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.
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.
Основанием здания в соответствии с инженерно-геологическими изысканиями служат скальные грунты в виде трещиноватых базальтов коренного залегания с расчетным сопротивлением 4 МПа. Участок строительства расположен в зоне с сейсмичностью 7 баллов.
15. Конструктивная схема здания
а — план; б — поперечный разрез; 1 — ядро жесткости; 2 — сборные железобетонные колонны; 3 — железобетонные плиты перекрытий
1— замоноличенные зазоры; 2 —колонны; 3 — грузовые тяги; 4 — электромеханические подъемники; 5 — ядро жесткости; 6 — металлические клинья
а —начало опускания пакета; б —начало обрушения; 1 — ядро жесткости; 2 — колонны; 3 — плиты перекрытий; 4 — подъемники; 5—тяга
Плиты поднимали специальным подъемным оборудованием, управляемым с пульта, находящегося .на плите перекрытия 16-го этажа. Контроль за установкой и эксплуатацией подъемного оборудования осуществлялся специалистами проектной организации.
За две недели до обрушения ядро жесткости было возведено до уровня 10-го этажа включительно (отм. 30,62 м), а три яруса 30 колонн—до отм. 32,18 м. Частично были смонтированы наружные стеновые панели на 2-м и 3-м этажах. Плиты междуэтажных перекрытий 1…6-го этажей находились на проектных отметках, причем перекрытия первых двух этажей были замоноличены с ядром жесткости полностью, а 3-го этажа — частично. Остальные плиты перекрытий попарно находились на промежуточных отметках (рис. 16).
По данным авторского надзора, вершины всех колонн 3-го яруса по отношению к перекрытию 4-го этажа имели отклонения от вертикали порядка 25 см. В колоннах и их стыках и в плитах перекрытий при визуальном осмотре повреждений не было обнаружено. В связи с отклонениями колонн строительно-монтажные работы на объекте были остановлены.
За 12 дн. до аварии было установлено, что отклонение колонн 2-го и 3-го ярусов от вертикали явилось результатом нарушения технологии подъемных работ; несвоевременного замоноличивания с ядром жесткости плит перекрытий 4…6-го этажей, достигших проектных отметок, а также отсутствия предусмотренных проектом металлических клиньев в зазорах между ядром жесткости и пакетом плит, которые находились на промежуточных отметках.
(рис. 18). Верхняя часть ядра жесткости выше 7-го этажа имеет сдвиг с поворотом до 30 см по часовой стрелке относительно нижней части и отклонения от вертикали. Обрушение плит перекрытий оказалось в виде беспорядочного пакета внизу в форме шатра вокруг ядра жесткости.
Части колонн верхнего яруса с подъемниками и обрывками тяг лежали на обрушившейся плите 16-го этажа также с поворотом по часовой стрелке; остальные колонны, разбитые на части, оказались между плитами перекрытий.
Обрушение шестнадцатиэтажного жилого дома
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.
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.
16. Расположение плит перекрытий
17. Начало опускания пакета плит перекрытий и обрушение каркаса
18. Местные разрушения ядра жесткости
Проект здания разработан в соответствии с действующими нормативными документами. В состав проектной документации включен проект организации строительства (ПОС), учитывающий специфические особенности возведения зданий методом подъема перекрытий. За строительством здания осуществлялся авторский надзор специалистами проектной организации — авторами проекта.
Расчетом было установлено, что отклонение колонн от вертикали позволяет опускать плиты без дополнительных технических решений и мероприятий с целью приведения каркаса в проектное положение. В связи с этим специалисты\’проектной организации рекомендовали опустить пакеты плит, находящиеся на II и III ярусах колонн. За 1 ч до обрушения две пары плит перекрытий и одиночная плита были опущены соответственно с отм 29,97 м на отм. 27,01 м, с 18,13 м на 15,17 м и с 21,09 на 18,13 м (рис. 17). Обрушение здания произошло в процессе опускания пакета плит 9-го и 10-го этажей с отм. 21,83 м на отм. 18,87 м. После обрушения каркаса ядро жесткости осталось на месте с повреждениями в зоне 5…7-го этажей. Нижняя часть ядра в пределах четырех этажей сохранилась в проектном положении. В поврежденной зоне в пределах 5…7-го этажей наблюдались горизонтальные и наклонные трещины, разрушение отдельных участков и вмятины