2
Не землетрясения убивают людей, а здания.
(Дж.Гир, Х.Шах. Зыбкая твердь. М. Мир, 1988.
28 апреля 2009 года по решению Ростехнадзора некоммерческое партнерство «АИИС» было внесено в Государственный реестр саморегулируемых организаций, основанных на членстве лиц, выполняющих инженерные изыскания объектов капитального строительства (регистрационный номер записи СРО-И-001-28042009, номер реестровой записи 1) и имеет право выдачи свидетельства о допуске к работам по выполнению инженерных изысканий в строительстве.
Согласно новейшим исследованиям по сейсмическому районированию, свыше четверти территории России с населением, превышающим 20 миллионов человек, подвержено потенциальным сейсмическим воздействиям, требующим проведения антисейсмических мероприятий в более чем 300 городах и населенных пунктах страны. Самыми опасными в сейсмическом отношении являются Северный Кавказ, весь юг Сибири и Дальний Восток, где интенсивность сейсмических сотрясений может достигать 8-9 и 9-10 баллов. Определенную угрозу представляют и 6-7-балльные зоны в густозаселенной европейской части Российской Федерации.
СНиП II-7-81 * СТРОИТЕЛЬСТВО В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ С КОМПЛЕТОМ КАРТ ОСР-97.
// В связи со сменой парадигмы сейсмического районирования, когда вместо одной традиционной карты СР составлен комплект карт ОСР-97, характеризующих разную степень сейсмической опасности, в действующий с 1981 г. СНиП II-7-81 внесены изменения, учтенные в 5-й редакции СНиП - СНиП II-7-81.
Изменение № 5 СНиП II-7-81 Строительство в сейсмических районах.
(Введено в действие с 1 января 2000 г. постановлением Госстроя России от 27.12.99 № 91.
1. Пункт 1.1 изложить в следующей редакции: Настоящие нормы следует соблюдать при проектировании зданий и сооружений, возводимых на площадках сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.
2. Пункт 1.2 дополнить абзацем следующего содержания: Для обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений допускается применение сейсмоизоляции и других систем регулирования динамической реакции сооружения при условии проектирования их по специальным техническим условиям, согласованным с Госстроем России.
3. Пункт 1.3 изложить в следующей редакции: Интенсивность сейсмических воздействий в баллах (сейсмичность) для района строительства следует принимать на основе комплекта карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97, утвержденных Российской Академией наук. Указанный комплект карт предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов и отражает 10 %- (карта А), 5 %- (карта В), 1 %-ную (карта С) вероятность возможного превышения (или 90 %-, 95 %- и 99 %-ную вероятность непревышения) в течение 50 лет указанных на картах значений сейсмической интенсивности. Указанная на картах сейсмическая интенсивность относится к участкам со средними по сейсмическим свойствам грунтами ( II категории, согласно табл. 1). Комплект карт ОСР-97 (А, В, С) позволяет оценивать на трех уровнях степень сейсмической опасности и предусматривает осуществление антисейсмических мероприятий при строительстве объектов трех категорий, учитывающих ответственность сооружений.
карта А - массовое строительство.
карты В и С - объекты повышенной ответственности и особо ответственные объекты.
Решение о выборе карты при проектировании конкретного объекта принимается заказчиком по представлению генерального проектировщика, за исключением случаев, оговоренных в других нормативных документах.
4. Пункт 1.6 изложить в следующей редакции: На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. При необходимости строительство на таких площадках допускается по специальным техническим условиям, согласованным с Госстроем России.
ИЗ ОБЪЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ К КАРТАМ ОСР-97.
площади сейсмических зон и величина ожидаемого сейсмического эффекта.
на новых картах ОСР-97 (А, В, С) существенно увеличились.
Как известно, начиная с первой нормативной карты ОСР-37 общего сейсмического районирования территории нашей страны, созданной в 1937 г. проф. Г.П. Горшковым, такие карты стали регулярно составляться и обновляться в среднем каждые 10 лет, актуализируясь по мере накопления новых сведений о местных и близких землетрясениях и совершенствования методологических основ. Созданному в 1997 году и действующему в настоящее время комплекту вероятностных нормативных карт ОСР-97 уже исполнилось 12 лет. Согласно сложившейся традиции, карты ОСР-97 так же должны быть актуализированы, хотя и выдержали все «сейсмические испытания», имевшие место в 1998-2009 гг.
За истекший период времени на территории Российской Федерации произошло несколько десятков ощутимых и сильных землетрясений с магнитудой М=5 и выше. Среди них такие крупнейшие сейсмические события, как разрушительные землетрясения на Сахалине (2000 г. М=7.1, интенсивность 8-9 баллов; 2007 г. магнитуда М=6.8, 9 б.), в Горном Алтае (2003 г. М=7.5, 9-10 б.), в Корякии (2006 г. М=7.7, 9-10 б.), на Курилах (2006 г, М=8.3, 10-11 б.; 2007 г. М=8.2, свыше 11 б.; 2009 г. М=7.6 и 7.0, свыше 9 б.
