Причины обрушения зданий

Библиографическое описание:

Гарькин, И. Н. Анализ причин обрушений промышленных зданий / И. Н. Гарькин. — Текст : непосредственный // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы I Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.). — Санкт-Петербург : Реноме, 2011. — С. 27-29. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/2/170/ (дата обращения: 28.05.2021).

Рассматриваютсяактуальные вопросы о снижении опасности лавинообразного обрушенияпокрытия промышленного здания. Указываются причины возникновенияаварийных ситуаций и меры по их предотвращению.

Ключевые слова:обрушениепокрытия, аварийные ситуации, лавинообразное обрушение, обследованиепромышленных зданий.

Увеличение долипромышленного производства в экономике РФ повлекло за собой введениев строй новых, а так же реконструкцию старых производственных площадей. Однако зачастую, как и новые, так и реконструированныепромышленные здания в последнее время эксплуатируются с большой вероятностью обрушения(статистикойотмечается рост трагических аварий на территории РоссийскойФедерации).Приведемнесколько примеров крупных аварий, случившихся за последнеедесятилетие :

-обрушение двух ферм здания готовой продукции ПЦ №3 ОАО «МЕЧЕЛ»,г.Челябинск ( 2000 г);

– обрушение покрытияздания цеха литья Троицкого дизельного завода (2000г.)

– обрушение покрытияздания готовой продукции ОАО «Златоустовский металлургическийзавод» (2001 г.);

– обрушение покрытияздания адъюстажа термокалибровочного цеха ОАО «Златоустовскийметаллургический завод» (2001 г.);

– обрушение покрытияздания гуммировочного отделения Горно-обогатительного производстваОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (2001 г.);

– аварийное обрушениевытяжной башни высотой 100 метров сероулавливающих установокГорно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорскийметаллургический комбинат»( 2002 г.) ;

– обрушение покрытияздания электросталеплавильного цеха ООО «ОМЗ-Спецсталь»(2003 г.);

– обрушение покрытияформовочного отделения ОАО «Чебоксарский агрегатный завод»(2003 г.) ;

– обрушение частипокрытия здания мартеновского цеха №1 ОАО «Магнитогорскийметаллургический комбинат»(2004 г.) ;

– обрушение покрытийцехов обжига на Магнитогорском и Коркинском цементных заводах (2006г.);

– обрушение покрытиятравильного отделения здания ЛПЦ-5 ОАО «Магнитогорскийметаллургический комбинат» (2006 г.);

– обрушение частипокрытия здания склада готовой продукции Плавильного цеха комбината»Печенга Никель»(2007 г.)

Многолетняяповторяемость аварий с одинаковыми причинами указывает на то, чтоодной из актуальных проблем является изучение участникамистроительства и эксплуатационными организациями причин, приводящих каварийному состоянию и обрушению зданий и сооружений, на конкретныхпримерах.

Рассмотрим в качествепримера причины обрушения сталелитейного цеха ЛАЗа(Литейно-арматурный завод) 7.12.1988 году. Высота здания 35м.Стропильные фермы покрытия из уголков по среднему ряду опирались наподстропильные фермы, пролётом 24 м. Колонны сварные,двухступенчатые, двутавровые вверху и решётчатые в нижней части. Вбольшем пролёте здание было оборудовано мостовыми кранамигрузоподъемностью 50 т в двух ярусах, в 18 метровом пролёте –30 и 20- тоннами. Покрытие было выполнено из сборных ребристыхжелезобетонных плит покрытия 1,5×12 и 3×12м. В результатеаварии обрушилось 4032м2покрытиясталелитейного цеха; был нанесён значительный материальный ущерб,погибли люди. При установлении причин аварии комиссия пришла кследующим выводам:

— использование кипящейстали (Ст3кп) в качестве основного материала для конструкций;

— низкое качествожелезобетонные плит покрытия 3×12м;

-периодическое замачивание утеплителя приводило к превышениюдействующих нагрузок;

— повышенная снеговаянагрузка;

— повышенная динамическаянагрузка;

— беспрогонная системапокрытия (её функции были возложены на ребристые плиты).

Эти причины характерныпрактически для всех обрушений промышленных зданий, случившихся натерритории России.

Опыт расследования причинаварий зданий и сооружений показывает, что они являются следствиемнарушения требований нормативных документов при выполнениипроектно-изыскательских и производстве строительно-монтажных работ,изготовлении строительных материалов, конструкций и изделий;несоблюдения норм и правил технической эксплуатации зданий исооружений. Как правило, аварии являются следствием невыгодногосочетания нескольких из этих факторов.

