В статье рассматриваются особенности возведения малоэтажных зданий в сейсмических районах
малоэтажное строительство, каркас, сейсмика
Особенности расположения нашего региона определяются высоким сейсмическим потенциалом зоны – Байкальская рифтовая зона. Высокая сейсмичность зоны подтверждается макросейсмическими сведениями о произошедших сильных землетрясениях, данными о палеосейсмодислокациях, полученными геологическими методами, и информацией о зарегистрированных землетрясениях широкого энергетического диапазона [1].
Текущая ситуация с сейсмостойкостью зданий требует внимательного анализа и пересмотра существующих нормативных актов. Приведенные данные подтверждают, что несмотря на формальные требования к сейсмоустойчивости, реальная практика показывает недостаточную защищенность строений от сильных землетрясений, особенно в регионах с высокой сейсмической активностью [2-6].
Одной из ключевых проблем является занижение реальных напряжений в конструкциях при проектировании и строительстве. Это может приводить к неправильным расчетам, основанным на упрощенных моделях, которые не учитывают факторы, влияющие на истинную устойчивость зданий. Например, недооценка динамических нагрузок и их влияние на элементы конструкции может означать, что здания не обладают заявленной сейсмостойкостью.
Поэтому важно рассмотреть следующие меры для повышения сейсмостойкости:
– пересмотр нормативов и расчетных методов. Необходимо актуализировать существующие правила и методики расчета, учитывая современные знания о сейсмологии и динамике зданий.
– проведение независимых экспертиз. Важно включать независимые сейсмологические экспертизы на стадии проектирования и строительства, чтобы обеспечить объективный анализ устойчивости зданий.
– усиление существующих конструкций. Для зданий, которые уже построены, необходимо рассмотреть возможность их укрепления с целью повышения сейсмической безопасности.
– обучение и подготовка специалистов. Повышение квалификации проектировщиков, архитекторов и строителей, чтобы они были в курсе новых методов и технологий, которые могут повысить сейсмостойкость зданий.
– создание систем мониторинга. Установка инструментов для постоянного мониторинга сейсмостойкости зданий и их состояния даст возможность более оперативно реагировать на изменения и угрозы.
Пока ситуация не изменится, сохраняется риск значительных разрушений и человеческих жертв в случае сильного землетрясения. Правильная оценка сейсмостойкости и адекватные меры по ее повышению – это необходимость для безопасности населения и сохранения инфраструктуры.
С целью повышения сейсмостойкости зданий, необходимо придерживаться следующих требований:
– высота сооружений не должна превышать три этажа;
– отсутствует жесткая связь с грунтом посредством свайного фундамента;
– несущий остов выполнен из дерева или стали;
– ограждающие конструкции заполнены ячеистым бетоном.
Существующие нормы требуют, чтобы проектируемые каменные и армокаменные конструкции соответствовали критериям безопасности и эксплуатационной пригодности, а также обладали исходными характеристиками, которые предотвращают деформации и иные повреждения при различных расчетных воздействиях, способные затруднить нормальную эксплуатацию зданий.
Рисунок 1 – Сквозные трещины в несущих стенах.
Достижение безопасности, эксплуатационной пригодности, долговечности и энергоэффективности каменных и армокаменных конструкций, а также выполнение других требований, указанных в проектном задании, обеспечивается соблюдением стандартов для кирпича, камня, блоков, тяжелых и легких растворов, клеевых составов, клеев, арматуры и конструктивных решений, а также требований, касающихся эксплуатации.
Нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий, предельные деформации, расчетные температуры наружного воздуха и относительной влажности помещений, а также меры по защите конструкций от воздействия агрессивных сред и другие параметры устанавливаются соответствующими нормативными документами [7-10].
Однако, не выполнение данных требований может привести к следующему:
– сквозные трещины в несущих стенах (рис. 1) из-за несоответствия ширины угловых простенок.
– отсутствие перемычек в дверных проемах (рис. 2). Перемычки следует устраивать, как правило, на всю толщину стены и заделывать в кладку на глубину не менее 350 мм. При ширине проема до 1,5 м заделка перемычек допускается на глубину 250 мм. В ненесущих (навесных) стенах заделка перемычек допускается на глубину 200 мм.
Рисунок 2 – Отсутствуют перемычки дверных проемов.
Важной задачей, которую необходимо решить, является оценка основания и выбор типа фундаментов для малоэтажных зданий.
