Сейсмостойкость 5 и менее баллов что значит
Споры о сейсмостойкости домов
Сейсмостойкость зданий, о которой во всегда благополучном в этом отношении Красноярске долгое время никто не вспоминал, в последние несколько лет регулярно становится предметом обсуждения на разных уровнях. Непонятно, почему о сейсмике вдруг заговорили: ученые призывают ужесточить нормы безопасности для города, а застройщики стали перечислять сейсмоустойчивость в списке характеристик новых домов. Так что же, пришло время пересмотреть критерии сейсмоустойчовости кирпичных, панельных и даже монолитных домов?
Единственный существующий сегодня нормативный документ для определения уровня сейсмичности в Красноярске — карты общего сейсмического районирования. Составленные в результате многолетних наблюдений, они позволяют оценить потенциальную опасность, которую колебания земной коры могут представлять для построенных объектов трех различающихся по уровню ответственности категорий.
Как следует из этих карт, Красноярск относится к числу территорий, не опасных с точки зрения сейсмичности, где максимальная сила подземных толчков может достигать 6 баллов по международной шкале. На эту цифру сегодня и ориентируются при возведении в городе объектов массового строительства. При этом надо сказать, что строить жилые дома в расчете на колебания в 6 баллов в Красноярске стали сравнительно недавно, с вступлением в силу нового СНиПа II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» в 2000 году. Все построенные до принятия новой нормы жилые и общественные объекты в городе готовились к испытанию максимум 5-балльным землетрясением.
Объекты повышенной ответственности, в категорию которых попадают больницы, школы, спортивные сооружения, насосные и трансформаторные подстанции, а также высотные здания, поднявшиеся выше 16 этажей, строятся сегодня в расчете на те же 6-балльные землетрясения.
От особо ответственных объектов — ГЭС, атомных электростанций — требуется уже повышенная стойкость перед природой, они должны выдержать силу подземных толчков уже до 8 баллов по международной шкале.
Опасными для зданий и сооружений начинают считаться землетрясения от 7 и более баллов по шкале Рихтера. Поэтому в районах, которые по прогнозам имеют более низкую сейсмичность, при проектировании и строительстве не требуется предусматривать каких-либо дополнительных мер.
Важный нюанс сейсмостойкости зданий
Если Красноярск относится к безопасным с точки зрения сейсмики территориям, и нормы строительства никогда не требовали здесь заниматься дополнительным усилением конструкций, тогда о чем говорят сторонники ужесточения требований к сейсмической безопасности домов?
Дело в том, что сейсмичность может меняться в зависимости от характера грунта. И единая 6-балльная оценка, поставленная Красноярску в карте общего сейсмического районирования, выведена для условий «средних по сейсмическим свойствам грунтов». На практике же грунты на строительных площадках в границах города могут отличаться: на одних располагаются более плотные скальные породы, на других строителям приходится работать в условиях сложного просадочного грунта.
«Площадки в городе отличаются по просадочной мощности грунта, — объясняет начальник отдела изысканий ЗАО „Институт Красноярскагропромпроект“ Владимир Попов, — поэтому в центре города на галечниках можно использовать ленточные фундаменты. На Взлетке и в Северном, где грунты сложные, дома строятся только на свайных основаниях. Соответственно, и балльность в этой части города должна расти».
Для участков с прочными грунтами балльная оценка может быть снижена на один балл. Для других, расположенных на сложных грунтах, ее показатель, наоборот, должен быть на один балл увеличен. Чтобы определить, где сила подземных толчков при землетрясении окажется больше, а где слабее, необходимо проведение работ по составлению карт для отдельных районов города. Микросейсморайонирование — мероприятие сложное, предполагающее серьезную подготовительную работу и, значит, достаточно затратное. Действующий СНиП предполагает создание таких карт для территорий с балльной оценкой от 7 баллов. Несложно догадаться, что Красноярск с его 6 баллами для массового строительства в эту категорию не попадает. Поэтому сегодня в Красноярске специалисты, создавая проекты, не имеют возможности менять требования к сейсмической безопасности зданий в зависимости от особенностей грунта конкретной площадки.
Единственный, кто сейчас может принять более высокую балльную оценку для объекта, это сам заказчик по согласованию с проектной организацией. «Действующий СНиП это сделать позволяет, — объясняет руководитель третьей мастерской института „Красноярскгражданпроект“ Владимир Федченко. — Для нескольких коммерческих объектов в городе по требованию заказчика проводилось микросейсморайонирование площадки и менялась балльная оценка, но такие мероприятия всегда приводят к повышению цены квадратного метра».
Не так давно появилось предложение принять на местном уровне собственные регламенты, которые должны повысить уровень сейсмической безопасности строительства. Е ще в 2010 году в Законодательном собрании Красноярского края выступали заведующий кафедрой строительной механики и управления конструкциями Института градостроительства, управления и региональной экономики СФУ Наум Абовский и директор Института геологии и минерального сырья Виктор Сибгатулин. Указав на то, что Красноярский край в разработке программ по определению сейсмической безопасности отстает от других регионов, они предложили организовать работу по составлению карт сейсмоактивности в разных районах города, принять краевой закон о сейсмобезопасности и внести поправки в закон о градостроительном проектировании. По их оценке, на подготовку сейсмокарт и определение сейсмоустойчивости зданий необходимо потратить 1,41 млрд рублей. На заявление ученых первый заместитель министра строительства и архитектуры Евгений Диев возразил: «Не стоит будоражить общественное мнение необдуманными заявлениями».
