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

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

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.

Статья научная