РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ЗАЩИТЕ ЖИЛЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ
ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ: МНИИТЭП (инженер Г.И.Шапиро, к.т.н. В.С.Коровкин, инженер Ю.А.Эйсман) и НИЦ СтаДиО (к.т.н. Ю.М.Стругацкий).

2. ПОДГОТОВЛЕНЫ к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры.

3. СОГЛАСОВАНЫ: ЦНИИСК им. Кучеренко, ЦНИИЭП жилища.

4. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Указанием Москомархитектуры от 18.10.2002 г. N 68.

ВВЕДЕНИЕ

Решение проблемы защиты жилых зданий, строящихся в Москве, в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС)* в соответствии с директивными и нормативными документами должно учитывать природные и техногенные чрезвычайные ситуации, определенные соответствующими ГОСТ. Однако учет природных особенностей Московского региона и уроков многочисленных аварий зданий и сооружений в России и за рубежом** показывает, что перечень ЧС, рассматриваемых при таком анализе, должен быть существенно уточнен и расширен по сравнению с гостируемым. В него необходимо включить следующие чрезвычайные ситуации:

________________

* Здесь и в дальнейшем курсивом выделяются термины и сокращения, определенные в госстандартах.

** Библиография строительных аварий чрезвычайно обширна; весьма подробная библиография аварий жилых зданий во второй половине 20 века - в [20].

1. Природные ЧС:

A) - сейсмические воздействия;

Б) - опасные метеорологические явления, приводящие к повышенным ветровым нагрузкам на здания;

B) - образование карстовых воронок и провалов в основаниях зданий;

2. Антропогенные (в т.ч. техногенные) ЧС*:

________________

* Термин - "антропогенные ЧС", применяемый в литературе, представляется более общим, чем гостируемый "техногенные ЧС", это иллюстрирует приводимый здесь перечень ЧС.

А) - взрывы снаружи или внутри здания (в литературе упоминаются следующие источники: бытовой газ, взрывоопасные газовые смеси и жидкости, бомбы и другие взрывные устройства, используемые террористами);

Б) - пожары*;

________________

* Пожары могут быть отнесены и к природным ЧС, но чаще они возникают по причинам, связанным с деятельностью людей.

В) - транспортные аварии (ДТП, авиационные катастрофы);

Г) - аварии зданий и сооружений или значительные повреждения их несущих конструкций, вызванные одной из следующих причин:

а) ошибки в проектах, в том числе вызванные несовершенством СНиП;

б) недоброкачественное производство работ (на заводе или на монтаже);

в) дефекты материалов;

г) недостатки эксплуатации зданий, в том числе их инженерного оборудования;

д) небрежность, некомпетентность, а иногда и случаи вандализма жильцов, технического персонала или посторонних посетителей здания (в частности, самовольная перепланировка квартир с ослаблением несущих конструкций).

Указанные в приведенном перечне источники ЧС, по аналогии с классификацией взрывов на производстве, здесь разделены на проектные и запроектные. Защита зданий при ЧС, вызванных проектными источниками, определяется соответствующими СНиП; защита зданий при ЧС, вызванных запроектными источниками, требует специального анализа, конечная цель которого - разработка соответствующих норм и перевод рассматриваемых ЧС из разряда запроектных в категорию проектных. Основная цель настоящих рекомендаций - обеспечение безопасности московских жилых зданий при запроектных ЧС.

Как показывает анализ чрезвычайных ситуаций, перечисленных выше, [19] наиболее вероятные для московских условий запроектные ЧС сводятся к локальным аварийным воздействиям на отдельные конструкции одного здания: взрывы, пожары, карстовые провалы, ДТП, дефекты конструкций и материалов, аварии инженерных систем здания, некомпетентная реконструкция и т.п. Это случайные, в общем случае непредсказуемые, нештатные ситуации, указанные в п.п.1В, 2 вышеприведенного перечня ЧС.

Как правило, воздействия рассматриваемого типа приводят к местным повреждениям несущих конструкций зданий. При этом в одних случаях ЧС этими первоначальными повреждениями и исчерпываются, а в других - несущие конструкции, сохранившиеся в первый момент аварии, не выдерживают дополнительной нагрузки, ранее воспринимавшейся поврежденными элементами, и тоже разрушаются. Аварии последнего типа получили в литературе наименование "прогрессирующее обрушение".