Причем о том, что задумываться о сейсмической опасности нужно, никто не спорит, вопрос в том, какие конкретные действия должны последовать за заявлением. Одним строительством нескольких объектов с повышенной устойчивостью, когда большая часть горожан продолжает жить в «хрущевках», проблемы не решить.
Сейсмостойкое строительство домов
На практике повышение сейсмичности даже на балл означает ужесточение требований практически ко всем конструктивным элементам зданий. Чтобы дом получил право называться сейсмически устойчивым, при его проектировании должен учитываться целый комплекс мер, которые призваны повышать несущую способность здания.
Для повышения устойчивости дома перед колебаниями земной коры при строительстве используются специальные материалы и конструкции и применяются симметричные конструктивные схемы, благодаря которым обеспечивается равномерное распределение нагрузок на перекрытия.
Если здание возводится с учетом повышенной сейсмичности, то при проектировании все элементы в нем должны быть надежно связаны с другими, предусмотрены дополнительные соединения между конструкциями, чтобы получить уверенность, что оно не рухнет при первом же сильном подземном толчке. Случись землетрясение, жилой дом не сложится как карточный домик, а простоит достаточно долго, чтобы находящиеся в нем люди получили возможность эвакуироваться.
«Что касается конкретных технологий строительства, то здания, которые имеют внутренний монолитный железобетонный каркас, оказываются более сейсмоустойчивыми, чем построенные по любой другой технологии, — рассказывает Владимир Федченко. — Неплохо показали себя крупнопанельные дома. А вот кирпичное строительство считается более уязвимым во время землетрясения».
В тех районах, где строительство уже сегодня ведется с учетом повышенной сейсмической опасности, сейсмическая надбавка составляет заметную долю в стоимости квадратного метра. В Иркутске, где сейсмическая устойчивость новых зданий является для покупателей важным критерием при выборе жилья, за счет применения специальных конструкций стоимость жилья увеличивается примерно на 18%. Дом, который строится с учетом 8-балльной сейсмичности, возрастает в цене на 15%, повышение сейсмической устойчивости до 9 баллов означает увеличение цены объекта на 22%.
Летопись землетрясений в Красноярске
Если учет сейсмичности при строительстве способен привести к таким результатам, то стоит ли повышать величину балльной оценки для всего города? Насколько вообще велика вероятность в городе серьезных землетрясений? В пояснении к карте общего сейсмического районирования, той самой, которая определяет для Красноярска оценку в 6 баллов, содержится оговорка о том, что превышение расчетной силы в 6 баллов с 10-процентной вероятностью возможно в течение 50 лет.
Как говорят специалисты, за все время наблюдения за сейсмической активностью, то есть начиная с 1964 года и до наших дней, в Красноярске не отмечено ни одного землетрясения, сила которого доходила бы до 6 баллов по международной шкале. За всю историю города упоминание о серьезном землетрясении только одно. Если верить источнику, произошло оно в 1806 году.
«Единственное упоминание о землетрясении 1806 года содержится в одной из французских газет, — поясняет заведующий сейсмической сетью „Центра сейсмического мониторинга“ Николай Пилимонкин, — но в то время французские СМИ могли легко перепутать Красноярск, например, с Иркутском. Поэтому полностью полагаться на этот источник нельзя».
По словам специалистов, Красноярск находится в достаточно спокойной сейсмической зоне. Единственным потенциальным источником сейсмической опасности для нас остаются Главный Саянский и Восточно-Саянский разломы. Колебания земной коры, которые в последние несколько лет ощущали жители краевого центра, имеют эпицентр не здесь, а за много сотен километров от Красноярска и являются отголосками дальних землетрясений. Поэтому, хотя землетрясения в последние годы периодически напоминают о себе, сила их невелика и они не приносят никакого вреда.
«Начиная с 2003 года в течение трех лет наблюдалась достаточно сильная сейсмическая активность на территории республики Алтай, где происходили сильные землетрясения, — рассказывает Николай Пилимонкин. — Серьезное землетрясение в этом районе произошло в 2003 году, когда сила толчков в эпицентре достигала 9 баллов, до Красноярска докатилось 4 балла. Это землетрясение имело транзитный характер (его эпицентр находился в 800 км от Красноярска) и никаких повреждений объектов вызвать не могло.
Постепенно эта активность стала сходить на нет, и сейчас в этом районе наблюдается полное затишье. В марте 2009 года произошло Крольское землетрясение. Сила докатившихся до Красноярска подземных толчков составляла 2,5 балла, так что, кроме приборов, почувствовать его смогли только жители верхних этажей. В настоящий момент на территории Красноярского края наблюдается слабая сейсмическая активность, которую мы называем фоновой. В первых числах мая 2010 года произошло землетрясение на территории водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС, в эпицентре было всего 3 балла, поэтому даже до ближайших населенных пунктов никаких его отголосков не дошло».