О целесообразности актуализации карт ОСР-97, отмечая их достижения, сообщается также в новой Федеральная целевой программе (ФЦП) «Повышение устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения в сейсмических районах Российской Федерации на 2009 – 2013 годы» (см. ниже.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЖИЛЫХ ДОМОВ, ОСНОВНЫХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА 2009 - 2013 ГОДЫ.
(Постановление Правительства Российской Федерации от 23 апреля 2009 г. N 365; Р аспоряжение Правительства Российской Федерации от 15 августа 2008 г. N 1197-р.
Повышение устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения, а также минимизация потерь от землетрясений в регионах с высоким уровнем сейсмических рисков являются важными факторами устойчивого социально-экономического развития и обеспечения национальной безопасности Российской Федерации.
С целью уточнения сейсмической опасности территории Российской Федерации Российской академией наук в 1991 - 1997 годах были разработаны и дополнены карты общего сейсмического районирования (ОСР-97) с использованием усовершенствованных методов и технологий прогнозирования сейсмической опасности.
Как показали результаты общего сейсмического районирования, сейсмическая опасность на территории Российской Федерации оказалась более значительной, чем это представлялось прежде. В соответствии с новыми картами сейсмическая опасность на территории многих субъектов Российской Федерации была уточнена и оказалась выше на 1 - 2 и даже 3 балла, то есть уровень сейсмического риска на этих территориях значительно повысился в сравнении с прежними расчетными величинами.
Вместе с тем застройка данных районов много лет велась без учета такого уровня сейсмической активности. Здания и сооружения, построенные до уточнения величины сейсмической опасности, имеют значительный дефицит сейсмостойкости, их разрушение в результате землетрясений может привести к огромным людским и материальным потерям.
Уломов В.И. Оценка сейсмической опасности и актуализация инженерных решений // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, 3, 2008 ( pdf 3230 Кбайт.
Уломов В.И. О сейсмических воздействиях на высотные здания и сооружения Москвы // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, №2, 2008 ( pdf 3628 Кбайт.
Уломов В.И. Инструментальные наблюдения сейсмических проявлений Восточно-Карпатских землетрясений на территории г. Москвы // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений , №3, 2009, С 24-42 ( pdf-1,17 М гбайт.
.Уломов В.И. Об инженерно-сейсмологических изысканиях в строительстве // журнал Инженерные изыскания №9, 2009. С.28-39 (pdf- 2,6 Мгбайт.
Уломов В.И. Макросейсмический режим и дифференцированная оценка сейсмических воздействий // журнал ГеоРиск , 2009. С.16-19 (pdf- 0,47 Мб.
ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ( I - intensity) - сейсмический эффект, оцениваемый в баллах по описательной шкале интенсивности сотрясений земной поверхности, основанной на реакции людей, строительных объектов и на изменениях природных объектов. Сейсмический эффект определяется в основном тремя параметрами: уровнем амплитуд, преобладающим периодом и продолжительностью колебаний. Последний фактор может оказаться решающим для нарушения устойчивости сооружений, для которых кратковременная нагрузка даже с весьма высокой амплитудой (ускорением) может быть неопасной. В Российской Федерации используется сейсмическая шкала MSK-64. Максимальное значение интенсивности в этой шкале, как и в большинстве других аналогичных шкал, составляет 12 баллов. Более современной шкалой сейсмической интенсивности является 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала - EMS-98. Инженеры-строители при проектировании зданий и сооружений обычно учитывают информацию об интенсивности, начиная с 7 баллов или выше. (В Японии пользуются 7-балльной шкалой сейсмической интенсивности.) Сейсмический эффект, наблюдаемый в том или ином пункте, зависит как от величины (магнитуды) землетрясения, так и от удаленности и глубины залегания сейсмического очага, спектральных характеристик сейсмических волн, а также от местной геологии в этом пункте. Наиболее сильными из известных землетрясений были 11-12-балльные Хангайские землетрясения 9 и 23 июля 1905 года в Монгольском Алтае.
Примерное соотношение магнитуды и балльности в зависимости от глубины очага землетрясения.
ЗАТУХАНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА С УДАЛЕНИЕМ ОТ ЭПИЦЕНТРА.
Магнитуда землетрясения характеризует энергию сейсмических волн, излучаемых его очагом, а интенсивность сейсмических сотрясений на земной поверхности зависит как от величины эпицентрального расстояния, так и от глубины залегания очага. Приведенные кривые затухания характеризуют спадание интенсивности сейсмических сотрясений с удалением от эпицентра землетрясений разных магнитуд с нормальной глубиной очагов, верхняя кромка которых расположена достаточно близко к земной поверхности. Чем очаг глубже, тем слабее сейсмический эффект в эпицентре и тем медленнее затухает он с расстоянием.
