Двадцатое столетие отмечено стремительной урбанизацией территории России, ростом городов и поселений, концентрацией промышленности, освоением новых районов, расположенных в сейсмических зонах. Сегодня на территории с сейсмичностью 7-10 баллов расположены крупные и промышленные центры, многочисленные города и населенные пункты. Вся эта сравнительно густонаселенная часть подвержена землетрясениям, которые сопровождаются разрушениями несейсмостойких зданий и сооружений, гибелью людей и уничтожением материальных и культурных ценностей, накопленных трудом многих поколений. В эпицентральных зонах катастрофических землетрясений нередко нарушается функционирование промышленности, транспорта, инженерных коммуникаций и других жизнеобеспечивающих систем, что ведет к значительному материальному ущербу.

По данным международного геофизического справочника, каждый год в сейсмически опасных районах земного шара в среднем возникает около 700 землетрясений с магнитудой не менее 5, около 90 — с магнитудой не менее 6 и свыше 12 с магнитудой 7 и более. Сильные землетрясения с магнитудой от 5 до 8,5 приводят к большим разрушениям и человеческим жертвам. Землетрясения удерживают печальное первенство среди всех стихийных бедствий по причиняемому ими экономическому ущербу и одно из первых мест по числу человеческих жертв. За всю историю человечества около 80 млн. человек погибли от землетрясений и их прямых последствий — пожаров, цунами, обвалов и др.

С учетом масштабов разрушений и жертв необходимость обеспечения надежности сооружений в сейсмических районах и рационального расходования материальных средств и трудозатрат на антисейсмическое усиление зданий приобретает исключительное значение. Поэтому основная задача инженеров и градостроителей — проектировать и создавать инфраструктуру городов так, чтобы свести к минимуму потери от землетрясений. Здания и сооружения, запроектированные соответствующим образом, должны быть построены так, что будут противостоять самым сильным колебаниям грунта и не обрушатся. Однако полная защита от повреждений нереальна, поэтому инженер всегда идет на определенный риск при строительстве зданий и сооружений в сейсмических районах. Чтобы оценить уровень потерь при будущем землетрясении, необходимо понять, что потери есть результат комбинации риска и опасности. Мы не можем уменьшить сейсмическую опасность, однако мы можем сделать многое для снижения риска и, следовательно, уменьшения потерь. Минимизация риска и потерь достигается : • выбором для нового строительства площадок с благоприятными грунтовыми условиями и минимальной сейсмичностью; • проведением специальных мероприятий, направленных на улучшение сейсмических свойств грунтов оснований на выбранной площадке строительства (дренирование грунтовых вод, замена грунтов основания, уплотнение грунтов трамбованием и др.); • проведением мероприятий по защите от опасных природных процессов (оползне-, селе- и лавинозащита и др.); • совершенствованием действующих или разработкой новых строительных норм и правил; • совершенствованием действующих и разработкой новых методов расчета зданий и сооружений на сейсмические воздействия; • применением рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений, эффективных материалов и конструкций; • проведением специальных конструктивных мероприятий по усилению и реконструкции существующей застройки, обладающей определенным дефицитом сейсмостойкости; • обеспечением необходимого качества изготовления и монтажа конструкций; • обеспечением готовности населения и служб спасения к землетрясениям; • отлаженной системой предсказания и предупреждения землетрясений; • страхованием от землетрясений, гарантирующим материальное обеспечение при больших потерях.

Эффективная реализация мероприятий по снижению риска невозможна без комплексных исследований последствий произошедших землетрясений, заключающихся в наблюдении и документировании сейсмических процессов и влияния землетрясений на людей и искусственную среду их обитания. Очевидно, что знания, получаемые в ходе изучения прошлых землетрясений, необходимы для уменьшения ущерба в будущем.

Обеспечение сейсмической безопасности на урбанизированной территории практически невозможно без проведения работ по оценке фактической сейсмостойкости и уязвимости зданий и сооружений, прежде всего, жилой застройки городов и поселений. Оценка факторов, определяющих степень надежности сооружений, где одним из основных является состояние конструкций, их возможность сопротивляться, переносить сейсмические нагрузки, является составной частью комплекса работ по поиску оптимального уровня и способа усиления несейсмостойких зданий. Рассмотрение вопросов этой проблемы и определило цель данной работы.

Целью диссертационной работы является разработка оптимальных методов снижения сейсмической уязвимости жилой застройки. Для достижения цели на примере г.Улан-Удэ последовательно ставились и решались следующие задачи: 1. Анализ и ранжирование инженерно-геологических условий городской застройки.

2. Сравнительный инженерно-технический анализ условий в различные периоды строительства.

3. Многофакторное зонирование территории по степени сейсмической уязвимости жилой застройки.

4. Инструментальная оценка физико-механических характеристик состояния конструкций и степени износа по материалам инженерной паспортизации и натурных испытаний зданий и сооружений.

5. Исследования уровня сейсмостойкости пятиэтажных каркаснопанельных жилых домов первой массовой серии 1-335 АС. Объектами исследования являются геологическая среда, здания и сооружения пУлан-Удэ, выбор которых обусловлен рядом причин: 1. В городе высока плотность населения; 2. Сконцентрирована основная жилая и производственная застройка; 3. Сосредоточены различные конструктивные типы зданий, характерные для жилой застройки Прибайкалья и Забайкалья.

