________________
* Рисунок_7 см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.
6.5. Серия КПС постоянно развивалась в связи с изменением строительных норм и исследований, которые проводил институт "Камчатскгражданпроект" с ДальНИИСом (г. Владивосток) и с ЦНИИСКом. За время строительства в этой серии с 1971 года по 1992 год конструкции серии модернизировались четыре раза: 1971 год - серия КПС; 1975 год - серия КПСу (т.е. усовершенствованная); 1978 год - серия КПСм (модернизированная) и, наконец, 1984/86 г.г. - серия КПС4 (четвертая редакция).
По серии КПС4 продолжали строить вплоть до середины 90-х годов, когда распался прежний строительный комплекс, основанный на железобетоне, и возобновился в последние годы - новый, на базе строительства в металлическом каркасе.
Следует заметить, что все четыре модификации были рассчитаны на 9 баллов по действующим в то время сейсмическим нормам:
- первые три серии - по СНиП II-А.12-69; а КПС4 - по СНиП II-7-81 <*>.
Однако, ряд катастрофических землетрясений, происшедших в конце прошлого столетия за рубежом (в Турции, Греции, Иране, на о. Тайвань, в г. Кобе и др.), а также в бывшем Союзе - г. Спитаке, г. Ленинакане, на о. Кунашир и др. показал, что железобетонные каркасные здания обладают очень низкой живучестью при сильных землетрясениях и разрушаются, вплоть до обвалов, от разрушения узлов и смятия железобетонных колонн. Известный авторитет сейсмостойкого строительства проф. Айзенберг Я.М. назвал каркасные железобетонные здания вторыми "могильщиками" после мелкоблочных зданий [4].
Анализ причин повсеместного разрушения железобетонных каркасов показал, что основным виновником является недостаточная прочность сжатой зоны бетона в наиболее нагруженных колоннах, которая под действием большой вертикальной и горизонтальной нагрузки растрескивается на отдельные блоки и сминается, расширяясь в стороны. При недостаточно частых и прочных хомутах, которые могли бы сдержать расширение бетона, сжатая продольная арматура теряет устойчивость и выпучивается наружу, образуя так называемую "стальную розу", как окрестили ее специалисты.
Колонны проседают, здание накреняется и падает.
Проанализировав увиденное, Госстрой РФ в 2000 году в срочном порядке ввел изменения N 5 в СНиП II-7-81 <*>, в котором сильно ужесточил требования к зданиям с железобетонным каркасом.
Согласно этим изменениям, прочность каркасных зданий должна быть настолько увеличена, чтобы выдерживать в 2, 3 и более раз нагрузки, чем по старым нормам.
Вот почему так важно знать истинную сейсмостойкость зданий, построенных в серии КПС, чтобы спрогнозировать их возможное поведение при расчетном землетрясении.
Сразу после выхода СНиП редакции 2000 года Камчатский филиал ДальНИИС, в рамках общегосударственной программы "Сейсмозащита", по поручению ДальНИИС г. Владивосток выполнил НИР "Обследование эталонных гражданских зданий", посвященную в основном серии КПС [5]. Опираясь на данное исследование, можно значительно упростить обследование конкретного здания.
6.6. Общий порядок обследования здания - такой же, как других зданий.
Обследование начинается со сбора и изучения технической документации по объекту и площадке строительства.
Поскольку здание построено сравнительно недавно, то на него, как правило, можно найти проект, по которому можно уяснить, в какой модификации серии КПС выполнен проект, так как несущая способность здания (и его сейсмостойкость) напрямую зависят от серии. Модификацию серии можно приближенно определить по сроку постройки объекта, зная год модернизации серии и то, что конструкции обновленной серии выпускались, практически, одновременно с выпусками серии, так как завод был заинтересован в этом.
В табл. 10 приведены основные физико-технические характеристики изделий всех модификаций серии КПС, где видно, как развивалась серия.
Самое главное отличие серий - это то, что первая серия КПС выполнялась из тяжелого бетона М300 с рабочей арматурой АII, а все последующие серии - из шлакобетона на вулканическом шлаке М350 с рабочей арматурой АIII.
За счет меньшего модуля упругости шлакобетона и более прочной арматуры предполагалось получить существенную экономию стали - порядка 22%, однако, на сколько при этом изменилась несущая способность серии - пока было не известно.
Серии КПСу, КПСм и КПС4 отличаются друг от друга постепенным повышением прочности арматуры. Однако, испытания в ДальНИИСе и ЦНИИСКе, проводимые параллельно с освоением серии, выявили, что легкий бетон (в частности, шлакобетон) хуже тяжелого работает на сжатие и, особенно, на поперечную силу, что несколько снижает несущую способность шлакобетонных изделий.
Кроме того, испытаниями в ЦНИИСКе в конце 70-х начале 80-х годов выяснилось, что при разрушении колонн от смятия большая вина ложится на поперечные стержни, которые, как и везде, приваривались к продольной арматуре неконтролируемой дуговой сваркой вместо контактной, что было заложено в проектах.
Только в серии КПС4 был устранен этот недостаток в связи с переходом на замкнутые хомуты, без контактной сварки.
Кроме того, в каждой модификации были учтены изменения норм по нагрузкам (сейсмике), по бетону и арматуре, так что сказать заранее, какая серия лучше другой и на сколько она соответствует нормам 2000 года - без всестороннего анализа оказалось не возможным.
Поэтому поиску и изучению первичной проектной документации необходимо было уделить максимум внимания.
Здания сравнительно простой формы, или разбитые деформационными швами на простые прямоугольные блоки, без выбитых пролетов и большого количества консолей можно проанализировать на сейсмостойкость без расчетов, используя данную методику. Поэтому для таких зданий достаточно будет в отчете приложить планы БТИ, сделать схематические разрезы к ним и фото общего вида.
Если здание имеет сложную форму, то по нему необходимо будет сделать все планы, взяв их из проекта или паспорта БТИ, разрезы и фасады, чтобы можно было сделать поверочный расчет. При необходимости - сделать обмеры.
6.7. Определение сейсмичности площадки строительства.
Одновременно со сбором технической документации по зданию собирают инженерно-геологические материалы по грунтам и воде под зданием, данные по микросейсморайонированию площадки и макросейсмическому обследованию площадки. На основании этих материалов делается заключение о категории грунта по сейсмическим свойствам, необходимое для отнесения площадки к 8, 9 и 10-балльной. Без этого не возможно определить силу будущего землетрясения и спрогнозировать поведение здания при нем. Подробнее - см. раздел 2.