Так что ответ на вопрос, нужно ли сейчас менять требования к безопасности зданий и повышать балльную оценку, не кажется таким однозначным. Потому что, с одной стороны, на территории города существуют сложные грунты, где сейсмическая опасность может быть выше нормативной, а с другой, происходившие за всю историю в Красноярске землетрясения не достигали силы, на которую рассчитаны уже построенные и строящиеся объекты. У изменения балльной оценки для Красноярска до 7 баллов помимо повышения безопасности зданий, которую из-за отсутствия серьезных землетрясений горожане могут и не почувствовать, может быть и второй, и на этот раз вполне ощутимый эффект — рост цены и без того недешевого в Красноярске квадратного метра.
Сейсмоустойчивость зданий. Справка
Землетрясение магнитудой 5,9 произошло во вторник в американском штате Виргиния, сообщает сайт Геологической службы США. Эвакуированы Капитолий (где заседает Конгресс США) и Пентагон (американское Минобороны) в Вашингтоне, передает агентство Рейтер.
Сейсмоустойчивость ‑ способность построек и конструкций выдерживать землетрясения с минимальными повреждениями.
Сейсмоустойчивость объекта, прежде всего, зависит от его высоты, его веса в целом, конструктивной системы, которая принимает на себя сейсмическое воздействие, сейсмических регионов, где строится объект, включая и микросейсмическую регионализацию, так как в зонах малой сейсмической активности могут существовать геологические разломы, которые могут представлять повышенную геодинамическую опасность отдельных объектов, особенно высотных зданий.
Традиционные методы и средства защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий включают большой комплекс различных мероприятий, направленных на повышение несущей способности строительных конструкций, проектирование которых осуществляется на основании выработанных отечественным и зарубежным опытом строительства норм и правил, гарантирующих сейсмостойкость зданий и сооружений в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.
Проектирование зданий и сооружений в сейсмически опасных районах начинается с соблюдения общеполагающих принципов сейсмостойкого строительства, в соответствии с которыми все используемые строительные материалы, конструкции и конструктивные схемы должны обеспечивать наименьшее значение сейсмических нагрузок. Рекомендуется при проектировании принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы и добиваться равномерного распределения жесткостей конструкций и масс. В зданиях и сооружениях из сборных элементов рекомендуется располагать стыки вне зоны максимальных усилий, необходимо обеспечивать однородность и монолитность конструкций за счет применения укрепленных сборных элементов.
Существенное влияние на сейсмостойкость зданий оказывает выбор объемно‑планировочных схем, их формы и габаритов. Наиболее предпочтительными формами сооружений в плане являются круг, многоугольник, квадрат и близкие им по формам очертания. Однако такие формы не всегда соответствуют требованиям планировки, поэтому чаще всего применяется прямоугольная форма с параллельно расположенными пролетами, без перепада высот смежных пролетов и без входящих углов. В случае, если возникает необходимость создания сложных форм в плане здания, то его следует разрезать по всей высоте на отдельные замкнутые отсеки простой формы. Конструктивные решения отсеков во время землетрясения должны обеспечивать независимую работу каждого из них. Достигается это устройством антисейсмических швов, которые могут быть совмещены с температурными или осадочными. Антисейсмические швы осуществляются путем установки парных стен, парных колонн или рам, а также путем возведения рамы и стены.
При высоте здания до 5 м ширина такого шва должна быт не менее 3 см. Для зданий большей высоты ширину шва увеличивают на 2 см на каждые 5 м высоты.
В многоэтажных зданиях большую роль на их сейсмостойкость оказывают конструкции междуэтажных перекрытий и покрытий, работающих как диафрагмы жесткости, обеспечивающие распределение сейсмической нагрузки между вертикальными несущими элементами. Сборные железобетонные перекрытия и покрытия зданий должны быть замоноличенными, жесткими в горизонтальной плоскости и соединенными с вертикальными несущими конструкциями.
Боковые грани панелей (плит) перекрытий и покрытий должны иметь шпоночную или рифленую поверхность. Для соединения с антисейсмическим поясом или для связи с элементами каркаса в панелях (плитах) следует предусматривать выпуски арматуры или закладные детали.
Существенное влияние на значения сейсмических нагрузок оказывает масса сооружения. Поэтому при действии сейсмических сил необходимо стремиться к максимально возможному снижению веса конструкций и полученных нагрузок.
Не несущие элементы типа перегородок и заполнений каркаса рекомендуются выполнять легкими, как правило, крупнопанельной или каркасной конструкции и соединять со стенами, колоннами, а при длине более 3 м — и с перекрытиями. В зданиях более пяти этажей не допускается применение перегородок из кирпичной кладки, выполненной вручную. Перегородки из кирпича или камня следует армировать на всю длину не реже, чем через 700 мм по высоте стержнями общим сечением в шве не менее 0,2 кв. см. Допускается выполнять перегородки подвесными с ограничителями перемещений из плоскости панелей.
Каменные здания получают при землетрясениях наибольшие повреждения по сравнению с другими типами зданий современной постройки.
Сейсмостойкость каменных зданий определяется прочностью кирпича и камня, а также зависит от прочности их сцепления с раствором. По действующим нормативным документам рекомендуется несущие кирпичные и каменные стены возводить, как правило, из кирпича или каменных панелей, блоков, изготавливаемых в заводских условиях с применением вибрации, или из кирпичной или каменной кладки на растворах со специальными добавками, повышающими сцепление раствора с кирпичом или камнем.
