2.2. Каркасные и каркасно-панельные здания

В 1978 г. в Ленинграде произошло обрушение 5-этажного административного здания с неполным железобетонным каркасом и наружными несущими кирпичными стенами. Монтаж конструкций проводился при сильных морозах. Основной причиной аварии явились дефекты при монтаже колонн: стыковую сварку выполняли не ванным способом, как предусмотрено проектом, а вручную; в местах стыка образовалась наледь, после оттаивания которой имелись зазоры; арматура в стыках деформирована. При оттаивании бетона нагрузка стала передаваться не с колонны на колонну, а через дефектные арматурные стыки.

В 1960 г. обрушился железобетонный каркас здания склада редакции газеты «Правда». Сопряжение колонн по высоте, панелей с колоннами, плит покрытий с ригелем предусматривалось на сварке с последующим замоноличиванием. По проекту отставание замоноличивания стыков от монтажа не должно было быть более чем на один этаж. Причиной аварии явилось невыполнение этого требования.

В 1965 г. обрушились сборные железобетонные фермы строящегося сталепроволочно-канатного завода в Москве. К моменту аварии были смонтированы плиты покрытия. При изучении обстоятельств аварии установлено, что фермы были изготовлены с отступлением от проекта: анкеровка растянутых раскосов в нижнем поясе недостаточна, отдельные каркасы имели изогнутые поперечные стержни, закладные детали смещены от проектного положения, толщина защитного слоя бетона не соответствовала проекту, сечение элементов ферм в местах вутов во многих случаях уменьшено.

Горизонтальные металлические связи по верхним поясам ферм не смонтированы, многие плиты покрытия не приварены, а только прихвачены короткими швами, крепление средних стоек фонаря к ферме выполнено с существенными отступлениями от проекта, швы между плитами не замоноличены, приварка закладных деталей ферм к колоннам выполнялась не по проекту, под­крановые балки не поставлены, колонны замоноличены не на полную высоту стаканов.

2.3. Здания, возводимые методом подъема этажей

В октябре 1964 г. в Праге произошло обрушение сооружения, состоящего из монолитной железобетонной башни высотой 40м и двух 11-этажных каркасных зданий. Все три здания отделены друг от друга сквозными проездами. Каркасные здания возводили методом подъема перекрытий, а башня выполнена из монолитного железобетона прочностью 17 МПа в скользящей опалубке с обогревом с внутренней стороны. К моменту аварии башня была забетонирована до высоты 40 м, изготовлены все перекрытия и подняты на высоту пяти этажей, установлены колонны шестого этажа.

Во время подъема следующего перекрытия произошел обрыв тяги. Плита ударила в нижнюю часть рядом стоящей монолитной башни, вызвав разрушение стены. Верх башни массивом осел почти на 15 м с наклоном в сторону каркасного здания. Это привело к наклону колонн и деформациям монолитных перекрытий.

Обследование показало, что прочность бетона в нижней части башни, забетонированной в зимний период, оказалась значительно ниже той, которая необходима для восприятия нагрузок.

В 1905 г. в Петербурге кавалерийский полк переправлялся через р. Неву по Египетскому мосту. Когда мост заполнился двигающейся кавалерией, он внезапно стал раскачиваться и рухнул в воду. Обрушение произошло вследствие резонанса, вызванного ритмичным шагом движущейся массы конницы. После этого случая при расчете мостов стали учитывать возможность возникно­вения резонанса.

29 августа 1907 г. в Канале в провинции Квебек произошла одна из наиболее драматичных катастроф. Велось строительство самого крупного для того времени моста. Средний пролет моста решили увеличить с 488 до 548 м. Высота береговых опор достигала 96 м. Во время работы внезапно 9000 тонн металлических конструкций вместе с двумя кранами массой 1100 и 250 т и рабочими упали в реку. Погибло 75 человек. Два года напряженного труда понадобилось на очистку реки от металла. Причиной катастрофы стало то обстоятельство, что при монтаже были обнаружены признаки потери устойчивости стальных элементов нижнего пояса. Однако это проигнорировали и продолжали строительство.

В 1929 г. был построен арочный железобетонный мост под автомобильную дорогу через р. Казанку. Под устои моста забили по 410 деревянных свай диаметром 26—28 см. Устои моста получили большую неравномерную осадку. К 1936 г. осадка правого устоя достигла 1,5 м. Хвостовая часть фундамента опоры опустилась на 2,06 м. Причиной осадок явилось сжатие слоя торфа мощностью 3,6 м, залегающего на глубине 3 м ниже острия свай. Кроме того, не было учтено давление от примыкающей к мосту насыпи, возведенной не в самом начале, а после устройства опор.

В 1940 г. разрушился висячий мост через реку Нероуз у г.Такома (США, штат Калифорния). Мост состоял из центрального пролета длиной 854 м и двух боковых по 336 м. Ширина моста составляла 12 м. Нагрузку воспринимали два каната диаметром по 438 мм. Высота балок жесткости на уровне дорожного полотна составляла 1/300 центрального пролета. Еще во время строительства путевое полотно испытывало значительные колебания при слабом ветре. В течение четырех месяцев после строительства мост «оживал» в ветреную погоду, но так и не был принят в эксплуатацию. Испытание модели моста в аэродинамической трубе показало, что при скорости ветра 64 км/ч мост может попасть в резонанс. Отметим, что конструкции моста были рассчитаны на статическое давление ветра при скорости 173 км/ч.

В день разрушения скорость ветра составляла 67 км/ч. Частота волновых колебаний моста достигала 36 циклов в 1 мин. Два каната оказались в разных фазах: когда один поднимался вверх, другой опускался вниз. Путевое полотно подвергалось сильному кручению. Балки жесткости изогнулись, подвески стали разрываться, и на глазах очевидцев мост начал распадаться на секции.

Широко известно о «падающей» башне, построенной в Италии в г.Пизе. К строительству приступили в 1173 г и вели в три этапа до 1350 г. Когда высота башни достигла 11 м, отметили ее осадку и крен в сторону реки Арго. В 1350 г высота башни достигла 44 м, а средняя величина осадки превысила 1,5 м. Отклонение центра верхнего сечения башни в сторону от вертикали достигло 4,8 м. После стабилизации осадки башня была надстроена, еще на 10 м. Однако деформации грунтов продолжали развиваться. Фундамент башни — кольцевой диаметром 20 м из каменной кладки, заглубленный менее чем на 2 м. Основание сложено мягкими аллювиальными отложениями. Давление на грунт составляет 420 кН/м². Эксцентриситет нагрузки влияет как на сжимаемость основания, так и на скорость перераспределения давления. По измерениям 1962 г. осадка южного края фундамента составляла 2,8 м, а северного — 1,2 м.

Сейчас отклонение от вертикали на высоте 55 м составляет более 6 м.

В 1932 г. в основание башни через 351 скважину диаметром 50 мм произведено нагнетание около 1000 т цементного раствора. За полвека наклон башни увеличился на 0,15 %. При таком показателе крен увеличивается примерно на 165 мм за столетие.

При строительстве Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге фундамент был устроен в виде массивной каменной плиты толщиной 7,1 м на свайном основании из 10762 свай диаметром 28-30 см. Расстояние между осями свай 70-75 см. Забивались сваи в слабый суглинистый грунт на глубину до 6,4 м. Ниже свай оставался неуплотненным 6-8 м слой слабой ленточной глины, осадка и вытеснение которой в стороны продолжается до сих пор. Центральная часть фундаментной плиты искривилась, потрескалась и осела больше чем ее края. Купол собора при этом отклонился в направлении с востока на запад на 15 см.