Свидетельство:
О регистрации средства массовой информации: "Предотвращение аварий зданий и сооружений".
Номер: №ФС77-35253
Выдано: Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
Дата: от 16.02.2009 г.
Форма распространения: электронное периодическое издание
Язык: русский
Учредитель: ООО "ВЕЛД"
В настоящее время к объектам капитального строительства предъявляется ряд требований, среди которых, помимо функциональных требований, основное место занимает безопасность.
В общем случае безопасность [2] – это «состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз» (Ст. 1 Закона Российской Федерации от 5 марта 1992 г. № 2446-I "О безопасности"). В самом сжатом виде понятие «безопасность» можно определить как – состояние защищенности определенной системы от нанесения вреда. И наоборот – состояние системы, допускающее нанесения вреда, определяется понятием опасность.
Согласно [1], строительные конструкции должны быть запроектированы таким образом, чтобы они обладали достаточной надежностью при возведении и эксплуатации с учетом, при необходимости, особых воздействий (например, в результате землетрясения, наводнения, пожара, взрыва). Основным свойством, определяющим надежность строительных конструкций, зданий и сооружений в целом, является безотказность их работы – способность сохранять заданные эксплуатационные качества в течение определенного срока службы.
В настоящее время безопасность конструкции зданий и сооружений на стадии проектирования оценивается по предельным состояниям, которые характеризуются невозможностью или затруднениями в эксплуатации конструкций. Разрушение конструкций является следствием возникновения предельного состояния, которое привело к аварии.
В общем случае авария (итал. avaria, от арабского авар – повреждение, ущерб) [6]:
Согласно [2] авария – неожиданный выход из строя или повреждение действующего механизма, машины, транспортного средства, средств коммуникации и т. п., представляющий угрозу жизни и здоровью людей, наносящий ущерб имуществу граждан и организаций, природной среде.
Аварийным разрушением строительных конструкций зданий и сооружений будем считать неконтролируемое разрушение всего здания или его части, связанное с падением конструкций независимо от ущерба после разрушения.
Особенность аварийного разрушения строительных конструкций заключается в том, что разрушение происходит мгновенно. При этом сценарий событий, которые привели к разрушению, может быть разный, о чем свидетельствуют примеры некоторых аварий.
2006 год. Разрушение блока здания листопрокатного цеха №5 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», площадь обрушения 5000 м2, человеческие жертвы. Перед разрушением в здании возник пожар, в результате высокотемпературного воздействия на одну из стропильных ферм здания произошло ее обрушение, вслед за этим последовало обрушение смежных ферм в пределах температурного блока по принципу домино. Следует отметить, что покрытие здания было выполнено с применением тяжелых железобетонных плит покрытия.
2006 год. Разрушение части блока покрытия здания вращающихся печей ОАО «Магнитогорский цементный завод», площадь обрушения 1760 м2, без жертв. Причиной аварийного разрушения послужило увеличение нагрузок на кровлю здания в результате скопления цементной пыли. Слой слежавшейся пыли достигал 1,0 м, что свидетельствует о длительном по времени накоплении пыли.
2006 год. Разрушение 80% конструкций здания вращающихся печей ОАО «Коркинский цементный завод», человеческие жертвы. Перед разрушением произошла разгерметизация газопровода природного газа высокого давления, в результате чего произошло скоротечное заполнение внутреннего пространства здания газом с последующим взрывом.
2002 год. Разрушение вытяжной башни №175 высотой 100 м сероулавливающей установки аглоцеха горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», без жертв. Причиной аварийного разрушения послужил ряд обстоятельств:
2001 год. Разрушение части покрытия здания склада ОАО «Златоустовский металлургический завод», без жертв. Причиной разрушения послужило увеличение нагрузок на покрытие здания за счет применения более тяжелой конструкции покрытия (конструкция плиты, утеплитель, стяжки) по сравнению с проектом.
2001 год. Разрушение диска покрытия здания термокалибровочного цеха ОАО «Златоустовский металлургический завод», человеческие жертвы. Основной причиной разрушения явилось низкое качество стали несущих металлических конструкций (здание построено в период Великой Отечественной войны).
Таким образом, если рассмотреть процесс аварийного разрушения в обратной временной последовательности, получим несколько стадий (рис.1):
Рис.1. Стадии эксплуатации конструкций до аварийного разрушения
Первоочередным мероприятием по предотвращению аварийного разрушения конструкций является оценка технического состояния конструкций. В настоящее время на практике применяются различные термины по оценке технического состояния конструкций зданий и сооружений, некоторые из которых представлены в нормативно-технической документации [1, 3-6]. В табл.1 представлены термины и определения с классификацией различных признаков, определяющих состояние конструкций.
Таблица 1
Анализ представленных в табл.1 данных показывает, что основными показателями, характеризующими критерии технического состояния, являются:
Основным показателем при оценке состояния конструкций является возможность дальнейшей эксплуатации, а все остальные условия, так или иначе, определяют эту возможность. Таким образом, на момент оценки состояния конструкций получаем ответ на вопрос: «Возможна или нет эксплуатация конструкций?», или «Возможно или нет аварийное разрушение конструкций?», или «Наступило предельное состояние или нет?».
Сводные показатели технического состояния, установленные нормативно-технической документацией, представлены в табл.2.
Таблица 2
Следующим мероприятием по предотвращению аварийного разрушения конструкций является прогнозирование технического состояния конструкций.
В настоящее время под прогнозом можно принимать:
Прогнозирование по любому из указанных параметров подразумевает, что в указанный период времени возможность аварийного разрушения конструкций находится на приемлемом уровне. Рассмотрим сложившуюся практику на примере рекомендаций [5] и [7].
Согласно [5], для стальных конструкций срок проведения первичного обследования в зависимости от конструктивных особенностей и условий эксплуатации составляет от 5 до 30 лет, последующие – через 5 лет. Такое прогнозирование безаварийного состояния основано на накопленном опыте по эксплуатации зданий и сооружений и их аварийному разрушению в советский период, при котором были четко определены условия и порядок эксплуатации зданий и сооружений. Анализ данных [8, 9] по динамике изменения причин аварийного разрушения показывает, что в последнее время доля аварий связанных с нарушением правил эксплуатации зданий и сооружений постоянно возрастает (рис.2). Это свидетельствует о том, что требуется разработка новых методов прогнозирования состояния строительных конструкций, которые должны учитывать фактические условия эксплуатации.
К недостаткам рекомендаций [7] также следует отнести то, что определяемые сроки до капитального ремонта или срока эксплуатации до аварийного основываются только на внешних признаках состояния конструкций, не учитывают фактические условия эксплуатации, а также как могут измениться полученные сроки при изменении условий эксплуатации.
Рис.2. Анализ данных по динамике изменения причин аварий