Når en seismisk hendelse inntreffer, rammes bygninger og konstruksjoner generelt dynamiske handlinger proporsjonal med massen til struktureni forhold til energinivået som jordskjelvet har en tendens til å frigjøre. Bygningens respons på disse ytre påkjenningene manifesteres gjennom skade og et sprekkmønster som følger en veldig spesifikk evolusjonbasert på byggets evne til å motstå den seismiske hendelsen. Å vite hvordan man gjenkjenner morfologien til lesjonene og forstå typen skade er avgjørende for å evaluere brukbarheten etter hendelsen, risikonivået og strukturelle svakheter som utløste krisen.
De vanligste skadene forårsaket av jordskjelv
Sprekker i foringsrøret og utviklingen av skaden
I rammekonstruksjoner av armert betong starter utviklingen av seismiske skader alltid fra buffersystemerdvs. fra utvendige lukkevegger og innvendige murskillevegger. Dette skjer fordi fyllingene, til tross for at de er ikke-strukturelle elementer (dvs. ikke designet for å absorbere de virkende belastningene), de har en høy initial stivhet kombinert med ekstremt sprø oppførsel. Når rammen har en tendens til å imøtekomme bevegelsene som ble utløst ved basen av jordskjelvet, fyllingene motsetter seg denne bevegelsenog blir betydelig skadet ettersom de ikke er i stand til å deformere og opprettholde belastningsnivåer under påvirkning av indre påkjenninger. Skaden manifesterer seg hovedsakelig gjennom to typer sprekker:
- Diagonal «X» sprekker: de dannes i midten av veggen på grunn av strekkspenningene indusert av den alternerende mekanismen som utvikler seg som et resultat av den sykliske naturen til den seismiske handlingen. Dette er lesjoner som tydelig indikerer utmattelse av motstandskapasiteten i flyet forårsaket av tamponaden.
- Lineære perimeter løsrevne sprekker: de utvikler seg langs kontaktlinjen mellom mursteinsmurverket og de armerte betongbjelkene eller søylene. Denne sprekken representerer den visuelle manifestasjonen av den kinematiske frakoblingen mellom rammen og panelet, som fra det øyeblikket bidrar til atskilt og ikke lenger samarbeidende atferd.
Selv om kollapsen i utfyllingens plan hovedsakelig representerer økonomisk skade – akseptert i designfasen når nivåene av seismisk intensitet blir høye – ligger den reelle faren i tipper ut av flyet. I dette scenariet kan hele veggen støtes ut mot utsiden av bygningen, og forårsake alvorlig risiko for offentlig sikkerhet langs rømningsveiene, selv etter den seismiske hendelsen.
Sprekker i bærende vegger
I bærende murbygninger, i motsetning til rammeverk vegger opptre samtidig som funksjon av isolasjon og støtte av vertikale og horisontale laster. Sprekkemønsteret i disse strukturene fremhever direkte lidelsens tilstand. Seismisk handling oversetter hovedsakelig til spenninger parallelt med veggens plan: hvis disse kreftene er av betydelig størrelse, oppstår strukturelle kriser og derfor lesjoner. Sistnevnte er delt inn basert på kollapsmekanismen – nært knyttet til veggens iboende mangler – som aktiveres.
- Diagonale «X» kuttskader: murverk har en tendens til å brekke langs overflater som skråner rundt 45°. Hvis det er av dårlig kvalitet eller det ikke er noen effektiv forbindelse mellom tegllagene, følger sprekken forløpet til mørtelfugene; ellers kan lesjonen passere gjennom blokkene selv. Denne krisen utløses av en redusert evne til murverket til å motstå skjærehandlinger. Enhver lesjon som går gjennom en murhanne kompromitterer strukturens evne til å omfordele seismiske krefter og reduserer den motstandsdyktige delen som er nyttig for å motstå gravitasjonsbelastningene til bygningen, og utsetter bygningen for mulige kollapser, selv etter jordskjelvet.
- Horisontale bøyeskader: de er plassert ved bunnen eller toppen av murveggene. De er forårsaket av den veltende seismiske handlingen som har en tendens til å rotere veggen, noe som forårsaker løfting av den ene kanten og en sterk kompresjon konsentrert på den motsatte kanten. I motsetning til skjærmekanismen gir denne lesjonen mye mer kapasitet til å opprettholde den vertikale belastningen på murverket, begrenser overbelastningen av andre vegger og reduserer risikoen for mulig gulvkollaps.
- Vertikale hjørnespor: de vitner om skillet mellom ortogonale vegger. De indikerer at «veggboksen» har sluttet å fungere på en monolittisk måte og at det foregår en veltingsbevegelse av fasaden (kalt ut-av-planet kinematikk). Tilstedeværelsen av sprekker av denne typen kompromitterer alvorlig den globale statikken til bygningen og dens evne til å motstå de vertikale belastningene som er tilstede. Av denne grunn er det viktig å raskt fortsette med midlertidige sikkerhetstiltak, som for eksempel støting.
Skader på bjelker og søyler
I bygninger med armert betong varierer skadene avhengig av konstruksjonsskjemaet som brukes, som kan omfatte enkle rammer eller jordskjelvbestandige vegger (hvis skaden er sammenlignbar med den som er beskrevet for murkaier). I rammesystemer, når jordskjelvet overskrider motstandsterskelen til fyllingene, den seismiske energien overføres integrert til de viktigste strukturelle elementene: bjelkene, søylene og forbindelsesnodene. Når det gjelder moderne design, basert på kriteriene til motstandshierarkiet dannelse av sprekker på bjelkene, spesielt i endene deres, og mindre på søylene. I eksisterende eller utilstrekkelige bygninger påvirker imidlertid skadene pilarene og bjelke-søyleknutene, og viser seg med sprekker som skråner 45° på grunn av skjæring, knusing av betongen, utstøting av betongdekselet og vridning av de langsgående armeringsstengene på grunn av mangelen på effektive inneslutningsbraketter. Denne skaden er forbundet med en progressiv økning i sideforskyvninger av rammen.
Global stabilitet
Det sanne punktet uten retur for bygningens globale stabilitet er nådd når Sideforskyvninger blir synlige for det blotte øyeaktiverer det farlige effekt P-Delta. Dette er en ekstremt lumsk geometrisk krisemekanisme fordi den selvmater seg gjennom en strukturell ond sirkel.
Kraften fra jordskjelvet skyver bygningen til siden, og deformerer søylene fra sin opprinnelige posisjon. Vekten av de øvre etasjene og etasjene, som normalt veier langs den vertikale aksen til pilarene, finner seg plutselig feiljustert på grunn av sideforskyvningen. Denne feiljusteringen genererer en ekstra innvendig veltekraftsom tvinger søylene til å bøye seg ytterligere utover. En ustabil kjedereaksjon blir dermed aktivert: økningen i sideforskyvning forsterker velteffekten av den vertikale lasten, som igjen genererer ytterligere forskyvning. Når den ekstra skyvekraften indusert av den feiljusterte vekten overstiger motstandskapasiteten til de nå sprukkede armerte betongseksjonene, mister strukturen evnen til å støtte sine statiske belastninger, og utløser en plutselig og katastrofal strukturell kollaps.
