Аварии зданий и сооружений

 

ВВЕДЕНИЕ

Дефекты и повреждения должны выявляться в процессе постоянного слежения за техническим состоянием конструкций и по мере их появления (выявления) сразу устраняться, поскольку даже малозначительные, развиваясь во времени, могут стать причиной выхода из строя не только элементов и конструкций, но и зданий и сооружений в целом. Причем следствием обрушения либо разрушения конструкций зачастую является не только значительный материальный ущерб, результатом аварии могут стать загубленные человеческие жизни, что несоизмеримо выше.

К авариям относят внезапное полное или частичное повреждение оборудования, разрушение зданий, сооружений, горных выработок, случаи взрывов, вспышек, загораний пылегазовоздушных 27 смесей, внезапного высвобождения различных видов энергии, вызвавшие длительное нарушение производственного процесса или приведшие к полной или частичной потере производственных мощностей, а также характер которых, и возможные последствия, представляют потенциальную опасность для производства, жизни и здоровья людей.

Аварии разделяют на 2 категории:

К 1 категории относят аварии, в результате которых полностью (частично) выведено из строя производство, а также аварии производственных зданий, сооружений, аппаратов, машин, оборудования, горных выработок, отражающиеся на работе предприятия в целом, отдельных его производств или технических единиц.

К таким авариям относят: взрывы газа и ныли, обвалы в стволах шахт, прорывы дамб, внезапные разрушения технологических зданий и сооружений, пожары зданий и сооружений, аварии конвейерных линий, взрывы котлов, работающих под давлением, разрывы трубопроводов.

Ко 2-ой категории относят аварии, в результате которых произошло разрушение либо повреждение отдельных производственных сооружений, аппаратов, машин, оборудования, отражающиеся на работе участка (цеха), объекта и приведшие к простою производственных мощностей или снижению объемов производства.

К этой категории можно отнести: прорывы газов и пожары для отдельных участков; оползни и обрушения бортов карьеров; обрушение силосных башен, дымовых труб и другие аварии, требующие остановки основных агрегатов для проведения ремонта; падение грузоподъемных механизмов, лифтов или противовесов.

Для возможности оценки влияния развития дефектов и повреждений на техническое состояние конструкций и зданий в целом ниже приведены примеры аварийных ситуаций.

 

 

 

ОБРУШЕНИЕ СЕКЦИИ ЖИЛОГО ДОМА 

В Г. СЕВЕРОДВИНСКЕ (РОССИЯ)

Рисунок 1 – Обрушение секции жилого пятиэтажного дома

в г. Северодвинск

24 августа 2012 года. Архангельская  область. Северодвинск. Обрушилась  секция жилого пятиэтажного дома  по улице Ленина, 5.

Накануне на фасаде здания появились трещины, идущие от фундамента до крыши. После проведения предварительного обследования было принято решение о расселении дома.

Ночью в расселенном доме произошло обрушение, в результате которого был полностью разрушен один подъезд с первого по пятый этажи.

Дом, построенный в 1950 году, начал деформироваться в конце 1990-х годов. С 2000 года велись геодезические наблюдения за состоянием конструкции. Критические деформации носили стихийный характер, что не позволило своевременно усилить поврежденные части дома.

Рисунок 2 - Развитие трещин накануне обрушения

24 сентября 2012 года опубликовано  техническое заключение по результатам  обследования строительных конструкций  жилого дома № 5 по ул. Ленина  в Северодвинске.

Основные причины обрушения:

1. Разрушение кладки цоколя  с отметки -2.07 м до отметки -1.40 м и наружной стены в уровне первого этажа в осях «4/16–20», повлекшее за собой обрушение данного фрагмента стены до карниза включительно по выявленному рисунку сквозных трещин и междуэтажных перекрытий в осях «4–5/16–20»;

2. Конструктивная особенность  здания, его отдельных узлов и  элементов, не обеспечивающая дисков  жёсткости в уровне междуэтажных  перекрытий и не создающая  общую пространственную жёсткость  и эксплуатационную надёжность, особенно во II-м подъезде в  осях «4–22/15–21», а также ранее  отмеченные недостатки проекта (цоколь  из керамического кирпича практически  от верха отмостки, отсутствие  армирования кладки);

3. Отдельные отступления  от требований проекта, строительных  норм и правил при возведении  объекта, применение низкомарочных  строительных материалов, не обеспечивающих надёжность и долговечность в условиях отрицательного воздействия знакопеременных температур и постоянного увлажнения, периодические нарушения правил и норм технической эксплуатации ж/дома (заделка цоколя в отмостку при благоустройстве территории);

4. Суффозия — вынос  мелких минеральных частиц породы (песка в основании) фильтрующейся  через неё водой, приведшая к  изменению деформационных свойств грунта и, как следствие, к осадке (смещению) ленточного фундамента на естественном основании;

5. Неудачное расположение  жилого дома с фундаментом  на естественном основании рядом  с автомагистралью с интенсивным  движением автотранспорта;

6. Неблагоприятные природные  условия в течении весенне-летнего периода 2012 г.: интенсивные дожди и ливни, вызывающее периодическое подтопление дорог и тротуаров, не справляющаяся с объёмом воды ливневая канализация;

7. Ударно-вибрационные нагрузки  и воздействия на неармированную  кладку несущих стен, выполненную  из низкомарочных материалов, при  ремонтах и перепланировках в  жилого дома;

8. Перепланировка в кафе  «Шоколад», выполненная с отдельными  нарушениями и отступлениями  от требований нормативных документов  в области строительства, реконструкции  и ремонта.

