Главная  Свойства 

 

Катастрофы в прошлом и в наши дни

 

Промышленные здания и сооружения выполняют, как правило, каркасными. Каркасы устраивают железобетонными, металлическими и смешанными.

 

Железобетонные каркасы могут быть сборными или монолитными. Наиболее широко применяют сборные железобетонные каркасы. Монолитные каркасы сооружают лишь в отдельных случаях, обоснованных технико-экономическими расчетами.

 

Металлические (стальные) каркасы применяют в зданиях при большой высоте, пролетности и грузоподъемности мостовых кранов, а также в специальных сооружениях (опоры, мачты, башни).

 

Смешанные каркасы состоят из железобетонных и стальных элементов. При этом в одноэтажных промышленных зданиях железобетонными обычно выполняют вертикальные элементы (колонны), стальными — элементы покрытия (фермы), поДкрановые балки, связи; в многоэтажных зданиях и сооружениях чаще вертикальные элементы каркаса являются стальными, а горизонтальные — железобетонными.

 

В каркасах большой протяженности устраивают температурные (деформационные) швы, которые расчленяют его на отдельные участки, называемые температурными блоками. Каждый блок должен иметь длину до 72 м, ширину до 144 м и обладать самостоятельной пространственной жесткостью. Размеры температурных блоков для различных зданий и сооружений установлены соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений.

 

В бескаркасных зданиях и сооружениях в качестве несущих элементов часто проектируют отдельно стоящие опоры из железобетона, стали или кирпича. Железобетонные опоры выполняют сборными или монолитными. Кроме того, в строительстве часто устраивают отдельно стоящие опоры для линий электропередачи. По назначению опоры ЛЭП разделяют на промежуточные (для поддержания проводов) и анкерные (для восприятия натяжения проводов и тросов). Анкерные опоры в свою очередь делят на угловые, располагаемые в точках поворота трассы ЛЭП, и концевые, устанавливаемые в начале и конце трассы. По количеству проводов различают опоры одноцепные (три провода) и двухцепные (шесть проводов).

 

Высота опор на трассах ЛЭП напряжением ПО, 220 и 400 кВ с относительно спокойным рельефом местности составляет 15—30 м, в пересеченной местности достигает 70 м и более. Опоры ЛЭП выпускают железобетонные, стальные и деревянные.

 

Демонстрация фильма в огромном кинотеатре Никарбокар началась при переполненном зале. Едва ли кто-нибудь из зрителей подозревал, что происходит над его головой, хотя именно в это время сложные процессы в конструкции перекрытия тайно готовили катастрофу.

 

В 21 ч 10 мин перекрытие над зрительным залом внезапно рухнуло: 91 человек погиб, а около 200 были тяжело ранены.

 

28 января 1922 г. над Вашингтоном бушевала метель. Во второй половине дня снегопад усилился и улицы опустели. К вечеру огромные снежные сугробы покрыли крыши, парки, улицы и площади, а снег все шел и шел.

 

Наибольшая толщина слоя снега, накопившегося за одни сутки, зарегистрирована в штате Колорадо (США) 14-15 апреля 1921 г. Это так называемая экстремальная ситуация, которая складывается не так уже часто. Возникает логичный вопрос: какой же должна быть нормативная снежная нагрузка, чтобы конструкция не подвергалась опасности аварии, но в то же время не была и чрезмерно надежной?

 

Едва ли кто-нибудь подозревал, что невидимый конфликт между силами гравитации и слабой, плохо спроектированной и выполненной конструкцией стремительно развивается в самом опасном, гибельном направлении и что очень скоро верх возьмут слепые силы гравитации. Тем временем толщина снежного покрывала на перекрытии достигла полуметра, более чем на 15% превысив расчетную величину. И чаша переполнилась ...

 

Очевидно, было бы излишней предосторожностью ориентироваться на толщину снежного покрова, которая наблюдается раз в сто лет. Вполне вероятно, что период существования постройки может целиком уместиться между двумя такими снежными событиями . Но, естественно, снег, который выпадает раз в пять лет, ни в коей мере нельзя считать обычным природным явлением. Так или иначе, но эта проблема имеет наибольшее значение для северных стран. На территории Болгарии снежный покров бывает значительно более скромным.

 

Каждый специалист хорошо знает, что снег далеко не маловажный фактор и его нельзя недооценивать. Пушистый и легкий, он постепенно образует толстые пласты и уплотняется, вследствие чего его объемная масса может достигать значительной величины. Если в январе феврале свежий снег весит до 300 кг/м2} ю в марте масса 1 м2 снежного покрова может достигать 0,5 т. Кроме того, следует принимать во внимание одно дополнительное и весьма неприятное обстоятельство: в промышленных районах и крупных городах снег смешан с пылью (тяжелый снег), в связи с чем снежные нагрузки здесь могут быть гораздо более значительными, чем в сельской местности. О том, насколько коварным может оказаться обычный снег, говорит следующий факт. С 1955 по 1966 г. только в Канаде произошло восемь крупных аварий на строительных объектах, и, как показала экспертиза, причина была одна чрезмерные снежные нагрузки.

 

15 июля 1976 г. в ФРГ был официально открыт большой отводной канал на р. Эльбе. Внушительная 115-километровая трасса канала, включая десятки километров дамбы, береговые сооружения и мосты, была построена за необыкновенно короткий срок. Канал рекламировался как техническое достижение XX в.