Для обеспечения сейсмоустойчивости важен выбор места постройки ‑ следует избегать близости к линиям сброса. Также вносятся изменения в фундамент конструкций ‑ создаются «подушки» из бетона или полимерных материалов, благодаря которым здания скользят или «плавают» во время землетрясения и не разламываются по тем линиям, где создается наибольшее напряжение.
Наиболее перспективное направление повышения сейсмоустойчивости – это сейсмоизоляция зданий. Сейсмоизоляция подразумевает отстройку частот колебаний здания от преобладающих частот воздействия. Именно это и обеспечивает снижение механической энергии, получаемой конструкцией от основания.
Специалистами России и зарубежных стран предложены разнообразные устройства систем сейсмоизоляции и гасители энергии колебаний сооружений, а также системы с использованием сплавов, запоминающих объемное состояние, и другие «интеллектуальные» системы.
В мире наблюдаются следующие тенденции: первая ‑ это применение в чистом виде сейсмоизоляции зданий, которая устраивается, как правило, в нижних этажах: резинометаллические опоры самой различной модификации, с низким и высоким демпфированием, с сердечником из свинца и без него, с применением различных материалов. Есть также фрикционные скользящие опоры маятникового типа. И те и другие опоры применяются в мире очень широко.
(Строительство (Москва), 30.03.2009)
Второе направление ‑ применение демпфирования (гашения колебаний), которое известно очень давно и постоянно совершенствуется. Для высотного строительства, как правило, используется сочетание: сейсмоизоляцию располагают в нижнем этаже, а по высоте здания устанавливают демпфирование. Сейчас производители предлагают самые различные демпферы: металлические, жидкостные, есть специальные сплавы с памятью, специальные демпфирующие стены, последние устройства хотя и относительно дорогие, но достаточно эффективные.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Ссылка на источник
Как вы уже знаете, большинство жителей города живут в трех основных типах домов: мелкоблочных, крупноблочных, крупнопанельных. Каркасно-панельные здания — это, как правило, общественные и административные. Попробуем представить ситуацию землетрясения для каждого из таких домов.
Мелкоблочный дом. Фото: handmade-idei.ru
Итак, вы находитесь в мелкоблочном доме. Дефицит сейсмичности такого неукрепленного дома составляет 1,5-2 балла. Отметим только, что трещины во внутренних и наружных стенах могут быть от волосяных до 3-4 сантиметровых. Таких размеров трещины, сквозь которые была видна улица, комиссия специалистов наблюдала в подобных домах в г. Ленинакане после Спитакского землетрясения. Паниковать при виде таких нарушений не стоит, т. к. дом на это рассчитан. Следует быть особенно осторожными, если разрушения будут сильно отличаться от тех, которые мы описали. Например, произойдет сдвиг перекрытий со стен на 3 и более сантиметров. рис. 5 Какие же элементы дома лучше всего противостоят стихии?
Планировка мелкоблочного дома. Фото: beton-karkas.ru
Обратимся к рисунку 5, на котором изображена наиболее характерная планировка жилого 2-5-этажного мелкоблочного дома. Несущие (на которые опираются перекрытия) капитальные стены 1,2 повреждаются меньше, чем поперечные 3,4,5. Последние легче сдвинуть (срезать) горизонтальными сейсмическими силами, т. к. они менее пригружены. Особенно опасной считается торцевая стена 4, которая связана с остальными стенами только с одной стороны. Иногда торцы зданий даже отрываются от здания и вываливаются наружу, что неоднократно наблюдалось в поселке Газли, городах Спитаке и Нефтегорске. Очень опасен угол здания 6, который менее всего связан со зданием и наиболее подвержен «расшатыванию» при землетрясении. Уже при 7-8-балльном землетрясении углы зданий на верхнем этаже, как правило, повреждаются, а при 9-балльном могут вывалиться наружу. У наружных продольных стен (1) находиться при землетрясении не рекомендуется, так как здесь могут «выстреливать» стекла, вываливаться внутрь и наружу окна (это замечание верно не только для мелкоблочных домов), а у особо слабых домов даже отрываться (стены продольные от поперечных). Наиболее безопасными при землетрясении считаются места пересечений внутренних несущих продольных стен (2) с внутренними поперечными. На рисунке показаны наиболее характерные «островки безопасности»: у выходов из квартир на лестничную клетку и у межсекционной стены 5. В этих местах, за счет крестообразного пересечения несущих и ненесущих стен, создается ядро повышенной прочности, которое может выстоять даже при обрушении остальных стен. Это ядро тем прочнее, чем меньше в нем дверных проемов. Так, например, наиболее надежным будет место у правой трехкомнатной квартиры в зоне пересечения внутренних стен 2 и 5. Также надежным представляется островок в двухкомнатной квартире на пересечении глухих участков стен типа 3 и 2. Что касается однокомнатной и левой трехкомнатной квартир, то у них ядра имеют по одному- два проема и поэтому считаются менее прочными, чем ядра с глухими стенами. Поэтому, в случае необходимости, здесь можно перемещаться вдоль стены 2. В таких домах постройки 70-80 гг. дверные проемы, выходящие на лестничную клетку, обрамлены железобетонными рамками, что гарантирует их прочность. Однако в домах более ранней постройки рамки есть не везде, поэтому эти выходы нельзя считать полностью безопасными. Несколько общих советов по поведению. Как только начнется землетрясение, следует открыть двери, ведущие на лестничную площадку и перейти на островок безопасности. Стоит попытаться выбежать из здания, если вы находитесь на первом или втором этажах. С более высокого этажа вы можете не успеть это сделать до того, как начнутся серьезные разрушения. Выбегать из дома надо особенно быстро и внимательно, чтобы тебя не «накрыли» кирпичи, летящие с крыши от разрушенных труб, или не придавил тяжелый козырек. Если вы не успели на островок безопасности, то следует помнить, что очень опасны перегородки, сделанные из мелкоблочной кладки. Они разрушаются одними из первых, вплоть до обрушения. Менее опасны деревянные щитовые перегородки, но и от них могут отваливаться достаточно большие куски штукатурки, которые особенно опасны для маленьких детей. Каменную перегородку от щитовой легко отличить по глухому, очень короткому, невибрирующему звуку при ударе по стене кулаком. При расстановке мебели в квартире обратите внимание на то, чтобы громоздкая мебель не могла упасть на территорию островка безопасности или на путь возможной эвакуации из квартиры.
