Как подготовить Бишкек к 9-балльному землетрясению, - к.т.н, гендиректор «Промпроекта» М.Абдыбалиев (интервью)

10:51, 25 марта 2023Обновлено в 00:31, 23 января 202485 082

Tazabek - Бишкек находится в сейсмоопасной зоне. Каждый день мы испытываем на себе небольшие толчки, вызванные землетрясениями небольшой магнитуды. Но что если случится землетрясение в 8 или 9 баллов, выдержат ли дома в столице? Можно ли как-то подготовиться, укрепить здания заранее? По каким строительным нормам строят компании, и какие есть противоречия в законодательстве? Об этом Tazabek поговорил с кандидатом технических наук, генеральным директором ОАО «Промпроект», почетным членом почетного Президиума Международной ассоциации экспертов по сейсмостойкому строительству Маратом Абдыбалиевым.

- Марат Кубандыкович, если тряханет как в Турции, что у нас от Бишкека останется? Кто-то в сети пошутил, что при сильном землетрясении останется Фрунзе. Есть ли доля правды в этой шутке?

- Если здания построены в соответствии со СНиПом при расчете на 8 баллов, то даже при неправильном примененном конструктивном решении, здания будут стоять за счет прочности строительных материалов. Здания могут получить трещины, повреждения, но не должны обваливаться. Такие катастрофические землетрясения как в Турции — это редкость, тем более для нашего региона, но всегда надо готовиться к худшему.

У нас многие строительные компании сейчас первые два-три этажа отводят под коммерческие площади, внизу еще и парковка, а остальные этажи - жилые. У них функции разные. А коммерческие площади должны обладать свободными планировочными решениями. Это приводит к тому, что проектировщики вынуждены использовать конструктивное решение в виде каркаса, который является уязвимым с точки зрения сейсмостойкости, что мы и увидели в Турции. Они этим грешили и получили обрушения зданий, построенных в чистом каркасе.

- У нас тоже каркасные здания?

- У всех строительных компаний, даже у ведущих, используется одно и то же решение – рамный каркас. Складывается впечатление, что на весь Бишкек работает один и тот же конструктор, или занимаются компиляцией, что не делает чести ведущим компаниям. Есть же стеновые решения, можно в каркас стены включить, как-то комбинировать. Если стена идет от колонны до колонны, то конструкция становится намного устойчивее, и более эффективнее воспринимается горизонтальная нагрузка, которую вызывает землетрясение. А сейчас строительные компании, в лице проектировщиков, формально выполняют условия СниПа — ставят огрызки стен и называют их диафрагмой. Заказчикам не нужны в коммерческих площадях и в подземных парковках стены, поэтому архитектор подгоняет проекты под их требования, а конструктор идет у него на поводу.

Если наши строительные компании любят каркасы, они должны были делать рамно-связевые конструкции. Стена – это и есть связь, а она им мешает. Они ее начинают укорачивать. Когда ее укорачивают, то она уже не исполняет функцию связи. К счастью, в последние год-два уже стали в городе появляться каркасы с полноценными диафрагмами жесткости. Я так думаю, это молодые толковые инженеры ищут разумные решения и претворяют их на практике.

- Если будут сильные колебания, то первое что разрушится у таких зданий?

- Первый этаж. У многих зданий несоизмеримо высокий первый этаж по отношению к рядовым жилым этажам. У него высота 5,40 метров, а остальные этажи где-то 3,30 метров.

Каркас укреплять невыгодно

- Можно ли только этот этаж укрепить?

- Можно, но каркасные здания очень плохо усиливаются. С кирпичными зданиями проще — набивают сетку на стены, закатывают в бетон и делают рубашку.

Даже если разработать усиление для каркасных зданий, то его стоимость будет больше, чем 50-60% стоимости здания, а это экономически неэффективно. У этого усиления появится свой фундамент, надо обеспечить соединение с колоннами определенным образом, а в существующие колонны надо вводить другое армирование, потому что меняются условия работы и т.д.

Если проектировщик правильно расставил жесткость, тогда ничего не надо делать. Нужно просто ознакомиться с проектом и следовать указаниям СНиП по усилению зданий.

- И что, у нас будут такие же разрушения как в Турции?

-Каркасные здания по уязвимости самые худшие. Даже если они выстоят при 8 баллах, люди, испытавшие землетрясение в своей квартире, не захотят возвращаться, потому что испытают шок. Снаружи здание будет выглядеть как обычное без повреждений, а внутри картина будет неприятная. Навряд ли человек вернется, чтобы привести в порядок поврежденные кирпичные стены и обрушившиеся кирпичные перегородки, потому что при следующем землетрясении картина повторится.

