TERVEZÉS FÖLDRENGÉSRE LGM_SE_013_1 se.sze.hu Szilvágyi Zsolt szilvagyi@sze.hu
2 www.eeri.org
TÉMAKÖRÖK 3 1. FÖLDRENGÉSEK HATÁSAI 2. FÖLDRENGÉSI HULLÁMOK 3. FÖLDRENGÉSEK JELLEMZŐI 4. DINAMIKAI ALAPOK 5. TALAJDINAMIKA 6. TERVEZÉSI FOLYAMAT 7. EUROCODE 8
4 1. Földrengések hatásai -közvetett, közvetlen hatások -méretezés nehézségei -koncepcionális tervezés -Mo. földrengés-veszélyeztetettsége
1. BEVEZETÉS 5 Földrengés geotechnikus szemmel Szeizmológia Szerkezetdinamika Talajdinamika Terepi és Laboratóriumi mérések Kiindulás: statikus állapot
Földrengések közvetlen hatásai 6 Talajtörés Felszíni törés (vetődés) Talajrezgés (tömörödés) Megfolyósodás (nyírószilárdság) Földcsuszamlás (vsz. terhek) Szerkezetre közvetített rezgések Támszerkezet, épület, híd, egyéb szerk. károsodása
Vető menti elmozdulások 7 jobbos/dextrális vető Csapás balos/szinisztrális vető Dőlésmenti vetők feltolódás/áttolódás tiszta/normál lecsúszás Átlós ferde balos feltolódás ferde balos lecsúszás
8 Vető menti elmozdulások
9 Vető menti elmozdulások
Talajfolyósodás 10 Laza, telített homok Ismétlődő terhelés Kis összenyomódás pórusvíznyomás növ. s=s +u Nyírószilárdság s -vel arányos Fedőréteg Eredeti talajfelszín σ 0 σ 0 (a) (b) (c) (a) buzgár (b) alap teherbírás (c) földcsuszamlás
Talajfolyósodás 11 (a) (b) (c) (a) buzgárosodás (b) alap teherbírás (c) földcsuszamlás
12
Szerkezeti károk 13 Vízszintes merevség/szilárdság (duktilitás)
Szerkezeti károk 14 x t x k/2 m c k/2 x g mx mx mx g cx Soil cx x g kx kx mx g 0 P earthquake ( t)
Szerkezeti károk 15 Egyszabadságfokú rendszer P sin( ) 0 t x m k/2 c k/2 (a) mx mx g mx cx kx x t x g x m c k/2 földrengés (b) cx kx 0 mx g k/2 P m = a rendszer tömege c = a rendszer csillapítása (dugattyú) k = a rendszer merevsége (rugóállandó) x g = a talaj elmozdulása x = a tömegpont elmozdulása x x = a tömegpont sebessége = a tömegpont gyorsulása P sin( ) = gerjesztő erő 0 t earthquake ( t)
Földrengések közvetett hatásai 16 Szökőár (tenger) Áradás (folyók, árvízvédelmi töltések) Tűzvész (vízellátás, gázvezeték) Járványok (vízellátás, közegészségügy) Gazdasági hanyatlás (rendfenntartás, infrastruktúra)
Földrengésre való méretezés nehézségei 17 Földrengésteher összetett, valószínűségi elven meghatározható, rövid idejű, de nagy igv. Múltbéli események elemzése aktív területek tapasztalatai Gazdaságosság (új épületek, szerkezetek tervezése, meglévő épületek, szerkezetek értékelése)
Földrengésbiztos építés általános céljai 18 Gyakori kis rengés Nem tartószerk. elemek se károsodjanak Alkalmankénti mérsékelt rengés Tartószerk. ne károsodjon, nem tartószerk. elemek minimálisan Ritka, nagy erejű rengés Összeomlás, súlyos szerkezeti kár ne legyen
Koncepcionális tervezési szempontok 19 Kisebb tömeg kisebb teher Egyszerűség Szimmetria Alaprajzi szabályosság Magasság menti szabályosság Tömeg (m), merevség (k), szilárdság (f y ), duktilitás (m) egyenletes és folytonos Nagy fesztáv, nagy konzol kerülendő
Koncepcionális tervezési szempontok 20 Nem szerkezeti elemek: elválasztva vagy méretezve Képlékeny keresztmetszetek tervezése Többszörös védelem Épületmerevség és szilárdság összhangban az alapozás merevségével, szilárdságával
Többlet tömeg 21 Megnövelt merevség Alapozás?! Csökkentett merevség
22
23 Alaprajzi szabályosság, egyszerűség
Alaprajzi szabályosság, egyszerűség 24 Csavarás okozta károk
25
26 Tömeg, merevség, szilárdság, duktilitás legyen folytonos és egyenletes
27 Alapozás és szerkezet összhangja
Magyarország földrengés-veszélyeztetettsége 28 Tóth et al. (2002)
Magyarország földrengés-veszélyeztetettsége 29 Tóth et al. (2002)
30 Magyarország földrengés-veszélyeztetettsége
31
32 Tóth et al. (2002)
33
Mérsékelten erős földrengések 34 Agadir, Morocco, 1963 5.7 Pulumur Region, Turkey 1967 5.6 Mineral, Virginia, USA 2011 5.8 Skopje, Macedonia, Yug., 1963 6.2 Managua, Nicaragua 1972 6.2 L Aquila, Italy 2009 6.3 San Fernando, Calif., USA 1971 6.6 Spitak, Armenia 1986 6.8 Haiti 2010 7.0 Vracea, Romania 1977 7.2
35 Agadir 5.7 <15 sec All images are copyright Yannick Beunard
Valószínűségek 36 2011.08.23 (1 in 100yrs) 2011.08.26 (1in 100yrs)
Skopje 6.2 0.3-0.4g 37
38
39 Managua, 6.2
40 Megfelelő tervezés
Földrengési hatás 41 A talajmozgás összetevőkre bontása Földrengési adatsor Referencia helyek = Forrás Út Helyszín Építési helyszínek 4 Alapkőzet Talajrétegek 2 3 Út 1 Forrás