Многие жители крупноблочных домов знают, что их дома достаточно хорошо выдерживают землетрясение. Их реальная сейсмостойкость оценивается специалистами в 7,7 баллов.
Типовая планировка крупноблочного дома (примерно). Чертёж: resog.ru
На рис. 6 изображена типовая планировка крупноблочного дома. Положение капитальных несущих и ненесущих стен — такое же, как и в мелкоблочном доме. Крупноблочный дом теряет свою несущую способность главным образом за счет расслоения стен на отдельные блоки, которые в домах старой постройки, к сожалению, не имеют хорошей связи друг с другом. Наружные стены состоят по высоте этажа из двух блоков: простеночного высотой 2,2 м и перемычного высотой 0,6 м. Внутренние стены состоят из блоков высотой в этаж, т. е. 2,8 м. Железобетонные перекрытия толщиной 0,22 м опираются на перемычные блоки наружных стен и непосредственно на блоки внутренних стен. При землетрясении силой более 7 баллов блоки начинают смещаться из плоскости стены. Наибольшие трещины и разрушения стыков (11) следует ожидать в менее пригруженных плитами ненесущих поперечных стенах, особенно в торцевой стене (4) и стенах лестничной клетки (3). В последних стенах есть небольшая связь блоков друг с другом с помощью не очень прочных металлических пластин, которые уже при землетрясении 7,5-8 баллов начнут сильно расшатываться, откалывая вокруг себя куски бетона и штукатурки. Эти обломки могут травмировать бегущих по лестнице людей, поэтому передвигаться необходимо, прижимаясь ближе к перилам. рис. 6. Как и в мелкоблочных зданиях, очень опасны углы здания (6), особенно на верхних этажах. Сдвиг блоков из плоскости стены может привести к частичному обрушению торцевой стены (4) и плит перекрытия. Перегородки в этих домах, как правило, деревянные, щитовые, оштукатуренные, и их обрушения бояться не следует. Травму, особенно маленькому ребенку, могут нанести отваливающиеся от перегородок куски штукатурки и куски цементного раствора, выпадающие из швов между плитами перекрытия. Такие повреждения наступают при землетрясении 7,5 баллов. На рисунке отмечены наиболее безопасные места в крупноблочном доме. В отличие от мелкоблочных зданий, здесь все двери выходов на лестничную площадку усилены железобетонными рамами (9), поэтому вероятность заклинивания дверей от перекоса невысокая и выход из квартиры достаточно надежен. К общему совету — не вешать в районе островка безопасности тяжелые полки и закрепить мебель, следует добавить, что это особенно важно сделать в чулане-кладовой (7) и в коридоре (8), иначе на островке безопасности для вас просто не останется места.
В старых крупнопанельных пятиэтажных жилых домах, типовая планировка которых представлена на рис. 7, площадь островков безопасности уже значительно больше. Несмотря на то, что эти дома проектировались на 7-8 баллов, практика показала, что их реальная сейсмостойкость близка к 9 баллам. Ни одно такое здание нигде во время землетрясений на территории бывшего Советского Союза не было разрушено. Все наружные и внутренние стены в таких домах — железобетонные крупные панели, хорошо связанные в узлах с помощью замоноличивания и сварки (узел 5). Внутренние стены и перегородки связаны друг с другом на сварных выпусках. Панели перекрытия размером с комнату, опираются на стены по четырем сторонам и связаны со стенами также сваркой. Получается надежная сотовая конструкция. Расчеты поведения крупнопанельного дома при 9-балльном землетрясении, показали, что наибольшие повреждения ожидаются в углах здания (6), и в узлах сопряжения торцевых панелей (4), где могут раскрыться большие вертикальные трещины в 1-2 см. Первые трещины могут появиться уже при Л-7,5 баллах. Такие же трещины могут появиться у деформационных швов между зданиями. Но эти трещины не влияют на общую устойчивость здания. К неприятным факторам можно отнести возможное появление наклонных трещин шириной до 1 см в железобетонных перемычках над входными дверями в квартиры, что может привести к заклиниванию дверей. Поэтому их необходимо закрывать сразу же при начале колебаний силой в 6 баллов и более. Поскольку крупнопанельные здания достаточно надежны, то выбегать из них при землетрясении не следует. Но держаться во время землетрясения рекомендуется в зоне островков безопасности, подальше от наружных стен, где возможны «выстреливания» оконных стекол, и от торцевой стены, в узлах которой возможно раскрытие протяженных пугающих трещин. Выбегать не следует еще и потому, что в старых домах этой серии стоят очень тяжелые опасные козырьки над входами в подъезды. Закладные металлические детали, с помощью которых эти козырьки крепились к зданию. в связи со старением сильно проржавели и могут не удержать их при сильных сейсмических толчках.