Что делать? СНиП переписывать?

Нужно проектировать в соответствии с новыми нормами и строить в соответствии с проектом.

Молоток Кашкарова не поможет

-Можно ли, как предлагал депутат Дастан Бекешев, проверить здания на сейсмостойкость лазером?

- Лазером можно просто исследовать, что в колонне находится. Но что это даст? Нужно изучить динамику любого здания. Не просто же так раскачивают здание при виброиспытаниях. Там устанавливаются датчики перемещений и ускорений на соответствующих этажах и местах. Во время испытаний на здание даются динамические нагрузки, соизмеримые с расчетными, все данные регистрируются, получают сейсмограммы и акселерограммы, потом их обрабатывают. Это тяжелая работа. Готовится соответствующий научно-исследовательский отчет о методике испытаний, анализ результатов по воздействию на здание, по динамической реакции несущих конструкций здания, делаются рекомендации по улучшению проектных решений, и только после этого делаются выводы и заключения по сейсмостойкости здания.

А премьеру кто-то подсказал, что надо взять молоток Кашкарова и обстучать им весь город. Молотком Кашкарова стучат по бетону и определяют его прочность. Сейсмостойкость здания определяется правильным выбором конструктивного решения будущего здания в зависимости от его функционального назначения и сейсмической опасности. А прочность строительных материалов - это само собой разумеющийся показатель качества материала, контроль которого должен осуществляться соответствующими инспекциями по методикам всем известным.

А вот насколько правильно применил проектировщик конструктивное решение при нынешней системе контроля, проверить нет возможности. Вот на этом незаметном этапе и закладываются будущие проблемы здания, своего рода мина замедленного действия. Можно конечно возразить и напомнить об экспертизе проектов. Хочу отметить, что экспертиза проверяет соответствие проектной документации требованиям СНиПов. А анализ конструктивного решения экспертиза не выполняет. А разработкой типовых конструктивных решений, серий, узлов и т.д. занимались зональные научно-исследовательские институты, которые передавали свои разработки и рекомендации проектным институтам. А проектировщики на основе этих конструктивных решений разрабатывали свои проекты.

- Городок Тавшанджил находился в эпицентре землетрясения и уцелел благодаря тому, что его мэр Салих Гюн жестко пресекал незаконное возведение домов и других строений

- Я вам больше скажу, в зоне землетрясения в Турции находится 12 больниц. Ни один из этих госпиталей не пострадал. Они работали, продолжали принимать больных. Эти здания не пострадали, потому что там использовалась система сейсмоизоляции под ними. Эти здания просто катаются по фундаменту. Это самый последний писк в сейсмике. Они это переняли у японцев, потому что в Японии все больницы и школы переведены на эти системы. Они очень щепетильно относятся к детям. Это специальные устройства под зданием, по которым они катаются. Земля трясётся, а здание остается на месте.

-Почему нельзя все здания строить с применением этих технологий?

- У нас есть 12 микрорайон, все 9-ти этажные здания стоят на этой системе сейсмоизоляции в виде скользящих опор. Эту систему я исследовал в аспирантуре и написал кандидатскую диссертацию, по результатам которой и других инженеров были разработаны рекомендации головного НИИ строительных конструкций Госстроя СССР по использованию сейсмоизоляции, а проектным институтом «Фрунзегорпроект» запроектирован 12 микрорайон и построен где-то в 1986 году ДСК «Азат».

- Строящиеся здания можно проверить и натурными испытаниями, а что делать с теми зданиями, которые уже построены неправильно?

- Нужно присмотреться к зданиям, которые были построены за последние 15 лет, потому что до этого еще работали проектировщики того советского образца.

Не надо ходить, стучать, греметь. Достаточно взять проектную документацию, расчеты и просто проанализировать, и выявить наиболее опасные дома. Надо исследовать через проект и определить конструктивное решение, правильно оно выбрано или нет.

Без науки в строительстве хаос

-А разве документацию не проверяет Госстрой?

