Инженерно-сейсмическое обследование зданий -памятников истории, архитектуры и культуры Республики Бурятия

Панов А.Б.; Дамдинова Д.Р.; Ломова Н.М.; Panov A.B.; Damdinova D.R.; Lomova N.M.

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы

Инженерно-сейсмическое обследование зданий -памятников истории, архитектуры и культуры Республики Бурятия

Автор: Панов А.Б., Дамдинова Д.Р., Ломова Н.М.

Журнал: Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления @vestnik-esstu

Рубрика: Технические науки

Статья в выпуске: 3 (60), 2016 года.

Бесплатный доступ

Обобщены результаты инженерных обследований 80 зданий-памятников Бурятии с учетом высокосейсмических условий территории республики в течение последних 30 лет. Актуальность обследований заключается в том, что оценка технического состояния и сейсмостойкости исторических зданий-памятников в результате инженерного обследования предваряет подготовку проектносметной документации, антисейсмическое усиление и реставрацию зданий-памятников. В статье указаны причины серьезных повреждений несущих и ограждающих конструкций обследованных зданий. Дана оценка степени эксплуатационной пригодности зданий в зависимости от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик конструкций, устанавливаемых нормативными документами.

Еще

Здания-памятники, сейсмостойкость, инженерно-сейсмическое обследование, оценка технического состояния

Короткий адрес: https://sciup.org/142143205

IDR: 142143205 | УДК: 699.841

Engineering and seismic inspection of memorial buildings of history, architecture and culture of the Republic of Buryatia

The results of engineering inspections of 80 memorial buildings of Buryatia taking into account high-seismic conditions of the territory of the republic within the last 30 years are generalized. The relevance of inspections is that the assessment of technical condition and seismic stability of historical memorial buildings as a result of engineering inspection precedes preparation of design and budget documentation, aseismic strengthening and restoration of memorial buildings. In the article, the reasons of serious damages of the bearing and protecting designs of the surveyed buildings are specified. It provides the assessment of the degree of operational suitability of buildings depending on a share of decrease in the bearing ability and operational characteristics of the designs established by normative documents.

Еще

Текст научной статьи Инженерно-сейсмическое обследование зданий -памятников истории, архитектуры и культуры Республики Бурятия

Республика Бурятия обладает уникальным культурным наследием. Около 350 зданий находятся сегодня под охраной государства как памятники культуры, истории и архитектуры. Проблема сохранения зданий - памятников прошлого всегда стояла весьма остро, в настоящее же время она уже переросла в задачу, требующую неотложного решения. Поэтому необходима оценка их технического состояния и сейсмостойкости на основании инженерных обследований.

Следует отметить, что только после выполнения комплекса работ в рамках инженерных обследований возможна подготовка проектно-сметной документации по антисейсмическому усилению и реставрации зданий-памятников.

Целью настоящей работы является обобщение результатов многолетнего опыта инженерных обследований зданий - памятников прошлого в Республике Бурятия.

В таблице 1 приведен перечень зданий-памятников (в том числе 5 - федерального значения), обследованных в Республике Бурятия с начала 1980-х гг. по настоящее время сотрудниками кафедры «Промышленное и гражданское строительство» ВСГУТУ под руководством Э.В. Демина и А.Б. Панова.

