Здание зданию рознь

Здание зданию рознь

Всегда ли при проектировании необходимо производить расчеты на прогрессирующее разрушение?

Случившиеся в конце прошлого — начале нынешнего года взрывы бытового газа привели к многочисленным человеческим жертвам и серьезным разрушениям. В СМИ, в экспертном сообществе высказывались различные суждения о причинах трагедий. Одни специалисты считают, что дело заключается в новых оконных конструкциях, которые не вылетают и не сбрасывают давление при взрыве, что приводит к разрушению стен. Другие полагают, что правила проектирования недостаточно жестко прописывают требования к расчетам конструкций с учетом прогрессирующего обрушения. Важным шагом на пути решения вопроса может стать утвержденный недавно Свод правил СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения». О том, что такое расчет прогрессирующего обрушения и всегда ли он необходим, в интервью «Стройгазете» рассказывает главный научный сотрудник ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), доктор технических наук Павел ЕРЕМЕЕВ.

Screenshot_1.png

«СГ»: Павел Георгиевич, когда появилась необходимость проводить расчеты на прогрессирующее обрушение?

Павел Еремеев: Первыми это стали делать в Европе и Америке, где произошло несколько трагических инцидентов в многоэтажных домах. Первым был взрыв газа в 22-этажном крупнопанельном жилом здании в Лондоне в 1968 году. Затем серия террористических взрывов, приведших к разрушению 9-этажного административного здания в Оклахома-Сити в 1995 году, 8-этажного жилого комплекса в Саудовской Аравии в 1996-м, многоэтажных зданий американских посольств в Кении и Танзании в 1998-м и так далее. Эти события наглядно показали, что здания могут разрушаться лавинообразно. После этого в зарубежные строительные нормы были введены требования по защите зданий от прогрессирующего обрушения. То есть при разработке конструктивных решений стали учитываться аварийные ситуации — техногенные воздействия, теракты, те же взрывы газа. Если один из элементов конструкции теряет при таком воздействии свою прочность, то это может стать причиной обрушения других элементов по принципу «домино». Чтобы не допустить этого, предусматриваются проектные мероприятия по ограничению последствий аварийной ситуации. После Европы и Америки и в России были выпущены аналогичные рекомендации, содержавшие требования по предотвращению лавинообразного обрушения. Однако все эти рекомендации распространялись только на многоэтажные каркасные, крупнопанельные и монолитные здания. Это существенное уточнение, потому что есть и другие типы зданий — большепролетные сооружения (например, промышленные здания, спортивные сооружения и пр.), к которым это было не применимо. Для них в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко выпустили стандарт организации (СТО) «Обеспечение безопасности большепролетных сооружений от лавинообразного (прогрессирующего) обрушения при аварийных воздействиях».

«СГ»: С тех пор что-то изменилось?

П. Е.: Да, с 2009 года действует федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» № 384-ФЗ, где прописана необходимость расчетов на прогрессирующее обрушение для всех типов зданий. А теперь еще принят и будет введен в действие СП 385.1325800.2018.

«СГ»: Как эти документы помогают повысить безопасность зданий?

П. Е.: Они содержат целый ряд серьезных требований. В частности, в части 6 статьи 16 ФЗ-384 говорится: «При проектировании здания или сооружения…должна быть учтена также аварийная расчетная ситуация…после отказа одной из несущих строительных конструкций». Что означает, что проектировщик условно удаляет часть конструктива и предлагает компенсационные меры. Это достаточно хорошо прописано и работает в отношении крупнопанельных, каркасных и монолитных многоэтажных зданий, к которым относятся в основном офисы и жилые дома. Однако хочу заметить, что для сооружений другого типа — стадионов, концертных залов и промпредприятий — это требование без дополнительных уточнений ставит в ряде случаев неразрешимые проблемы.

«СГ»: Что вы имеете в виду? Можете привести примеры?

П. Е.: Пожалуйста. Например, перед нами производственное здание, которое строится в настоящее время, — завод космических аппаратов, объект повышенной ответственности с покрытием из ферм пролетом около 60 м, с колоннами сечением 1,0х1,0 м и шагом 12 м. При исключении из работы одной из колонн в конструктивную схему потребуется ввести подстропильные фермы пролетом 24 м, воспринимающие сосредоточенную силу около 2000 тонн. Дополнительный расход стали — около 50%. Если следовать букве закона, то из работы такой конструкции покрытия следует исключать и панель нижнего пояса фермы, что приводит к невозможности реализации проекта. Интересно, что если бы все эти нормы существовали раньше, то покрытие Гостиного двора в Москве в виде арочно-вантовой фермы невозможно было бы реконструировать так, как это сделано. Вы знаете, что это здание используется для ответственных мероприятий государственного уровня. Исключение из работы нижнего пояса фермы — как требует закон — приведет к обрушению покрытия. То же самое можно сказать о вантовом покрытии стадиона «Локомотив», ККЦ «Крылатское». И таких примеров можно привести множество. Каждое сооружение имеет некоторую вероятность разрушения, и попытка приблизить ее к нулю сопровождается стремительным ростом стоимости объекта. Сейчас все обеспокоены взрывами газа, но сама проблема делится на много частей. И просто условным исключением одного элемента конструкции не решить всех проблем. По аналогии немыслимо представить самолет без одного крыла (отказ одного из элементов конструкции). Безопасность обеспечивают тщательной проектной проработкой системы в целом и всех узлов, выбором подходящих материалов, назначением обоснованных запасов прочности, исследованиями моделей, испытаниями натурных образцов с учетом сложных запроектных воздействий, регулярными техническими осмотрами, нормальной эксплуатацией и т.д.

