СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА/4.Современные строительные материалы

Сулейменова А.А., Серкебаев М.К.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.О.Ауезова

Анализ сейсмостойкости зданий и сооружений по последствиям землетрясений.

Одним из наиболее ценных источников для развития науки о сейсмостойкости сооружений, наряду с теоретическими и экспериментальными исследованиями, является инженерный анализ последствий землетрясений. Этот анализ особенно ценен применительно к вопросам сейсмостойкости зданий с кирпичными и каменными стенами, так как именно эти конструкции наиболее трудно поддаются теоретической оценке, а их повреждаемость наиболее велика.

Ниже дано краткое описание последствий землетрясений в Ташкенте 26 апреля 1966г., которые позволяет сделать выводы о сейсмостойкости зданий.

В эпицентральной области, охватившей 10 км², наблюдались горизонтальные и вертикальные колебания почвы, интенсивностью 8 баллов и магнитудой 5,1 с неглубоким очагом под центральной частью города. В городе было много одно и двухэтажных зданий с несущими стенами из кирпича-сырца на слабых известковых или топяных растворах. В большинстве строений этого типа отсутствовали средства сейсмозащиты. И хотя обвалы их не были массовыми, сквозные трещины в стенах зданий, расположенных в центре города, наблюдались повсеместно; они были косыми и во многих случаях горизонтальными на уровнях верха и низа простенков. Все дома в пределах 8-балльной изосейсты пришлось сносить. В зоне 7-балльюй изосейсты их разрушения были меньшими, по все же значительными.

В то же время здания со стенами из такого же материала, но усиленные деревянным каркасом с диагональными связями, даже в 8-балльной зоне, имели сравнительно мало повреждений.

Целых зданий с несущими стенами из обожженного кирпича и восьмибальной зоне не отмечено; сюда входит и более 30 здании, возведенных до землетрясения и рассчитанных на 8 баллов по СНиП II—А. 12—62.

Сильнее пострадали все же здания, построенные до 1957г.; они были рассчитаны на сейсмические нагрузки, значительно меньшие, чем определено современными нормами. Многие строения с кирпичными стенами имели тяжелые карнизы, парапеты, которые обрушались, увлекая с собой части стен. Наблюдался отрыв стен одного направления от стен другого; из-за слабого сцепления и недостаточной перевязки, разрыв часто происходил по растворным швам, не нарушая кирпич. Наличие поясов предохраняло в этих случаях стены от обвалов.

Школы, больницы и некоторые административные здания с большими проемами, длинными коридорами и редкими поперечными стенами получили серьезные повреждения даже в зоне 7- и 6-балльной изосейст.

В табл. 1.1, составленной по данным А. И. Мартемьянова, приведены числа X поврежденных простенков в % от их общего числа на данном этаже в зависимости от числа расположенных над ними этажей (для зданий, построенных в соответствии с нормами 1957 и 1962 гг.).

Таблица 1.1

Количество поврежденных простенков на данном этаже

Число этажей в здании	% при числе выше расположенных этажей
	0	1	2	3	4
2	44	43	-	-
3	42	39	18	-	-
4	25	33	22	16	-
5	26	33	22	18	13

Выводы

1. Анализ показывает, что стены зданий из кирпичной кладки, выполненные без специальных мер сейсмозащиты, при землетрясениях интенсивностью 7 баллов получают сильные повреждения, а при 8 баллах многие конструкции разрушаются, часто отмечаются обвалы отдельных конструкций. При 9-балльных землетрясениях разрушения и обвалы носят массовый характер.

2. На степень повреждаемости кладки стен при колебаниях грунта значительное влияние оказывает се монолитность. Последняя, определяется, кроме прочностных характеристик кирпича и раствора, качеством заполнения горизонтальных и вертикальных швов раствором и величиной сцепления кирпича и раствора. Оценка величины нормального сцепления кирпича и раствора, произведенная при натурных обследованиях, показывает, что в подавляющем большинстве случаев, когда имели место сильные разрушения кирпичных конструкции, прочность сцепления кладки была очень низкой, а заполнение вертикальных швов раствором практически отсутствовало.

3.Во всех случаях, когда здания выдержали сильные сейсмические воздействия, это было связано с наличием в кладке хорошего сцепления, надлежащей перевязки растворных швов, а также специальных мер сеймозащиты. К их числу прежде всего относится введение в кладку всех стен по периметру перекрытий железобетонных поясов, усиление кладки стержнями и сетками арматуры, введение в нее вертикальных железобетонных включений (комплексные конструкции). При выполнении мероприятий сеймозащиты и обеспечении хорошей монолитности кладки, здания с несущими кирпичными стенами показывают достаточную сейсмостойкость даже при высокой интенсивности землетрясений.

4. При натурном обследовании возведенных зданий часто устанавливается низкое сцепление в кирпичной кладке, хотя другие требования норм в части осуществления специальных мер сейсмозащиты (выполнение поясов, применение армирования и комплексных конструкций и другие) соблюдаются. Судя по анализу последствий землетрясений, эффективность этих мер сейсмозащиты в таких случаях резко снижается и их роль в основном сводится к ограничению развития повреждений стен, не исключающих их возникновения, а подчас и заметного развития. Конечно, в этом случае трудно говорить и о хороших экономических показателях конструкций, особенно в части расхода стали. По существу в таких случаях ставится задача объединить воедино сотни тысяч плохо между собой связанных, а иногда и совсем несвязанных кирпичей. В полной мере решить эту задачу невозможно, а ее частичное решение требует большого расхода арматуры.

Литература:

1. Айрапетов Д. П., Гинзбург В. П., Смирнов А. В. Кирпич в современном строительстве. М., Знание, 1984. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Строительство и архитектура», № 3).

2. Андреев О. О., Бургман И. Н., Жаров А. М., Алексеенков Д. А. Результаты предварительного инженерного анализа последствий Карпатского землетрясения 31 августа 1986 г. на территории Молдавской ССР. Экспресс-информация ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 14. Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство, nun. 2. М., 1987.