Изложены особенности восстановления и усиления зданий и сооружений, поврежденных землетрясениями, включая организацию и методу обследования. Даны методы расчета конструкций усиления с числовыми примерами. Проанализированы причины повреждений зданий, их элементов и оснований под ними, приведены способы устранения этих повреждений. Выделены методика технико-экономической оценки восстановительных работ и вопросы восстановления памятников архитектуры. Для инженерно-технических работников проектных организаций.

Предисловие

Глава 1. Особенности реконструкции и восстановления объектов в сейсмических районах
1.1. Общие требования к реконструкции сооружений
1.2. Общие требования к восстановлению и усилению зданий и сооружений, поврежденных землетрясением
1.3. Общие требования к усилению оснований и фундаментов под сооружения

Глава 2. Основные виды и причины повреждения оснований, зданий, сооружений и их элементов

Глава 3. Способы усиления несущей способности зданий и сооружений
3.1. Усиление несущих конструкций и элементов
3.2. Усиление фундаментов
3.3. Усиление оснований под здания и сооружения

Глава 4. Особенности технологии производства работ при восстановлении сооружений

Глава 5. Строительные материалы, изделия и оборудование для проведения восстановительных работ
5.1. Требования к основным строительным материалам и изделиям
5.2. Огнестойкость стен, заделанных эпоксидной смолой
5.3. Составы некоторых растворов для повышения несущей способности грунтов
5.4. Композиция на основе битума для гидроизоляции и антикоррозионной защиты
5.5. Оборудование для проведения восстановительных работ

Глава 6. Восстановление зданий и сооружений, поврежденных землетрясением
6.1. Основные причины повреждения зданий и сооружений при землетрясениях (на примере СССР)
6.2. Классификация восстановительных работ и способов восстановления сооружений
6.3. Способы усиления зданий различных конструктивных схем
6.4. Общие требования к расчету некоторых конструктивных элементов при усилении и восстановлении объектов
6.5. Особенности расчета некоторых конструкций усиления
6.6. Требования к поверочным расчетам при усилении оснований и фундаментов
6.7. Примеры расчета элементов усиления и восстановления

Глава 7. Технико-экономическая оценка восстановительных работ
7.1. Анализ фактических затрат на восстановление зданий и сооружений
7.2. Методика технико-экономической эффективности ремонтно-восстановительных работ
7.3. Технико-экономические показатели некоторых способов усиления конструкций и зданий в целом

Глава 8. Особенности усиления и восстановления зданий после Спитакского землетрясения

Глава 9. Восстановление памятников архитектуры в сейсмических районах

Приложение 1
Форма представления информации о повреждении и дефектах
Приложение 2
Предложения к дополнению разд. 4 СНиП "Строительство в сейсмических районах"
Список литературы

Предисловие

Анализ последствий землетрясений показывает, что разрушения и тяжелые повреждения конструкций зданий могут быть вызваны землетрясениями сравнительно малой энергии - магнитудой М = 4...4,5 при небольших эпицентральных расстояниях от застроенных территорий. По данным, приведенным в работе К. Касахара, ежегодно на земном шаре происходит более 6200 землетрясений М > 4. Хотя большая часть землетрясений возникает вне зон постоянного проживания людей, ущерб от сейсмической активности Земли, наносимый человечеству, ежегодно исчисляется сотнями млн долларов.

В большинстве стран мира, территория которых подвергается сейсмическим воздействиям, строительство зданий и сооружений осуществляется с учетом сейсмической опасности по нормам и правилам, которые постоянно совершенствуются по мере накопления новых данных о характере колебаний грунта и элементов сооружений при землетрясениях, о работе строительных конструкций при динамических воздействиях. Уже то обстоятельство, что в различных странах периодически пересматриваются нормы и правила строительства в сейсмических районах (а в этих случаях, как правило, повышаются требования к прочности и надежности конструкций зданий), предполагает существование в какой-то определенный период времени зданий и сооружений, сейсмостойкость которых не соответствует современным требованиям, т.е. зданий, построенных по устаревшим нормам и правилам. Во многих сейсмически активных регионах мира эксплуатируется значительное количество зданий старой постройки, возведенных без какого-либо антисейсмического усиления. Это еще более усугубляется тем, что нередко не соблюдаются условия эксплуатации объектов, в частности, происходит замачивание оснований зданий, особенно в районах с неблагоприятными грунтами, что, в свою очередь, ведет к снижению сейсмостойкости зданий и сооружений. Кроме того, в условиях, когда активно осуществляются реконструкция и техническое перевооружение действующих предприятий, оснащение их современным, зачастую дорогостоящим оборудованием и технологическими линиями, возникает задача целесообразности их размещения в существующих зданиях и сооружениях, которые также достигли определенного физического износа и имеют различную степень сейсмовооруженности. С учетом этих трудностей приходится подходить к оценке сейсмической опасности существующих зданий и сооружений.