Термин "прогрессирующее обрушение" и формулировка проблемы защиты от него панельных зданий появились в 1968 г. в докладе комиссии, расследовавшей причины известной аварии 22-этажного панельного жилого дома "Роунан Пойнт" в Лондоне [1]. После публикации доклада практически во всех развитых странах были начаты исследования этой проблемы, и к концу 70-х годов анализ возможных средств защиты от прогрессирующего обрушения зданий различных конструктивных систем с учетом экономических критериев был в основном завершен. Основные выводы, полученные разными исследователями, и последовавшие за ними изменения норм проектирования особенно для панельных зданий большинства развитых стран оказались схожи. Для конструкций различных систем зданий основные рекомендации сводились к следующему.

1. Не отказываясь в принципе от профилактических мер, направленных на предупреждение локальных ЧС или возникающих при них аварийных воздействий, самое серьезное внимание следует уделить предупреждению прогрессирующего обрушения. Это вызвано, во-первых, тем, что никакими экономически оправданными мерами невозможно полностью исключить возможность локальных разрушений несущих конструкций зданий; во-вторых, тем, что прогрессирующее обрушение ведет к наиболее тяжелым последствиям, в-третьих, тем, что при сравнительно небольших местных разрушениях несущих конструкций зданий обеспечение их устойчивости против прогрессирующего обрушения позволяет предотвратить эти последствия и защита может быть достигнута простыми и не дорогостоящими техническими средствами.

2. Основной принцип предотвращения прогрессирующего обрушения - повышение неразрезности конструктивной системы здания посредством совершенствования стыков и связей между конструктивными элементами.

3. Эффективность конструктивной защиты зависит от развития в элементах конструкций и их связях пластических деформаций; для пластичности связей, в частности, требуется, чтобы прочность анкеровки связей в сборных элементах была "соответствующей", т.е. больше несущей способности самой связи, или больше усилий, вызывающих текучесть связи.

4. Отмечается качественное сходство рекомендуемых мер защиты от прогрессирующего обрушения с апробированными конструктивными антисейсмическими мероприятиями. В литературе приводятся многочисленные примеры сейсмостойких зданий, локальные разрушения которых не привели к прогрессирующему обрушению благодаря соответствующей сейсмозащите.

Настоящие рекомендации, основанные на указанных принципах, рассматривают вопросы защиты при локальных ЧС для жилых каркасных зданий. Вопросы, рассмотренные в настоящих Рекомендациях, в той или иной мере ранее рассматривались, необходимость разработки данных рекомендаций появилась после ужесточения противопожарных требований [12]. Пожары являются частным случаем ЧС. Мероприятия по выполнению требований противопожарных норм защищают отдельные элементы здания только от воздействия пожара, а в случае других ЧС могут оказаться бесполезными. Поэтому в московских нормах [13] было принято положение о необходимости защиты здания в целом от прогрессирующего обрушения (п.3.6) при ЧС любого типа, а требования по огнестойкости отдельных конструктивных элементов (п.3.24) трактуются с учетом защищенности здания от прогрессирующего обрушения.

Рекомендации составлены на основе анализа обширной научной и нормативной зарубежной литературы и по результатам научных исследований проблемы защиты зданий от прогрессирующего обрушения, выполненных в МНИИТЭП, и разработаны в развитие Московских городских норм [13].

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Жилые каркасные здания должны быть защищены от прогрессирующего (цепного) обрушения в случае локального разрушения их несущих конструкций при аварийных воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации зданий (взрывы, пожары, ударные воздействия транспортных средств и т.п.).

Каркасные здания имеют несущие элементы, которые невозможно защитить от прогрессирующего обрушения конструктивными мероприятиями. Это ключевые элементы каркаса (в первую очередь колонны), и для повышения устойчивости здания против прогрессирующего обрушения при ЧС следует резервировать для этих элементов дополнительную прочность (см. п.п.2.6-2.9), поэтому то понимание защиты от прогрессирующего обрушения, которое пришло от панельных зданий*, для каркасных зданий трактуется иначе.

________________

* Для панельных зданий это требование означает следующее. В случае аварийных воздействий допускаются локальные разрушения несущих конструкций (полное или частичное разрушение отдельных стен в пределах одного этажа и двух смежных осей здания), но эти первичные разрушения не должны приводить к обрушению или к разрушению конструкций, на которые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными аварийным воздействием.

Конструктивная система каркасного здания должна обеспечивать его прочность и устойчивость в случае локального воздействия на отдельные элементы, не предусмотренного условиями нормальной эксплуатации здания как минимум на время, необходимое для эвакуации людей. Перемещения конструкций и раскрытие в них трещин в рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничивается.

1.3.* Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать:

- конструктивными мерами, способствующими развитию в ригелях и их соединениях пластических деформаций при предельных нагрузках;