Филатова Анна Игоревна

Научный руководитель Лампси Борис Борисович

«Прогрессирующее» обрушение

Термином

«прогре ссирующее»

обрушение

ха р а кт е р и зуе т

распространение начального локального разрушения, приводящее здание или

сооружение к полному разрушению.

Прогре ссирующее

разрушение

сопровождается

тяжелыми

экономическими и социальными последствиями. В настоящее время вопросы

предотвращения

прогрессирующего

обрушения

многоэтажных

зданий

становятся более актуальными.

Существует

несколько

решений

вопроса

противодействия

прогрессирующему разрушению:



защита

ключевых

элементов

от

разрушения

увеличением

их

прочности или применение защитных мероприятий;



повышение

общей

структурной

целостности,

пластичности,

неразрезности, ввод дополнительных связей;



расчеты

при

последовательном

удалении

каждого

несущего

элемента.

Последний

вариант

является

более

обоснованным,

т.

к.

при

этом

проверяют все опасные варианты локальных повреждений. Главная задача

выполнения расчета - обеспечение защиты от прогрессирующего обрушения

и получение экономичного решения одновременно. Для этого необходимо

предугадывать поведение конструкции при удалении несущего элемента.

Нагрузка

от

прогре ссирующего

разрушения

отно сится

к

кратковременным

динамическим

нагрузкам.

Для

надежного

результата

необходимо выполнить динамические нелинейные расчеты.

Динамические расчеты нужно привести к эквивалентным статическим

расчетам

с

помощью

использования

эквивалентной

величины

-

коэффициента динамичности. Он показывает во сколько раз нужно увеличить

статическую нагрузку, чтобы получить такое же значение динамического

1

перемещения. Основная задача расчета конструкций на прогрессирующее

разрушение - определение величины коэффициента динамичности.

Возникновение темы «прогрессирующее обрушение» связано с рядом

т р а г и ч е с к и х

с о б ы т и й ,

о б щ и м

д л я

к о т о р ы х

б ы л

ф а к т о р

диспропорциональности

между

причиной

-

аварийным

событием

-

и

величиной конечного повреждения.

Первым из них стало обрушение бокового фасада здания «Ronan Point»

в Англии в 1968 г., вызванное взрывом бытового газа на 18 этаже, который

привел к разрушению наружной панели, которая в свою очередь служила

опорой для вышележащих панелей (рис. 1). В результате падения обломков

вышележащих конструкций, а также, поскольку конструктивная схема здания

не обладала свойством многосвязности и не предусматривала возможности

перераспределения

нагрузки,

произошла

цепочка

отказов,

повлекшая

за

собой

значительные

повреждения.

Комиссия,

расследовавшая

причины

обрушения, использовала в докладе термин «прогрессирующее» обрушение и

сформулировала подходы к защите от него для панельных зданий.

После этого случая появились изменения в нормативных документах

Англии – в ноябре 1968 г. были изданы «Стандарты по недопущению ПО в

крупнопанельных конструкциях».

В

этих

стандартах

впервые

были

зафиксированы

такие

термины,

как альтернативный

путь

нагрузки,

сплошность и случайная нагрузка. В апреле 1970 г. эти стандарты стали

частью обязательных норм для проектирования сооружений в Англии.

2

Рисунок 1 Обрушение части фасада крупнопанельного здания. Англия,

1968 г.

Ключевые выводы, полученные разными исследователями, и основные

изменения норм проектирования большинства развитых стран схожи. Для

конструкций

различных

систем

зданий

были

разработаны

следующие

рекомендации:

-

учитывая

профилактические

меры,

направленные

на

предупреждение

локальных

чрезвычайных,

основное

внимание

следует

уделить предотвращению “прогрессирующего” обрушения. Это вызвано тем,

ч т о невозможно полностью

исключить

локальные

разрушения

несущих

конструкций

зданий,

“прогрессирующее”

обрушение

ведет

к

наиболее

тяжелым последствиями. Кроме того, при небольших значениях местных

разрушений

несущих

конструкций

зданий,

обеспечение

их

устойчивости

против

“прогрессирующего”

обрушения

позволяет

предотвратить

эти

последствия,

а

защита

достигается

простыми

и

не

дорогостоящими

техническими средствами.

-

Основная

концепция

предотвращения

“прогрессирующего”

обрушения – изменение конструктивной системы здания для повышения его

неразрезности совершенствованием стыков и связей между конструктивными

элементами.

-

действенность

конструктивной

защиты

зависит

от

развития

в

конструкциях

и

их

связях

пластических

деформаций;

для

пластичности

связей, требуется, чтобы прочность анкеровки связей в сборных элементах

была

больше

несущей

способности

самой

связи,

или

больше

усилий,

вызывающих текучесть связи.

-

отмечается качественное сходство рекомендуемых мер защиты от

“прогрессирующего”

обрушения

с

конструктивными антисейсмическими

мероприятиями.

Отечественные

нормы

не

регламентируют

необходимость

проверки

несущих конструкций на живучесть. Эта ситуация непосредственно связана с

3

предвидением

от ка з а

ка ко го - л и б о

эл е м е н т а

ко н с т ру к ц и и

п р и

проектировании.

4