CC BY
15
Взгляд молодого ученого Young scientist view
УДК 699.841:699.842
Проблемы оперативного обследования зданий и сооружений, пострадавших от взрыва, динамико-геофизическим методом
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2021
А.М. Савинов
Аннотация
В данной статье автором предлагается доработать существующую методику оперативной оценки состояния зданий и сооружений в зависимости от места разрушения с приведением примера из практики работы оперативной группы МЧС России в условиях ЧС.
Для оценки технического состояния зданий и сооружений, пострадавших в результате чрезвычайных ситуаций, уже много лет используется динамико-геофизический метод. Однако применяемая в МЧС методика по оперативному обследованию зданий и сооружений не обновлялась с 2003 года.
Ключевые слова: здания; сооружения; оценка технического состояния; метод динамических испытаний; измерение собственных колебаний; взрыв.
Problems of the Operational Inspection of Buildings and Structures Affected by the Explosion Using the Dynamic-Geophysical Method
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2021
A. Savinov
Abstract
In this article, the author proposes to refine the existing methodology for the operational assessment of buildings and structures condition, depending on the place of destruction, with an example from the EMERCOM of Russia operational group practice in emergency situations.
The dynamic-geophysical method has been used for many years to assess the technical condition of buildings and structures affected by emergencies. However, the methodology used in the EMERCOM of Russia for the operational inspection of buildings and structures has not been updated since 2003.
Key words: buildings; structures; assessment of technical condition; dynamic testing method; measurement of natural oscillations; explosion.
06.08.2021
На данный момент существует проблема оперативного обследования зданий и сооружений в случаях возникновения ЧС. Существующие подходы к оценке категории технического состояния зданий и сооружений требуют больших временных затрат [1]. Практически единственным методом оперативного обследования здания является визуальное обследование [2]. Однако визуальное обследование не всегда дает достоверный результат и его необходимо подкреплять инструментальным обследованием [3].
С помощью динамико-геофизического метода можно дать оперативную оценку категории технического состояния объекта [4]. Однако не существует современной методики, которая бы позволяла оперативно оценивать состояние зданий и сооружений не только в зависимости от их этажности и конструктивных особенностей, но и в зависимости от места, где произошло разрушение [3].
Следовательно, возникает необходимость разработать новую методику для оперативного обследования состояния зданий и сооружений в условиях ЧС [5]. Эта методика должна предусматривать разделение исследуемых объектов и ЧС на категории; при этом оператор динамико-геофизического комплекса сможет выбирать наиболее действенный способ для проведения обследования объекта [6]. Если выделить взрывы бытового газа в жилых зданиях в отдельную категорию, то они будут отличаться друг от друга: по мощности взрыва, типу здания, месту, в котором произошел взрыв. Необходимо также учесть распределение объектов по общим последствиям ЧС и для каждой группы объектов описать порядок оптимальных действий специалистов, для того чтобы оперативно оценить категорию технического состояния обследуемого сооружения.
Рис. 1. Общий вид фасада здания в г Моршанске, пострадавшего от взрыва бытового газа
В качестве примера рассмотрим случай взрыва бытового газа в Моршанске 13 июня 2017 года. Объектом являлось девятиэтажное жилое здание, пострадавшее в результате взрыва бытового газа на верхнем этаже. Конструктивная схема здания — бескаркасное панельное, перекрестное. В здании 4 подъезда, 1 и 2 подъезды разделены с 3 и 4 подъездами деформационным швом. Оперативной группе по приезде на место происшествия была поставлена задача: в течение дня определить категорию технического состояния здания и дать рекомендации по возможности дальнейшей его эксплуатации.
Если пользоваться стандартными методиками работы динамико-геофизическим методом, тогда
такой результат недостижим [7]. Оперативная группа выбрала схему расстановки датчиков: 1 датчик — земля, 2 датчик — первый этаж, 3 датчик — девятый этаж.