Планировка Хрущёвок. Чертёж: kvartirakrasivo.ru
Во время землетрясения на о. Шикотане в 1994 году у аналогичных крупнопанельных трехэтажных домов упало несколько козырьков, которые придавили двух жильцов, выбегавших из одного дома. При этом ни один человек, остававшийся в доме, не пострадал. Сам дом ни получил серьезных повреждений. Более поздние крупнопанельные дома, так называемой «усовершенствованной» серии, с эркерами, а также дома «новой» планировки с большими застекленными балконами изначально рассчитаны на 9 баллов и находиться в них при землетрясении такой силы практически безопасно. Остерегаться нужно падающих сверху, прежде всего с балконов, разбитых стекол, которые могут разлетаться на большие расстояния — до 15 метров. Поэтому из этих домов не рекомендуется выбегать, так же, как находиться на улице рядом с ними. рис.7 Опыт показывает, что даже при сильных 8-9-балльных землетрясениях 1-2-этажные деревянные дома практически не разрушаются до обвала. Один из авторов книги [4], наблюдал за поведением щитовых и брусчатых домов при 9-балльном землетрясении на о. Шикотане. Из обследованных почти пятидесяти двухэтажных домов не было ни одного дома, где обрушилась бы хотя бы одна стена или провалилось перекрытие. Были случаи, когда фундамент «вырывался» из-под дома и увлекался оползнем на 1-1,5 метра, а дом, прогнувшись, стоял! Были разрывы стен в углах до 20 см и проседания грунта под зданием до 0,5 м, а дома выстояли. Поэтому никуда из таких домов выбегать не следует, тем более, что опасность представляют падающие на выбегающих кирпичи от разрушающихся печных труб. В деревянных домах сильней других раскачиваются перекрытия и «трещат» стены, что вызывает неприятные ощущения. Могут вывалиться куски штукатурки из стен и с потолка. Поэтому в таких домах имеет смысл выбрать место, где штукатурка плотно прилегает к стене, перекрытию, т. е. заранее «не бухтит» при постукивании. Детям лучше спрятаться под столом. И, конечно, необходимо находиться подальше от наружных стен с окнами, от тяжелых шкафов и полок, в особенности, если они специально не закреплены. Это является общим правилом для любых зданий.
Домашний тренинг. Давайте проведем мысленный эксперимент. Закройте глаза и вообразите, что вылежите на собственной кровати. Представьте, что в данный момент произошел первый сильный сейсмический толчок. Теперь мысленно постарайтесь как можно быстрее добраться до двери, открыть ее и занять место в дверном проеме. Одновременно загибайте пальцы на руке в каждом случае, когда при вашем мысленном продвижении вы натыкаетесь на препятствия, реально существующие. А теперь посчитайте. Каждое препятствие — это минимум 3 потерянных секунды. Оцените время чистого движения и время открывания дверного замка. Прибавьте секунды на то, чтобы прихватить рюкзачок с документами и продуктами (несомненно, он, как и рекомендовано, висит рядом с дверью). И если у вас получится больше 20 секунд, то поставьте себе жирный НЕУД, и давайте займемся реорганизацией. Составьте список обнаруженных при эксперименте препятствий. Это тот минимум, который предстоит сделать. Начнем движение в обратном порядке. Оцените дверной замок с точки зрения возможности быстрого открытия двери. Легко ли вы даже в темноте находите сам замок и устройство его открывания? Сколько действий требуется для отпирания замка и двери? Постарайтесь устроить все таким образом, чтобы замок открывался при минимуме движений, и доведите эти движения до автоматизма.. Осмотрите пространство около входной двери. Находятся ли рядом предметы, которые при первом же толчке могут упасть и перегородить вам путь? Если таковые есть, либо укрепите их, либо определите им более подходящее место в квартире. Коридор должен быть максимально свободным. Очень часто проход загромождают вещи, только недавно принесенные в квартиру и еще не обретшие своего постоянного места. Каждый знает, что нет ничего более постоянного, чем временное. Поэтому, не откладывая «на потом», расчистите себе путь к спасению. Обратите внимание на то, чтобы вдоль стен не находились предметы, за которые можно зацепиться. Посмотрите под ноги, убрана ли не используемая сейчас обувь из коридора и не создает ли она препятствий для движения. Теперь обратим внимание на дверь из коридора в комнату. Желательно, чтобы она находилась постоянно открытой. Подумайте, как можно зафиксировать ее в открытом положении, и оборудуйте фиксатор. Если на полу расстелено ковровое покрытие или имеются дорожки, то проверьте, насколько плотно они прилегают к полу, нет ли сборок, складок, задиров. Не проскальзывает ли дорожка по основному покрытию пола. Особое внимание обратите на места стыков ковровых покрытий