Metaldaily.ru/Новости - 11.10.2012

Металл Профиль: Строительство в сейсмоопасных зонах.

11.10.2012 - 12:01

Как известно, около 5% территории России расположено в зоне риска чрезвычайно опасных землетрясений: до 9 баллов по шкале Рихтера. Это весь Дальний Восток (включая Сахалин, Курилы и Камчатку), Северный Кавказ, Алтай, Саяны, Прибайкалье, Становое нагорье и Якутия. Еще 20% территории периодически подвергается воздействию подземных толчков силой до 7 баллов, причём в этих местностях проживает до 20 млн. человек! Остальные районы (к ним относится, в частности, и Центральная Россия, включая Москву) считаются умеренно спокойными, но и здесь возможны толчки силой до 5 баллов, вызванные отголосками крупных тектонических катастроф (см. табл. 1).

Более того, последние исследования показали, что существующая сейсмическая опасность во многих случаях занижена. Так, совсем недавно несколько крупных землетрясений произошли в районах, которые либо вовсе не относились к сейсмически опасным, либо классифицировались как территории с меньшей расчётной интенсивностью воздействий.

Врезка

Таблица 1.

Можно вспомнить землетрясение мощностью 9 баллов на Алтае в 2003 году, целую серию ударов мощностью 10 баллов в Корякском АО в 2006 году, на Средних Курилах в 2006 и 2007 годах, на Сахалине в 2007 году и, наконец, катастрофу в Республиках Тыва, Хакасия и Алтай, произошедшую 27 декабря 2011 г., при этом следует отметить, что долгосрочный прогноз сейсмической активности говорит о её увеличении: например, уже в ближайшее десятилетие высока вероятность серьёзного землетрясения в Курило-Камчатской зоне.

На этом фоне угрожающе звучат экспертные оценки и данные МЧС, согласно которым "имеют дефицит сейсмостойкости и могут представлять источник опасности при сейсмических воздействиях до 50% объектов жилого, общественного, производственного назначения и коммунальной сферы (в некоторых регионах этот показатель составляет от 60 до 90%)"[1]. Реконструкции требуют около 20 тыс. различных сооружений, в том числе – жилые дома. Общая площадь зданий и сооружений, требующих первоочередного усиления и защиты, достигает 30 млн. кв. метров, а их стоимость оценивается в 400-450 млрд. рублей.

Также следует заметить, что строительство и реконструкция зданий в сейсмоопасных районах дороже стандартных. Удорожание сметы во многом зависит от сейсмической зоны. Так, в 7-балльных районах оно составляет примерно 5%, в 8-балльных – 8%, а в 9-балльных – 11% от стоимости реализации обычного проекта[2].

Неудивительно, что Федеральная целевая программа (ФЦП) по повышению устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения сейсмических районов России продлена до 2018 года, а объём её финансирования увеличен до 80 млрд. руб. – об этом сообщил на прошедшем 4 июля 2012 года совещании в Петропавловске-Камчатском премьер-министр России Дмитрий Медведев.

Согласно ФЦП, выделенные средства пойдут на сейсмоусиление зданий и сооружений, начиная с жилых домов и заканчивая инфраструктурными объектами. Кроме того, планируется взамен объектов, сейсмоусиление или реконструкция которых экономически нецелесообразны, возводить новые. Причём строительство должно вестись с использованием современных материалов и технологий.

Следует отметить, что само по себе применение подобных методов, вне комплексных технических решений и продуманного общего подхода к строительству, не гарантирует сейсмостойкости объектов. Более того, даже самые передовые технологии могут оказаться бесполезными или опасными, если их применять без учёта специфики региона и опыта прошлых сейсмических атак.

Например, одним из наиболее эффективных способов модернизации фасадов старых зданий и облицовки новых является установка навесных фасадных систем, состоящих из металлических несущих подконструкций, облицовочных элементов и теплоизоляции. На первый взгляд, они обладают достаточной расчётной прочностью, чтобы противостоять даже значительным толчкам (эти системы широко применяются в различных сейсмоопасных регионах мира). Однако до недавнего времени в России не проводились регулярные полномасштабные испытания поведения данных конструкций в условиях, наиболее приближенных к реальным. Таким образом, при выборе подобных систем у проектировщиков не было возможности предсказать их поведение и гарантировать устойчивость во время серьёзных толчков.

