Eftir því sem jarðskjálftavirkni verður sífellt mikilvægara í huga í evrópskum byggingarháttum,-sérstaklega á svæðum eins og Ítalíu, Grikklandi og hlutum Tyrklands,-leita verkfræðingar og arkitektar eftir grunnkerfum sem bjóða upp á bæði burðarþol og umhverfislega sjálfbærni. Timburhús, sem þegar eru metin fyrir sveigjanleika og lítil umhverfisáhrif, geta hagnast verulega á nýstárlegum grunnlausnum. Ein slík nýjung erjarðskrúfa grunnkerfi, sem nýtur vinsælda víða um Evrópu fyrir léttar mannvirki eins og timburhús, sérstaklega á jarðskjálftasvæðum.
※ Bakgrunnur: Jarðskjálftahætta og byggingaraðferðir í Suður-Evrópu
Suður-Evrópa er mjög skjálftavirk vegna áreksturs milli Afríkufleka og Evrasíufleka. Hefðbundnar byggingaraðferðir-sérstaklega þungt múrverk-hafa reynst viðkvæmt fyrir miklum jarðskjálfta. Aftur á móti bjóða timburhús betri skjálftavirkni vegna:
- Létt eðli, dregur úr tregðukrafti
- Sveigjanleg uppbyggingarhegðun
- Auðveldari samþætting við grunneinangrun eða sveigjanlegan grunn
Hins vegar krefst viðarbygging trausts og aðlögunarhæfs grunnkerfis. Á svæðum með erfitt landslag eða takmarkaðan aðgang fyrir steypuvélar,grunnskrúfa undirstöðurhafa komið fram sem raunhæf og-jarðskjálftaþolin lausn.
Verkefnayfirlit:Wooden House Village í Þessalíu, Grikklandi
Heiti verkefnis:SeismoHome Eco Settlement
Staðsetning:Þessalíu-hérað, Mið-Grikkland
Byggingartími: 2018–2020
Fjöldi heimila:18 einbýlis- timburhús
Gerð grunns:Skrúfugrunnar úr galvaniseruðu stáli
Tegund byggingar:Léttar forsmíðaðar timburgrind (CLT og LVL plötur)
Áhættustig skjálfta:Hátt (svæði 3 á gríska jarðskjálftahættukortinu)
※ Grunnhönnun og eiginleikar jarðskjálftaþols
Lengd:1,5–2,5 metrar
Þvermál:76 mm (skaft), 200 mm (helix)
Efni:Heitt-galvaniseruðu stáli (tæringarþolið-)
Fjöldi á hvert hús:24–36 skrúfur, fer eftir stærð hússins
Burðargeta:~35–60 kN á hverja skrúfu (þjöppun og spenna)
Theþyrillaga hrúgurvoru settar beint inn í-burðarbæran jarðveg með því að nota færanlegan vökvabúnað, til að forðast þörf fyrir uppgröft eða steypu.
-
Jarðskjálftahönnunarstefna
Meðanjarðskrúfurveita ekki dempun sjálfir, heildarkerfið var hannað til að standast skjálftaálag í gegnum:
Sveigjanlegur timburgrind:Létt viðar yfirbyggingin gæti sveiflast án þess að sprunga eða hrynja.
Fljótandi grunngrind:Stálundirgrind sem fest var við skrúfuhausana leyfði stýrða hreyfingu.
Einangraðir bryggjupunktar:Hver jarðskrúfa virkaði eins og lítill-haugur og aftengdi hluta grunnsins frá jarðvegsklippingu meðan á hristingnum stóð.
Krossfesting og festing:Timburrammar voru styrktir með X-spelkum og stálspennuböndum til að viðhalda löguninni við hliðarálag.
※ Árangursprófun og jarðskjálftaeftirlit
Fyrir byggingu var smíðaður prufubúnaður á staðnum meðein jarðskrúfa undir 5.000 kg herma álagi. Hristiborðspróf líkti eftir hreyfingu á jörðu niðrisvipað og jarðskjálfti upp á 6,0 á Richter. Eftirfarandi niðurstöður komu fram:
- Lóðréttir og hliðarfærslur héldust innan Eurocode 8 vikmarka.
