Причины обрушения части 4-этажного корпуса

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:
 

Анализ причины обрушения части крупнопа­нельного здания школы

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.

Обрушение части здания жилого 5-этажного 8-секционного крупнопанельного дома

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 м 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.

Выводы о причинах обрушения

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.

КРУПНОПАНЕЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ

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.

Обрушение крупнопанельного 15-этажного одно-секционного жилого дома

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.

Нагрузки, значительно превосходящие предел упругой работы материалов

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. испольовать 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 н необычные нагрузки.

Основные причины высокой дефектности панелей внутренних стен

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.
 

Единые международные рекомендации по расчету и строительству сооружений из сборных элементов боль­шого размера

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 обрушения

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 смнтированного 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.