Таблица 1

Перечень обследованных зданий-памятников в г. Улан-Удэ

№	Наименование строения		Год постройки
1	’В « а К о СТ И и й 5 о О И д и	Троицкий собор	ХVIII-ХIХ вв.
2		Дом настоятеля
3		Ограда
4		Угловые башни
6		Никольская церковь
7		Трапезная
8		Жилой дом
9		Келейный корпус
10		Надвратная церковь Михаила Архангела
11	Одигитриевский собор, г. Улан-Удэ		1785 г.
12	Спасо-Преображенский собор Посольского монастыря на Байкале		1682 г.
13	Никольская церковь Спасо-Преображенского Посольского монастыря		1682 г.
14	Анинский дацан		1806-1808 гг.
15	Гостиные ряды, г. Улан-Удэ, пл. Революции		1804-1856 гг.
16	Дом А.А. Труневой, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 29		1880-1900 гг.
17	Главный дом усадьбы Лосева, г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 18		начало ХIХ в.
18	Бывший винокуренный завод купца Кобылкина, г. Улан-Удэ		конец ХIХ в.
19	Дом Капельмана, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 30		1907 г.
20	Флигель на усадьбе Л.А. Симоновича, г. Улан-Удэ, ул. Кирова, 28		1874-1885 гг.
21	Торговые лавки усадьбы Мостовского, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 15 а		1803 г.
22	Почтово-телеграфная контора, г. Улан-Удэ, ул. Некрасова, 20		начало ХIХ в.
23	Постройка усадьбы купца Курбатова, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 27 а		конец ХIХ в.
24	Гостиница «Золотой рог», г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 22		1917 г.
25	Театр оперы и балета, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 51		1952 г.
26	Жилой дом (пожарное депо), г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 15		ХIХ в.
27	Торговые лавки усадьбы купца Овсянкина, г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 14		конец ХIХ в.
28	Корпус №4 ВСГУТУ (бывшая синагога), г. Улан-Удэ, ул. Свердлова, 8		конец ХIХ в.
29	Жилой домом усадьбы Самсоновича, г. Улан-Удэ, ул. Кирова, 28		1874-1885 гг.
30	Воскресенская церковь, г. Кяхта		1838 г
31	Дом А.М. Лушникова по ул. Транспортной в слободе г. Кяхты		середина Х1Х в.
32	Главный дом усадьбы Меньшикова, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 24		конец ХIХ в
33	Сиротский приют, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 50		начало ХХ в.
34	Главный дом усадьбы Лосева, г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 20		начало ХIХ в.
35	Торговая лавка усадьбы Лосева, г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 20		конец ХIХ в.
36	Спасо-Преображенский собор, п. Баргузин		1808-1834 гг.
37	Вознесенская церковь, г. Улан-Удэ		начало ХIХ в.
38	Школа № 39, г. Улан-Удэ, ул. Революции 1905 г., д. 56		конец ХIХ в.
39	Здание общественного собрания, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 46		1917 г.
40	Торговые ряды купца М.К. Курбатова, г. Улан-Удэ, ул. Куйбышева, 18		1820 г.
41	Гостиница «Пти-Отель» мещанки Селищевой, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 49		конец ХIХ в.
42	Магазины, гостиница, г. Улан-Удэ, ул Ленина, 38-40 (дома зажиточных горожан – М.А Сергеевой, П.Д. Оверина – с торговыми лавками)		конец ХIХ в.
43	Церковь Богоявления, п. Ильинка Прибайкальского р-на Республики Бурятия		ХIХ в.
44	Жилой дом К.И. Соболева, г. Улан-Удэ, ул. Калинина, 13		1881 г.
45	Усадьба купца Немчинова: жилой дом с торговой лавкой, г. Улан-Удэ, ул. Свердлова, 13		конец ХIХ - начало ХХ в.
46	Деревянное здание, г. Улан-Удэ, ул. Свердлова, 22/2		конец ХIХ в.