- Специалисты Госстроя проверяют, соответствует ли здание нормативам, но не смотрят, правильно ли здание построено и спроектировано. Из-за того, что выпал научно-исследовательский блок, который определял будущее здания, знания пропали. Многие специалисты не имеют даже представления о том, как должно быть. Элементарно, у проектировщиков исчезло такое понятие как «остов здания», что является несущей системой здания. Сейчас архитекторы или специалисты от Госстроя стали специалистами по сейсмике, хотя они ни на грамм не разбираются в этом.

Они в этом не виноваты. Все познания в сейсмике сводятся к информации из СНиПа. Кроме этого, в наших вузах не было предмета «сейсмостойкость сооружений» в широком его понимании. Его основой является Динамика сооружений и методы расчета зданий на настоящие сейсмические воздействия в виде землетрясений. Тот спектральный метод, который используется в СНиПе, это упрощенный метод для стандартного проектировщика. Был и есть сейчас предмет «сейсмостойкое строительство», который сводится к изучению СНиПа по сейсмике, а СНиП – это всего лишь норматив для исполнения строителями.

Все эксперты приходят к одному мнению, что надо проверить бетон и арматуру. Ну проверишь, ну что дальше? Надо понять, что основа здания — это остов или конструктивное решение. Конструктивное решение должно быть грамотным. Если оно грамотное, ты можешь ошибиться в бетоне, в арматуре, но здание вытянет. К примеру, панельки, если используют бетон не проектной марки, а ниже. Ничего страшного не случится при землетрясении. Какая-то панель прогнется, а другая возьмет нагрузку на себя. Просто это система от природы хорошая. Есть такое понятие, как природная жесткость. У каркаса нет такого качества. Колонны как спички стоят и на спичках здание. Там видно уже, что ударь его и оно свалится. У каркаса нет надежности. По исследованиям коллег, у которых есть возможность проводить испытания зданий, каркасные здания обладают коэффициентом запаса прочности 1,6. У панельных зданий коэффициент от 4 до 7. Бешеный запас прочности. Это потому что структура такая.

-Почему у нас сейчас не строят панельки?

У нас строят, завод работает, но у него мощности не такие большие, чтобы покрывать потребности.

-Каркас дешевле?

Нет, каркас - это самая дорогая система, потому что большой расход металла. Она проще проектируется по советским стандартам и строится. А если применить международные нормы, то проектирование усложнится.

-А монолитные дома?

Монолитные дома такие же как панельки, это надежная стеновая система.

У каждого здания есть собственное колебание

Теперь строительные компании хотят строить высокие здания, а проектировщики берутся за работу и выполняют ее по-старому, как будто 9-ти этажку строят. А ведь у любого здания имеется динамическая характеристика. Вот мы сидим, а здание качается, мы просто этого не ощущаем. Оно качается в таком диапазоне, который человек не ощущает.

Предварительно проектировщик должен определить рекомендуемый период колебания будущего здания, а потом он уже знает, что этого периода надо придерживаться после расчета динамики здания. Если период отличается от рекомендуемого, то надо корректировать жесткость здания. По опыту я знаю, что у проектировщика получилось при расчете, то он и использует при проектировании.

Есть СНиП еще с 1993 года «Застройка территории города Бишкек». Сейчас им не пользуются проектировщики. Его для Бишкека разрабатывали специалисты советской сейсмики, некоторых уже нет в живых. Из Казахстана профессор Жунусов, из Ташкента профессора Ржевский и Цепенюк, из Москвы профессор Айзенберг. Эти светилы для нашего маленького городка сделали хороший нормативный документ.

В СНиПе есть таблица, по которой можно сделать оценку периода колебаний для разных зданий в зависимости от этажности.

Периоды первой формы колебаний зданий для г.Бишкек

Наименования конструктивных решений Периоды колебания Период колебания наивысшего этажа
Каменные здания Т=0,042 n, (n < 5) 0,21
Крупнопанельные и монолитные здания Т=0,045 n, (n < 9) 0,405
Жилые здания с рамным каркасом Т=0,084 n, (n < 12) 1,008
Общественные здания с железобетонным рамным каркасом Т=0,088 n, (n < 12) 1,056
Здания с железобетонным рамно-связевым каркасом Т=0,058 n, (n < 16) 0,928
Здания с металлическим рамным каркасом Т=0,1 n

где Т – период колебания, n – количество этажей

Было время, когда мне принесли проект одного 14-этажного здания, чтобы его испытать. Для первой формы они просчитали и у них получился период колебаний 2,296 секунд, а рекомендуемый 0,8 секунд. Разница почти в 3 раза. Что это означает? Здание при колебании получает деформацию. Чем больше период, тем больше оно изгибается. В сейсмике это называется чрезмерное перемещение. Если человек изогнется и еще на него мешок положить, тяжело же, вот зданию точно так же, оно изогнулось, гравитация тянет вниз.