Проектирование оснований и фундаментов должно осуществляться с учетом следующих факторов:
а) результатов инженерных изысканий, проведенных для строительства;
б) данных о сейсмической активности в районе строительства;
в) информации, отражающей назначение, конструктивные и технологические особенности объекта, а также условия его эксплуатации;
г) нагрузок, воздействующих на фундаменты;
д) существующей застройки и влияния вновь возводимых объектов на нее;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического анализа различных проектных решений с целью выбора наиболее эффективного и надежного варианта, который обеспечит максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов, а также физико-механических характеристик материалов фундаментов и других подземных конструкций.
Рисунок 3 – Разрушение фундамента.
В процессе проектирования необходимо предусматривать решения, которые гарантируют надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех этапах строительства и эксплуатации.
При разработке проектов организации работ и строительства следует соблюдать требования, касающиеся обеспечения надежности конструкций на всех стадиях их возведения.
Однако, невыполнение данных требований может привести к следующему:
– разрушение тела фундамента (рис. 3);
– искривления по горизонтали и вертикали наружной кромки отмосток в пределах прямолинейных участков (рис. 4).
Рисунок 4 – Искривление отмостки.
Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что техническое состояние строительных конструкций зданий, построенных без учета сейсмичности региона, оценивается как аварийное, механическая безопасность не обеспечена. Для приведения таких зданий к существующим нормам требуется выполнение реконструкции. В этой связи учет требований сейсмичности региона является основной задачей по обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений.
1. Российская Федерация. Свод Правил. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». Принят комитетом РФ по вопросам архитектуры и строительства 21 августа 2003. Статус – Действующий. Текст: непосредственный.
2. Бержинский Ю.А. Региональная макросейсмическая шкала для Прибайкалья: автореф. дисс. на соиск. уч.степ. канд. геол.-мин. наук. – Иркутск: ИЗК СО РАН,2001. – 19 c.
3. Бержинский Ю.А., Бержинская Л.П., Павленов В.А., Фролова Н.И. По-следствия прогнозируемого землетрясения для Иркутска и региона // Сейсмологический мониторинг в Сибири и на Дальнем Востоке: Материалы научной сессии, по-свящённой 100-летию сейсмической станции «Иркутск». – Иркутск, ИЗК СО РАН, 2002. – С. 200–206.
4. Бержинский, Ю.А., Бержинская, Л.П., Иванькина, Л.И., Ордынская, А.П., Саландаева, О.И., Чигринская, Л.С., Акулова, В.В., Черных, Е.Н. Оценка сейсмической надёжности жилых и обще-ственных зданий при землетрясении 27.08.2008 г. на Южном Байкале // Вопро-сы инженерной сейсмологии. – 2009. – Т. 36, № 1. –С. 23–39. – EDN: KWCDFR.
5. Бержинский, Ю.А., Бержинская, Л.П., Имаев, В.С. Оценка ущерба в результате землетрясения 27.08.2008 г. для урбанизированных территорий с учётом региональных особенностей затухания сейсмической интенсивности в Прибайкалье // Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Материалы XV Международной научно-практической конференции. – М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС, 2010. – С. 219–228.– EDN: NCHBDX.
6. Бержинский, Ю.А., Бержинская, Л.П., Ордынская, А.П. Оценка уязвимости зданий с учётом сейсмического износа конструкций для расчёта сейсмического риска // Разломообразование в литосфере и сопутствующие процессы: тектонофизический анализ: Тезисы докладов Всероссийского совещания, посвящённого памяти профессора С.И. Шермана. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2021. – С. 171–172. – EDN: DTTEHE.
7. Бутырин, А.Ю. Судебная строительно-техническая экспертиза (теоретические, методические и правовые основы): Учебное пособие. – М., Городец, 1998 г.
8. Фомин, С.Е. Методическое руководство по технической экспертизе зданий и сооружений. СПб., 1994.
9. Российская Федерация. ГОСТ. ГОСТ 31937-2024 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» (утв. Приказом Фе-дерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 мая 2024 г.). Текст: непосредственный.
10. Российская Федерация. Законы. Градостроительный кодекс Российской Федерации.190-ФЗ (с изменениями на 14 июля 2022 года) (редакция, действующая с 14 июля 2022 года) (утв. Государственной Думой федерального собрания Российской Федерации от 29 декабря 2004 г.). Текст: непосредственный.