и дорожек. Устраните все изъяны, пусть путь будет «шелковым». В последние годы в наш быт прочно вошли мобильные элементы интерьера: столики на колесиках, передвижные тумбы под телевизор, видео-аудиотехнику. Возьмите за правило не оставлять их вечером на возможном пути эвакуации. Оставляйте их в таком положении, чтобы их самопроизвольное движение в случае сейсмических толчков не могло происходить в направлении этого пути эвакуации и не вызывало бы падение предметов или мебели на этот путь. Если для подключения электроаппаратуры вы используете удлинители, то сделайте так, чтобы провода не пересекали путь вашего движения к выходу. Гордость почти каждой семьи — домашняя библиотека. Проверьте, не стоят ли книги на открытых полках, из которых они могут при первом же сейсмическом толчке выпасть вам под ноги или свалиться на голову, когда вы побежите к двери. Оцените с тех же позиций предметы, стоящие на открытых полках, особенно, если эти полки находятся над дверями. Убедитесь, что сами полки закреплены надежно. Прикроватные тумбочки должны быть также надежно закреплены, чтобы не явиться первым непреодолимым барьером на пути к спасению. Желательно закрепить настольные светильники, стоящие на этих тумбах. Если ящики в этих тумбочках легко вываливаются или раскрываются при несильных воздействиях дверцы, то позаботьтесь о том, чтобы они были надежно зафиксированы. Серьезным препятствием для быстрого движения может оказаться периодически накапливающаяся рядом с постелью одежда. Возьмите за правило убирать на место вещи, которые вы в этот день носить не будете. (Оказывается, возможное сильное землетрясение — немаловажная причина поддерживать в доме порядок!)
Вспомните еще раз проведенный мысленный эксперимент и обратите внимание на то, какое препятствие первым возникло на вашем пути. Если оно устранено, то проверьте, остались ли в вашем послеэкспериментном списке неустраненные барьеры и примите соответствующие меры. Проверьте теперь путь к выходу для каждого члена семьи. Если в семье есть маленькие дети и вы сначала будете двигаться к ним, то обратите внимание на те участки, которые вы вынуждены будете пересекать дважды в разном направлении. Выясните, не создадите ли вы своим первым движением препятствия для обратного пути. Аналогичным образом обследуйте и приведите в порядок путь эвакуации из гостиной и кухни. Учтите, что из этих помещений могут одновременно двигаться несколько человек, включая детей. Когда смотришь соревнования по легкой атлетике, то, наблюдая забег по стипль-чезу, часто возникает желание облегчить путь спортсменам и убрать препятствия и яму с водой. Как легко и красиво они добрались бы до финиша. Но там правила игры не позволяют это сделать. Правила же сейсмобезопасности, наоборот, говорят нам — не доводите дело до домашнего стипль-чеза, иначе добраться благополучно до финиша не получится. Поэтому мы советуем убрать барьеры с дороги и не рисковать понапрасну.
Дома-убийцы на карте катастроф
Отрывок из работы В.Н. Андреева, В.Н. Медведева «ПРОБЛЕМЫ СЕЙСМИЧЕСКОГО РИСКА В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)» без авторских иллюстраций.
Тревожную тенденцию выявили новейшие Карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации: по сравнению с предыдущими расчетами количество регионов с повышенной сейсмической опасностью значительно увеличилось.
Планета продолжает показывать свой буйный характер. С удивительным постоянством происходят на ней землетрясения. Только за две недели их было 15 — в Турции и в Мексике, на Сахалине и Камчатке, в Лос-Анджелесе и на Аляске, на Кавказе и на Тайване, в Ионическом море и в Японии. К счастью, на этот раз подземные толчки были не самые сильные — их максимальная интенсивность не превысила 6,2 балла, но и они привели к разрушениям и гибели людей. А ведь сильное землетрясение может стать экономической и социальной катастрофой для целой страны, достаточно вспомнить трагедию в Индии 26 января прошлого года.
В последние десятилетия опасность сейсмических катастроф резко возросла, что в первую очередь связано с хозяйственной деятельностью человека, техногенными воздействиями на земную кору — созданием водохранилищ, добычей нефти, газа, твердых полезных ископаемых, закачкой жидких промышленных отходов и целого ряда других факторов. А возможные при этом разрушения построенных на поверхности крупных инженерных сооружений (атомные станции, химические комбинаты, высотные плотины и т. п.) могут привести к экологическим катастрофам. Пример такой потенциальной опасности — Балаковская АЭС, которая выдержит землетрясение не сильнее 6 баллов, при том, что Саратовская область сегодня отнесена к зоне семибалльной сейсмичности.
