Характер разрушений зданий после воздействия динамических нагрузок

В процессе эксплуатации, объекты капитального строительства воспринимают не только статические, но и динамические нагрузки, среди которых наиболее опасными являются нагрузки генерируемые сейсмическими и взрывными волнами.

Для проведения анализа возможных разрушений и деформаций строительных конструкций от воздействия взрывных нагрузок можно использовать динамическое воздействие на конструктивные элементы зданий и сооружений при землетрясении. В качестве примера мы рассмотрим Спитакское землетрясение 1988 года, также известное как Ленинаканское землетрясение — катастрофическое землетрясение магнитудой 6,8—7,2, произошедшее 7 декабря 1988 года в 10 часов 41 минуту по московскому времени на северо-западе Армянской ССР.

Мощные подземные толчки за полминуты разрушили почти всю северную часть республики, охватив территорию с населением около 1 млн человек. В эпицентре землетрясения — Спитаке — интенсивность толчков достигла 10, в Ленинакане — 9, в Кировакане — 8 баллов (по 12-балльной шкале MSK-64). Значительная часть республики подверглась землетрясению в 6 баллов, подземные толчки ощущались в Ереване и Тбилиси. Волна, вызванная землетрясением, обошла планету 2 раза и была зарегистрирована научными лабораториями в Европе, Азии, Америке и Австралии. Энергия подземных толчков была равна энергии 10 ядерных бомб того времени. Диаметр общей зоны, которая была поражена, составил около 80 километров.

По официальным данным, погибли более 25 тысяч человек, 19 тысяч стали инвалидами, без крова остались 530 тысяч жителей. Стихия разрушила 21 город и поселок, 324 села, вывела из строя около 40% промышленного потенциала страны. Было уничтожено 80% жилищного, социального и производственного фонда второго по величине города Армении – Ленинакана (ныне г. Гюмри). Город Спитак в результате землетрясения был разрушен до основания за 30 секунд. Большие разрушения имели место и в г. Кировакане (ныне г. Ванадзор).

По результатам анализа специалистов было отмечено, что на одной и той же площадке каркасные здания были полностью разрушены, в то время как крупнопанельные практически не получили повреждений. По оценке специалистов у каркасных зданий связи стыковых соединений, были недостаточны или полностью отсутствовали. У панельных зданий были отмечены случаи взаимного смещения панелей, раскрытия вертикальных стыков, отклонение панелей от первоначального положения, образование сквозных и несквозных трещин небольшой ширины, трещины в вертикальных и горизонтальных стыках.

Влияние тех или иных воздействий в значительной степени зависит от климатического района. Их выявление помогает в выборе материалов и конструкции стен панельных зданий.

Ухудшение состояния стен происходит неравномерно по их площади. С ростом физического износа ухудшается сопротивляемость негативным воздействиям.

Изнашивание зданий происходит постепенно, конструкции теряют свои изначальные качества и прочность. Определить срок службы достаточно сложно, так как результат зависит от большого количества факторов, влияющих на износ.

Рисунок 1 – Причины возникновения дефектов в здании после динамических нагрузок

Стоит отметить, что во время срока службы здания элементы подвергаются восстановлению и ремонту. Частота таких работ зависит от прочности материалов, а также от влияния среды и прочих причин.

Срок службы здания устанавливают после реализации технических мероприятий по эксплуатации зданий. Приблизительные сроки службы конструкций вычисляются согласно «Рекомендаций по определению сроков службы конструкций жилых зданий».

Систематизация сведений о дефектах, повреждениях, их причин и последствий позволяет установить взаимосвязи между ними. Недостаточно изучены и описаны варианты одновременного или чередующегося влияния и наложения нескольких факторов.

Неправильно подобранная конструкция стен, используемые материалы, сокращают промежутки между капитальными ремонтами и способствуют более быстрому износу конструкций.