"Между тем именно подконструкция (или подсистема) определяет способность вентфасада выполнять возложенные на него задачи, – говорит Сергей Якубов, руководитель департамента "Фасадные системы и ограждающие конструкции" Группы компаний Металл Профиль, ведущего производителя кровельных и фасадных систем в России. – Требования к подконструкции должны быть основаны на серьёзном прочностном расчёте, который с возможной полнотой учтёт специфику эксплуатации фасадной системы, в том числе и экстремальную. Понятно, что стоимость и простота монтажа и эксплуатации фасадной системы являются важными факторами, однако главным критерием её выбора должна быть подтверждённая сейсмостойкость".

Примечательно, что методика проверок достаточно сложна и включает в себя испытания на экспериментальном стенде, позволяющем смоделировать весь процесс развития реального землетрясения. Например, испытания навесных фасадных систем с облицовкой плитами из керамогранита и стальными фасадными кассетами проводились в 2 этапа.

Сначала исследовалась реакция экспериментального образца на действие сейсмических сил. Процесс смоделировали за счёт колебаний платформы-маятника, на которую была установлена рама с фасадной системой. Механизм стенда имитировал колебания с частотой от 0,4 до 20 Гц при амплитуде от 1 до 100 мм. На втором этапе проводились испытания при горизонтальном импульсном (ударном) силовом воздействии платформы-маятника на демпфирующий упор. Величина воздействия соответствовала короткопериодному спектру от 0,1 до 0,3 секунды с ускорением от 0,1 до 1,0 g. Дополнительно в процессе испытаний было исследовано поведение системы в случае совпадения величин собственных частот колебаний системы с частотами колебаний виброплатформы (т.е. эффект резонанса). Это явление наблюдалось при колебаниях с частотой 4,4 Гц с амплитудой 3,8 мм.

По результатам испытаний, эксплуатационная надёжность образцов на всех этапах нагружения не была нарушена, что позволило экспертам сделать выводы о возможности использования подобных систем вентилируемых фасадов в районах с сейсмичностью от 7 до 9 баллов.

Однако сейсмическая надёжность подсистемы – не единственный критерий безопасности вентфасадов. Во многих случаях важен также правильный выбор облицовочных материалов. Известно, что наибольшей популярностью у российских застройщиков пользуется довольно привлекательный с экономической точки зрения керамогранит, однако этот облицовочный материал может быть потенциально опасен при землетрясениях. И это наглядно показывает опыт Казахстана. "Керамогранит в сейсмически опасных районах представляет собой бомбу замедленного действия, – считает член Совета директоров ГК Металл Профиль Евгений Шумаков. – В случае даже относительно слабого по баллам землетрясения он очень легко превращается в осколки, которые представляют угрозу не только для строений или припаркованных рядом с ними машин, но и для жизни людей. Мы хорошо осознаём масштабы угрозы, потому что производим подсистему для крепления керамогранита. Мы проводили испытания на сейсмоустойчивость, которые показали, что, в частности, металлическая фасадная кассета выдерживает землетрясение до 9-ти баллов. Можно констатировать, что для сейсмоопасных территорий идеальной является именно стальная облицовка вентфасадов: например, фасадные кассеты или более доступные по стоимости линеарные панели Primepanel®".

[1] Федеральная целевая программа "Повышение устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения в сейсмических районах Российской Федерации на 2009 - 2018 годы" (в ред. Постановлений Правительства РФ от 30.07.2009 № 615, от 28.07.2010 N 573, от 20.12.2010 № 1064, от 08.12.2011 № 1028, от 16.05.2012 № 486, от 04.07.2012 № 683).

[2] В.В. Гаскин, И.А. Иванов. Сейсмостойкость зданий и транспортных сооружений. Учебное пособие. ИГУПС, Иркутск, 2005 г. -- INFOLine, ИА (по материалам компании)

Источник: www.advis.ru