Можно привести многочисленные примеры строительства несейсмостойких, малопрочных зданий, особенно "самостроев", разрушающихся при землетрясении. Происходит это из-за несоответствия проявления сейсмических воздействий прогнозируемым, неудовлетворительного, зачастую низкого качества строительства, строительных изделий и материалов, несоответствия запроектированных мер сейсмостойкости современным требованиям, отсутствия необходимых рекомендаций применительно к застройке особо опасных территорий и строительству особо ответственных зданий и сооружений.

Излагаемая здесь проблема перекликается с вновь возникшей проблемой усиления неповрежденных зданий и сооружений в связи с изменением их расчетной сейсмичности, установленной на основе дополнительных данных сейсмологов, геологов и других уже после ввода объекта в эксплуатацию.

Нередко отсутствие необходимой антисейсмической защиты зданий обусловлено увеличением затрат на возведение объектов в сейсмических районах по сравнению с затратами на возведение аналогичных объектов в несейсмических районах. Известна, что дополнительные затраты на антисейсмическую защиту зданий составляют 3...12% их стоимости в зависимости от уровня расчетного сейсмического воздействия. Понятно, что уменьшать стоимость строительства, исключая элементы антисейсмической защиты зданий в сейсмоопасных районах, недопустимо из-за снижения уровня их сейсмостойкости. Кроме того, нередко это оказывается и экономически нецелесообразным из-за увеличения затрат на ремонтно-восстановительные работы при эксплуатации зданий в условиях часто возникающих землетрясений.

Изложенные трудности приходится преодолевать как при реконструкции сооружений в сейсмических районах, так и при восстановлении зданий, поврежденных землетрясениями, или при усилении оснований под ними. Сочетание реконструкции действующих предприятий с их восстановлением после разрушительных землетрясений — особенность, характерная для строительства в настоящее время.

Как известно, реконструкция предприятий включает в себя также строительство новых корпусов взамен сносимых и других дополнительных объектов. Предлагаемая книга ограничивается рассмотрением только вопросов, возникающих при реконструкции в результате изменения объемно-планировочных и конструктивных решений, а также замены оборудования, расширения отдельных зданий и сооружений.

Сроки обновления производственных технологических линий короче срока службы сооружения, что приводит в неоднократной их замене и проведению реконструкции и технического перевооружения, как правило, вне увязки со сроками проведения ремонтно-восстановительных работ. Вместе с тем известно, что огромное количество промышленных зданий в сейсмических районах было построено и ныне эксплуатируется без учета норм строительства в сейсмических районах и не отвечает современным требованиям сейсмостойкого строительства. Это в любой момент может привести к их разрушению, включая и возможные человеческие жертвы.

Наглядной иллюстрацией сложившегося положения является разрушение первой очереди коврового комбината после Кайраккумского землетрясения в 1985 г. и многих предприятий при Спитакском землетрясении. Следует сказать, что большая часть территорий, подверженных сильным сейсмическим воздействиям, имеет неблагоприятные инженерно-геологические условия для массового строительства, что еще более затрудняет решение проблемы восстановления и реконструкции сооружений, размещенных в этих районах.

Общие требования к реконструируемым и восстанавливаемым объектам, включая объекты, спроектированные без учета сейсмических воздействий, изложенные в работе, по возможности подкреплены комплексом мер, предусматривающих все стадии работ по завершению строительства объектов, от сбора исходных данных, обоснования и выбора решений, организации и технологии их воплощения до оценки контроля завершенного сооружения. Приведенные решения, как правило, прошли экспериментальную или производственную проверку, в которой участвовали ведущие научно-исследовательские институты страны, что частично нашло отражение в различных республиканских и ведомственных рекомендациях.