В 1968 г. в Лондоне вследствие взрыва газа произо­шло частичное обрушение 24-этажного крупнопанельного здания с поперечными несущими стенами. Здание соору­жено из панелей двух видов: железобетонных панелей перекрытий и неармированных несущих стеновых пане­лей. Взрывом газа на 18-м этаже были выбиты несущие угловые, несущие фасадные стеновые панели, служив­шие опорой для конструкций вышележащих этажей.

Обрушившийся крупнопанельный 15-этажный одно-секционный жилой дом на 89 квартир с техническим подпольем и размерами в плане 18,8X18 м при высоте этажей 2,7 м строился по типовому проекту.
Несущими конструкциями здания являются внутрен­ние поперечные железобетонные стеновые панели толщи­ной 14 см, на которые опираются панели перекрытий сплошного сечения толщиной 14 см. Стеновые панели запроектированы из тяжелого бетона: для нижних трех этажей — из бетона марки М 300 с усиленным армиро­ванием, с 4-го по 6-й этаж — также из бетона марки М 300 с конструктивным армированием и с 7-го по 15-й зтаж — из бетона марки М 200. Панели перекрытий для всех этажей — из бетона марки М 200. Цокольные несу­щие панели толщиной 18 см — из бетона марки М 300.

Обычно давления, возникающие при взрывах газа, создают нагрузки, значительно превосходящие предел упругой работы материалов. Поэтому единственный эко­номический способ расчета несущих элементов на дей­ствие кратковременных перегрузок состоит в том, чтобы использовать их запас прочности за пределами упруго­сти, т. е. использовать их вязкость или способность по­глощать энергию. Если исходить из того, что имеется достаточно данных о характеристиках ожидаемых пере­падов давлений и поведении сооружений под воздейст­вием этих перепадов, то при нормировании могут быть рассмотрены два варианта решения. Можно потребовать уменьшения вероятности взрыва газа, например, путем более строгого контроля за газовыми установками и вен­тиляцией или полного исключения применения газа в многоэтажных зданиях, как во Франции; либо установить требования, чтобы сооружения рассчитывались на необычные нагрузки.

Основными причинами высокой дефектности панелей внутренних стен признаны неудовлетворительное качест­во заполнителей, отклонения геометрических размеров, неплоскостности панелей, толщины и разности диагона­лей.
Поверочные испытания прочности бетона сохранив­шихся частей конструкций, отобранных при разборке за­вала, показали, что прочность бетона испытанных образ­цов составила 67…97 % проектной, а в среднем 82 %, что подтверждает обеспечение 70 % отпускной прочности при отгрузке изделий с завода.

 

Во Франции начиная с 1966 г. крупнопанельные зда­ния проектируют в соответствии с Рекомендациями по крупнопанельному домостроению, разработанными со­вместно Европейским комитетом по бетону (СЕВ), Меж­дународным советом по строительству (СИБ) и Евро­пейским союзом по строительству.
Выпущенные Европейским комитетом по бетону «Единые международные рекомендации по расчету и строительству сооружений из сборных элементов боль­шого размера» регламентируют единую систему правил проектирования крупнопанельных сооружений в стра­нах Западной Европы. Согласно этим Рекомендациям, при проектировании и строительстве здания необходимо обеспечить такие условия работы конструкции, чтобы при действии необычных нагрузок здание не развалилось бы, как карточный домик.

Анализ этих возможных причин показал следующее. Отклонение здания от вертикали в связи с наклоном фундаментной плиты имело место в натуре. Вертикаль­ная съемка поверхности плиты, выполненная после рас­чистки завала по сетке 2X2 м, показывает ее наклон в сторону оси 11 относительно оси 1 на 4,2 см. Этот на­клон подтверждается также контрольной нивелировкой выравнивающей бетонной постели под фундаментные панели, частично сохранившиеся после разборки завала. Выравнивающая постель, выполненная до монтажа го­ризонтально, согласно схеме нивелировки имеет наклон до 4,4 см в сторону той же оси 11. Следует при этом принять во внимание, что поворот здания на 90° отно­сительно центра свайного поля привел к смещению центра его тяжести с оси симметрии свайного поля на 35 см в сторону оси 11, по которой отмечена просадка здания на 4,2…4,4 см. В связи с неравномерной просад­кой фундаментной плиты (на 4,2…4,4 см) конструкции верхней части смонтированного здания могли иметь от­клонения от вертикали на 9… 11 см. Такие отклонения могли быть своевременно вскрыты и предупреждены пу­тем инструментального контроля геометрических разме­ров при монтаже конструкций, что не было сделано.

