Сегодня поговорим о том, как снег может быть связан с обрушением зданий.
Случай первый
Довольно давно (что и фотографий не осталось), в одном из городов России произошло обрушение монолитного железобетонного шедового покрытия площадью 5 тысяч квадратных метров. К моменту обрушения одноэтажное здание имело площадь около 60,000м2, из которых на площади 12,000м2 велся монтаж оборудования, на 4.000м2 велись отделочные работы, на остальной площади было выполнено только шедовое покрытие и хранились строительные материалы. Монолитное шедовое покрытие в виде железобетонных оболочек двоякой кривизны с сеткой колонн 12х21 метр. Выглядело это, примерно, так:
Толщину оболочки довели до минимальных размеров: 5-6 см, которые практически доступны при производстве работ, с утолщением до 10 см в местах примыкания и до 20 см в местах примыкания к бортовым элементам. Были произведены все расчеты и были проведены натурные испытания. Измерения прогибов показало большую жесткость конструкции. При расчетной нагрузке прогиб оболочек в середине был равен всего 6мм. То есть, все расчеты и испытания показывали надежность конструкции.
Однако, при строительстве применили передвижную опалубку и обеспечить монолитное сопряжение покрытия и колонн было невозможно – в этих местах неизбежно образовывались рабочие вертикальные швы и конструкция держалась только арматурой.
Обрушение началось с двух крайних шедов в направлении 12-метрового пролета. С перерывом в несколько минут разрушились еще два примыкающих шедов. Дальнейшее разрушение произошло за очень короткий срок последовательно ряд за рядом – всего 18 оболочек покрытия.
Расследование показало:
- отопление корпуса в пределах обрушившихся ячеек было включено за неделю до обрушения. Нагрев корпуса проводился трубчатыми регистрами с паром при температуре 100С. (Что такое регистры? Это выглядит, примерно, так:
Затяжки на двух швеллерах, поставленные для усиления конструкции, удлинились и выключились из работы, что и было «последней каплей». Именно с этого места началось разрушение конструкции.
- дренажные воронки не были обработаны.
- снег в течение зимы не убирался
- в результате таяния снега и атмосферных осадков в ендове был обнаружен толстый слой льда толщиной до 2,5 метров у воронки. Общая масса льда составляла около 15 тонн. Эта наледь была дополнительной нагрузкой, не предусмотренную проектом.
- марка и качество бетона были в соответствии с проектными, а арматура оказалась очень хрупкой со значительным количеством шлаковых включений (переводя на русский: взяли, что подешевле). Прочность арматуры была снижена на 30-35%.
По этому случаю нет фотографий, но информации достаточно.
Второй случай
14 февраля 2004, в день святого Валентина, когда в аквапарке Транвааль-парк было множество народа, произошло обрушение купола. Площадь обрушения составила примерно 5 тыс. м². Купол постройки упал на зону водных развлечений, не задев только бассейн для взрослых. В результате трагедии 28 человек (из них 8 детей) погибли, 12 получили тяжёлые увечья и около 200 получили различные ранения.
Официальной причиной катастрофы в «Трансвааль-парке» была названа ошибка проектирования. Среди прочих версий обрушения конструкции аквапарка также рассматривались версии взрыва, неблагоприятные геологические условия или использование некачественных материалов
Таким он был:
А таким здание стало после обрушения:
Третий случай
В январе 2006 года в городе Катовице проходила большая международная выставка голубей. Здание обрушилось в тот момент, когда было множество посетителей. В результате 66 человек погибло, 161 человек был ранен.
Четвертый
Басманный рынок Москвы, 23 февраля 2006 года, около шести утра – торговцы только начинали работу. Внезапно обвалилась часть крыши, при обрушении и последовавшем пожаре погибли 68 человек, еще 33 человека получили травмы. Площадь обрушения составила более 3,000м2
Комиссия установила, что непосредственной причиной трагедии стал обрыв одного из тросов, на которых держалась крыша: он был испорчен коррозией и перегружен из-за внеплановой перестройки здания и отсутствия капитального ремонта. Утеплитель кровли, по заявлениям экспертов, «местами находился в переувлажнённом состоянии, а некоторые элементы несущих конструкций оболочки имели коррозийный износ до 50 %».
Как видите причины обрушения были разные, но у всех было несколько и общих черт.
1. Когда крыша плоская, снег ложится равномерным слоем определенной толщины, а часть снега сдувается ветром – это понятно.
Когда крыша под углом больше 45 градусов, то снег сползает с крыши вниз под действием силы тяжести (может и на людей и на автомобили) – это тоже понятно.
Самый опасный наклон крыши от 15 до 35 градусов, когда снег не сдувается ветром и не уходит с крыши – в этой части купола образуется дополнительная нагрузка.
2. Все обрушения произошли после резкого изменения погоды (резкого изменения влажности) и снег, вбирая влагу из воздуха, стал, примерно, в три раза тяжелее.
3. Внутри зданий в это время было или жарко (первый случай) или много людей (больше чем обычно), которые выделяли теплоту и влагу. В Катовице была включена дополнительная вентиляция, которая выводила теплый воздух на крышу, который сразу же льдом опускался на крышу.
4. Нигде с крыш не чистили снег.
То есть, на мой взгляд, эти бы обрушения могли бы предотвратить, если бы элементарно регулярно чистили крыши. Из-за плохой теплоизоляции крыши тепло растапливало снег, он медленно таял и впитывался в вышележащие слои, превращаясь в лед.
Вот посмотрите, как делают в нормальных домах (здесь, в торговых центрах)
Вот видите: вокруг вытяжной трубы вентиляции (на заднем плане) расчищена площадка, чтобы теплый воздух из здания минимально взаимодействовал со снегом на крыше.
Дренажные отверстия подогреваются, что позволяет всегда уйти образовавшейся воде с крыши.
Отверстия еще сверху прикрыты решетками в виде колпачков, чтобы случайные листья или мусор не смогли забить дренажное отверстие.
Иногда такое дренажное отверстие на крыше выглядит так:
Но здесь мы имеем другую проблему: видите, для повышения пожаробезопасности кровли на нее кладут гальку. (На данной фотографии она маленькая, но бывает достаточно крупной). К тому же галька обеспечивает дополнительную защиту от попадания влаги. Это – хорошо. Но зимой, если на плоской крыше на снегу образуется ледяная корочка, сильный ветер образует вихри в этих уютных укрытиях и подбрасывает гальку на лед, она со скоростью скользит по льду. Если на краю крыши нет бортика, или есть сугроб, то галька, как на трамплине, подпрыгивает на сугробе и падает вниз: вполне возможно, на машины. Ситуация выглядит достаточно теоретической, но, некоторые владельцы зданий встречались с ней, когда им выставлялись претензии за испорченное покрытие припаркованных автомобилей.
На сегодня всё.
<<<< Прочитать первую часть о снеговых нагрузках
С уважением,
Не буду кривить душой - лайки приятны, но еще важней подписка, так как Вы всегда будете в курсе новых публикаций!
Если есть чем поделиться, пишите в комментариях, обязательно отвечу.
Если есть ошибки или замечания, постараюсь учесть.