Поведение зданий во время землетрясений

Источник 

Широко применяемые в сейсмических районах конструкции крупнопанельных зданий непрерывно совершенствуются, подвергаются экспериментальной проверке в лабораторных условиях. Однако подлинная проверка принимаемых решений происходит во время землетрясений. До 1966 г. исследования проводились на фрагментах конструкций, их стыковых соединений, на моделях зданий в различном масштабе. Впервые в 1966 г. 21 октября был осуществлен крупномасштабный натурный эксперимент, во время которого фрагменты зданий различного конструктивного решения испытали одинаковое сотрясение, вызванное мощными взрывами для создания защитной противоселевой плотины в урочище Медео. Наряду с кирпичным, каркасным испытывался четырехэтажный фрагмент крупнопанельного жилого здания в конструкциях серии 1-464АС/62. Зданиями этой серии производилась массовая застройка г. Алма-Аты сейсмичностью 9 баллов. Натурный фрагмент имел часто расположенные, с шагом 2,6 и 3,2 м, поперечные стены, перекрытия на конструктивную ячейку.

14 апреля 1967 г. производился второй взрыв. Сотрясение грунта основания фрагмента, располагавшегося в 800 м от эпицентра взрыва, оценивалось как 7-8-балльное.

Из всех фрагментов наилучшим образом повел себя крупнопанельный, получивший повреждения, не снизившие существенным образом несущую способность конструкции (табл. 1.4).

 Повреждение крупнопанельных зданий

Эксперимент в Медео свидетельствовал о достаточно высокой сейсмостойкости крупнопанельных зданий узкого шага поперечных стен. Он также показал некоторые недостатки сварных соединений.

Землетрясение 26 апреля 1966 г. в Ташкенте для четырехэтажных крупнопанельных жилых домов с расчетной сейсмичностью 8 баллов в связи с удаленностью района застройки от эпицентральной зоны не было расчетным. Повреждения (табл. 1.4) в меньшей мере являлись следствием сейсмического воздействия, а в большей мере представляли результат технологических отступлений, усадочных явлений, осадок зданий, четко проявившихся от сотрясений основания.

Во время землетрясения 10 мая 1971 г. с интенсивностью в г. Джамбуле 7 баллов воздействию подверглись пятиэтажные жилые крупнопанельные здания серии 1-464 АС-24, узкого шага поперечных стен и перекрытиями с опиранием по контуру, рассчитанные на такое воздействие. Было зафиксировано ряд повреждений (табл. 1.4).

Не отмечалось случаев повреждения стеновых панелей одного направления панелями другого за счет эффекта тарана. Последнее представляется весьма важным моментом, поскольку позволяет с меньшими ограничениями назначать смещения осей стен в зданиях узкого шага поперечных стен. Можно полагать, что положительную роль сыграло решение горизонтальных диафрагм из элементов перекрытий контурного опирания на стены с надежной связью как между собой в соседних конструктивных ячейках, таr и со стенами.

В последующие годы произошел ряд землетрясений различной интенсивности вплоть до 9 баллов. Так, в 1971 г. землетрясению подвергся г. Петропавловск-Камчатский. Интенсивность сейсмического воздействия составляла 8 баллов. Обследовались здания различных конструктивных решений и срока эксплуатации. Сопоставление результатов оказалось в пользу крупнопанельных систем. Здания высотой не более пяти этажей, эксплуатировавшиеся в городе к моменту землетрясения, перенесли его с наименьшим ущербом. Следует подчеркнуть, что во многих случаях качество изделий и стыковых соединений предопределяло характер и место возникновения трещин. Землетрясение 1975 г. в Дагестане явилось следующим этапом реальной проверки надежности крупнопанельных зданий массовой застройки. Рассчитанные на восприятие 7-балльных воздействий здания имели весьма незначительные повреждения, не нарушившие их нормальную эксплуатацию и потребовавшие незначительного ремонта (табл. 1.4).


1976 г. знаменателен двумя Газлийскими землетрясениями высокой интенсивности: 8 апреля и 17 мая (соответственно 8 и 9 баллов). Сотрясениям подверглись двух- и четырехэтажные здания, запроектированные и построенные в ГазЛи и Бухаре без антисейсмических усилений. В основе своей монтажные соединения кое-где выполнялись с применением сварки закладных деталей, выпусков арматуры. Стыковые соединения, как правило, замонолйчивались. Пространственная система зданий формировалась из часто (с шагом 2,6 и 3,2 м) расположенных поперечных стен. Все стены были несущими, поскольку перекрытия , опирались по четырем сторонам.

К землетрясению 8 апреля в Газли было возведено 35 двухэтажных и одно четырехэтажное здания. Авторы [8] объединили их в три группы: постройки 1961—1963 гг., 1964—1965 гг., 1965-1966 гг. (двухэтажные) и 1968 г. (четырехэтажные). Остановимся на особенностях повреждений объектов этих групп. Специалисты ТашЗНИИЭП, проводившие их обследование, пришли к выводу о нецелесообразности восстановления пяти зданий из 36. Характерные повреждения конструкций заключались в трещинах в стыковых соединениях панелей, расхождении последних, в возникновении трещин в самих панелях (табл. 1.4).

Повторное землетрясение 17 мая вызвало разрушение несущих конструкций четырех зданий. Основная масса зданий получила 4- и 3-ю степени повреждений. Четыре дома получили соответственно 2- и 5-ю степени повреждений (табл. 1.4).