- Engin varanleg aflögun á skrúfum eða skrúfuhausum.
- Titringur gleyptist í gegnum timburgrindina og hvarf án skemmda á burðarvirki.
Eftir uppsetningu voru hröðunarmælar og hallaskynjarar felldir inn í fjögur heimili. Jarðskjálfti af stærðinni 5,4 reið yfir svæðið síðla árs 2021 og eftir-atburðagreining sýndi:
- Minna en 5 mm hliðarfærsla
- Engin skrúfulyfting eða hreyfing
- Engar sjáanlegar skemmdir á byggingu eða sprungur að innan
※Kostnaður og byggingarávinningur
| Atriði | Jarðskrúfagrunnur | Steinsteypa grunnur | ||
|---|---|---|---|---|
| Uppsetningartími | 2–3 dagar (á hvert hús) | 1–2 vikur | ||
| Kostnaður á einingu | €7,500–€9,000 | €10,000–€12,000 | ||
| Umhverfisáhrif | Lágt (ekkert sement, lítið CO₂) | Hátt | ||
| Jarðskjálftaaðlögunarhæfni | Miðlungs til hár | Í meðallagi |
Í þessu tilviki minnkaði notkun jarðskrúfa byggingartíma um 40% og gerði húsin kleift að vera að fullu uppsett og tengd veitum á innan við 60 dögum.
※ Viðbrögð samfélagsins og íbúa
Viðtöl sem tekin voru árið 2023 við íbúa bentu til mikillar ánægju með stöðugleika húsanna, orkunýtingu og umhverfisþægindi. Þrátt fyrir að búa á þekktu jarðskjálftasvæði, sögðust yfir 80% íbúa í könnuninni hafa fundið fyrir „mjög öruggum“ við skjálftahrina eftir að þeir fluttu inn.
Einn íbúi sagði:
"Í síðasta jarðskjálfta fundu nágrannar mínir á steinsteyptum heimilum fyrir titringi og sprungum í vegg.
Gríska umhverfisráðuneytið hefur síðan nefnt þetta verkefni sem fyrirmynd fyrir „skjálftafræðilega aðlögunarhæft, sjálfbært dreifbýlishúsnæði“.
Víðtækari umsóknir í Evrópu
Árangur SeismoHome verkefnisins hefur leitt til víðtækari upptöku skrúfugrunna á jarðskjálftavirkum dreifbýlissvæðum um alla Evrópu.Svipaðar dreifingar eru í gangi í:
- Norður-Ítalía (Emilia-Romagna):Skólabyggingar úr tré með skrúfufestingum
- Vestur-Tyrkland:Neyðarskýli úr viði með skrúfubotnum
- Suður Frakkland:Vistvæn-skálar í hlíðum á jarðskjálftasvæðum, með jarðskrúfum og léttum timburgrind
Niðurstaða
SeismoHome verkefnið í Grikklandi sýnir árangursríka notkun jarðskrúfa undirstöður í jarðskjálftavörnum-viðarhúsum. Þessi kerfi bjóða upp á hraðvirkan, sveigjanlegan og umhverfislega ábyrgan valkost við hefðbundnar steyptar undirstöður-sérstaklega í erfiðu landslagi eða dreifbýli. Þegar þær eru paraðar með léttri timbursmíði og snjöllri jarðskjálftahönnun bjóða grunnskrúfa undirstöður áreiðanlega og stigstærða nálgun við jarðskjálftaþol í nútíma evrópskum húsnæði.
Þar sem jarðskjálftaógnir eru viðvarandi og sjálfbærar framkvæmdir ná tökum á jörðinni, er líklegt að grunnskrúfa undirstöður muni gegna sífellt mikilvægara hlutverki í framtíð öruggs, aðlögunarhæfs húsnæðis um alla Evrópu.
