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 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.

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.

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. 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.

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 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.