В Бухаре подверглись Газлийским землетрясениям крупнопанельные здания различной этажности в конструкциях типовой серии 1-464У и ее модификаций. В конструктивном отношении в целом здания не имели значительных отличий от газлийских, но некоторая проектная переработка и усовершенствование решений этой серии 60-х годов, по мнению авторов [8], приблизила здания в Бухаре к зданиям серии 1-464АС. Данное обстоятельство и меньшая интенсивность сейсмического воздействия на территории Бухары в определенной мере уменьшили отрицательный эффект землетрясения (табл. 1.4).

В зданиях со сбивкой осей стен не отмечалось повреждений вследствие эффекта "тарана" стен одного направления конструкциями другого.

В [8] подчеркивается, что крупнопанельные здания Бухары хорошо перенесли 6-7-балльные землетрясения, не причинив вреда проживающим в них людям. Несущая способность зданий не изменилась. Проводится параллель между поведением зданий во время взрывов в Медео и Джамбулского землетрясения 1971 г. Подобные прямые сравнения повреждений зданий, рассчитанных на воспринятие расчетных сейсмических воздействий, и несейсмостойких зданий могут привести к неправомерным заключениям о наличии значительных возможностей для снижения расхода металла у сейсмостойких зданий. Опыт Газнийских землетрясений убедительно показал неизбежность прогрессирующего развития повреждений даже разрушений в несейсмостойких зданиях в результате повторных воздействий аналогичной или близкой интенсивности. Подобной реакции на расчетное сейсмическое воздействие у сейсмостойкого здания не будет. Как будет показано в последующих главах, снижение расхода стали и улучшение других показателей может достигаться благодаря применению систем активной сейсмозащиты, позволяющим уменьшить уровень горизонтальной нагрузки. Определенный эффект для невысоких уровней воздействий дает переход на армирование крупнопанельных зданий напрягаемой в построечных условиях арматурой.

Карпатское землетрясение 4 марта 1977 г. дало богатый материал для анализа сопротивляемости сейсмическому воздействию крупнопанельных зданий, возведенных как в Румынии, так и на территории Молдавии [76]. Сотрясениям подвергались пяти-, десятиэтажные здания различных конструктивных схем. Интенсивность воздействия на территории Румынии составляла 8—8,5 баллов, Молдавии - 6,5 баллов. К моменту землетрясения в г. Бухаресте основная часть полносборных зданий была возведена в конструкциях серии 1-464АС, изготовленных на поставленном из ССР оборудовании. Особый интерес представляет восьмиэтажное здание с шестью продольными стенами и поперечными, размещающимися с шагом 3,6 м (рис. 1.34), Здание имеет внутренние дворики, западающие вовнутрь пазухи по торцам, поясную разрезку на панели наружных стен. Повреждения не были существенными (табл. 1.4).

Через 8 лет 19(20) марта 1984 г. Газли вновь подвергся сильному землетрясению, оцениваемому в 9 баллов. К этому событию в городе было восстановлено и эксплуатировались 12 крупнопанельных зданий из поврежденных землетрясениями, 1976 г. и намеченных к восстановлению. Восстановление производилось с применением полимерармированных шпонок (ПАШ), описанных в п. 1.9. В результате обследований и анализа собранной информации была установлена 2-3-я степень повреждений восстановленных объектов (табл. 1.5). Невосстановленные здания обрушились.

К землетрясению в Бухаре было возведено 59 зданий, объединенных по конструктивным признакам в три группы [18]. Характер повреждений для них оказался различным (табл. 1.5).

Во время землетрясения 1985 г. в г. Кайреккуме крупнопанельные здания перенесли расчетное, а в ряде случаев и выше расчетного сейсмическое воздействие. Здания возводились в конструкциях серии 1-464АС. До 70-х годов высота их не превышала четырех этажей, затем высота была доведена до пяти этажей. В подземной части предусматривалось устройство подвалов. К верхним этажам интенсивность повреждений зданий в Кайраккуме снижалась. Степень повреждений конструкций зданий, даже находившихся в 300 м от эпицентра, оставалась неизменной и не превышала 2 (табл. 1.4).

Основные повреждения крупнопанельных построек в Ленинабаде, запроектированных на воспринятие 7-8-балльных воздействий (в зависимости от года постройки), ограничивались трещинами горизонтальных стыков стеновых панелей на первом и частично втором этажах.

Краткий обзор материалов, посвященных анализу поведения крупнопанельных зданий массовой застройки во время землетрясений, свидетельствует о высокой надежности этих систем для решения главной задачи сейсмостойкого строительства - сохранения жизни людей. Если здания запроектированы В соответствии с требованиями действующих норм, они успешно сопротивляются расчетным сейсмическим воздействиям, получая при этом минимальные повреждения.

Изложенное выше касалось зданий с часто расположенными поперечными вертикальными диафрагмами, поскольку с таких систем начиналось массовое строительство жилья в сейсмических районах. Многолетний опыт показал обоснованность заложенных в нормы основных принципов проектирования панельных зданий. О незначительности ожидаемых повреждений правильно запроектированных зданий можно говорить лишь в случае обеспечения требуемого качества строительно-монтажных работ. Этими двумя указанными факторами будут определяться объем и стоимость последующих восстановительных мероприятий. Тенденция к снижение расхода металла может при определенных условиях отрицательно сказаться на сейсмостойкости крупнопанельных зданий.

Поделиться этой страницей:

Отправить в DeliciousОтправить в DiggОтправить в FacebookОтправить в Google BookmarksОтправить в StumbleuponОтправить в TechnoratiОтправить в TwitterОтправить в LinkedInОтправить в BobrdobrОтправить в LiveinternetОтправить в LivejournalОтправить в MoymirОтправить в OdnoklassnikiОтправить в VkcomОтправить в Yaru