Продолжение таблицы 1

47	Здание Межрайонной ИФНС России № 9 по РБ (эвакогоспиталь), г. Улан-Удэ, ул. Коммунистическая, 50	1930 г.
48	Здание первой общественной библиотеки, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 21	конец ХIХ в.
49	Павильон общественного колодца, г. Улан-Удэ, пл. Революции	конец ХIХ в.
50	Пивоваренный завод Корабельникова, г. Улан-Удэ, ул. Мостовая, 2	1910 г.
51	Дворец культуры ЛВРЗ, г. Улан-Удэ, пл. Славы	1938 г.
52	Тюремный замок, г. Улан-Удэ, ул. Приречная	конец ХIХ в.
53	Жилой дом (Центр тибетской медицины), г. Улан-Удэ, ул. Линховоина, 10	начало ХХ в.
54	Жилой дом усадьбы Бутырина, г. Улан-Удэ, ул. Линховоина, 9 а	начало ХХ в.
55	Спасо-Преображенский собор, п. Баргузин	1934 г.
56	Учебный корпус ВСГУТУ, г. Улан-Удэ, ул. Каландаришвили, 19	1903 г.
57	Школа № 2 (эвакогоспиталь), г. Улан-Удэ, ул. Сухэ-Батора, 5	1937 г.
58	Дом Розенштейна (учебный корпус БГУ), г. Улан-Удэ, ул. Сухэ-Батора, 20	1903 г.
59	Дом Капельмана, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 30	1907 г.
60	Жилой дом с торговой лавкой усадьбы Селивановой, г. Улан-Удэ, ул. Банзарова, 38 а	начало ХХ в.
61	Гостинца «Байкал» (эвакогоспиталь), г. Улан-Удэ, ул. Ербанова, 12	1938 г.
62	Дом отставного поручика Паува, г. Улан-Удэ, ул. Куйбышева, 22	конец ХIХ в.
63	Бывшая типография, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 27 в	конец ХIХ в.
64	Народный Хурал РБ, г. Улан-Удэ, ул. Сухэ-Батора, 9 (перекрытия)	1938-1941 гг.
65	Торговые лавки усадьбы Мостовского, г. Улан-Удэ, Ленина, 17	конец ХIХ в.
66	Здание первой общественной библиотеки, г. Улан-Удэ, Ленина, 21	конец ХIХ в.
67	Главный дом усадьбы Борисовой, г. Улан-Удэ, Ленина, 21	1870-е гг.
68	Торговая лавка К.И. Соболева, г. Улан-Удэ, ул. Калинина, 15	конец ХIХ в.
69	Детская школа искусств (эвакогоспиталь), г. Улан-Удэ, ул. Советская, 56	ХХ в.
70	Дом политического просвещения (филармония)	1956 г.
71	Торговая лавка фирмы «Второв и сыновья», г. Кяхта, ул. С. Лазо, 4
72	Усадьба Рубинштейна, г. Улан-Удэ, ул. Кирова, 37	конец ХIХ в.
73	Жилой дом, г. Улан-Удэ, Советская, 32	конец ХIХ в.
74	Дом, в котором размещался Прибайкальский комитет большевиков, г. Улан-Удэ, уд. Каландаришвили, 41	1903 г.
75	Торговые лавки усадьбы купца Голдобина, г. Улан-Удэ, ул. Ленина, 26	1880-е гг.
76	Здание бывшего железнодорожного училища, г. Улан-Удэ, ул. Революции 1905 г., 56	конец ХIХ - началоХХ в.
77	Усадьба Рубинштейна, г. Улан-Удэ, ул. Кирова, 37	конец ХIХ в.
78	Жилой дом, г. Улан-Удэ, Советская, 32	конец ХIХ в.
79	Жилой дом, г. Улан-Удэ, ул. Некрасова, 11	конец ХХ в.
80	Вознесенский храм, г. Улан-Удэ, ул. Производственная, 6	1789 г.

При проведении обследований принимались во внимание требования Республиканских ТСН 3-01 «Указания по инженерному обследованию и сейсмической паспортизации зданий и сооружений на территории Республики Бурятия», ГОСТ Р 53778-2010 и ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», ГОСТ Р 55567-2013 «Порядок организации и ведения инженерно-технических исследований на объектах культурного наследия. Памятники истории и культуры. Общие требования», СП 13-1022003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений», СП 31-114-2004 «Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах», ВСН 53-88 (р) «Положение по техническому обследованию зданий» и др.

Дефицит сейсмостойкости зданий (предел сопротивляемости) определялся по следующей методике. По аналогии со шкалой износа зданий традиционной конструкции (табл. 2) устанавливается следующая шкала для оценки физического состояния памятников: I – хорошее; II – удовлетворительное; III – неудовлетворительное; IV - ветхое.