«СГ»: Как же тогда решить проблему реконструкции старых зданий, многие из которых не соответствуют новым требованиям?

П. Е.: Что касается домов и офисов, то это вполне реально. С промзданиями и прочими большепролетными сооружениями сложнее. Многие предприятия уже десять лет имеют проблемы с модернизацией производств, потому что невозможно пройти госэкспертизу. Реальная ситуация такова, что прогрессирующее обрушение разнообразных сооруженийнельзя предотвратить условными расчетами путем исключения из работы ключевых элементов. При буквальном соблюдении этого требования проектирование ряда объектов становится невозможным или их стоимость существенно возрастает. Не помогает тут и СТУ, хотя в законе есть пункт, что безопасность здания или сооружения должна быть обоснована, в том числе требованиями специальных технических условий.

«СГ»: А как можно обеспечить безопасность промзданий и спортсооружений без учета прогрессирующего обрушения? Пятнадцать лет назад лет в Москве рухнуло здание аквапарка «Трансвааль». Он не разрушился бы, если бы был рассчитан с учетом прогрессии?

П. Е.: Как показывает анализ зарубежных нормативных документов, имеется ряд подходов, позволяющих обеспечивать повышенное сопротивление конструкций прогрессирующему обрушению без условных расчетов с исключением из работы ключевых элементов. Если кратко, то безопасность достигается за счет конструктивных, превентивных и контрольных мер. К конструктивным мерам относятся обеспечение избыточной несущей способности «ключевых» элементов, выбор оптимальных конструктивных решений и материалов. Превентивные меры призваны исключить или свести к минимуму влияние аварийных воздействий, сюда входит, в частности, комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности сооружения. А контрольные меры обеспечивают выполнение требований и основных положений показателей качества проектирования, применяемых материалов, изготовления, монтажа и эксплуатации конструкций. Независимый контроль необходим на всех стадиях строительства таких объектов. Кстати, если говорить об аквапарке, то именно отсутствие контроля за монтажом и качеством материала привели к трагедии.

«СГ»: По вашему мнению, новый Свод правил не решил эту проблему?

П. Е.: Этот документ устанавливает основные положения по проектированию зданий и сооружений нормального и повышенного уровня ответственности классов КС-2 и КС-3 различных конструктивных систем в целях обеспечения их защиты от прогрессирующего обрушения. С точки зрения жилых, офисных домов он очень качественный. Однако в нем отсутствует разделение на типы объектов. Реально снять проблему могли бы новые документы: либо новый СП по сложным большепролетным сооружениям, либо поправки в Федеральный закон № 384, где можно было бы уточнить, что при проектировании жилых и офисных многоэтажных зданий аварийная расчетная ситуация, связанная с отказом одной из несущих конструкций, должна быть обязательно учтена. А в других случаях должна быть обоснована для каждого конкретного объекта.

Цитата: Каждое сооружение имеет некоторую вероятность разрушения, и попытка приблизить ее к нулю сопровождается стремительным ростом стоимости объекта или делает реализацию проекта невозможной.

Справочно:

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций имени В.А. Кучеренко был основан в 1927 году для создания и совершенствования научно-технической базы строительного комплекса страны. Сегодня ЦНИИСК работает как подразделение акционерного общества «Научно-исследовательский центр «Строительство».

Еще по теме:
  • Сроки определены

    Подать заявление на получение заключения о соответствии проекта застройщики смогут до 1 октября 2019 года

  • Знаковый рубеж

    Число специалистов в национальном реестре достигло 200 тысяч

  • Подставить плечо

    Застройщики хотели бы получить от государства помощь в создании объектов инфраструктуры

  • Без лишних проволочек

    Уже в 2020 году в России могут начать действовать упрощенные правила признания домов аварийными. Об этом заместитель гендиректора Фонда содействия реформированию ЖКХ Олег Рурин рассказал в ходе селекторного совещании с представителями регионов, на котором обсуждались проблемы расселения аварийного жилья. По его словам, новая процедура будет более быстрой, более дешевой и, соответственно, более доступной для муниципалитетов и граждан.

Цитата
Владимир Якушев
Глава Минстроя России
Владимир Якушев
В рамках нацпроекта «Жилье и городская среда» мы раздаем не рыбу, а удочки - то есть формируем механизмы, которые позволят строить дома быстро и качественно
«Гарант»
«Гарант»
Эксперты службы правового консалтинга компании «Гарант»