На примере ЛАЗа, можнорассмотреть основные мероприятия, выполнение которых, могло быпомочь, если не избежать, то хотя бы минимизировать ущерб.Остановимся на этом подробнее.

Недопустимостьиспользования кипящей стали для изготовления строительныхконструкций. Сварныешвы при сварке элементов из кипящей стали имеют высокийкоэффициентконцентрации напряжений и низкуюпрочностьпри динамических нагрузках, что особенно актуально в промышленныхзданиях, где динамические нагрузки являются неотъемлемой частьюэксплуатации. Поэтому стальные конструкции должны выполняться изспокойной стали, что должно быть заложено ещё на уровнепроектирования и во время строительства строго проверяться.

Низкое качествожелезобетонных плит покрытия (размером 3×12м) объясняется тем,что в период возведения здания они только начинали применяться,технология их изготовления была ещё не отработана, что существенносказалось на их характеристиках.

Ксожалению, превышение действующих нагрузок вследствие периодическогозамачивания утеплителя очень частое явление не только напромышленных, но и на общественных зданиях. Зачастую (как это было ина ЛАЗе) своевременное устранение протечек кровли не выполнялось. Вкачестве гидроизоляционного материала использовался рубероид (намомент обрушения существовало несколько слоёв).

И повышенная динамическая нагрузка возникла вследствие нарушения правил эксплуатаций цеховогооборудования, что, в свою очередь, объясняется низкой культуройпроизводства, и попустительством со стороны проверяющих органов.

Все этифакторы усугубила и беспрогонная система покрытия (функции прогоновбыли возложены на ребристые плиты). Авария развивалась так: 12метровая железобетонная плита (массой около 10 т) срывается однимконцом с фермы и падает, удерживаясь сваркой за вторую, закручиваетсжатый пояс второй фермы, который теряет устойчивость. Фермаобрушивается, и ситуация повторяется. Обрушение происходилолавинообразно, и остановилось, только дойдя до температурного шва,разрушив тем самым весь температурный блок. При использовании жепрогонов, этого удалось бы избежать, и, в случае, обрушения даженескольких плит, разрушение бы не пошло дальше.

Обрушение на ПензенскомЛАЗе относится к первой группе предельных состояний. Данный видобрушения является наиболее опасным, так как оно происходит внезапно,хрупко, без видимых перемещений и деформаций. В настоящее время нужностремиться к переходу к таким конструкционным схемам, при которыхпервое предельное состояние не возникал бы, например, к балочнымсистемам покрытия.

Но все эти негативныефакторы, приведшие к аварии и обрушению здания, можно (и нужно) быловыявить не после,а дообрушения,путём комплексного технического обследования.

Техническое обследованиездания и сооружения должно проводиться в два этапа :

-предварительное обследование;

— детальное обследование.

Предварительноеобследование включает в себя следующие основные работы:

— анализ и изучениепроектной документации (строительных чертежей и заключений обинженерно-геологических условиях);

— визуальный наружный ивнутренний осмотр конструкции с необходимыми обмерами (конструкциясопряжения, стыков элементов, условия опирания, нарушениясплошности, характер трещин и т.п.);

— обследование фундаментовзданий и их состояния путём проходки шурфов;

-инженерно-геологические работы (бурение скважин, зондирование, отборпроб грунтов, лабораторные исследования и др.) для установленияфактических характеристик грунтов.

Обследование зданий исооружений на первом этапе заканчивается оценкой измененияинженерно-геологических условий за период строительства иэксплуатации, установлением причин имеющихся деформаций,трещинообразовании и составлением дефектной ведомости.

Детальное обследованиевключает следующие работы:

— отбор проб и определениепрочности материалов несущих конструкций неразрушающими методами намеханическом прессе лаборатории;

— контрольные замеры исоставление схем расположение несущих конструкций и поперечныхразрезов здания;

— выполнение поверочныхстатических расчётов элементов конструкций здания и определениенагрузок на фундаменты с учётом их увеличения при реконструкции;

— определение расчётногосопротивления грунтов основания применительно к существующейконструкции фундамента при увеличении нагрузок.

Обследования зданий исооружений на втором этапе заканчивается составлением технического,заключения о физико-механических свойствах грунтов и материаловконструкций, принимается расчётная схема несущих конструкций, исооружения в целом с учётом выявленных дефектов.