В частности:

— собственником кафе не представлены сведения об обследовании технического состояния здания (или его фрагмента — кафе «Шоколадница» в осях «4–22/15–21», за исключением лестничной клетки II-го подъезда) до начала выполнения проектных работ;

— проект перепланировки был представлен в МУП «ЖКК» только 20.08.12 г. без согласований в установленном Законодательством РФ порядке;

— на момент проверки собственником не представлена исполнительная документация на выполненный объём работ по перепланировке кафе (требования СНиП 12-01-2004 «Организация строительства»);

— металлические стойки опёрты на конструкцию полов, т.к. толщина пола превышала 200 мм, а не на отдельные фундаменты в виде бетонных тумб по грунтовому основанию;

— по многочисленным свидетельским показаниям жильцов при производстве ремонтно-строительных работ активно использовался ударно-вибрационный профессиональный инструмент (замеры уровня вибрации и шума не производились), что также оказало негативное влияние на неармированную кладку стен при отсутствии диска жёсткости перекрытия.

 

 

 

 

 

ОБРУШЕНИЕ КРЫШИ ШКОЛЬНОГО СПОРТЗАЛА

В Г. ДОНЕЦКЕ (УКРАИНА)

Рисунок 3 - Обрушенная крыша спортзала школы в Донецке

26 мая 2013 года. Ростовская  область. Донецк. Обрушилась кровля  спортивного зала школы № 13. Общая  площадь обрушения составила 140 квадратных  метров. Пострадавших нет.

Неприятное событие стало настоящим шоком для администрации учебного учреждения. В 2006 году здание школы, построенное в 1969-м, капитально отремонтировали. Частичный ремонт пережила и кровля спортзала.

Утром в воскресенье сторож заметил трещины на стенах зала под самой кровлей, деформацию кирпичной кладки, которая увеличивалась на глазах. События развивались стремительно: вдоль всего потолка по центру спортзала поползла трещина. Спасатели МЧС предприняли все возможные меры: удалили несущую балку, частично разобрали кровлю. К концу дня помещение превратилось в склад мусора.

Нареканий по эксплуатации здания у комиссии, обследовавшей помещение, не возникло: дерево было сухим, крыша не текла, чердак содержали в порядке.

Случившееся стало следствием потери несущей способности деревянной балки нижнего пояса фермы из-за глубокого косослоя, поразившего все сечение.

Косослой – это порок строения древесины, ярко выраженное косое (винтообразное) расположение волокон в древесине относительно продольной оси ствола.

Нижняя деревянная балка фермы разрушилась по линии косослоя снизу вверх. «Катализатором» этой реакции стало наличие нескольких сучков по ходу трещины.

Соседняя балка из-за перераспределения нагрузки на кровлю тоже не выдержала.

Как выяснилось, во время капитального ремонта здания в 2006 году деревянные балки крыши не меняли, то есть они держали кровлю с 1969 года.

Наличие косослоя древесины – очень распространенное явление и само по себе не привело бы к разрушению конструкций, если бы не стечение указанных выше обстоятельств.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обрушения прямо или косвенно связаны с несоблюдением требований норм и правил строительной практики.

Следование действующим нормам и правилам гарантирует достаточно высокую надежность сооружения (вероятность аварии таких сооружений не превышает 2,4×10-6).

Исследование причин аварий служит основанием для попытки оценить их возможность возникновения на основе формализованного анализа условий, влияющих на надежность сооружения. К числу этих условий отнесем надежность проекта, качество строительства и эксплуатации.

Недостаточная надежность проекта может возникнуть вследствие:

1) несоответствия принятой  расчетной модели действительной  работе конструкций из-за: отсутствия  или неполноты норм на проектирование, неясности расчетных схем, нагрузок  и фактических условий работы  и эксплуатации объекта, учета  сопротивляемости сооружения случайным  воздействиям;

2) недостаточной апробированностью  конструктивного решения (наличия  построенных аналогичных сооружений, значительного отличия размеров  проектируемого сооружения и  нагрузок в большую сторону  от построенных ранее аналогичных  сооружений);

3) нарушения строительных  норм и правив при выполнении  проектирования в части: полноты  инженерно-геологических исследований, учета агрессивности внешней  среды, отсутствия указаний в  проекте о принятых нагрузках, возможных допусках на изготовление, марках материалов, методов строительства  и эксплуатации;

4) допущенных ошибок из-за  отсутствия достаточного опыта  проектировщиков, недостатка времени  или средств на проектирование. Некачественное строительство объектов  может возникнуть вследствие:

5) применения материалов  и конструкций, не соответствующих  проекту; 6) низкого качества строительнo-монтажныx работ;

7) использования необычных  или неапробированныx методов возведения;

8) плохого контроля за  качеством строительства, неудовлетворительного  взаимодействия проектировщиков  и строителей;

9) низкой квалификации  производственного персонала, частой  смены производственного персонала;

10) неудовлетворительной  обстановки на стройке: недостаток  времени, средств, плохие взаимоотношения  персонала;

11) отступлений от строительных  норм и правил строительной  практики при строительстве сооружения, отступлений от первоначального  проекта; Некачественная эксплуатация  может возникнуть вследствие:

12) завышения проектных  нагрузок;

13) отсутствия контроля  за состоянием сооружения, эксплуатации  сооружения с неустраненными  дефектами;

14) отступлений от правил  эксплуатации, использования сооружения  не по назначению.

Анализ аварий показал, что при несоблюдении условий, указанных выше, возможна авария сооружений.