 

Здесь, как и в случае полезных нагрузок, вопрос может решаться с точки зрения статистической вероятности. Но, в отличие от полезных нагрузок, паразитическая снежная нагрузка не поддается никакому регулированию со стороны человека. Снег — это просто довольно неприятный для конструктора фактор, который он должен учесть и по возможности наиболее точно. Многолетние наблюдения позволяют получить подробные данные о колебаниях толщины снежного покрова. На основании этих данных выбирается год с особенно обильными снегопадами. Но как часто, по теории вероятности, повторяются такие снежные годы? Именно здесь возникает дилемма, которая всегда встает перед конструктором, когда он имеет дело с явлениями природы. Решение находится где-то на границе между чрезмерной драматизацией опасности и преувеличенным оптимизмом. Таким образом, речь снова идет о разумном компромиссе, который в значительной степени зависит от социальных и экономических установок.

 

Вот одно из недавних событий, которое может служить иллюстрацией внушительных возможностей воды, водной стихии. Лишенные преграды водяные массы устремляются вперед с ужасающей скоростью. Их кинетическая энергия огромна, их движение неудержимо, и нет силы, которая могла бы укротить эту разбушевавшуюся стихию, сметающую на своем пути здания, улицы, целые села и города. Есть только одна возможность не допускать подобных ситуаций.

 

В соответствии с нормами снеговых нагрузок территория Болгарии разделена на три зоны, в которых максимальная масса снежного покрова на горизонтальной поверхности равна 50, 70 и 100 кг/м Для особых, главным образом горных, районов нормативная снеговая нагрузка определяется на основании результатов специальных наблюдений.

 

Но сколь трагичными оказываются последствия, если эти сооруже-v ния не оправдывают надежд, которые на них возлагаются! Мы остановимся лишь на одном из таких случаев. Он произошел в середине прошлого века в США.

 

Через три дня после официального открытия, 18 июля, в районе Люнебурга был прорван 20-метровый участок одной из дамб. За считанные минуты огромная масса воды затопила обширную территорию жилые районы, сельскохозяйственные угодья, несколько автомобильных магистралей и железнодорожную линию.

 

Долина реки перед плотиной имела сильный наклон к Джонстауну. По ней со скоростью гоночного автомобиля устремился мощный поток, высота фронтальной волны которого достигала 12 м. Все, что встречалось на его пути, уничтожалось до основания. Погибло около 2,5 тыс. человек. В локомотивном депо, находившемся в 5 км от места катастрофы, 16 шестидесятитонных паровозов были, подобно игрушкам, разбросаны в радиусе полукилометра.

 

Гарантией безопасности являются надежность и качество исполнения гидротехнических сооружений — стен водохранилищ, дамб, шлюзов, резервуаров. В течение всего срока эксплуатации они подвергаются огромному гидростатическому давлению. Известно, что каждый метр глубины увеличивает давление воды на одну тонну. В связи с этим нижняя часть стены водоема глубиной 10 м испытывает нагрузку в 10 т/м2, а давление воды на нижнюю часть стены водоема глубиной 40 м составляет 40 т/м С такими огромными нагрузками конструктор имеет дело в случае строительства гидротехнических сооружений. Разумеется, величине нагрузок соответствуют и масштабы самих сооружений, которые должны сдерживать столь грозную силу.

 

В поле земной гравитации внушительной нагрузкой является и сама масса земли. Иногда она в буквальном смысле слова не может удержаться, и тогда происходят обвалы и оползни.

 

Вблизи города Джонстауна в Пенсильвании было построено большое водохранилище (емкостью 20 млн. м3 воды) на р. Саут Форк. Насыпная земляная плотина имела длину 248 м и ширину в основании 61 м. В мае вследствие проливных дождей уровень воды в водоеме начал угрожающе повышаться, а водосбросные сооружения подвели . Были приняты срочные меры по отводу излишней воды, но они не дали желаемых результатов. Вода стала переливаться через гребень плотины потоком шириной 90 м и постепенно ее размыла. Произошел прорыв плотины на значительном участке, и вода окончательно пробила себе дорогу. Через 45 мин перед глазами изумленных очевидцев появилось илистое дно водохранилища.

 

От неприятных последствий защищают различные подпорные сооружения обязательный элемент укрепления склонов при строительстве дорог в горных местностях, при вертикальной планировке на уклоне, в подвальных и подземных помещениях зданий. От правильного определения давления грунта, которое часто является основной нагрузкой, зависит, удержатся ли на месте опасные земляные массы.

 

Само по себе гидростатическое давление может довольно надежно восприниматься и сдерживаться. Ведь оно представляет собой такую нагрузку, которая наиболее просто и точно рассчитывается и, следовательно, позволяет обеспечить надежность конструкции гидротехнического сооружения. Опасность была бы действительно весьма незначительной, если бы не существовало целого ряда подрывных механических и физических процессов, происходящих в основании стен и в самих стенах и медленно, но верно подготавливающих условия для невозможной, на первый взгляд, катастрофы.

 

Все стены подвальных этажей зданий, помимо всего прочего, должны сдерживать давление грунта, в котором они находятся. В отличие от воды грунты обладают значительным внутренним трением и сильной ко-гезией (сцеплением между частицами), поэтому давление грунта, как правило, меньше давления воды. Грунт может удерживаться на откосах, а вода нет. Но это возможно лишь до известного предела, зависящего от качества самого грунта и от внешней нагрузки, которая может появиться в области откоса. В определенный момент внутреннее равновесие нарушается и массив может обрушиться.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0044