Из официальной «Шкалы сейсмической интенсивности» по ГОСТ 6249-52 заимствована основа классификации повреждений зданий (сооружений) при землетрясениях. Эта классификация по современной шкале МSК-78 такова:

1-я степень: легкие повреждения - тонкие трещины в штукатурке и откалывание небольших кусков штукатурки;

2-я степень: умеренные повреждения - небольшие трещины в стенах, откалывание довольно больших кусков штукатурки, падение кровельных черепиц, трещины в дымовых трубах, падение частей дымовых труб;

3-я степень: тяжелые повреждения - большие и глубокие трещины в стенах, падение дымовых труб;

4-я степень: разрушения - сквозные трещины и проломы в стенах, обрушения частей зданий, разрушение связей между отдельными частями зданий, обрушение внутренних стен и стен заполнения каркаса;

5-я степень: обвалы - полное разрушение зданий.

С учетом вышесказанного и данных о поведении памятников архитектуры при разрушительных землетрясениях в таблице 2 приведена матрица повреждений c оценками в баллах. Критерием для оценки предела сопротивляемости здания-памятника сейсмическим воздействия служит степень повреждения 3, которая недопустима для памятников любого типа. Тогда в зависимости от технического (физического) состояния здания, устанавливаемого путем инженерного обследования, предел его сопротивляемости сейсмическим воздействиям может изменяться от 5 до 8 баллов.

Таблица 2

Общие соотношения для оценки технического состояния зданий и сооружений (без учета требований по сейсмичности)

Физический износ, %	Оценка технического состояния (категория)	Общая характеристика технического состояния	Примерная стоимость ремонта, %, от восстановительной стоимости
0-20	хорошее (I)	Повреждений и деформаций нет. Имеются отдельные устраняемые при текущем ремонте мелкие дефекты, не влияющие на эксплуатацию конструктивного элемента. Капитальный ремонт нужно производить лишь на отдельных участках, имеющих относительно повышенный износ.	0-11
21-40	удовлетворительное (II)	Конструктивные элементы в целом пригодны для эксплуатации, но требуется капитальный ремонт, наиболее целесообразный на данной стадии.	12-36
41-60	неудовлетворительное (III)	Эксплуатация конструктивных элементов возможна лишь при условии значительного капитального ремонта.	38-90
61-80	ветхое (IV)	Состояние несущих конструктивных элементов аварийное, а ненесущих - весьма ветхое. Ограниченное выполнение конструктивными элементами своих функций возможно лишь после проведения охранных мероприятий или полной замене конструктивного элемента.	93-120
81-100	негодное	Конструктивные элементы находятся в разрушенном состоянии. При износе 100% нет остатков конструктивного элемента.	-

Используя данные таблицы 2 и основываясь на оценке технического состояния зданий-памятников, прогнозировали степень их возможных повреждений в зависимости от силы ожидаемого сейсмического воздействия (табл. 3).

Таблица 3

Матрица повреждений при оценке предела сопротивляемости сейсмическим воздействиям зданий (сооружений) – памятников

Категория технического (физического) состояния памятника	Степень повреждения (по МSК-78), балл
Категория технического (физического) состояния памятника	1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6
I	6	7	8	9	10
II	5	6	7	8	9
III	4	5	6	7	8
IV	3	4	5	6	7

По результатам обследований сформулированы следующие выводы:

1) обследованные здания располагаются на площадках с расчетной сейсмичностью 7-9 баллов;
2) строительство зданий в большей их части осуществлено при отсутствии официальных общегосударственных нормативных актов по строительству в сейсмических районах. Появление первых подобных норм только для отдельных сейсмических районов России (Семиречен-ская, Закаспийская области, г. Шемаха) относится к 1889-1907 гг. Первый общегосударственный вариант антисейсмических норм появился только в 1937 г.;
3) установлено наличие весьма серьезных повреждений несущих и ограждающих конструкций зданий: климатические повреждения материалов (кирпича, раствора), поражение гниением и грибком деревянных конструкций (срубов стен, перекрытий, элементов стропильных систем), обнаружено трещинообразование в стенах; в разной степени повреждены или утрачены детали архитектурных особенностей зданий.

