Устойчивость конст­рукций здания, которое разрушено в результате воздей­ствия случайных нагрузок, зависит от трех факторов. Это, во-первых, прочность материала и взаимное рас­положение конструктивных элементов и их несущая спо­собность; во-вторых, характер и величина усилий, кото­рые должна воспринять конструкция в результате воз­действия основных и дополнительных нагрузок, и, в тре­ьих, потенциальная энергия самой конструкции (при местном нарушении ее прочности и устойчивости).

В 1972 г. произошло обрушение части крупнопа­нельного здания школы. Здание состоит из трех корпу­сов— корпуса А высотой 4 этажа с размером в плане 16,8×12 м и корпусов Б и В высотой 2 этажа с разме­ром в плане соответственно 26,8X12,8 и 80X12 м (рис. 9).
Несущими конструкциями корпуса А являются по­перечные стены толщиной 15 см и ригели, расположен­ные в основном через 7,2 м, за исключением средней ча­сти между осями 10—17, где они расположены через 3,2 и 6,8 м. На несущие стены через ригели опираются мно­гопустотные панели перекрытий. Опирание панелей на ригели осуществляется в виде платформенного стыка. В соответствии с проектом торцы многопустотных пане­лей на участках опирания должны заполняться бетоном марки М 300.
Поперечные стены опираются на фундаментные па­нели с проемами для прохода по техническому под­полью. Фундаментные параметры опираются на сборные ленточные фундаменты из сборных железобетонных бло­ков-подушек (рис. 10).
Несущими конструкциями в осях 1—9 и 20—26 слу­жат железобетонные колонны высотой в 2 этажа и бал­ки пролетом 12 м, по которым уложены многопустотные панели покрытий.

Завал конструкций, образовавшийся после обруше­ния части корпуса А, находился в основном внутри периметра его наружных стен. Только панели наружных стен нижнего этажа и части второго опрокинулись нару­жу за линии осей 1, Л а Н на 2…4 м. Панели верхних этажей этих стен упали внутрь здания. Последователь­ность обрушения конструкций и расположение послед­них в завале дают основание предполагать следую­щее:

Непосредственной причиной обрушения явилось, по-видимому, оттаивание раствора в нижнем шве южной торцевой стены корпуса А. Аналогичный шов на сохра­нившемся северном крыле здания имеет толщину 8… 12 см и выполнен из очень слабого раствора. Можно полагать, что он был таким же и на южном крыле. При оттаивании он, естественно, потерял прочность прежде всего снаружи здания, и южная торцевая стена утрати­ла устойчивость, Падая от здания, т. е. на юг, она повлекла за собой и перекрытия, которые в свою очередь потащили все поперечные стены, включая стену лестнич­ной клетки по оси 10.

Расчетная проверка прочности коридорных, участков поперечных стен, выполненных в зимних условиях в со­ответствии со всеми требованиями проекта, показывает, что прочность их в стадии оттаивания (при нулевой проч­ности раствора) оказывается значительно ниже требуе­мой СНиП.
Следует отметить, что указания по производству ра­бот в зимних условиях, приведенные в типовом проекте, являются весьма неудачными, так как они, с одной сто­роны, рекомендуют вводить в раствор такое малое коли­чество противоморозных добавок (5 % массы воды за-творения), которое не может обеспечить набор этим раствором прочности в зимних условиях, а с другой сто­роны не требуют устройства временного усиления или разгрузки коридорного участка поперечной стены на пе­риод оттаивания в соответствии с требованиями СНиП II-2-81 «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования».

Судя по характеристикам проектных решений здания школы, качеству использованных заводских изделий и качеству строительно-монтажных работ, можно сделать вывод о том, что обрушение части 4-этажного корпуса А вызвано несколькими причинами, главнейшими из которых являются:

 

Анализируя причины обрушения части крупнопа­нельного здания школы, целесообразно остановиться на принято-й в проекте основной конструктивной схеме зда­ния. В проекте несущими конструкциями являются пане­ли поперечных стен и ригели, являющиеся опорами для панелей перекрытий. Причем опорой для ригеля по оси А является довольно гибкая панель типа III, которая к тому же опирается на ригель через торцы панелей пере­крытий.
Такая схема требует абсолютной точности изготов­ления сопрягаемых элементов и тщательности выполне­ния соединений, что при монтаже конструкций здания школы не было обеспечено. На строительстве здания бы­ли нарушены требования строительных норм и правил к монтажу конструкций в зимнее время.

В 1975 г. на строительстве жилого 5-этажного 8-секционного крупнопанельного дома типовой серии 1-476А произошло обрушение части здания, ограниченной тем­пературными швами, в которой были смонтированы пять этажей. Монтаж здания выполнялся в зимних условиях. Конструктивная схема здания — внутренние поперечные стены толщиной 16 см с опирающимися на них через платформенные стыки многопустотными панелями (на­стилами) перекрытий высотой по проекту 22см. На уча­стке обрушения (рис. 12) разрушились все внутренние конструкции — несущие поперечные стены, продольные стены, перекрытия всех пяти этажей. Обрушившиеся кон­струкции образовали завал на высоту подвального эта­жа. Наружные стены были повреждены и находились в аварийном состоянии.

Анализируя все перечисленные факты состояния зда­ния, можно сделать следующие выводы о причинах обрушения. В период оттаивания обрушению предшество­вала оттепель, растворные швы в платформенных стыках оттаяли, что вызвало значительную деформацию. В ряде мест наблюдалось выдавливание раствора из швов. Раз­личная толщина швов по длине вследствие различных высот сечений настилов в опорном узле обусловила пере­распределение вертикальной нагрузки в стыках. В ре­зультате значительная доля нагрузки пришлась на наи­более высокие опорные участки настилов перекрытий, что привело к их локальному разрушению. Отсутствие заделки бетоном открытых каналов в настилах усугуби­ло процесс их разрушения.

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.