» » Поведение каркасно-каменных зданий при землетрясениях

Поведение каркасно-каменных зданий при землетрясениях

16.04.2016

В материалах о последствиях землетрясений имеется немало сведений, позволяющих судить о поведении при сейсмических воздействиях каркасно-каменных зданий как I, так и II типов.
В подавляющем большинстве случаев эти данные свидетельствуют о высокой сейсмостойкости каркасно-каменных зданий. Так, например, хорошо перенесли разрушительное Ашхабадское землетрясение (1948 г.) здания стекольного завода, винодельческого завода и текстильного комбината, стены которых были выполнены в виде железобетонного каркаса с кирпичным заполнением.
В 1923 г. в г. Токио без серьезных повреждений перенесли землетрясение ряд зданий с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением толщиной не менее, чем в один кирпич. Среди них были здания повышенной этажности.
Во время землетрясения в Ташкенте (1966 г.) повреждения каркасно-каменных зданий выразились в основном в виде контурных трещин по границе заполнения (рис. I—14). Реже отмечались диагональные трещины в заполнении, но и в этих случаях железобетонный каркас оказывался неповрежденным. В качестве примера можно привести здание быткомбината по ул. У. Юсупова. В работе, посвященной анализу последствий Ташкентского землетрясения, подчеркивается, что высокую сейсмостойкость во время этого землетрясения продемонстрировали каркасно-каменные здания и что наблюдавшиеся повреждения заполнения не снизили их несущую способность.
Во время Зангезурского землетрясения (1968 г.) многие каменные здания были разрушены. Наряду с этим 6-этажные здания с монолитным железобетонным каркасом и заполнением из мелких блоков пильного известняка практически не получили повреждений (рис. I—15).
Поведение каркасно-каменных зданий при землетрясениях

В мае 1970 г. произошло землетрясение в Дагестане, в результате которого многие каменные здания получили серьезные повреждения. В зоне сейсмического воздействия свыше 7 баллов были разрушены минареты высотой до 15 м с толстыми стенами из тесаного камня и хорошо выполненной бутовой кладки, а находившаяся в этом же районе 20-метровая водонапорная башня с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением не получила повреждений. В г. Дубки при интенсивности сейсмического воздействия около 7 баллов в двухэтажном здании столовой с железобетонным каркасом и кирпичным заполнением были отмечены лишь отдельные трещины в кладке.
Хорошо перенесли 7-балльное землетрясение каркасно-каменные здания на Сахалине (1971 г.). Зафиксированные в них повреждения выражались в виде контурных трещин по контакту заполнения с элементами каркаса (рис. I—16).
Поведение каркасно-каменных зданий при землетрясениях

При 8—9-балльном землетрясении в Скопле (1963 г.) здания высотой до 14 этажей с монолитным железобетонным каркасом и кирпичным заполнением имели незначительные повреждения в виде отслоения штукатурки и. контурных (иногда диагональных) трещин в заполнении. Случаи повреждения каркаса были единичными. Заметим, что все эти здания были запроектированы с учетом лишь ветровой нагрузки интенсивностью 100 кг/м2 поверхности стен. Действие сейсмической нагрузки не учитывалось. Заслуживает внимания и тот факт, что каркасно-каменные здания хорошо перенесли землетрясение в Скопле даже в тех случаях, когда они имели сложную конфигурацию плана. Основываясь на этих фактах, комиссия ЮНЕСКО рекомендовала этот тип зданий в строительных нормах, разработанных для СФРЮ.
Хорошо перенесли землетрясения каркасно-каменные здания, построенные в Болгарии.
О поведении каркасно-каменных зданий при 8-балльном землетрясении в г. Консепсьоне (Чили, 1960 г.) можно судить по данным табл. I—7.
Поведение каркасно-каменных зданий при землетрясениях

В докладе Монге на IV Международной конференции по сейсмостойкому строительству (Чили, 1969 г.) было отмечено, что на основании обследования повреждений различных зданий при землетрясениях силой 7—9 баллов (по шкале Меркалли) специальная комиссия пришла к выводу о возможности строительства каркасно-каменных зданий II типа с железобетонным каркасом и заполнением из кирпича или мелких бетонных блоков даже в районах с 9-балльной сейсмичностью.
На этой же конференции в докладе Т. Фунахаши и др. содержались сведения о 7-этажном здании страховой компании в Токио, стены которого представляли стальной каркас с кирпичным заполнением. Это здание успешно выдержало Кантовское землетрясение (1923 г.).
Без серьезных повреждений перенесли землетрясение в Сан-Франциско (1906 г.) три здания со стальным каркасом и заполнением из песчаника.
При землетрясении 1963 года в Барке (Ливия) хорошо сохранились здания с монолитным железобетонным каркасом и заполнением из тесаных камней, использовавшихся как опалубке элементов каркаса. Примечательно, что к моменту землетрясения эти здания не были полностью достроены.
В Манагуа в декабре 1972 г. произошло землетрясение с магнитудой 6,5. Среди уцелевших строений оказались 16-этажное здание «Banco Centrale» и 18-этажное «Banco de America». В первом основные железобетонные несущие конструкции были представлены лестнично-лифтовым стволом, каркасом и легкими стенами-диафрагмами, во втором — элементы каркаса сочетались с тяжелыми стенами-диафрагмами. Из этих двух зданий большие повреждения получило здание «Banco Centrale». Более низкие здания без вертикальных диафрагм были полностью разрушены этим землетрясением. He были отмечены повреждения в здании Национального театра, в конструкцию которого входили U-образные стены-диафрагмы и каркас с кирпичным заполнением толщиной 45,7 см.
Основываясь на этих фактах, специалисты, проводившие обследование последствий землетрясения в Манагуа, пришли к выводу, что каркасные здания с жесткими стенами-диафрагмами обладают высокой сопротивляемостью сейсмическим нагрузкам.
Для полноты суждения о поведении каркасно-каменных зданий при сейсмическом воздействии заметим, что в материалах последствий землетрясений, хотя и в небольшом объеме, но все же содержатся примеры тяжелых повреждений и даже обрушений каркасно-каменных зданий. Однако все эти примеры не порочат идею самого конструктивного решения, заключающегося в обеспечении совместной работы каркаса и заполнения при действии сейсмических сил, а лишь подтверждают известное правило о том, что эффективность любого конструктивного мероприятия в конечном счете определяют его параметры и качество выполнения. При детальном разборе этих примеров приходится сталкиваться с грубыми нарушениями в армировании каркаса, недопустимым снижением прочности бетона, отсутствием связи между каркасом и заполнением, низкой прочностью кладки и т. п.
В основном серьезные повреждения при землетрясениях были зафиксированы в зданиях с первым гибким этажом, в зданиях с заполнением из пустотелых блоков, а также в зданиях I типа, в которых не была обеспечена прочная связь заполнения с элементами каркаса. Ряд именно таких случаев рассмотрен в работе.