Взаключении по техническому обследованию здания приводятся такжерекомендации по усилению конструкций, дальнейшему использованию,наблюдения за строительными конструкциями и всем сооружением в целом(деформационный мониторинг).

Литература:

  1. Пермяков М.Б. Авариипромышленных зданий: анализ причин// Электронный журналПредотвращение аварий зданий и сооружений

  2. Кузин Н.Я., НеждановК.К., Елизаров Ю.В, и др.// Обследованиестроительных конструкций сталелитейного цеха ЛАЗа после обрушения иразработка рекомендации по и разборке. – Пенза. 1989.

  3. И.Н.Гарькин, В.С. Сухно,М.А.Петрянина, Л.Н.Петрянина//Новые достижения по приоритетнымнаправлениям науки и техники//сб.докладов Междунар. науч.-техн.конф. Молодых учёных и исследователей 12-16 апреля 2010г. //Наукамолодых- итлеллектуальный потенциал XXI века: сб. докл. Междунар.науч форума.- Пенза:ПГУАС,2010-С.166-167

Основные термины (генерируются автоматически): Магнитогорский металлургический комбинат, обрушение покрытия здания, кипящая сталь, обрушение покрытия, сооружение, готовая продукция, детальное обследование, Златоустовский металлургический завод, повышенная динамическая нагрузка, предварительное обследование.

Обрушение здания (сооружения) – распространенная ЧС техногенного характера. К данному типу ЧС относят обрушения элементов зданий и сооружений различного назначения, элементов транспортных магистралей, мостов, тоннелей. Наиболее распространенными причинами обрушений становятся: неправильная эксплуатация возведенного объекта, грубые ошибки при планировке и строительстве объектов инфраструктуры (Трансваальпарк, 2004 г., Москва), неверный расчет максимальной нагрузки на объект и конструкции гипермаркета (Санкт-Петербург, 2011 г.), халатность при проведении строительных и расчетных работ, недопустимые перепланировки и излишняя нагрузка на сооружение (г. Рига, 2013 г.).

Услышав взрыв или обнаружив, что здание теряет устойчивость, необходимо:

  • • как можно быстрее покинуть здание, взяв документы, деньги и предметы первой необходимости;
  • • не пользоваться лифтом, использовать лестницу;
  • • пресекать панику и давку в дверях при эвакуации;
  • • останавливать тех, кто собирается прыгать с балконов и через застекленные окна;
  • • при невозможности покинуть здание занять самое безопасное место (проемы капитальных внутренних стен; углы, образованные внутренними капитальными стенами; под балками каркаса);
  • • если возможно, то спрятаться под стол, чтобы уберечься от падающих предметов и осколков;
  • • если с вами дети, укрыть их собой;
  • • открыть двери в квартиру, чтобы обеспечить себе выход в случае необходимости;
  • • держаться подальше от окон, электроприборов, немедленно отключить воду, электричество и газ;
  • • не выходить на балкон;
  • • не пользоваться спичками.

Оказавшись в завале, необходимо:

  • • дышать глубоко, не поддаваться панике, постараться не падать духом;
  • • при возможности оказать себе первую помощь;
  • • постараться определить, где вы находитесь, нет ли рядом других людей;
  • • осмотреться, поискать возможные выходы;
  • • поискать в карманах или поблизости предметы, которые могут помочь подать световые и звуковые сигналы (фонарик, зеркальце, металлические предметы);
  • • помнить, что человек способен обойтись без воды и пищи в течение долгого времени, если не будет бесполезно расходовать свою энергию;
  • • постараться выжить любой ценой – помощь придет обязательно.

Гидродинамические аварии

Гидродинамическая авария – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения (дамбы, плотины) или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий. К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы).

Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов, размывов плотин) или воздействия человека (нанесения ударов ядерным или обычным оружием по гидротехническим сооружениям, крупным естественным плотинам, диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

Последствиями гидродинамических аварий являются:

  • • повреждение и разрушение гидроузлов и кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций;
  • • поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образующейся в результате разрушения гидротехнического сооружения, имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (для горных районов – до 100 км/ч);
  • • катастрофическое затопление обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м.

Наглядным примером крупнейшей гидродинамической аварии является авария на Саяно-Шушинской ГЭС, произошедшая 17 августа 2009 г. Результаты расследования показали, что непосредственной причиной аварии стало разрушение шпилек крепления крышки турбины гидрогенератора, вызванное дополнительными динамическими нагрузками переменного характера. В результате аварии погибло 75 человек, был нанесен серьезный ущерб экологии региона, понесены существенные материальные потери.