Поэтому в СНиП от 2018 года мы ввели коэффициент стабилизации (тета) - ограничения на этот вот изгиб.

Если чрезмерно здание изогнулось, то это означает обрушение. Вот за ним надо строго следить. Раньше по старому СниПу от 2009 года проектировали невысокие здания максимум до 12 этажей, чрезмерный изгиб не играл такой большой роли.

-Кто должен проверять исполнение коэффициента стабилизации?

Государственная экспертиза при Госстрое. Я могу сказать, что они не проверяют, судя по тому, что мне принесли. Вот в этом здании в средних этажах коэффициент перешел все границы. Если какая-то колонна выйдет из строя, то вся конструкция сложится под действием гравитации во время землетрясения.

За еврокодами будущее строительства

- Сейчас же на месте ресторана «Нарын» хотят построить высотку. Сможем?

-Да, 40 этажей хотят построить. У наших ученых, исследователей и проектировщиков опыта нет. Я посоветовал привлечь казахских специалистов. У них еще школа сохранилась, молодежь обучают. Они давно строят высотные здания. Мы еще живем по советским нормам, которые неплохие, но устарели, да и страны той уже нет. Казахстан далеко ушел вперед. СНиП 20-22-2018 мы у них переняли с их разрешения. Сейчас они работают по национальным нормативам и с адаптированными к условиям Казахстана еврокодами (европейские строительные нормативы). В еврокоде все намного сложнее. Мы к этим нормам даже еще не подкрались. В Казахстане уже проектируют и строят здания по еврокодам и обучают молодежь европейским стандартам. Целая образовательная система работает.

- Бытует мнение, что в советское время все строилось на века.

- В советские времена был контроль, и новые решения подвергались испытаниям. Конечно, если сравнить советские с современными международными нормами, то разница большая. Но в свое время советские и американские нормы были практически на одном уровне, если исключить политико-экономический аспект. Если применить к нашему региону, то к примеру, с 1973 года ввели карту сейсмического микрорайонирования, по которой основная и вся центральная часть Бишкека стала 8-балльной и, соответственно, здания рассчитываются на 8 баллов по настоящее время. А город то у нас 9-ти бальный, а все потому что Киргизская ССР жила по остаточному принципу. В Москве, когда распределяли финансы и фонды, посчитали, что грунты хорошие и можно снизить на 1 балл. Да, грунты хорошие, но почему на 1 балл, а не на пол балла? Почему не на четверть? Это же все вопросы. А снижение на балл - это меньше металла, экономия. Это было сделано по экономическим соображениям с применением административного ресурса. Я учился у профессора, который стал отцом советской сейсмики с 1966 после Ташкентского землетрясения. Он мне говорил, что землетрясения бывают не часто, поэтому для Фрунзе на хороших грунтах снизили сейсмичность на 1 балл. Если произойдет 9-ти бальное землетрясение, то вся страна приедет и отстроит новый город. Также как отстроили Ташкент, Ашхабад. До Армении (г.Спитак и г.Ленинакан, 1988г.) не добрались, потому что Союз развалился. А так, если бы был Союз, то отстроили бы и Армению.

По картам сейсмического районирования до землетрясения в Армении, Спитак относился к 7-балльному району, а произошло землетрясение в 9 баллов! Чья ошибка? Кто дает бальность? Сейсмологи. А в итоге все свалили на бедных строителей. А сейсмологи остались чистенькими.

Если посмотреть по картам, по опасности Бишкек 9-ти бальный.

Все завит от ускорения грунта

- Правильно ли то, что у нас начали так активно сейчас застраивать южную часть Бишкека, несмотря на зону влияния Иссык-Атинского разлома?

- В каждой зоне есть параметры ускорения грунта, вот на эти ускорения рассчитываются здания. Чем ближе к разлому, тем больше ускорение грунта. Мне как специалисту если дали эту цифру, я на нее рассчитаю здание. Меня не волнует, разлом тут или нет.

В советское время в подзоне 2 шириной километр ускорение было 680 см/сек2. По картам Института сейсмологии в зоне влияния Иссык-Атинского разлома ускорение для соответствующей подзоны снизилось до 392,4 см/сек2.

