2. Характер руйнувань будівель і споруд

До недоліків техніки, яка застосовується для робіт у таких екстремальних умовах, слід віднести неможливість її одночасного застосування через обмежені умови роботи в завалах зруйнованих будівель.

Встановлено, що результатом стихійних лих є утворення завалів на місцях зруйнованих будівель і споруд [4,5]. Розміри завалів, їх структура і конфігурація, як показали обстеження, проведені в Ленінакане, Кировокане, Спітаке і деяких інших потерпілих містах Вірменії залежали від: конструктивної схеми будівель; кількості поверхів; кількості секцій; застосування будівельних матеріалів; орієнтації будівель по відношенню до дії сейсмічних хвиль. Структура руйнувань, конфігурація і т.п. багато в чому залежать від розміру стихійних лих, їх потужності. Детальне обстеження хаотичного нагромадження уламків стін, перекриттів, колон, виявило певні закономірності.

Будівлі висотою до 15 метрів (в основному житлові п'ятиповерхові), орієнтовані до дії сейсмічних хвиль більшою стороною, мали, в основному, одну горизонтальну лінію розлому, розташовану приблизно на 1/3 їх висоти на рівні другого поверху. У результаті дії горизонтальної складової сейсмічних хвиль нижні частини колон каркасів і стін будівель, судячи з усього, розійшлися на рівні лінії розлому в сторони. Перекриття і перегородки обвалилися всередину, а колони каркаса і стіни будівлі, розташовані вище рівня розлому, покрили завал, що утворився, руйнуючись при падінні. Вийшли утворення заввишки нижче лінії розлому, що нагадують як би корзину із стінками з колон каркаса і фрагментів стін, заповнену уламками різного розміру і будівельним сміттям.

Будівлі висотою від 15 до 30 м (в основному житлові дев'ятиповерхові) мали декілька горизонтальних ліній розлому, найнижча з яких знаходилася також приблизно на 1/3 їх висоти. Під впливом вторинного чинника - динамічного удару конструкцій верхніх поверхів, що обрушилися, - ці завали мали більш хаотичний вигляд. На вершині завалів від зруйнованих багатоповерхових будинків часто зустрічалися великі фрагменти верхніх поверхів. Великі фрагменти і елементи будівель об'ємом більше 0,8 м³ розмірами до 12 х 3 х 1 м, а також уламки бетонних, залізобетонних і цегляних конструкцій розмірами до 3 х 1,5 х 1 м орієнтовно складали тільки 10 % об'єму завалу (табл. 1).

Таблиця 1

Розподіл об'єму елементів зруйнованої 9-поверхової будівлі за величиною елементів

Розмір елементів зруйнованої будівлі, об'єм/маса	більше 0,8 м3 більше 1,7 т	0,5…..0,8 м3 1,1…...1,7 т.	0,1...0,5 м3 0,22…1,1 т	менше 0,1 м3 менше 0,22 т
Об'єм елементів % (ki)	10 10	30 30	40 40	20 20

Таблиця 2

Розподіл кількості елементів зруйнованої 9-поверхової будівлі з різною кількістю секцій

Число секцій будівлі	Маса елементів будівлі, Gгрi				Загаль-ний об'єм завалів, м3
	Кількість елементів, nгрi
	більше 1,7т (1,8)	1,1…..1,7 т	0,22…...1,1т	менше 0,22 т
одна	567	2782…...1800	18546…...3709	9714	6000
дві	1134	5564…...3600	37092…...7418	19428	12000
три	1701	8346…...5400	55638….11127	29142	18000
чотири	2268	11128….7200	74184…14836	38856	24000

Таблиця 3

Наявність основних матеріалів у будівлях (на 1000 м² житлової площі)

Матеріал	Од. вим.	Будівлі						% по масі
		1	2	3	4	5	6
Метал	Маса, т	42	52	58	72	62	111	1
Камінь (бетон)	Об'єм, м3	2144	2633	2786	2513	2330	2590	96
Дерево	Об'єм, м3	99	134	103	88	90	190	2

Примітка: у таблиці 3 прийняті наступні позначення будівель:

1. Великопанельний 5-ти поверховий будинок (звичайна зона);

2. Великоблочний 9-ти поверховий будинок (звичайна зона);

3. Великопанельний 5-ти поверховий будинок (в зоні 7-8 балів);

4. Великоблочний 9-ти поверховий будинок (в зоні 7-8 балів);

5. Великоблочний 4-5-ти поверховий будинок (в зоні 9 балів);

6. Каркасно-панельний 9-ти поверховий будинок (в зоні 9 балів).

Уламки бетонних, залізобетонних і цегляних конструкцій об'ємом 0,5...0,8 м³ складали близько 30 %, а розміром до 400 мм і об'ємом 0,1...0,5 м³ – 40 %. На 20 % завали складалися з будівельного сміття. Аналіз і зіставлення даних дозволили виявити, що при повному руйнуванні житлових будівель на кожну 1000 м³ їх об'єму утворювалося від 350 до 200 м³ завалу, а при руйнуванні промислових будівель – від 50 до 200 м³. При цьому об'єм пусток до загального об'єму завалу складав 40 – 60 %, внаслідок чого об'ємна маса завалу змінювалася від 1,5 до 1,7 т/ м³. Найбільша висота завалу житлових будівель склала 1/7...1/5, а промислових будівель 1/10...1/4 їх висоти. Орієнтовні розміри завалів, наприклад, дев'ятиповерхового будинку складали: за об'ємом 6...24 тис. м³ (залежно від кількості секцій), за висотою біля стін 6...10 м, за шириною (віддалення від стін) 16...18 м (таблиця 2). Середній кут нахилу поверхні завалу до горизонту складав близько 300. За конфігурацією завали підрозділялися на зосереджені і протяжні. Аналіз житлових будівель різної поверховості і конструктивного виконання показує (таблиця 3) наявність основних матеріалів, які можуть бути повторно використані при відновленні зруйнованих будівель [10].

Основними матеріалами в житлових будівлях є камінь (щебінь, цеглина, бетон) – 96 %; метал (арматура, закладні металоконструкції, труби) – 1 %; дерево (уламки дерева, уламки ДВП, ДСП) – 2 %; скло і кераміка – 1 %.