Основными причинами прошлого трещинообразования в стенах и сводах обследованных старинных зданий-памятников являются неравномерные осадки грунтов оснований и сейсмические воздействия. Те же причины, в той или иной степени, в зависимости от степени антисейсмического несовершенства проектных решений обусловили образование некоторой части трещин и в стенах более современных зданий.

Наиболее распространенной причиной нарастающих повреждений и разрушений конструкций в обследованных зданиях-памятниках является крайне неудовлетворительное эксплуатационное обслуживание зданий-памятников, а в некоторых случаях и полное его отсутствие:

– из-за неисправности или частичной утраты элементов систем организованного удаления осадков (сливов, из водосточных труб и пр.) повреждаются и разрушаются наружные слои карнизных, средних и цокольных участков стен;
– из-за отсутствия или повреждений отмосток, наслоений грунта у стен и других нарушений в осадкоотводящей вертикальной планировке прилегающего грунта, затрудненного при сплошных асфальтовых покрытиях ближайшей поверхности земли, влагообмена грунта с атмосферным воздухом переувлажняются, повреждаются и разрушаются материалы стен подвалов и цоколя;
– из-за переувлажнений по тем же причинам грунтов оснований фундаментов, попадания в них технических вод из неисправных сантехнических систем и нарушений векового состояния грунтовой среды площадок проведением теплотрасс, большими выемками, динамическими воздействиями возникают неравномерные осадки оснований, следствием чего становится растрескивание каменных конструкций (стен, сводов);
– из-за протечек атмосферных осадков через неисправные кровли и утечек технических вод из неисправных сантехнических систем увлажняются и загнивают деревянные конструкции перекрытий и покрытий, естественная вентиляция и сушка которых затрудняется различного рода покрытиями полов, отделками потолков и стен и т.п.;
– из-за несогласованных в интересах всего здания-памятника и неквалифицированных ремонтно-оформительских действий его пользователей наносится различного рода вред техническому состоянию строения в целом;
4) объемно-планировочные и конструктивные решения зданий-памятников не соответствуют требованиям современных антисейсмических норм;
5) техническое состояние зданий в большей их части оценено как ограниченно работоспособное, в отдельных случаях как недопустимое или близкое к аварийному;
6) установлено наличие дефицита сейсмостойкости зданий в 2-3 балла.

В разной степени реализовано усиление и выполнена реставрация следующих зданий-памятников федерального значения: Одигитриевского собора в г. Улан-Удэ (усиление фундамента), Посольского монастыря на Байкале, Троицкого монастыря, Вознесенского храма в г. Кяхте, Театра оперы и балета в г. Улан-Удэ. Фотографии некоторых отреставрированных памятников представлены ниже.

Рисунок – Здания - памятники федерального значения в Республике Бурятия: а - Свято-Одигитриевский собор г. Улан-Удэ; б - Церковь Воскресения в г. Кяхте; в – Бурятский ордена Ленина государственный академический театр оперы и балета им. Г.Ц. Цыдынжапова, г. Улан-Удэ

Результаты выполненных работ по наиболее значимым зданиям-памятникам в Республике Бурятия были опубликованы [1-5]. Здесь сформулированы рекомендации по антисейсмическому усилению и реставрации зданий-памятников.

Список литературы Инженерно-сейсмическое обследование зданий -памятников истории, архитектуры и культуры Республики Бурятия

Демин Э.В., Панов А.Б. Инженерное обследование с учетом сейсмичности зданий (сооружений) -памятников Бурятии. -Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1998. -241 с.
Баранников В.Г., Демин Э.В., Панов А.Б. Строительные аспекты сейсмической безопасности в Бурятии. -Улан-Удэ, 2001. -130 с.
Демин Э.В., Панов А.Б. Инженерно-сейсмическое обследование Свято-Одигитриевского собора г. Улан-Удэ. -Улан-Удэ, 2003. -257 с.
Панов А.Б. Сейсмостойкость зданий и сооружений в Бурятии. -Улан-Удэ, 2009. -150 с.
Панов А.Б. Сейсмостойкость деревянных зданий. -Улан-Удэ, 2011. -180 с.