Практически ни один сильный подземный толчок не проходит бесследно: после каждого ожидаемая сейсмическая опасность в пострадавшем и примыкающих к нему регионах повышается. Скажем, землетрясение в Нефтегорске 1995 года было оценено специалистами как 9-10-балльное. А ведь еще в 60-х годах эта и прилегающие территории вообще не считались сейсмически опасными, и при проектировании зданий возможность землетрясений не учитывалась. Такие же заниженные прогнозы сейсмической активности были допущены в Японии, Китае, Греции и других странах. Не исключены, к сожалению, подобные ошибки и в будущем.
Так что печальный перечень регионов, где земля может вдруг встать дыбом, непрерывно растет. Последние Карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации это наглядно демонстрируют. Еще недавно наиболее сейсмоопасными считались два региона России — Сахалин, Камчатка, Курилы и другие районы Дальнего Востока, а также территории Восточной Сибири, примыкающие к Прибайкалью и Забайкалью, включая горный Алтай. Там возможны катастрофические землетрясения интенсивностью 9 и более баллов (по шкале Рихтера — до 8,5). Кстати, территория Сахалинской области — из числа самых сейсмоопасных не только в России, но и в мире.
Теперь на последних картах угроза землетрясений в 9 и более баллов распространилась и на значительную часть Северного Кавказа, где проживают около 7 млн. человек. И это при том, что строительство жилых домов и промышленных зданий до недавнего времени осуществлялось здесь с учетом сейсмичности в 7 баллов. Наибольшие опасения вызывает Краснодарский край с пятимиллионным населением. В летние месяцы на узкой полоске Черноморского побережья количество людей многократно увеличивается.
Еще одно очень важное отличие новых карт в том, что на них впервые появились зоны 10-балльных землетрясений. Они расположены на Сахалине, Камчатке и Алтае. Раньше таких районов в нашей стране не значилось.
Но точное место, силу и время землетрясения предсказать невозможно. Нет способов и предотвратить катаклизм. Основная задача — свести к минимуму разрушения и человеческие жертвы. Последние сильные землетрясения в Нефтегорске (1995 г.), в Турции и на Тайване (1999 г.) показали: необходимы принципиально новые подходы в нормировании и проектировании инженерных сооружений.
А пока специалисты приходят к шокирующим результатам: главными «убийцами» людей при землетрясениях оказываются здания двух типов. Причем наиболее распространенных. Прежде всего — дома со стенами из малопрочных материалов. Второй тип — железобетонные каркасные здания, массовое разрушение которых оказалось совершенно неожиданным, поскольку еще недавно они по сейсмостойкости были на одном из первых мест. Так, во время землетрясения в Ленинакане 98 процентов железобетонных каркасных домов сложились как гармошка, в них погибло более 10 тысяч человек.
В отличие от каркасных очень хорошо себя зарекомендовали крупнопанельные здания и дома со стенами из монолитного железобетона, обладающие максимальной жесткостью во всех направлениях.
Разумеется, кардинальное решение создавшейся ситуации: снесение всех опасных домов и строительство на их месте новых сегодня нереально. Поэтому самая сложная и неотложная задача — усиление зданий, построенных без учета возможных сейсмических воздействий или рассчитанных на незначительные землетрясения. К сожалению, в России эта проблема стоит чрезвычайно остро. Недаром в Федеральной целевой программе «Сейсмобезопасность территории России», начавшей действовать в этом году, есть страшная фраза: «За всю историю СССР и Российской Федерации в стране не были реализованы общегосударственные программы по сейсмической безопасности, в результате чего десятки миллионов человек на сейсмоопасных территориях живут в домах, характеризующихся дефицитом сейсмостойкости в 2-3 балла». При этом в ряде субъектов Российской Федерации, даже по приближенным оценкам, от 60 до 90 процентов зданий и других сооружений должны быть отнесены к несейсмостойким.
По данным Программы, более половины территории России может пострадать от землетрясений средней балльности, которые способны привести к тяжелейшим последствиям в густонаселенных местностях, а «около 25 процентов территории Российской Федерации с населением более 20 млн. человек может подвергаться землетрясениям в 7 баллов и выше.
Именно с учетом высокой сейсмической опасности, плотности населения, степени фактической сейсмической уязвимости застройки субъекты Российской Федерации были классифицированы в зависимости от индекса сейсмического риска и подразделены на 2 группы.
В первую группу (см. таблицу) были включены 11 субъектов Российской Федерации — регионы наиболее высокого сейсмического риска. Многие города и крупные населенные пункты этих регионов расположены на территориях с сейсмичностью 9 и 10 баллов.
Во вторую группу попали Алтайский, Красноярский, Приморский, Ставропольский и Хабаровский края, Амурская, Кемеровская, Магаданская, Читинская области, Еврейская автономная область, Усть-Ордынский Бурятский, Чукотский и Корякский автономные округа, республики Саха (Якутия), Адыгея, Хакасия, Алтай и Чеченская Республика. В этих регионах прогнозируемая сейсмическая активность 7-8 баллов и ниже.
Москва и Московская область, по данным Российской академии наук, не являются сейсмически опасным районом. Максимально возможные колебания здесь не превысят 5 баллов.
Зона повышенного риска
_______
*Индекс сейсмического риска характеризует необходимый объем антисейсмических усилений, учитывает сейсмическую опасность, сейсмический риск и численность населения в крупных населенных пунктах.