В связи с обрушением здания в Лондоне в канадские строительные нормы было включено специальное требо­вание о «конструктивной связности» здания или соору­жения. Это требование устанавливает, что здания и сооружения должны обладать такой конструктивной связностью, чтобы вероятность прогрессирующего разру­шения, вызванного местным разрушением конструкций от действия исключительно высоких перегрузок или не­обычных нагрузок, не предусмотренных специально в данном разделе норм, снизилась до величины, обычной в инженерной практике.
Давая оценку обычной конструкции с точки зрения прогрессирующего разрушения, Р. Ферахиан отмечает, что многие обычные типы конструкций уже обладают скрытым сопротивлением прогрессирующему разруше­нию: прочностью, гибкостью и способностью к перерас­пределению нагрузок. Примерами таких сооружений мо­гут служить здания с монолитным железобетонным и неразрезным стальным каркасом и заполнением из па­нелей. Кроме того, в прошлом инженеры были не так уж невнимательны к вопросам прогрессирующего разруше­ния, о чем свидетельствуют общепринятые правила уст­ройства связей.

При проверке качества сборных железобетонных из­делий на заводе установлено, что пооперационный конт­роль установки арматуры, закладных деталей и форми­рование панелей осуществляются недостаточно. При изготовлении изделий в ряде случаев имело место сме­щение арматурных каркасов, нарушение требуемых ве­личин защитного слоя, некачественная сварка арматур­ных каркасов.
Таким образом, было установлено, что в процессе монтажа здания была нарушена соосность несущих па­нелей в платформенных стыках, допущены дефекты при укладке раствора в них (неполное заполнение швов, отсутствие прогрева» раствора в стыках), несущие панели имели недостаточную прочность. Все это повлекло за собой возникновение разрушающих эксцентриситетов в платформенных стыках, нарушение их прочности и поте­рю устойчивости внутренних стеновых панелей. Разру­шению здания способствовало отклонение здания от вертикали иа 9… 11 см в связи с деформацией основания фундаментной плиты.

Стыки часто являются самым слабым звеном в круп­нопанельных сооружениях. Они должны быть соответст­вующим образом армированы, иметь достаточно прос­тую конструкцию с хорошо замоноличенными арматур­ными стержнями, что обеспечит расчетную несущую спо­собность стыков. Чтобы гарантировать требуемое усилие в связях, может потребоваться устройство петель с ме­ханическими анкерами нли сварных соединений. По-ви­димому, неразрезность стеновых панелей в вертикальном направлении можно обеспечить без существенного удо­рожания, используя для этого подвижные стержни и ус­тановочные гайки (рис. 7).

Шестнадцатиэтажный жилой дом возводился мето­дом подъема перекрытий. Конструктивная схема зда­ния— рамно-связевая с центрально расположенным ядром жесткости из монолитного железобетона с внут­ренним диаметром 8,3 м и внешним очертанием в виде девятигранника (рис. 15). Толщина стен ядра 40 см, а в местах проемов 60 см при марке бетона М 200. Между­этажные перекрытия железобетонные монолитные с размерами на этаж площадью 724 м2 при толщине плиты 18 см и марке бетона М200.
Каркас здания запроектирован и выполнялся из 30 сборных железобетонных пятиярусных колонн, располо­женных вне ядра жесткости. Сечение колонн нижних ярусов 45X45 см, верхних — 40X40 см; марка бетона — соответственно М 500 и М 300. Ядро жесткости и рас­положенные по его периметру шесть колонн имеют об­щий фундамент из монолитного железобетона в виде круглой плиты диаметром 15 м и высотой 3,8 м. Фунда­менты под остальные колонны выполнены в виде желе­зобетонных башмаков стаканного типа размером в пла­не 2,2X2,2 м из бетона марки М 200.