До наступления гидродинамической аварии рекомендуется:

  • • если вы проживаете на прилегающей к гидроузлу территории, уточнить, попадает ли она в зону воздействия волны прорыва возможного катастрофического затопления;
  • • узнать, расположены ли вблизи места вашего проживания возвышенности и каковы кратчайшие пути движения к ним;
  • • изучить самим и ознакомить членов своей семьи с правилами поведения при воздействии волны прорыва и затопления местности, с порядком общей и частной эвакуации. Заранее уточнить место сбора эвакуируемых, составить перечень документов и имущества, вывозимых при эвакуации;
  • • запомнить места нахождения лодок, плотов, других плавсредств и подручных материалов для их изготовления.

В условиях наводнения при гидродинамической аварии необходимо:

  • • при внезапном затоплении срочно занять ближайшее возвышенное место, забраться на крупное дерево или верхний этаж устойчивого здания;
  • • в случае нахождения в воде, при приближении волны прорыва нырнуть в глубину у основания волны;
  • • оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных средств выбраться на сухое место, лучше всего на дорогу или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории;
  • • при подтоплении вашего дома отключить его электроснабжение, подать сигнал о нахождении в доме (квартире) людей путем вывешивания днем флага из яркой материи, ночыо – фонаря;
  • • для получения информации пользоваться радиоприемником с автономным питанием;
  • • организовать учет продуктов питания и питьевой воды, их защиту от воздействия прибывающей воды и экономное расходование.

Действия населения при угрозе и возникновении опасных чрезвычайных ситуаций техногенного характера

Общие правила поведения в условиях чрезвычайных ситуаций техногенного характера подробным образом представлены в учебнике Б. С. Мастрюкова «Опасные ситуации техногенного характера и защита от них» .

При угрозе возникновения ЧС оповещение населения осуществляется путем подачи сигнала «Внимание всем!», передаваемого с помощью элекросистемных установок, установленных на крышах зданий в каждом районе города.

Услышав сигнал «Внимание всем!», необходимо:

  • • включить канал городского телевидения;
  • • внимательно прослушать информационное сообщение о случившимся и порядке действий в сложившийся ситуации (информация о случившемся многократно повторяется, по мере развития событий уточняется).

Население, проживающее вблизи потенциально опасных предприятий, оповещается дежурным персоналом предприятия по локальным сетям оповещения этих предприятий.

Общие правила поведения в условиях чрезвычайных ситуаций

Правило 1. Не паникуйте и не поддавайтесь панике. Призывайте окружающих к спокойствию. Паника в любой ЧС вызывает неосознанные действия, приводящие к тяжелым последствиям, затрудняет действия спасателей, пожарных, медицинских работников и других специалистов.

Правило 2. По возможности немедленно позвоните по телефону экстренной помощи. При сообщении сохраняйте спокойствие и выдержку. Говорите кратко и понятно: что случилось, место, где произошло ЧП; если вам ничего не угрожает, постарайтесь оставаться на месте до прибытия полиции, спасателей, скорой.

Правило 3. Если вы пострадали, получили травмы или оказались вблизи пострадавшего, окажите первую медицинскую помощь. Своевременное оказание первой медицинской помощи позволит предотвратить или снизить тяжелые последствия.

Правило 4. Включите радио, телевизор, прослушайте информацию, передаваемую через громкоговорящие устройства. В речевом сообщении до вас доведут, что произошло, и дадут основные рекомендации и правила поведения.

Правило 5. Выполняйте рекомендации специалистов. Это поможет своевременно оказать помощь пострадавшим, снизить или предотвратить последствия (воздействие опасных факторов).

Правило 6. Не создавайте условий, препятствующих и затрудняющих действия спасателей, пожарных, медицинских работников, сотрудников полиции, сотрудников общественного транспорта. Пропустите автотранспорт, двигающийся со специальным сигналом и специальной раскраской. Не заходите за ограждение, обозначающее опасную зону.

Все чрезвычайные ситуации техногенного характера происходят на объектах, созданных человеком. Внимательное и бережное отношение к управляемым системам и механизмам, квалифицированная работа на объектах повышенного риска и своевременное устранение недостатков (неполадок) на техногенных объектах сведут к минимуму возможность возникновения ЧСТХ, а следовательно, существенно снизят количество жертв и материальные потери.

Добавить комментарий