|
|
|
|
|
||
|
|
К ВОПРОСУ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗДАНИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХВ.А.Титаев, В.Н. ЛавровТезисы опубликованы в издании «Взаимосвязь проектирования пространственных конст-рукций с вопросами безопасности, эксплуатационной надёжности и долговечности. Тези-сы докладов научной сессии (1 марта 2007 г.). – Москва: МОО «Пространственные конст-рукции», 2007. – С.54-56.»В настоящее время всё большее внимание уделяется вопросам безо-пасности людей в зданиях при чрезвычайных ситуациях. После катастро-фы 11 сентября 2003 г. в США, помимо нормированных воздействий (сейсмические, пожар, карстово-суффозионные явления), при проектиро-вании зданий появился ряд требований по учёту не нормированных воз-действий, в том числе вызывающих прогрессирующее обрушение [1]. Активность многих учёных и инженеров-строителей в области обес-печения безопасности в чрезвычайных ситуациях при эксплуатации зданий проявляется в широком диапазоне направлений исследований. Это и при-менение новых материалов, конструктивные мероприятия, совершенство-вание методов расчёта, исследование и учёт в практике проектирования особенностей механических свойств конструкционных материалов и др. В этой связи появляются новые (или обновлённые) методики и про-екты норм по защите зданий при различных чрезвычайных ситуациях. При классификации воздействий нередко встречаются ошибки. В методиках проектирования встречается путаница в использовании терминов (проч-ность, несущая способность, устойчивость и др.) и оценке воздействий. Так, в частности, в некоторых проектах норм и научных статьях к аварийным воздействиям относятся карстово-суффозионные явления, про-садками, набухание и пучение оснований фундаментов, а также ошибки проектирования, что в принципе недопустимо. Воздействие на здания и сооружения деформаций оснований является особым, но рядовым расчёт-ным параметром, который должен учитываться при проектировании. При таких воздействиях здание не должно получить повреждений и деформа-ций, препятствующих их нормальной эксплуатации. Ошибки при проекти-ровании и строительстве должны отслеживаться системным подходом, контролем качества и сопровождением при организованной работе кон-тролирующих служб. Для ненормированных воздействий при чрезвычайных ситуациях нами предлагается допускать возникновение локальных повреждений и деформаций несущих и ненесущих конструкций зданий, затрудняющих его нормальную эксплуатацию, но не требующих её прекращения. То есть до-пускается предельное состояние конструкций зданий, связанное с опреде-лёнными нарушениями условий нормальной эксплуатации зданий, но не исключающее возможности их дальнейшей эксплуатации. Реализация данного предложения предполагает выполнение ком-плекса конструктивных и расчетных мероприятий при проектировании, предупреждающих, в частности, возможность возникновения прогресси-рующего (цепного, лавинообразного или эффект домино, термин ещё не устоялся) обрушения. Таким образом, эти воздействия следует учитывать в расчётах в особых сочетаниях нагрузок (усилий) с коэффициентами соче-таний, реально оценивающими вероятность их одновременного действия. При проектировании зданий следует применять комплекс объемно-планировочных и конструктивных решений, обеспечивающих безопас-ность людей. Самыми развитыми нормами проектирования зданий при чрезвы-чайных ситуациях являются противопожарные нормы, охватывающие практически весь комплекс мероприятий, начиная с нормирования пожар-ных нагрузок, оценкой времени воздействия и их учета в проектных реше-ниях [2]. Это и предел огнестойкости несущих конструкций (обеспечивает заданное время эвакуации людей), и геометрические параметры здания, обеспечивающие возможность эвакуации людей из здания (высота, шири-на, длина пути эвакуации) и др. Для воздействий при чрезвычайных ситуациях, в частности для жи-лых и многофункциональных зданий при отсутствии пожара, в норматив-ных документах не представлены нормированные требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям, к времени эвакуации людей из зданий. Данные требования регламентируют время развития поврежде-ний до момента потери элементами несущей способности или возникнове-ния прогибов и перемещений, препятствующих эвакуации людей из зда-ния. Вопреки изложенному, инженерам–конструкторам поставлена слож-ная задача – проектировать здания с учётом восприятия несущими конст-рукциями зданий усилий от воздействий, параметры которых не нормиро-ваны и контролируемые параметры конструкций также не определены и естественно не нормируемы. Тем не менее, экспертные организации (осу-ществляющие экспертизу проектов) требуют расчёты и указания в проек-тах мероприятий по сохранности зданий от этих воздействий. В том числе расчётов, подтверждающих устойчивость несущего остова здания к про-грессирующему обрушению при данных воздействиях. Нами предлагается ввести в практику проектирования «предел стой-кости к воздействию в чрезвычайных ситуациях», характеризующийся пе-риодом времени от начала воздействия до возникновения в конструкциях здания предельных состояний: Устойчивость и несущая способность от воздействий при чрезвы-чайных ситуациях оценивается расчётами по пространственной модели с применением коэффициентов и методик расчета, учитывающих величину воздействия и характер его приложения во времени, а также физико-механических свойств материалов в зависимости от времени воздействия. Причём, при этих воздействиях (удар, взрыв, мгновенное изменение кон-структивной схемы и др.) необходимо нормировать детерминистические расчётные параметры, в предположении, что случайный характер воздей-ствий и механических свойств материалов конструкций учитывается на основе статистического анализа их изменчивости. Тогда данные парамет-ры можно органично интегрировать в уже принятую систему отечествен-ных строительных норм. Предельная величина деформаций несущих и ненесущих элементов ограничивается геометрическими размерами проходов в конструкциях зданий на путях эвакуации и величиной деформаций, не вызывающих су-щественного изменения напряженно-деформированного состояния сосед-них и(или) прилежащих конструкций до потери ими несущей способности и(или) возникновения деформаций препятствующих нормальной эксплуа-тации. Эти данные должны служить основой для выполнения расчётов мо-делей зданий как конструктивно нелинейных систем на прогрессирующее обрушение при учёте изменения характера работы конструкций. Для уникальных зданий за предел стойкости к воздействиям при чрезвычайных ситуациях следует принимать период времени, за который необратимое снижение несущей способности или необратимая часть де-формаций не будут превышать установленных величин. Данные величины отражают степень эксплуатационной пригодности отдельных конструкций или зданий (сооружений) в целом и выражаются в процентах от расчетной несущей способности и величины предельной деформации, а также от до-ли снижения эксплуатационных характеристик конструкции. Дополнение существующих строительных норм детерминированны-ми величинами, определяющими введенный авторами «предел стойкости» к воздействию при чрезвычайных ситуациях позволит проектировать и строить здания исходя из требований по их функциональному назначению с нормированной надёжностью. Литература
|
|
|
|
|