Földrengések hatása az építményekre

Tartalom

Előszó .............................................................................................................9
1. Mérnökszeizmológiai alapismeretek.............................................................11
1.1. A földrengések keletkezése ....................................................................11
1.2. A földrengések fajtái..........................................................................11
1.3. A földrengéssel kapcsolatos fogalmak ................................................12
1.4. A földrengések fészekmélység szerinti eloszlása és annak okai............................14
1.5. A földrengés jellemzésére való skálák.....................................................14
1.5.1. A Richter-skála...........................................................................15
1.5.2. A földrengés-erősségi skálák.............................................................16
1.6. A földrengés erőssége, mérete és gyakorisága közötti összefüggések...............22
1.7. A földrengés erőssége és a gyorsulás közötti összefüggés ..................24
1.8. Az altalaj rengéserősség-módosító hatása ................................................25
1.9. A földrengés intenzitásának változása az epicentrumtól távolodva .................28
2. A földrengések dinamikus jellemzői ............................................29
2.1. A szeizmogramok minősítése ..................................................................29
2.2. Méretezési alapadatok............................................................................31
3. A hazai földrengésveszély kérdései ................................................................36
3.1. A Magyarországon kipattant földrengések ................................................36
3.2. A magyarországi földrengések előrejelzése............................................40
3.3. A magyarországi földrengések előfordulási valószínűsége........................42
3.4. A kockázat kérdése .....................................................................44
4. Különböző szerkezetű építmények vizsgálata földrengések hatására...........46
4.1. Szabálytalan gerjesztő hatások és rezgések .................................................46
4.1.1. A szabálytalan rezgések vizsgálata..................................................47
4.1.2. Spektrális sűrűségi függvény......................................................50
4.1.3. A Weiner-Klincsin-féle összefüggés...........................................52
4.2. A földrengés gerjesztő hatásának vizsgálata ...............................................56
4.2.1. Egytömegű, egyszabadságfokú rendszer .......................................57
4.2.2. Többtömegű, többszabadságfokú rendszer...................................60
4.2.3. Földrengés-spektrumok...............................................................62
4.2.4. Spektrumintenzitások........................................................................64
4.2.5. A teherviselő szerkezetek rezgési energiája.......................................65
4.2.6. A teherviselő szerkezetek csillapítási viszonyai és saját rezgésideje............66
4.2.7. A földrengés hatását helyettesítő erők............................................67
4.3. Vegyes teherviselő szerkezetű épületek vizsgálata......................................68
4.3.1. A számításokhoz alkalmazott modell ....................................70
4.3.2. A számítási módszer ismertetése..........................................................71
4.3.2.1. Alapfogalmak és jelölések.................................................71
4.3.2.2. A mozgás differenciálegyenlet-rendszere...............................72
4.3.2.3. Az önrezgésszámok és a normális rezgésalakok meghatározása................74
4.3.2.4. A gerjesztés hatásának vizsgálata.........................................79
4.3.2.5. A földrengés hatásának a vizsgálata....................................85
4.3.2.6. A födémszinten koncentrált tömeg szilárdságtani és kinematikai jellemzőinek meghatározása ........87
5. A földrengések utólagos értékelése; régi és újabbkori rengések leírása.................96
5.1. A vizsgálatok és az értékelések szempontjai..........................................96
5.2. Nem szakemberek által rögzített adatok alapján értékelt földrengések (1556-1897) ... 98
5.2.1. Kína, Shansu-Honan tartomány (1556. II. 2.)..........................................98
5.2.2. Portugália, Lisszabon (1775. XI. 1.) ........................................98
5.2.3. Olaszország, Calabria (1783. II. 5.)....................................................99
5.2.4. Japán, Mino-Owar (1891. X. 28.).....................................................99
5.2.5. India, Ássam tartomány (1897. VII. 12.) .............................................100
5.3. Elsősorban statikus szemlélet szerinti értékelés (1906-1960)..........................100
5.3.1. Kalifornia, San Francisco (1906. IV. 18.).........................................100
5.3.2. Olaszország, Messina (1908. XII. 28.)...........................................103
5.3.3. Kína, Kanshu tartomány (1920. XII. 26.)......................................104
5.3.4. Japán, Kanto tartomány (1923. IX. 1.)..........................................104
5.3.5. Bulgária (1928. IV. 18.).....................................................................106
5.3.6. Románia, Moldva-Havasalföld (1940. XT. 10.) ...................................106
5.3.7. Japán, Fukui (1948. VI. 28.)........................................................109
5.3.8. Szovjetunió, Ashabad (1948. X. 6.)...............................................113
5.3.9. Mexikó, Mexico City (1957. VII. 28.).......................................115
5.3.10. Marokkó, Agadir (1960. II. 29.)......... ..................................116
5.3.11. Chile (1960. V.)...........................................................................118
6. Az utóbbi idők Európán kívüli földrengéseinek elsősorban dinamikus szemlélet szerinti értékelése (1963-1978) ........................................................................120
6.1. Japán, Niigata (1964. VI. 16.) .........................................................120
6.1.1. Altalajviszonyok......................................................................120
6.1.2. Épületsérülések .........................................................................124
6.2. Kalifornia, San Fernando (1971. II. 9.) ..................................................127
6.2.1. Mérnökgeológiai, szeizmológiai viszonyok........................................127
6.2.2. A földrengés leírása ....................................................236
6.2.3. A földrengés épületekre gyakorolt hatása............................................I39
6.2.3.1. Tervezési előírások ...........................................................141
6.2.3.2. Egészségügyi létesítmények ....................................................I43
6.2.3.3. Bankok, hotelok és kereskedelmi épületek...................................16J
6.2.3.4. Lakóépületek és iskolák .....................................................I65
6.2.4. A földrengés hatása egyéb létesítményekre ..................................................172
6.2.4.1. Hidak, autóutak ......................................................172
6.2.4.2. Közművek....................................................................177
6.2.5. A rengéssel kapcsolatos általános tapasztalatok és következtetések.........179
6.2.5.1. Tervezési kérdések .............................................. 179
6.2.5.2. Teherhordó szerkezetekkel kapcsolatos tapasztalatok ................ 180
6.2.5.3. Különböző létesítmények értékelése ............................... 181
6.2.5.4. Mérnökgeológiai, szeizmológiai szempontok........................ 182
6.3. Nicaragua, Manuagua (1972. XII. 23.).......................................... 182
6.3.1. A földrengés jellemzői .................................................. 182
6.3.2. Az épületek rengéssel szembeni viselkedése ................................ 183
6.3.3. A levonható tanulságok és következtetések ................................ 185
6.4. Kína, Tangshan (1976. VII. 26.) ............................................... 186
6.4.1. Geológiai, szeizmológiai viszonyok........................................ 187
6.4.2. A földrengés és annak általános jellemzői ................................. 188
6.4.3. A földrengés épületekre gyakorolt hatása.................................. 191
6.4.3.1. Többszintes épületek tönkremenetele .............................. 191
6.4.4. A megállapítások és tanulságok.......................................... 195
6.5. Irán, Tabas (1978. IX. 16.).................................................... 198
6.5.1. A rengés rövid leírása, mérnökszeizmológiai viszonyok...................... 198
6.5.2. Építéstechnika, építészet ................................................ 199
7. Az utóbbi idők európai földrengéseinek elsősorban dinamikus szemlélet szerinti értékelése (1963-1978)........... 200
7.1. Jugoszlávia, Skopje (1963. VI. 26.).............................................. 200
7.1.1. Földrajzi fekvés........................................................ 200
7.1.2. Mérnökgeológiai, szeizmológiai viszonyok................................. 201
7.1.3. A földrengés hatása a városra............................................ 206
7.1.3.1. Egyszerű szerkezetű épületek ...............................................206
7.1.3.2. Falazott, teherhordó falas épületek.......................................206
7.1.3.3. Vasbeton vázszerkezetek.............................................................225
7.1.3.4. Kevert szerkezeti rendszerek...................................... 232
7.1.3.5. Épületkeresztmetszeti kérdések.................................... 235
7.1.3.6. Épülettípusok szerinti tapasztalatok ............................... 235
7.2. Jugoszlávia, Banja Luka (1969. XI. 26-27.)..................................... 247
7.2.1. A rengés ismertetése.................................................... 247
7.2.2. Az épületek tényleges viselkedése a rengéssel szemben....................... 250
7.3. Olaszország, Friuli (1976. V. 6.) ............................................... 253
7.3.1. Mérnökgeológiai, szeizmológiai viszonyok..........................................253
7.3.2. A földrengés leírása .........................................................................256
7.3.2.1. Épületsérülések.........................................................................259
7.3.3. Jellemző és tanulságos épületsérülések ......................................265
7.3.3.1. Régi épületek................................................... 266
7.3.3.2. Újabb, teherhordó falas épületek.................................. 266
7.3.3.3. Vasbeton vázszerkezetek......................................... 266
7.3.3.4. Előregyártott vasbeton szerkezetek................................. 278
7.4. Románia, Vrancea (1977. III. 4.)....................... .................... 282
7.4.1. A Vrancea-rengésgóc .........................................................................282
7.4.2. A rengés és főbb jellemzői, az intenzitás területi eloszlása ..............284
7.4.2.1. Bukarest területére vonatkozó felmérési eredmények..................................291
7.4.3. A földrengés hatása az épületekre .................................................292
7.4.4. A szerkezetek viselkedése...............................................................292
7.4.4 J. Épületek szeizmikus hatással szembeni viselkedésének energiafolyamatai 292
7.4.5. Az épületek szerkezeti rendszer szerinti vizsgálata .......................... 294
7.4.5.1. Falazott, teherhordó falas épületek................................ 296
7.4.5.2. Nagypanelos épületek ........................................... 296
7.4.5.3. Vasbeton vázrendszerek.......................................... 297
7.4.6. Épülettípusok szerinti vizsgálat........................................... 302
7.4.6.1. Nagy tömegeket befogadó épületek................................ 302
7.4.6.2. Ipari létesítmények.............................................. 302
7.4.6.3. Speciális rendeltetésű és szerkezetű építmények...................... 304
7.4.7. Záró gondolatok, következtetések....................................... . 306
7.4.7.1. A Vrancea-rezgésgóc problémái................................... 306
7.4.7.2. Új intenzitási övezetek........................................... 306
7.5. Görögország, Volvi (1978. VI. 20.) ............................................. 307
7.5.1. Geológiai adatok....................................................... 307
7.5.2. Műszeres mérési eredmények ............................................ 308
7.5.3. Az intenzitás területi eloszlása és a helyi intenzitás-erősödés.................. 310
7.5.4. Szerkezeti sérülések, a rezgés emberekre gyakorolt hatása.................... 311
8. A földrengés elleni védekezés jelenlegi szemlélete és gyakorlata.................. 313
8.1. Tanulságok, kutatási irányzatok ............................................... 313
8.2. A földrengés előrejelzésének néhány szempontja ................................. 315
8.3. Tervezési, méretezési szempontok............................................... 316
8.3.1. A szeizmikus veszély kockázatvállalásának kérdései......................... 316
8.3.2. Dinamikus vasbeton elmélet............................................. 316
8.4. Az építész és a statikus mérnök felelőssége....................................... 318
8.5. Gondolatok a tényleges rengések ismertetésével kapcsolatban...................... 319
9. Hazai előírások a földrengés elleni méretezéshez ...................................... 321
9.1. Az ME 95-74 „Panelos épületek tervezése és kivitelezése"........................ 321
9.2. A szeizmikus (földrengési) hatás figyelembevétele a hazai tervezési és építési gyakorlatban......................................................................... 325
9.2.1. Általános rendelkezések................................................. 325
9.2.2. Mérnökszeizmológiai és mérnökgeológiai viszonyok ........................ 326
9.2.3. Különböző létesítmények védettségi besorolása............................. 526
9.2.4. A szeizmikus erők és igénybevételek meghatározása......................... 329
9.2.5. Mértékadó tehercsoportosítás............................................ 332
10. Külföldi előírások a földrengés elleni méretezéshez.................................... 334
10.1. Az előírások felépítése...................................................... 334
10.2. Európai országok előírásai.................................................. 335
10.2.1. Jugoszlávia......................................................... 335
10.2.2. Románia........................................................... 336
10.2.3. Olaszország ........................................................ 337
10.2.4. Németország (DIN) ................................................. 338
10.4. KGST ajánlás a méretezéshez ............................................... 340
10.5. Az ENSZ-EGB ajánlása a méretezéshez....................................... 341
10.6. Európán kívüli országok előírásai............................................ 342
10.6.1. Algéria............................................................. 342
10.6.2. Japán.............................................................. 344
10.6.3. India............................................................... 344
10.6.4. Irán............................................................... 345
10.6.5. Törökország........................................................ 345
10.6.6. Amerikai Egyesült Államok .......................................... 346
Irodalom........................................................................... 351

Témakörök