Раньше не каждая строительная компания лезла туда, потому что дорогие дома получались. Это же расходы большие. А теперь Институт сейсмологии снизил и это все застраивается. Насколько это обосновано, и кто это поддержал?

- А в советское время было обосновано?

Конечно, это же еще наши дедушки делали. Что дедушки глупыми были? Если они назначили, что там 680, значит это результат их научных исследований. А если округлить это значение получим 0,7g. К примеру, с таким ускорением произошло землетрясение в Турции.

Вот смотрите, Фрунзе рассчитывался на 0,2g. В Турции произошло 0,7g. Это, конечно, катастрофическое землетрясение. Это редкое явление, но оно пришло и все положило. Никто не застрахован от этого, может и у нас произойти. Наши главные сейсмологи говорят, что у нас такого не будет. А другие сейсмологи говорят, что все возможно. Это большая ответственность.

Как говорил профессор Я.Айзенберг, современная сейсмология еще далека от надежного прогноза землетрясений, поэтому задачей инженеров-сейсмиков является исследование и внедрение надежных конструктивных решений, не зависящих от будущих землетрясений.

Строительные компании способны строить на 9 баллов.

-Чем отличается расчет здания на 8 от 9 баллов?

Расчет отличается только по значению воздействия. И при 9 баллах используются несколько жесткие требования по объемно-планировочному и конструктивному решению.

Если по расходу металла, это на 50% увеличится расход металла. Если на сметную стоимость перевести, то на 3-4% сметная стоимость вырастет. Наши строительные компании говорят, что на 40%. Я считаю это необоснованным.

-А по СНиПу на какой бал надо строить?

- Сейчас параллельно действуют два СНиПа. По СНиПу от 2009 года Бишкек находится в 9-балльной зоне. Но до сих пор проектировщики используют карту сейсмического микрорайонирования от 1973 года с уточнением и продлением от 1993 года, по которой значительная часть города находится в 8-балльной зоне. Т.е. расчетное ускорение принимается 0,2g. В соответствии со СНиП «Застройка г.Бишкек» от 1993 года расчетное ускорение следует принимать 0,28g.

С 2019 года введен СН «Сейсмостойкое строительство» и параллельно сосуществует уже 4 года со старым СНиП от 2009 года. По новому СН расчетное ускорение принимается 0,31g на хороших грунтах, 0,36g – на средних и 0,44g – на слабых.

Моя задача, чтобы этот СНиП заработал в полной мере, чтобы в перспективе использовать основные принципы проектирования международных норм наряду с развитыми странами в области сейсмостойкости. Старый надо убирать, он уже ненужный, там другие подходы. То, что было в Советском союзе - это прекрасно, но оно уже устарело. Кроме этого, в советском СНиПе заложен подтекст, который говорит о том, что землетрясение редкое явление и, если произойдет расчетное землетрясение, то запроектированное здание может получить значительные повреждения, но не обрушаться, и это считается что здание выполнило свою задачу устоять во время землетрясения. И после землетрясения специальная комиссия будет принимать решение сносить или усилять здание. В СССР это делалось бы за счет государства. Так сложилось, что наши проектировщики проектируя здание думают, что оно в полной мере выдержит расчетное землетрясение, но это не так, потому что в нормах заложена экономическая составляющая еще в советские времена.

В международных нормах заложен принцип, что здание должно перенести расчетное землетрясение без ущерба. Незначительный ущерб здание может получить только после землетрясения, превышающее расчетное.

Надо понять, что, если произойдет землетрясение, нам никто помогать не будет. Человек покупает квартиру, и происходит 8-балльное землетрясение, он лишается нормальной квартиры. Необходимо будет вкладывать деньги, чтобы устранить повреждения. Разве это нормально? Конечно, ненормально.

Если рассчитать и запроектировать здания в соответствии с новым СН, то они лучше перенесут землетрясения, вне зависимости от того расчетное оно или нет.

За последними событиями следите через наш Твиттер @tazabek

Читайте по теме:

Доступ к Tazabek (расследования, обзоры, рейтинги, интервью, инфографика и Аналитика) + архив

год8950 сомподписаться?
Данные тарифы действуют только для частных лиц.
Если вам необходим корпоративный доступ к материалам (для организаций, госорганов, ведомств и т.д), пожалуйста, свяжитесь с нами по почте info@akipress.org
Мобильное приложение Tazabek:
Комментарии будут опубликованы после проверки модератором.
Для добавления комментария необходимо быть нашим подписчиком