Об условиях прочности зданий
Для того чтобы здание было прочным, не достаточно хорошо рассчитать размеры его элементов. Для достижения этой цели проект должен быть правильным, а его выполнение должно быть тщательным. Поэтому мы рассмотрим условия прочности с этих двух точек зрения: проект и выполнение. В конце мы скажем несколько слов о несчастных случаях.
О проектировании зданий
Проектирование зданий с точки зрения прочности предусматривает два этапа: конструктивное решение и расчет элементов.
О конструктивном решении
Конструктивное решение зависит от архитектурного решения и реализуется в сетке стен и несущих опор, главных и вспомогательных балок, арок, различного вида заполнения и т. д. Для одной и той же архитектурной части возможны различные конструктивные решения, но во всяком случае они должны быть логичными. По экономическим соображениям ограничивают количество несущих элементов строго необходимым. Согласно эстетическим принципам иногда устраняют несущие колонны, выступающие прогоны и т. д. Эти сокращения и устранения имеют предел, за которым прочность здания не будет обеспечена.
Кроме требования прочности, необходимо учесть множество других соображений. Мы вернемся к проблеме конструктивного решения в третьем разделе нашего труда. В настоящей главе мы отметим только некоторые особенности с этой точки зрения.
В прежние времена помещали простенки над простенками, а проемы над проемами и избегали выступающих элементов. В наши дни наличие металлических и железобетонных каркасов дает простор смелым решениям, но при этом они не всегда согласуются со здравым смыслом. Смелые решения часто ведут к высоким, а иногда и непозволительным расходам. Отметим только, что никаким расчетом нельзя исправить неразумно задуманную конструкцию.
О расчете здания
Необходимо прежде всего знать нагрузки на сооружение. Расчет производится в два этапа: на первом распределяют в целом усилия, которые приходятся на долю каждого элемента; на втором изучают каждый элемент в соответствии с его нагрузкой. Рассмотрим эти точки зрения.
Об усилиях
Усилия, испытываемые зданием, различны. Они вызываются следующими причинами: собственным весом элемента; внешней нагрузкой от веса самой конструкции (каменная стена) или от других воздействий (дерн над перекрытием подвала, гравий и бетон, создающие уклон на крыше-террасе, полезные нагрузки и т. д.); ветровой нагрузкой, снеговой нагрузкой, давлением земли. Добавим: вибрация, сейсмические толчки, град, молния.
Некоторые из этих нагрузок, встречаемые в большинстве проектов, заслуживают нашего внимания.
Для специальных помещений, в которых находятся механизмы лифтов, водяные баки, отопительные котлы и т. д., полезные нагрузки должны быть соответствующим образом рассчитаны.
При расчете несущих конструкций многоэтажных жилых домов (за исключением административных, коммерческих и промышленных помещений) допускается, что все перекрытия будут нагружены одновременно и по всей их поверхности. Поэтому принимают нагрузку, уменьшающуюся согласно количеству этажей.
Для недоступных перекрытий и покрытий предусматривают все же полезную нагрузку, в частности от снега и ремонтных рабочих. Таким образом, берут от 50 до 100 кГ/см2. Эти различные полезные нагрузки предусмотрены нормами.
Разрушительное воздействие ветра
После того как мы рассмотрели в первой части этого труда роль ветра с точки зрения его влияния на жилищные условия, мы остановимся здесь на его разрушительном воздействии.
Разрушительные ветры в общем не те, которые интересовали нас с точки зрения их воздействия на жилищные условия. Во Франции регулярный юго-западный ветер во время равноденствий может достигать большой силы, но циклонные ветры — самая опасная их форма. Речь идет о ветрах большой скорости: тайфунах и смерчах. Наши местные грозы тоже должны быть учтены.
Тайфуны имеют форму плоского диска с диаметром во много десятков километров. В северном полушарии они вращаются против часовой стрелки и передвигаются в определенном направлении в зависимости от времени года. Упомянем циклон в Санта-Доминго в 1930 г., который разрушил 4300 домов. Устояли только дома, некогда построенные испанцами.
