Российские создатели сейсмоизоляции нуждаются в современной экспериментальной базе
Дом тряхануло так, что столы и стулья сдвинулись с места, повалился стеллаж, обрушился подвесной потолок… Но в результате никто не пострадал. Ведь все описанное было экспериментом, в ходе которого испытывались сейсмоизоляторы различной конструкции. Здание со стальным каркасом весом 540 тонн было помещено на самую большую в мире сейсмоплатформу E-Defence, построенную в местечке Мики под Кобэ (Япония), пишет stroygaz.ru.
Сооружение подвергалось воздействиям в соответствии с точной записью четырех реальных землетрясений. При этом под домом поочередно устанавливались различные виды сейсмоизоляторов, которые должны снижать воздействующие на здания нагрузки до приемлемых величин. В результате выяснилось, что ни резино-металлические, ни фрикционно-маятниковые сейсмоизоляторы не позволяют снизить воздействующие на здания ускорения до предусмотренных проектом 0,35 g. При горизонтальных колебаниях максимальные поэтажные ускорения составляли 0,5 g, а при наложении вертикальных колебаний они приближались к 1 g. Это позволило ученым сделать вывод о том, что использующаяся в настоящее время двухкомпонентная система сейсмоизоляции не обеспечивает защиту от трехкомпонентного сейсмического воздействия. Эти проблемы обсуждались на научно-практической конференции по сейсмостойкому строительству, состоявшейся в АО «НИЦ «Строительство».
Трехкомпонентные системы сейсмоизоляции разрабатываются в мире с 90-х годов XX века, но до сих пор ни одна из них в дело не пошла. Велись работы в этом направлении и в СССР, где были созданы качающиеся изоляторы с воздушными пружинами и высоковязкими демпферами. Как рассказал участник конференции, главный научный сотрудник ООО «ЦКТИ-Вибросейсм» Вячеслав Беляев, в Советском Союзе перед перестройкой для испытания сейсмоизоляции были куплены за рубежом 7 гидравлических стендов грузоподьемностью 100 тонн каждый, но ни один из них сейчас не работает. Самый большой в стране стенд на полигоне под Выборгом, на котором можно было испытывать модели весом до 400 тонн, достался исследователям от оборонки, но финансирование этой стендовой базы в 90-е годы было прекращено.
Ситуация с финансированием исследовательских работ по сейсмоизоляции кардинально изменилась после аварии на атомной электростанции «Фукусима-1» (2011). И вот около трех месяцев назад в Санкт-Петербурге началось строительство стенда для исследования пружинно-демпферной системы сейсмоизоляции. На этом стенде можно будет испытывать натурные изделия весом до 2,5 тыс. тонн. К марту там планируется закончить бетонные работы. Однако, хотя по грузоподъемности этот стенд будет вдвое превосходить рассчитанный на 1200 тонн японский E-Defence, а также американскую сейсмоплатформу в Сан-Диего, отставание России в данной сфере все равно сохранится.
«Мы делаем некий паллиатив, потому что у нас нет управляемого гидравлического привода, который позволяет воспроизводить акселерограмму землетрясения во всей сложности», – сказал Вячеслав Беляев. Поэтому, по его словам, российским исследователям удастся создать на стенде в Санкт-Петербурге лишь подобие реального землетрясения. Причина – крайне высокая цена вопроса. В создании стенда под Кобэ участвовала практически вся японская промышленность, и за 10 лет строительства было израсходовано почти 800 млн долларов. Самой дорогостоящей частью проекта стали управляемые гидравлические приводы длиной 40 м и диаметром 2,2 м, позволяющие перепускать в клапанах 40 тыс. л масла в минуту. Именно благодаря этому и удается воспроизвести все компоненты реального землетрясения, в том числе вращательные. В российском стенде в сочетании с вибромашиной будут использоваться гидравлические приводы, которые способны воспроизводить только поступательные компоненты. Тем не менее, и это уже существенный шаг на пути создания в нашей стране полноценной экспериментальной базы для испытания систем сейсмоизоляции.