Рис. 2. Схема расстановки датчиков на объекте
Взрыв произошел в 3 подъезде, по этой причине было решено проверить 3 подъезд и соседние с ним 2 и 4 подъезды. Первой была проведена серия измерений в 3 подъезде. По результатам испытаний было определено, что по оси X девятый этаж второго блока здания вел себя как самостоятельная конструкция. Тогда верхний третий датчик был перенесен ниже, после этого была выполнена повторная серия измерений. Измерения во 2 и 4 подъездах проводились по схеме расстановки, представленной на рис. 2.
На рис. 3-6 приведены спектры колебаний сооружения. Если посмотреть спектр колебаний третьего подъезда, то на девятом этаже явно видна аномалия — возникают возмущения в низкочастотной области. Спектр колебаний третьего подъезда, где третий датчик расположен ниже, сильно отличается от показателей верхнего этажа. Можно явно выделить частоту 2.15 Гц. Аварийными были признаны верхние три этажа в третьем подъезде. Остальная часть здания получила ограниченно-работоспособную категорию технического состояния.
Благодаря такой расстановке датчиков было получено достаточное количество данных для оперативной оценки сооружения. При этом была получена не только оценка здания в целом, но и выделена зона с аварийным состоянием, получившая наибольший ущерб.
Работа оперативной группы включала в себя: проведение измерений, обработку результатов и формирование отчета. Все работы были выполнены за 8 часов. Если бы здание обследовалось по стандартной методике, это заняло бы в 3 раза больше времени.
? Г ■ ПК
Рис. 3. Спектр колебаний здания по оси Х, 2 подъезд
Рис. 4. Спектр колебаний здания по оси Х, 3 подъезд 9 этаж
Рис. 6. Спектр колебаний здания по оси Х, 4 подъезд
Вывод
Рассмотренный случай показывает необходимость формирования новой методики, которая позволяла бы оперативно определять техническое состояние сооружения для разных типов зданий
с учетом места воздействия взрыва. Такая методика должна рассматривать не только возможность наилучшим образом определять категорию технического состояния сооружения, но и решать оптимизационную задачу для минимизации затрат времени.
Литература
1. Николаев А. В. Сейсмические риски и сейсмическая безопасность сооружений // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2018. № 3 (34). С. 17-22.
2. Нигметов Г. М., Акатьев В. А., Савинов А. М., Нигметов Т. Г. Оценка сейсмостойкости зданий динамико-геофизическим методом с учетом особенности взаимодействия сейсмической волны с системой «грунт-сооружение // Строительная механика и расчет сооружений. 2018. № 1 (276). С. 24-30.
3. Методика оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений. М.: ВНИИ ГОЧС, 2002.
4. Jasinski R., Drobiec L., Mazur W. Validation of Selected nondestructive methods for determining the compressive strength of
masonry units made of autoclaved aerated concrete // Materials (Basel). 2019. № 3.
5. Нигметов Г. М., Рыбаков А. В., Савинов А. М., Нигметов Т. Г. Современные подходы к оценке опасности обрушения сооружений // Технологии гражданской безопасности. 2018. Т. 15. № 2(56).
6. Нигметов Г. М., Савинов А. М. О динамико-геофизическом методе оценки несущей способности сооружений // В сб.: «Общенаучные проблемы подготовки инженерных кадров МЧС России»: Сб. трудов XXVIII Международной научно-практической конференции. 2018. С. 66-68.
7. Нигметов Г. М., Сошенко М. В., Шмырев В. И. Подход к оценке нагрузок на сооружение после взрыва бытового газа // Технологии гражданской безопасности. 2018. Т 15. № 1 (55). С. 28-32.
Сведения об авторе
Савинов Андрей Максимович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), н. с.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. email: savandr198@mail.ru SPIN-код: 3843-4637.
Information about author
Savinov Andrey M.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Researcher. 7, Davydkovskaya, Moscow, 121352, Russia. e-mail: savandrl98@mail.ru SPIN-scientific: 3843-4637.