Смерчи имеют форму высокого цилиндра очень маленького диаметра (несколько десятков метров). Они наблюдаются в наших областях. Напомним смерч, который пересек Париж в 1827 г. от Орлеанских ворот до набережной Аустерлица. В 1907 г. коммуна Краван (Луар) была почти полностью разрушена смерчем. Разрушительный порыв ветра длился только 30 сек. Среди недавних случаев можно упомянуть смерч, разрушивший 18 мая 1960 г. коммуны Вельгард и Гарак на границе департаментов Жер и Верхней Гаронны, а также тот, который 5 мая 1961 года опустошил Эврё (Ер), Буавиль близ Шартра, Сенвиль (Ёр и Луар) и различные другие коммуны.
Направление ветра в конце грозы — не то же, что в начале. Скорость ветра гораздо больше скорости перемещения грозы.
Нормативные ветровые нагрузки во Франции. Если бы нужно было учитывать ветры исключительной силы (например, такие, как в Кра-ване), стоимость постройки была бы чрезмерной. В нашей стране существует два норматива. Один относится к искусственным сооружениям и учитывает единую ветровую нагрузку порядка 150 кГ/м2. Другой относится к жилым домам и исходит от Министерства реконструкции (датирован 1946 г.). Цифры этого норматива более скромны и более подходят для этих конструкций, не являющихся искусственными сооружениями.
Как принципиальное новшество, этот норматив учитывает эффект разрежения не только для заветренных поверхностей, но также для бесчердачных крыш и крыш со скатом менее 45°.
Если материалы кровли полутяжелые (механическая черепица) или легкие (оцинкованная сталь или алюминий), они должны быть прочно прикреплены к остову крыши.
Снег — разрушительный фактор
Во Франции применяется норматив Министерства по восстановлению и строительству квартир «Снег — ветер» от 1946 г., который предусматривает три зоны нагрузок на горизонтальную крышу (на уровне моря):
— прибрежная полоса 30 кГ/м2;
— промежуточная зона, охватывающая большую часть территории, 45 кГ/м2;
— восточная зона 60 кГ/м2.
Промерзание
Трубопроводы, содержащие воду, могут быть разорваны под влиянием промерзания, поскольку вода увеличивает свой объем при температурах ниже 4° С. Чтобы предотвратить это в установках центрального отопления, добавляют к воде антифриз.
Желательно изолировать от воздействия мороза вывод санитарной канализации внутри здания. В установках необходимо предусмотреть запорный и спускной краны для опорожнения в зимнее время, когда помещение не отапливается (новогодние каникулы, конец недели и т. д.).
Град
Перечислим несколько особых случаев:
— в Тарбе 14 июля 1927 г. выпадение града продолжалось 10 мин, 15 000 м2 оконного стекла было разбито и 40 000 м2 было расколото.
— Армированное и зеркальное стекла устояли;
— в Страссбурге в августе 1958 г. произошло выпадение крупного града, разбившего миллионы черепиц;
— в Пон-Левеке и Мортене 5 мая 1961 г. отмечалось выпадение больших градин (весом до 200 г).
Выпадение крупного града бывает редко. Однако для защиты от него необходимо применять армированное стекло в фонарях верхнего света.
Сейсмические толчки
Во Франции практически не учитываются сейсмические толчки. Однако техническое указание от 22 октября 1955 г. сообщило о сейсмических толчках, ощущавшихся в нашей стране и вокруг нее, согласно каталогу, разработанному Монтадоном за эпоху с 1000 г.: 11 в Приморских Альпах, 15 в Западных Альпах, 2 в Пиренеях, 1 на Корсике, 16 в Рейнской впадине (из них 1 в Эльзасе), 1 на Севере, 9 во Французском Атлантическом бассейне.
Некоторые из них были очень значительны: в Экс-ан-Провансе в 1227 г. — 500 убитых; в Базеле в 1356 г. — 60 разрушенных замков; в долине Тины и Вез‘юби в 1564 г. — 7 разрушенных деревень, 500 убитых; в Ментоне в 1887 г. — 70 разрушенных домов; в Дюрансе в 1909 г. — пострадали 23 коммуны, 60 убитых.
В Северной Африке вероятность землетрясений гораздо больше. Напомним недавние катастрофы в Орлеансвилле в 1954 г. и в Агадире в 1960 г. В связи с бедствием в Орлеансвилле издан ряд рекомендаций.