Вследствие чего для городов наиболее остро встают проблемы дифференциации территории по степени сейсмической опасности (риска) и планирования превентивных мероприятий.

Предметом исследований является общая оценка роли факторов сейсмического риска в формировании ущерба, наносимого существующей жилой застройке при землетрясениях и расширенная оценка фактора сейсмостойкости с разработкой конструктивных методов снижения сейсмической уязвимости жилых зданий.

Актуальность исследований обусловлена тем, что более 25% территории Российской Федерации приходится на сейсмоопасные зоны с интенсивностью землетрясений 7 и более баллов. Защита от землетрясений и смягчение их катастрофических последствий является приоритетной задачей в районах Северного Кавказа, Сахалина, Камчатки, Прибайкалья и Забайкалья и др.

Высокая сейсмичность территории Республики Бурятии обусловлена Байкальской рифтовой зоной — одной из самых сейсмоактивных не только в России, но и в мире. Существующая сеть сейсмических станций ежегодно фиксирует более 3 тысяч землетрясений различной интенсивности. Около 30% территории республики характеризуется сейсмичностью 9 баллов и выше. При средней сейсмичности населенных пунктов 7, 6 баллов, 30 поселений находятся в зонах возможных очагов землетрясений.

Значимость проблемы сейсмической уязвимости застройки на территории Республики Бурятия определяется рядом обстоятельств: 1. По размерам потенциального, социального и экономического ущерба от землетрясений Бурятия занимает 4-5 место среди областей, краев и республик, находящихся в сейсмической зоне России.

2.3начительная часть городской застройки построена по проектам для несейсмических районов и имеет дефицит сейсмостойкости в 2-3 балла.

3. Среди территорий сейсмоопасной зоны России, исключая малонаселенные области Северной Якутии, Чукотки и Магаданской области, Бурятия характеризуется наиболее суровым климатом, особенности которого создают значительные трудности для возведения и эксплуатации зданий, сооружений и инженерной инфраструктуры.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Впервые на основе многофакторного анализа выполнена оценка фактической сейсмостойкости и сейсмической уязвимости зданий жилой застройки и сейсмостойкости городской территории.

2. Использованы новые неразрушающие методы исследования сейсмостойкости жилой застройки города.

3. Исследованы конструктивные особенности и сейсмостойкость пятиэтажных каркасно-панельных жилых домов первой массовой серии — 1335АС. 
4. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности усиления и реконструкции жилых зданий до уровня «приемлемого» сейсмического риска.

В представленной работе использовались следующие методы исследований: 1. Сравнительно-исторический анализ конструктивных особенностей зданий существующей городской застройки.

2. Анализ инженерно-геологических, сейсмотектонических и сейсмологических условий строительства.

3. Инструментальные методы оценки реальной сейсмостойкости жилых зданий.

4. Проектно-конструкторские методы аналитической оценки сейсмостойкости зданий.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Впервые выполненное зонирование жилой застройки гУлан-Удэ по величине сейсмического риска и конструктивной уязвимости, где главным ущербообразующим и регулируемым фактором является инженернотехническое состояние зданий и сооружений.

2. Совокупность методов количественной и полуколичественной оценки сейсмостойкости конструкций жилых зданий.

3.Оценка реальной сейсмостойкости пятиэтажных каркаснопанельных жилых домов первой массовой серии — 1-335 АС и конструктивные варианты их усиления.

4. Методика оценки целесообразности усиления зданий с использованием понятия «приемлемого» сейсмического риска, матрицы сейсмических издержек и коэффициентов риска, характеризующих застройку различного типа.

Практическая значимость результатов исследований заключается в следующем: Внедрен в практику мониторинга сейсмостойкости существующей застройки региональный нормативный документ: «Инженерно-сейсмический паспорт здания (сооружения) — представителя». Разработанные автором (или при его участии) методики оценки сейсмического риска и сейсмической уязвимости городских территорий использовались при реализации «Неотложных мероприятий по обеспечению сейсмической безопасности населения Республики Бурятия» в 1992-1998гг, при разработке концепции и выполнении федеральной целевой программы «Сейсмобезопасность Республики Бурятия на 1999-2000гг и на период до 2010 года», а также при проведении инженерных обследований жилых зданий и сооружений в г. Улан-Удэ и других населенных пунктах Бурятии.

Совокупность предложенных методик и конструктивных решений имеет инвариантный характер и может использоваться для обследования и усиления жилых зданий соответствующего типа в других городах.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Европейской конференции по сейсмическому строительству (Париж, 1997), на Международных конференциях по сейсмической безопасности (Ванкувер, 1998; Окленд, 1999), на Национальных конференциях по сейсмическому районированию и сейсмостойкому строительству в г.Сочи (1995, 1997 и 1999гг), на региональных совещаниях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы: 105 страниц основного текста, 16 страниц иллюстраций, 15 таблиц. Список литературы содержит 121 наименование.

Автор благодарен за помощь при проведении исследований и обсуждении работы научному руководителю профессору Г.Л.Коффу, Научному консультанту к.т.н. доценту Э.В.Демину, коллегам к.г.-м.н. Г.И.Татькову, к.т.н.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *