Конечно, это простое совпадение, что электроэнергия в здании РИА Новости отключилась как раз во время проведения видеомоста «Москва – Кишинев – Ереван – Тбилиси», на котором обсуждалась столь актуальная в эти дни тема: «Сейсмобезопасность. Сейсмостойкое строительство – миф или реальность»? Но именно данный неприятный момент показал, что современная цивилизация представляет собой довольно хрупкую субстанцию.
Сильнейшая сейсмическая катастрофа в Японии, как и подавляющее большинство происходящих на нашей планете землетрясений, произошла неожиданно. Сейсмологи не смогли дать своевременный и точный прогноз, который позволил бы минимизировать ущерб и уменьшить масштабы природной катастрофы, неожиданно переросшей в техногенную. Соблюдаются ли нормы безопасности при строительстве жилых домов, инфраструктурных и промышленных объектов на сейсмически опасных территориях? Как минимизировать опасность разрушения жилых зданий в случае землетрясений и тем самым спасти человеческие жизни?
На эти и другие вопросы отвечали участники видеомоста в московской, кишиневской, ереванской и тбилисской студиях агентства международной информации РИА Новости. С российской стороны в данном пресс-мероприятии участвовали: Евгений Рогожин, заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской Академии наук; Герман Шестопёров, заместитель генерального директора по науке инженерного центра «Поиск», доктор геолого-минералогических наук, профессор и Леонид Ставницер, профессор научно-исследовательского, проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений имени Н. М. Герсеванова.
Как предсказать землетрясение
Открывал обмен мнениями по теме видеомоста заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской Академии наук Евгений Рогожин. Его выступление было посвящено прогнозам сейсмической опасности.
Землетрясения неизбежны – это аксиома. К тому же возникают такие природные катаклизмы внезапно, что еще больше усугубляет их разрушительные последствия. Несмотря на обширные накопленные знания о происходящих в земной коре процессах, дать точный прогноз времени возникновения очередных подземных толчков, а тем более предотвратить их, пока невозможно.
За всю историю сейсмологических наблюдений есть только один случай, когда удалось заблаговременно предупредить людей о надвигающейся опасности. Это произошло в 1975 году в Китае во время Хайченского землетрясения. Власти успели не только вывести население из домов, но и организовать эвакуацию населения большого города. Много построек было разрушено, но жертв среди жителей избежали. Однако, это было всего лишь счастливым стечением обстоятельств, а не результатом того, что сейсмологи в Китае научились предсказывать землетрясения. Просто установленные сейсмографы «засекли» многочисленные слабые толчки (форшоки), которые стали с устойчивыми интервалами (сначала по несколько раз в день, потом ежечасно, а затем ежеминутно) возникать в одном и том же месте за четыре дня до катастрофического толчка. А буквально через год в этом же регионе было новое сильнейшее землетрясение. Его первый и самый сильный толчок произошел без всяких форшоков (что чаще всего и бывает). Почти все здания в крупном городе Тань-Шань были разрушены. Погибло около 600 тысяч человек.
По сравнению с другими странами мира, расположенными в регионах с высокой степенью сейсмоактивности, в Российской Федерации есть только зоны умеренной сейсмичности. Однако самые современные исследования по сейсмическому районированию показали, что более четверти территории России, на которой проживают примерно 20 миллионов человек, подвержено потенциальным сейсмическим воздействиям. Это обстоятельство требует постоянно проводить антисейсмические мероприятия в более чем 300 городских и сельских поселениях. Опасны в сейсмическом отношении все регионы Северного Кавказа, Алтай, южносибирские и дальневосточные районы, где магнитуда сейсмических сотрясений может быть в диапазоне 8-10 баллов. Серьезная угроза таится и в 6-7-балльных зонах в густозаселенных частях европейской части (Татарстан, Пермский край, Свердловская и Курганская области).
Есть довольно тревожные примеры природных катастроф, произошедших на территории РФ за последние два десятилетия. В 2003 года в Республике Горный Алтай произошло землетрясение силой 9-10 баллов. Лишь по счастливой случайности это стихийное бедствие не сопровождалось разрушениями и человеческими жертвами, поскольку в этом регионе РФ очень слабая заселенность. Случившийся в 1995 году на Сахалине разгул подземной стихии тоже имел 9-10 баллов в эпицентральной области. Был почти полностью стерт с лица земли расположенный на севере острова город Нефтегорск. Погибло 2000 человек. По числу жертв и характеру разрушений данное землетрясение стало самым сильным на территории России.
«Если краткосрочный прогноз землетрясений в настоящее время, к сожалению, невозможен, то разработанные сейсмологами среднесрочные предсказания весьма полезны, – заявил Евгений Рогожин. – Они позволяют властям подготовить и провести необходимые мероприятия по обследованию состояния зданий и, в случае необходимости, повысить их сейсмостойкость до заданных нормативов».
Откуда можно узнать о возможности землетрясения в том или ином российском регионе? Нужно руководствоваться сведениями, которые содержатся в картах Общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-97). Там обозначены «красным цветом» сейсмически опасные регионы, где в принципе может произойти опасное землетрясение. В основе этих разработок отечественных сейсмологов лежат исследования, которые проводились в рамках государственной научно-технической программы России «Глобальные изменения природной среды и климата». Карты ОСР-97 были получены путем строгого математического и компьютерного моделирования природных источников землетрясений (разломов и других деформирующихся структур). Отечественные сейсмологи создали целый комплект карт, характеризующих ту или иную степень сейсмической опасности. Карта А – прогнозирует сейсмическую обстановку на период в 500 лет, карта В – на 1000 лет, карта С – на 5000 лет. Для строительства атомных станций и других особо ответственных объектов была создана карта ОСР-97-D, удовлетворяющая международным требованиям МАГАТЭ (повторяемость подземных толчков – 1 раз в 10 тысяч лет).
Конечно, прежде всего, эти сведения нужны проектировщикам и строителям. Чтобы все новые объекты проектировались и строились с учетом сейсмических требований. Но обычным гражданам тоже надо интересоваться тем, насколько полно учтены рекомендации ученых, так как вероятность спастись в тех зданиях, которые не будут построены в соответствии с картами сейсмического районирования, чрезвычайно мала. Поэтому в 2000 году комплект карт ОСР-97 впервые стал составной частью строительных норм и правил «Строительство в сейсмических районах» (СНиП-7-81).
Критерии надежного сейсмостойкого строительства
«Одним из важнейших показателей надежности здания является состояние грунта», – сказал в своем выступлении профессор научно-исследовательского, проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений имени Н. М. Герсеванова Леонид Ставницер.
По СНиПу грунты делятся на три категории. К первой относятся скальные породы всех видов, а также крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя. Вторая категория: скальные породы выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к I категории; пески гравелистые маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные. Третья категория: пески рыхлые и гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные, глинистые грунты, вечномерзлые нескальные грунты.
Перед тем, как заложить фундамент, нужно провести изучение не только местной разломно-блоковой структуры земной коры и ее динамики, но и разобраться с влиянием местных грунтов. Дело в том, что оценка ожидаемого сейсмического эффекта на картах ОСР-97 отнесена к так называемым средним грунтовым условиям. По СНиП – это грунты второй категории. Состояние грунтов может внести существенные коррективы в инженерные расчеты. Например, рыхлые грунты усиливают сейсмические воздействия. Поэтому их нужно трамбовать, уплотнять цементацией, полимеризацией и т. п. Скальные же и другие плотные грунты не потребуют проведения значительного объема грунтово-укрепительных работ.
Снискавшие любовь и восхищение архитекторов и индивидуальных застройщиков кирпичные здания не являются в достаточной степени сейсмостойкими. Ведь кирпич – это хрупкий материал, а это значит, что такие дома при сильном землетрясении могут быть полностью разрушены. Этого не произойдет, если будет выполнен антисейсмический пояс, который должен устраиваться на каждом этаже. Именно он придаст необходимую конструктивную жесткость любой постройке.
А нелюбимые всеми «панельки» с точки зрения сейсмики – замечательный вид несущих конструкций. Чего нельзя сказать о каркасных домах (с колоннами и балками). Например, во время землетрясения 1988 года (Спитак и Ленинакан) именно в таких домах погибли десятки тысяч человек. А в панельных жилых зданиях не было даже раненых. Проблема заключается в том, что колонны в каркасных домах стараются сделать очень тонкими, а нужно наоборот – толстыми и массивными.
В многоэтажных зданиях большое влияние на их сейсмостойкость оказывают конструкции междуэтажных перекрытий. Ведь именно они призваны быть диафрагмами жесткости, обеспечивающими распределение сейсмической нагрузки между вертикальными несущими элементами. Поэтому боковые грани плит перекрытий должны иметь шпоночную или рифленую поверхность. Для их соединения с антисейсмическим поясом следует предусматривать выпуски арматуры или закладные детали.
Наиболее инновационной технологией сейсмозащиты сегодня считается сейсмоизоляция. Этот метод не требует укрепления стен, колонн и прочего, что связано с расходом большого количества арматуры и бетона. Сейсмоизоляция позволяет снижать сейсмические нагрузки за счет влияния на динамику сейсмических колебаний сооружений. Например, на нижних этажах здания устанавливаются демпферы (гасители колебаний). Они могут металлическими или жидкостными. Иногда устраиваются специальные демпфирующие стены. Кстати, именно такие меры сейсмозащиты сыграли свою роль в Японии, где здания выдержали подземные толчки, а основные разрушения принесли цунами.
Соблюдение требований сейсмостойкого строительства требует серьезных финансовых вложений. Как сообщил в беседе с журналистами заместитель генерального директора по науке инженерного центра «Поиск» Герман Шестопёров, рассчитанное на семибалльное землетрясение здание будет стоить на 4% больше обычного. Сметная стоимость объекта, способного противостоять подземным толчкам силой 8 баллов возрастает на 8%. А на создание запаса прочности строению, которое сумеет выдержать девятибалльную «тряску», требуется потратить на 12% больше, чем при обычном строительстве.
Вообще, в сейсмоопасных регионах РФ лучше всего развивать деревянное домостроение. Ведь наша страна располагает необъятными запасами леса. Такие дома можно возводить намного быстрей, чем каменные. Кроме того, такие постройки более экологичны.
Подготовил Л. РУДНИЦКИЙ
Фото С. МИХЕЕВА
Сильнейшая сейсмическая катастрофа в Японии, как и подавляющее большинство происходящих на нашей планете землетрясений, произошла неожиданно. Сейсмологи не смогли дать своевременный и точный прогноз, который позволил бы минимизировать ущерб и уменьшить масштабы природной катастрофы, неожиданно переросшей в техногенную. Соблюдаются ли нормы безопасности при строительстве жилых домов, инфраструктурных и промышленных объектов на сейсмически опасных территориях? Как минимизировать опасность разрушения жилых зданий в случае землетрясений и тем самым спасти человеческие жизни?
На эти и другие вопросы отвечали участники видеомоста в московской, кишиневской, ереванской и тбилисской студиях агентства международной информации РИА Новости. С российской стороны в данном пресс-мероприятии участвовали: Евгений Рогожин, заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской Академии наук; Герман Шестопёров, заместитель генерального директора по науке инженерного центра «Поиск», доктор геолого-минералогических наук, профессор и Леонид Ставницер, профессор научно-исследовательского, проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений имени Н. М. Герсеванова.
Как предсказать землетрясение
Открывал обмен мнениями по теме видеомоста заместитель директора Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской Академии наук Евгений Рогожин. Его выступление было посвящено прогнозам сейсмической опасности.
Землетрясения неизбежны – это аксиома. К тому же возникают такие природные катаклизмы внезапно, что еще больше усугубляет их разрушительные последствия. Несмотря на обширные накопленные знания о происходящих в земной коре процессах, дать точный прогноз времени возникновения очередных подземных толчков, а тем более предотвратить их, пока невозможно.
За всю историю сейсмологических наблюдений есть только один случай, когда удалось заблаговременно предупредить людей о надвигающейся опасности. Это произошло в 1975 году в Китае во время Хайченского землетрясения. Власти успели не только вывести население из домов, но и организовать эвакуацию населения большого города. Много построек было разрушено, но жертв среди жителей избежали. Однако, это было всего лишь счастливым стечением обстоятельств, а не результатом того, что сейсмологи в Китае научились предсказывать землетрясения. Просто установленные сейсмографы «засекли» многочисленные слабые толчки (форшоки), которые стали с устойчивыми интервалами (сначала по несколько раз в день, потом ежечасно, а затем ежеминутно) возникать в одном и том же месте за четыре дня до катастрофического толчка. А буквально через год в этом же регионе было новое сильнейшее землетрясение. Его первый и самый сильный толчок произошел без всяких форшоков (что чаще всего и бывает). Почти все здания в крупном городе Тань-Шань были разрушены. Погибло около 600 тысяч человек.
По сравнению с другими странами мира, расположенными в регионах с высокой степенью сейсмоактивности, в Российской Федерации есть только зоны умеренной сейсмичности. Однако самые современные исследования по сейсмическому районированию показали, что более четверти территории России, на которой проживают примерно 20 миллионов человек, подвержено потенциальным сейсмическим воздействиям. Это обстоятельство требует постоянно проводить антисейсмические мероприятия в более чем 300 городских и сельских поселениях. Опасны в сейсмическом отношении все регионы Северного Кавказа, Алтай, южносибирские и дальневосточные районы, где магнитуда сейсмических сотрясений может быть в диапазоне 8-10 баллов. Серьезная угроза таится и в 6-7-балльных зонах в густозаселенных частях европейской части (Татарстан, Пермский край, Свердловская и Курганская области).
Есть довольно тревожные примеры природных катастроф, произошедших на территории РФ за последние два десятилетия. В 2003 года в Республике Горный Алтай произошло землетрясение силой 9-10 баллов. Лишь по счастливой случайности это стихийное бедствие не сопровождалось разрушениями и человеческими жертвами, поскольку в этом регионе РФ очень слабая заселенность. Случившийся в 1995 году на Сахалине разгул подземной стихии тоже имел 9-10 баллов в эпицентральной области. Был почти полностью стерт с лица земли расположенный на севере острова город Нефтегорск. Погибло 2000 человек. По числу жертв и характеру разрушений данное землетрясение стало самым сильным на территории России.
«Если краткосрочный прогноз землетрясений в настоящее время, к сожалению, невозможен, то разработанные сейсмологами среднесрочные предсказания весьма полезны, – заявил Евгений Рогожин. – Они позволяют властям подготовить и провести необходимые мероприятия по обследованию состояния зданий и, в случае необходимости, повысить их сейсмостойкость до заданных нормативов».
Откуда можно узнать о возможности землетрясения в том или ином российском регионе? Нужно руководствоваться сведениями, которые содержатся в картах Общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-97). Там обозначены «красным цветом» сейсмически опасные регионы, где в принципе может произойти опасное землетрясение. В основе этих разработок отечественных сейсмологов лежат исследования, которые проводились в рамках государственной научно-технической программы России «Глобальные изменения природной среды и климата». Карты ОСР-97 были получены путем строгого математического и компьютерного моделирования природных источников землетрясений (разломов и других деформирующихся структур). Отечественные сейсмологи создали целый комплект карт, характеризующих ту или иную степень сейсмической опасности. Карта А – прогнозирует сейсмическую обстановку на период в 500 лет, карта В – на 1000 лет, карта С – на 5000 лет. Для строительства атомных станций и других особо ответственных объектов была создана карта ОСР-97-D, удовлетворяющая международным требованиям МАГАТЭ (повторяемость подземных толчков – 1 раз в 10 тысяч лет).
Конечно, прежде всего, эти сведения нужны проектировщикам и строителям. Чтобы все новые объекты проектировались и строились с учетом сейсмических требований. Но обычным гражданам тоже надо интересоваться тем, насколько полно учтены рекомендации ученых, так как вероятность спастись в тех зданиях, которые не будут построены в соответствии с картами сейсмического районирования, чрезвычайно мала. Поэтому в 2000 году комплект карт ОСР-97 впервые стал составной частью строительных норм и правил «Строительство в сейсмических районах» (СНиП-7-81).
Критерии надежного сейсмостойкого строительства
«Одним из важнейших показателей надежности здания является состояние грунта», – сказал в своем выступлении профессор научно-исследовательского, проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений имени Н. М. Герсеванова Леонид Ставницер.
По СНиПу грунты делятся на три категории. К первой относятся скальные породы всех видов, а также крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30 % песчано-глинистого заполнителя. Вторая категория: скальные породы выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к I категории; пески гравелистые маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные. Третья категория: пески рыхлые и гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные, глинистые грунты, вечномерзлые нескальные грунты.
Перед тем, как заложить фундамент, нужно провести изучение не только местной разломно-блоковой структуры земной коры и ее динамики, но и разобраться с влиянием местных грунтов. Дело в том, что оценка ожидаемого сейсмического эффекта на картах ОСР-97 отнесена к так называемым средним грунтовым условиям. По СНиП – это грунты второй категории. Состояние грунтов может внести существенные коррективы в инженерные расчеты. Например, рыхлые грунты усиливают сейсмические воздействия. Поэтому их нужно трамбовать, уплотнять цементацией, полимеризацией и т. п. Скальные же и другие плотные грунты не потребуют проведения значительного объема грунтово-укрепительных работ.
Снискавшие любовь и восхищение архитекторов и индивидуальных застройщиков кирпичные здания не являются в достаточной степени сейсмостойкими. Ведь кирпич – это хрупкий материал, а это значит, что такие дома при сильном землетрясении могут быть полностью разрушены. Этого не произойдет, если будет выполнен антисейсмический пояс, который должен устраиваться на каждом этаже. Именно он придаст необходимую конструктивную жесткость любой постройке.
А нелюбимые всеми «панельки» с точки зрения сейсмики – замечательный вид несущих конструкций. Чего нельзя сказать о каркасных домах (с колоннами и балками). Например, во время землетрясения 1988 года (Спитак и Ленинакан) именно в таких домах погибли десятки тысяч человек. А в панельных жилых зданиях не было даже раненых. Проблема заключается в том, что колонны в каркасных домах стараются сделать очень тонкими, а нужно наоборот – толстыми и массивными.
В многоэтажных зданиях большое влияние на их сейсмостойкость оказывают конструкции междуэтажных перекрытий. Ведь именно они призваны быть диафрагмами жесткости, обеспечивающими распределение сейсмической нагрузки между вертикальными несущими элементами. Поэтому боковые грани плит перекрытий должны иметь шпоночную или рифленую поверхность. Для их соединения с антисейсмическим поясом следует предусматривать выпуски арматуры или закладные детали.
Наиболее инновационной технологией сейсмозащиты сегодня считается сейсмоизоляция. Этот метод не требует укрепления стен, колонн и прочего, что связано с расходом большого количества арматуры и бетона. Сейсмоизоляция позволяет снижать сейсмические нагрузки за счет влияния на динамику сейсмических колебаний сооружений. Например, на нижних этажах здания устанавливаются демпферы (гасители колебаний). Они могут металлическими или жидкостными. Иногда устраиваются специальные демпфирующие стены. Кстати, именно такие меры сейсмозащиты сыграли свою роль в Японии, где здания выдержали подземные толчки, а основные разрушения принесли цунами.
Соблюдение требований сейсмостойкого строительства требует серьезных финансовых вложений. Как сообщил в беседе с журналистами заместитель генерального директора по науке инженерного центра «Поиск» Герман Шестопёров, рассчитанное на семибалльное землетрясение здание будет стоить на 4% больше обычного. Сметная стоимость объекта, способного противостоять подземным толчкам силой 8 баллов возрастает на 8%. А на создание запаса прочности строению, которое сумеет выдержать девятибалльную «тряску», требуется потратить на 12% больше, чем при обычном строительстве.
Вообще, в сейсмоопасных регионах РФ лучше всего развивать деревянное домостроение. Ведь наша страна располагает необъятными запасами леса. Такие дома можно возводить намного быстрей, чем каменные. Кроме того, такие постройки более экологичны.
Подготовил Л. РУДНИЦКИЙ
Фото С. МИХЕЕВА