Вот некоторые из них:
— к нормальным усилиям добавляются восходящие и нисходящие вертикальные усилия в зависимости от веса сооружения, его высоты, глубины заложения фундамента и прочности грунтов; то же относится к горизонтальным усилиям;
— в качестве предела безопасности принимается предел упругости стали;
— рекомендуется увеличение жесткости и обеспечение совместной работы элементов здания;
— рекомендуется избегать слишком высоких зданий;
— для Северной Африки предусматривается две зоны: одна большой интенсивности, лежащая между побережьем и Атласскими горами, другая слабой интенсивности, соответствующая горным областям Атласа.
В настоящее время вводят понятие «вибро» для оценки повреждений, причиненных зданию колебаниями. Мы уже говорили об этом выше (1,122.122).
О расчете конструкции в целом
Когда известны нагрузки, необходимо приступить к их распределению по сети конструктивных элементов. Это распределение осуществляется двумя способами в зависимости от того, являются ли элементы независимыми один от другого или, напротив, они взаимосвязаны. Таким образом, имеется два типа каркаса: изостатический (статически определимый) и гиперстатический (статически неопределимый).
Статически определимая система каркаса (без лишних связей)
Прежде в домах балки не были взаимосвязаны. Расчет элементов был несложен. Так называемая диаграмма Кремоны для расчета треугольных металлических ферм принадлежит к этой системе.
Статически неопределимая система каркаса (с лишними связями)
Все элементы железобетонного каркаса находятся в почти совершенной связи. Иногда это относится и к металлическому каркасу. Расчет элементов должен учитывать реакцию прилегающих элементов (балок и колонн). Тем самым расчет становится гораздо более сложным.
Эти проблемы до того, как они возникли в жилищном строительстве, рассматривались при строительстве мостов. Считалось, что материалы обладают идеальной упругостью. Поскольку каркас здания в настоящее время много сложнее, были разработаны специальные методы. Практически применяется метод Кросса, поскольку другие методы слишком сложны.
Около 20 лет назад было замечено, что материалы не идеально упруги, а упруго-пластичны. Перечисленные выше методы, казавшиеся прежде рациональными, приводят к ошибкам порядка 30%. Эти «точные» формулы были заменены полуэмпирическими, более близкими к действительности. В этом духе составлены нормативы по железобетону от 1945 и 1960 г., а также нормативы по металлическим конструкциям от 1946 и 1956 гг.
Расчет отдельных элементов
Расчет здания в делом приводит к определению для каждого элемента следующих исходных факторов: нормальное усилие (растяжение или сжатие); изгибающие моменты в двух направлениях сечения; срезающие усилия в двух направлениях сечения; скручивание если оно имеется; продольный изгиб для сжатых элементов.
По этим исходным данным определяют предварительно размеры рассматриваемого элемента. Затем проверяют для характерных сечений элемента, не превышены ли предельные характеристики материала на растяжение, сжатие и срез. Эту проверку можно осуществить непосредственно при помощи графиков.
В принципе этот логический процесс дает уверенность в прочности сооружения.
Мы рассмотрим ниже в комментариях, насколько такая проверка эффективна.
С другой стороны, недостаточно подобрать для элемента рациональные размеры. Расчет связей так же важен, как и определение размеров элемента.
Комментарии к методам расчета
Методом, о котором мы говорили, систематически пользовались несколько лет назад. Но с тех пор новые идеи в строительном деле получили дальнейшее развитие. В настоящее время от расчета требуют обеспечения безопасности при соблюдении экономии.
С точки зрения безопасности необходимо, чтобы методы расчета были надежными. Что касается возможной экономии, она связана с допустимой степенью безопасности. Эти две точки зрения должны задержать наше внимание.
О реальности расчетных гипотез
Все материалы под напряжением ведут себя определенным образом. Для расчета сооружения принимают, что это «поведение» материалов очень близко к принятому в расчетных гипотезах. Это уподобление не должно быть обязательно строгим. Оно часто бывает заметно несовершенным. Иногда необходимо схематизировать или упростить истолкование явления, чтобы получить возможность произвести расчет. Эти операции не всегда правильны.
Прежде допускали, что материалы обладают идеальной упругостью. Эта упрощающая гипотеза имела то преимущество, что она делала возможными интегральный и дифференциальный расчеты. За последние 15 лет оказалось необходимым признать, что эта гипотеза не была строго верна и что строительные материалы (даже сталь) упруго-пластичны. Мы уже сказали, что это явление имеет особое значение для статически неопределимых систем. Иногда оно играет роль и в статически определимых системах.
Приведем пример. Для изгибаемых элементов принимали гипотезу Навье. Сечение элемента, считавшееся плоским до изгиба, оставалось плоским и после изгиба. Для железобетона эта гипотеза не вполне оправдывается.
В этом духе были составлены нормативы по железобетону в 1945 г., затем в 1960 г. и нормативы по металлическим конструкциям в 1946 и 1956 гг.
Формулы должны возможно точнее выражать рассматриваемые явления; поэтому не должно быть разницы между формулами полуэмпирическими и формулами научными1.
При всех обстоятельствах инженеру надо убедиться, что принятая им гипотеза расчета в данном конкретном случае вполне применима.
О необходимом запасе прочности
Здесь мы стоим перед дилемой: придать ли элементу несколько избыточное сечение или же уменьшить его до строго необходимого из соображений экономии.
Не может быть и речи о принятии рабочего напряжения в материале, непосредственно близкого к пределу прочности. Необходимо, чтобы при определении запаса прочности учитывались: случайные дефекты материала, случайные нарушения технических условий, возможные деформации сооружения, возможные изменения свойства материалов, использование сооружения для других целей и т. д.
Раньше учитывали эти возможные случайности, уменьшая на определенный коэффициент предел прочности материала как на простое растяжение, так и на простое сжатие. Запас прочности получали различный в зависимости от природы элемента. Коэффициент запаса прочности для изгибаемых элементов должен быть больше, чем для сжатых (столбы).
В момент разрыва поведение элемента очень отличается от его поведения в упругой фазе при безопасной нагрузке. Таким образом, мы обращаемся к методам расчета, отличным от принятых. Они могут быть приняты службой контроля.
Лоссье отмечал, что, когда элемент близок к разрыву, соседние элементы «приходят ему на помощь», как будто бы они были живыми существами. i
Это вызвало важную эволюцию в теории сопротивления материалов, которая все больше и больше приближается к реальным условиям.
Однако принимаемый запас прочности при расчете обусловлен в большей степени профессиональным опытом проектировщика, чем научными выводами.
Особые замечания
Если различные нормативы имеют целью обеспечение безопасности сооружения, практически они приводят к компромиссу между требованиями прочности и экономичности. Действительно, в исключительных случаях можно, не опасаясь разрушения здания, несколько уменьшить нормативный запас прочности.
Если экономия, получаемая расчетом, не достигает 5%, расходы на дополнительные расчеты не оправдываются. Решение, требующее наименьшего количества строительных материалов, необязательно будет самым экономичным, если при этом приходится расходовать больше рабочей силы.
Если произошел несчастный случай из-за недостатка прочности в результате просчета, то обычно его причину следует искать не в формулах, а в грубой арифметической ошибке, невнимательности, неучете значительных нагрузок. Надо иметь оперативные средства контроля (эмпирические формулы) и обладать профессиональной интуицией, чтобы выявить серьезные ошибки.
Во всяком случае, мы думаем, что нет необходимости использовать слишком сложные методы расчетов, которые увеличивают расходы на проектирование. Можно ограничиться расчетом только некоторых характерных элементов, а другие элементы проекта будут определены по аналогии. По нашему мнению, предпочтительно использовать простые формулы с приближением порядка 5%. Целесообразно рассмотреть все элементы проекта и выделить из них работающие в ненормальном режиме (что незаметно с первого взгляда).
В вышеизложенных комментариях мы предположили, что деформации сооружения, хотя и не очень малые, не вносят заметных изменений в работу каждого элемента. Сооружение может разрушиться при серьезных деформациях (давление земли, ветра и т. д.). Хотя мы и вынуждены схематизировать, но мы далеки от намерения смешивать прочность и недеформируемость. Эти два условия должны рассматриваться как дополняющие друг друга1.
