является единственным выжившим в этой битве со стихией. Он устоял даже не смотря на то, что в него врезался другой дом. Причинённый дому ущерб оценивается около $1500, из ремонта только косметика.

Снаружи дома построенные из панелей несъемной опалубки SCIP похожи на обычные дома. И даже внутри

Снаружи он похож на другие дома. Собственно как и внутри. Открыть в новом окне

Ниже на фото больверк для защиты морского берега от разрушающего действия обрушивающихся в прибрежной зоне волн океана. Построен из панели несъемной опалубки Tridipanel (США). Сердечник в этой панели пенополистирол 63 мм, сетка 3 мм ячейкой 50 х 50 мм, плюс дополнительное армирование. Она была построена на месте стены, которая была разрушена во время урагана. Стена построенная из трёхслойной ж/б панели стоит до сих пор.

Больверк из панелей несъемной опалубки SCIP Tridipanel (США, Калифорния)

Больверк из панели SCIP Tridipanel (США). Открыть в новом окне

Заказчику нужно было построить дом на берегу моря на побережье Нью-Джерси, и чтобы защитить его от прибрежных штормов и наводнений, команда дизайнеров из студии RAAD (Нью-Йорк), Santopietro Interiors и BLDG Architecture нашли решение. Во-первых, они спроектировали его конструкции по SCIP, а во-вторых, создали набор гидродинамических дюн с проходами (чтобы вода протекала через сушу), приподняв дом намного выше исторической отметки паводка в этом районе. О доме Sea Bright (2016) написали в CNN Business.

Больверк из панелей несъемной опалубки SCIP Tridipanel (США, Калифорния)

Дом на берегу моря Sea Bright (Нью-Джерси, США) выполненный по SCIP-технологии. «Самый простой способ уберечь прибрежные дома от воды — это поднять их вверх, что мы и сделали, но мы также попытались применить более поэтический подход» — говорят в RAAD. Открыть в новом окне. Больше фото здесь

Даже если вода зайдёт в дом, ему не причинит это вреда. Когда в штате Орегон (США) произошло извержение вулкана Святой Елены, на пути оползня уничтожавшего всё на своём пути оказался жилой дом. Комнаты первого этажа были полностью залиты грязью, которая проникала через окно. Конструкция выстояла. Жильцы удалили грязь, очистили поверхности пескоструйным аппаратом и вернулись в дом. Это типичная история при наводнениях со SCIP. SCIP — строительство, на которое можно рассчитывать.

Если вам было интересно прочитать — шейр кнопкой Поделиться, лайк и коммент по ссылкам ниже.

#

Если вам было интересно прочитать — шейр кнопкой Поделиться, лайк и коммент по ссылкам ниже, спасибо! Если у вас остались вопросы, вы можете спросить нас личным сообщением в Telegram, WhatsApp, написать электропочтой или в форму обратной связи (в нижней части страницы). Также вы можете задать вопрос публично в Чат Telegram или YouTube.

FAQ Далее ⏩

К Содержанию FAQ

Используемые источники

[ 1 ] А.С. Залесов, д.т.н., профессор НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. «Фактическое состояние и перспективные направления развития нормативной базы железобетона». Журнал «Промышленное и гражданское строительство» №1, 2013.

[ 2 ] Дж. Гордон, «Конструкции или почему не ломаются вещи» (1978) Изд. «Мир», Москва, 1980.

[ 3 ] Исследовательский проект «Сейсмическое поведение конструктивных систем, состоящих из монолитных бетонных стен», Инфраструктуры сейсмических исследований для European Synergies Series, Европейская комиссия, 7th Рамочная программа, 2012. Ссылка

[ 4 ] А. Шаркар, А. Ахмад, Й. Сингх, «Сейсмическое проектирование строительных систем на основе пенополистирольных панелей», Международная конференция по сейсмостойкости и планированию реконструкции после стихийных бедствий. Непал, 2016 г. Ссылка

[ 5 ] Manual Tecnico EMMEDUE (M2) R10 Nigeria, 88 стр. 2016 г. Стр. 18. Ссылка

[ 6 ] Антамба Ривас Таня Александра, Куаикаль Келаль Хуан Франсиско «Сравнительный анализ структурного поведения 6 и 16-этажного здания из плит с панелями по технологии M2 их совместного действия с ж\б плитами». Центральный университет Эквадора, факультет инженерии, физических наук и математики, дипломная работа. 2018

[ 7 ] Бебето Уанка Киспе, «Анализ технико-экономической целесообразности строительства домов из ферроцемента для сельской местности района Тарако-Пуно», Инженерно-архитектурный факультет. Профессиональная школа гражданского строительства. Диссертация. 22 марта 2019 г. Ссылка

[ 8 ] Сэм Рея Сарсия, «Проект и анализ бетонной модульной жилищной системы, построенной из трехмерных панелей». Отд. Машиностроения, соискание степени бакалавра в Технической Инженерии. Massogachute Instems. Июнь 2004 г. Ссылка

Напишите нам
Вы можете задать вопрос или написать ваше личное сообщение здесь, Telegram, WhatsApp, или электропочтой. Чтобы быть в курсе последних новостей, подпишитесь на наш канал или чат в Telegram.