О реализации проекта
Построенный объект может значительно отличаться от первоначального замысла. Очевидно, что, если выполнение не соответствует проекту, от этого может пострадать прочность сооружения. Мы будем предполагать в дальнейшем изложении, что работы были выполнены по всем правилам искусства. С этой точки зрения необходимо рассмотреть три следующих пункта: качество материалов, тщательность выполнения, контроль за работой.
О качестве материалов
Очевидно, что надо употреблять только доброкачественные материалы. Подрядчик должен отказываться от плохих материалов. Есть три категории недостатков: явные пороки, скрытые пороки и неоднородность материала.
Явные пороки материалов
Явные пороки встречаются у лесных материалов. Отметим некоторые из них: здоровые дефектные сучки, морозобоины, свилеватость, трещины и т. д.
Встречаются они и у других материалов, в частности в керамических изделиях.
Поскольку эти пороки явно выражены, можно установить классификацию материалов по сортам. Не всегда следует стремиться к использованию материалов наивысшего качества, ибо строительство обойдется слишком дорого. Некоторые материалы имеют неприглядный внешний вид, не влияющий ни на прочность, ни на долговечность; нужно только наилучшим образом использовать материалы, имеющие внешние дефекты.
Скрытые пороки материалов
В металлах скрытыми пороками являются окалина или пузыри, а в камне — трещины. Эти дефекты бывают значительными и вредят прочности сооружения. Иногда их обнаруживают по местному звучанию, простукивая молотком. Если звук отличается от обычного, если деталь звучит фальшиво и глухо, возможна внутренняя трещина.
Можно потребовать от поставщика гарантии. Можно испытать определенную часть материала, предварительно отобрав некоторый процент деталей и подвергая их разрушению. Если среди отобранных деталей слишком большое количество брака, отвергается целая партия. Это испытание на «отсутствие брака».
Испытания включены в процесс изготовления некоторых материалов, например крученой стали для железобетона. Аналогичный процесс происходит при волочении арматуры. Если болванка имеет дефект, она разрушается при скручивании или волочении.
Изделия из металла, подверженные переменным периодическим часто повторяющимся усилиям, могут разрушаться до достижения предела безопасности. Явление «отказа» металла проверяют с помощью надрезанных слитков; исходными пунктами разрушения служат трещины в металле. Этой опасности подвергаются металлические изделия. В здании очень редко применяются изделия подобного рода. Поэтому редко приходится производить такие испытания.
Мы не будем говорить о скрытых пороках материалов, обусловленных недобросовестностью строителей, поскольку для них профессиональная честность — закон.
Неоднородность материалов и прочность сооружения
Неоднородность материалов влияет на различные формы разрушения зданий: потерю прочности, деформируемость, старение. Хотя и нельзя считать неоднородность материалов одной из причин разрушения сооружения (при отсутствии грубых ошибок), необходимо ее учитывать. Вот некоторые замечания.
Естественные камни. Очень часто они имеют постель (известняк, сланец). Нельзя укладывать их в противоестественном положении.
Кирпичная кладка. Объединение отдельных кирпичей кладки раствором само по себе уже создает неоднородность конструкции. Поэтому требуется разумное распределение тычковых и ложковых рядов кладки. Усилия должны быть перпендикулярными слоям раствора как в стенах, так и в сводах.
Дерево. Это материал неоднородной структуры. Его механические характеристики различны в зависимости от направления усилий вдоль или поперек волокон. В последнем случае характеристики различны для радиальных и концентрических усилий. Усилия (исключая клинья) следует ориентировать вдоль волокон.
Прокатные металлы. Сопротивление металла различно в зависимости от направления усилий вдоль или поперек прокатки. Сплавы — это неоднородные материалы, но часто добавки к основному металлу увеличивают его сопротивление (сталь, дюралюминий, латунь и т. д.). Однако при добавках склонность материала к старению часто возрастает.
Железобетон. Бетон представляет собой неоднородный материал — сочетание цемента, песка, гравия. Характеристики бетона на поверхности и в толще различны. Включение арматуры увеличивает неоднородность. Сцепление арматуры с бетоном играет важную роль и может быть различным (толщина защитного слоя, площадь сечения арматуры и т. д.). Кроме того, в изгибаемых элементах вследствие усадки бетона, когда элемент не нагружен, арматура всегда находится в слегка сжатом состоянии.
О тщательности выполнения строительных работ
Для обеспечения прочности сооружения строительные работы, естественно, должны выполняться «по всем правилам искусства». Следует контролировать количество и качество поставляемых материалов. Необходимо строго соблюдать указания чертежей.
Заслуживают внимания некоторые частные вопросы.
Чтобы растянутый элемент правильно работал, он должен быть слегка растянут при установке (если необходимо, надо предусмотреть муфту на затяжке).
Аналогично, сжатый элемент (колонна) должен быть слегка сжат при установке. Если колонна наращивается, ее надо обжать уголками.
В металлических треугольных формах клепаные элементы решетки следует устанавливать как можно лучше, даже при тщательности и точности сверления!»
Если в основных элементах фермы усилия вполне соответствуют расчетным (согласно диаграмме Кремоны), то усилия в элементах решетки могут варьировать в очень широких пределах. Поэтому сечения элементов решетки предусматривают с запасом. Эти элементы работают с меньшими усилиями, чем основные элементы фермы, поэтому им легко придать должные размеры.
Связи — уязвимые места каркаса. Они должны быть прочными. Болты надо тщательно затянуть. Для деревянных элементов необходимы шайбы круглого или квадратного сечения, чтобы обеспечить продолжительное сопротивление усилиям. В температурном шве (скользящая опора) не допускается никаких зазоров.
По выражению полковника Эспиталье, важно, чтобы выполнение работ было нормальным: ни слишком быстрым, ни слишком медленным.
Все это требует безукоризненной профессиональной честности во всех звеньях коллектива строителей1.
О контроле за осуществлением строительства
Если даже допустить полное отсутствие недобросовестности и если строительные работы осуществляются в полном соответствии с правилами, необходимо все же убедиться в том, что не было отклонений от расчетных данных.
Для крупных зданий с металлическим каркасом в крайнем случае можно испытать в лаборатории образцы металла, хотя металлургические заводы сами проводят такие испытания, чтобы избежать выпуска бракованной продукции. С этой же целью обязательно, почти непрерывно контролируют материалы в процессе изготовления железобетона, ибо результат этой работы может зависеть от многочисленных причин. В определенное время берут пробы и испытывают их на разрыв в лаборатории на 7-й или 28-й день. Контролируют также свежеуложенный бетон.
Имеются предложения о целесообразности проверки конструкций на месте работы без разрушения, при загрузке сооружения без превышения предела прочности (во избежание остаточных деформаций) и определении стрелы прогиба. Для железобетона это испытание не дает ощутимых результатов, поскольку железобетон малодеформативен.
Можно также использовать для измерений электрические датчики, приклеенные к поверхностям в ответственных местах несущих конструкций, и наблюдать за изменениями в их работе. Но это скорее методы лабораторных исследований, применимые, естественно, и в натурных условиях.
В будущем качество железобетона будут, проверять на месте с помощью ультразвука.
При тщательном испытании сооружения целесообразно также установить запас его прочности. Во Франции существует специальная Служба контроля: «Верита», «Сокотек» и т д.
Несчастные случаи
Мы не можем закончить главу о прочности зданий без посвящения короткой рубрики несчастным случаям. Из несчастного случая можно извлечь больше уроков, чем из хорошо выполненной работы. Несчастные случаи, связанные с недостаточной прочностью зданий, немногочисленны, но при новых методах строительства они происходят чаще, чем при традиционных (обычно — в начальный, короткий срок службы здания еще до окончания его строительства).
Отметим различные причины этих несчастных случаев: чрезмерная экономия материалов и рабочей силы, вызванная стремлением не превысить «потолочную» стоимость, грубые изъяны в материалах плохого «качества, непредвиденные перегрузки, применение новых непроверенных материалов, грубая ошибка в расчете (невнимательность, неполный учет нагрузки, ошибка в запятой), пропуск несущей опоры, чрезмерные деформации, просадки фундаментов (о них мы будем говорить в следующей главе), плохо выполненные связи.
Отметим также причины, которые могут привести к катастрофе независимо от качества строительства: ураганы, интенсивные землетрясения, взрывы, бурные наводнения, снежные лавины, земляные оползни, град, молния. (Дальше мы скажем несколько слов на эту тему.)
Наконец, к этим причинам надо отнести рискованные последующие перестройки, небрежно выполненный ремонт основных конструкций.
Крупнейшие несчастные случаи чаще всего происходят от осадок фундаментов или опор нижних этажей.
Прежде архитекторы и предприниматели, осуществляя работы в традиционном стиле, обладали профессиональной интуицией и избегали грубых ошибок, которые можно было обнаружить на глаз. Сегодня это явно исчезает. Строители полагаются на документы, выполненные в проектных бюро. Но там могут возникнуть невольные ошибки, тем более что не слишком грамотные копировщики не видят их. Нам известен очень тяжелый случай (обвалился один из крупных залов с металлическими конструкциями покрытия в 10 000 ж2 еще до устройства кровельного покрытия), вызванный тем, что одна из главных опор была пропущена при вычерчивании. Немножко профессиональной интуиции или здравого смысла хватило бы, чтобы избежать этого несчастного случая.
Некоторые причины разрушительных катастроф, которые нельзя предусмотреть
Мы скажем несколько слов о следующих причинах: взрывы, наводнения.
Взрывы
Причины взрывов многочисленны: утечка городского газа, разрыв промышленных установок (паровых котлов, компрессоров и т. д.), взрыв резервуаров или цистерн для горючего, бомбардировки во время войны, взрыв газометра (счетчика), воспламенение хранилища азотнокислых солей (1923 г. около Людвигсгафена в Германии).
При этом происходят разрушения, аналогичные разрушениям от землетрясений. Здания, которые имеют противоветровые устройства, страдают меньше, чем другие. Если сооружения находятся не слишком близко от места взрыва, разрушительное действие происходит от разности давлений, более сильного внутри, чем снаружи. Во время войны 1914—1918 гг. здания со связями в каменной кладке страдали больше, чем без связей; разрушения были внезапными после разрыва связей.
Разрушение здания показано на рис. 1. Внутренние перегородки имели диагонально направленные по углам трещины.
Наводнения от половодья рек
Во Франции наблюдались крупные половодья следующих главных рек.
Сена. Наиболее крупное половодье произошло в 1910 г. Вода почти достигла вокзала Сен-Лазар.
Надо иметь в виду, что обычный уровень воды в Сене вблизи этого места равен +29 м (измерен Аблоном).
Создание резервного бассейна в верховье Йонны исключает возникновение наводнения, подобного наводнению 1910 г. Стоит вопрос о создании аналогичного бассейна в верховьях Сены, который еще более уменьшит опасность.
Луара. В течение XIX в. Луара выходила из берегов систематически каждые 10 лет, последнее наводнение было в 1878 г. Затем самое крупное наводнение — в 1909 г. Отсутствуют какие бы то ни было данные, удовлетворительно объясняющие прекращение этих бедствий. Отметим, что уровень подобного половодья в 1858 г. возле Орлеана был порядка + 97,4 м при обычном уровне, равном +92 м.
Тарн. Катастрофическое наводнение в Мусаке произошло в 1930 г. Пролеты моста были забиты деревьями и обломками снесенных паводком зданий; этот мост внезапно рухнул, и опустошительная волна разрушила на своем пути все строения.
Сез. 2 октября 1958 г. река поднялась на 12 м за несколько часов и разрушила мост на Нере.
Не забудем также катастрофу в Фержюсе, которая произошла от внезапного разрушения плотины. Дома ниже по течению были снесены опустошительным потоком (декабрь 1959 г.).
При строительстве около реки необходимо, чтобы по крайней мере первый этаж был выше самого высокого уровня воды.
Напомним, что наводнения, конечно, вызывают преждевременное старение материалов от влажности.
Наводнения по вине человека
Некоторые наводнения прямо или косвенно связаны с деятельностью человека, например происшедшие от:
— разрыва главного водопровода;
— подъема воды в сточной канализации из-за ее закупорки или сильной грозы.
Экология человека - Об условиях прочности зданий
Остались вопросы по теме - "Об условиях прочности зданий", задайте их на