// Этот эффект можно уподобить интенсивности освещенности поверхности обычным фонариком. Чем ближе он к ней, тем ярче освещенность на кратчайшем расстоянии от него, но тем быстрее она убывает с удалением от фонарика. При удалении же самого фонарика от освещаемой поверхности освещенность в центре становится тусклее, но зато этот менее опасный полумрак охватывает достаточно большую площадь.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ОЧАГИ СЦЕНАРНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.
В строительной практике, наряду с вероятностными оценками сейсмической опасности, определяемыми на основе нормативных карт сейсмического районирования территории Российской Федерации – ОСР-97, нередко применяются также и детерминистские методы расчета ожидаемых сейсмических воздействий от так называемых сценарных землетрясений, независимо от того, когда они произойдут. При этом решающую роль играет адекватный выбор потенциальных очагов землетрясений, представляющих наибольшую опасность заданным площадям и конкретным строительным объектам.
Непременным условием идентификации и сейсмологической параметризации потенциальных очагов землетрясений (ПОЗ), рассматриваемых в качестве сценарных, является опора на сейсмогеодинамическую модель зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), на основе которой создавался комплект официальных карт ОСР-97, имеющих федеральное значение.
При расчете теоретических (синтетических) акселерограмм и динамической реакции зданий и сооружений на сейсмические воздействия, должен учитываться целый ряд геолого-геофизических параметров ПОЗ и среды, в которой распространяются сейсмические волны (местоположение очага, его размеры и ориентация в пространстве, магнитуда, сейсмический момент, затухание сейсмических волн различной длины с расстоянием, спектральное влияние реальных грунтов и другие факторы.
Поскольку детерминистские оценки сейсмического эффекта, получаемые по сценарным землетрясениям, являются консервативными, они нередко существенно завышают величину сейсмической интенсивности, получаемую вероятностными методами. В то же время, такие экстремальные сейсмические воздействия могут оказаться чрезвычайно редкими событиями, которыми зачастую можно и пренебречь. В этой связи допускается перевод детерминистских оценок в вероятностные, соответствующие нормативным требованиям карт ОСР-97.
Объемная модель источников землетрясений и потенциальные очаги, представляющие наибольшую опасность для условного города. 1 – линеаменты, 2 – домены, 3 – очаги крупных землетрясений с магнитудой М=6.8 и более, 4 – очаги землетрясений с М=6.7 и менее, 5 – траектории распространения сейсмических волн от потенциальных очагов Z1 и Z2 землетрясений в сторону города.
На этом рисунке приведен пример распространения сейсмических волн от двух потенциальных источников землетрясений – от относительно небольшого очага Z1, расположенного в домене непосредственно под городом, и от наиболее крупного очага Z2, принадлежащего линеаменту и удаленного от города на значительное расстояние.
В первом случае, сценарное землетрясение характеризуется умеренной магнитудой (не более М=5.5) и небольшой глубиной залегания очага (не более 10 км). Во втором случае, очаг относится к линеаменту высокого ранга (магнитуда М=7.5) и имеет достаточно большую протяженность (около 100 км.
Очаг Z1 генерирует высокочастотный спектр излучаемых волн, имеющих небольшую продолжительность и достаточно большие ускорения, опасные в основном для невысоких строений. И наоборот, низкочастотные динамические воздействия от очага Z2, которым свойственны относительно небольшие ускорения, по сравнению с событием Z1, представляют значительную опасность для высотных строительных объектов своей очень большой продолжительностью (возможно, также большими скоростями колебаний и смещениями грунта) при малых величинах ускорений.
В соответствии со Строительными нормами и правилами - СНиП II -7-81* Строительство в сейсмических районах , расчеты зданий и сооружений с учетом сейсмических воздействий следует выполнять с использованием инструментальных записей ускорений колебаний основания при землетрясении, наиболее опасных для данного здания или сооружения, а также синтезированных акселерограмм.
Весьма полезную информацию о сейсмических воздействиях землетрясений на строительные объекты можно найти в статье Е.А.Вознесенского (МГУ, 1998) - ( pdf. 176 Кбайт.
Краткое содержание Шкалы сейсмической интенсивности MSK-64.
Авторы: С.В.Медведев (СССР), Г.Шпонхойер (ГДР), В.Карник (Чехословакия.
Классификация сооружений и повреждений.
Типы сооружений и зданий без антисейсмических усилений.
Тип А - здания из кирпича сырца, сельские постройки.
Тип Б - кирпичные, мелкоблочные, крупноблочные здания.
Тип В - каркасные железобетонные, панельные, рубленые избы.
Классификация повреждений: 1 степень - Лёгкие: трещины в штукатурке; 2 степень - Умеренные: небольшие трещины в стенах, дымовых трубах; 3 степень - Тяжелые: глубокие трещины в стенах, падение дымовых труб; 4 степень - Разрушения: сквозные трещины, обрушение частей зданий, внутренних стен; 5 степень - Обвалы: полное разрушение зданий.
Описание сейсмического эффекта.
1 балл - Неощутимое. Регистрируется приборами.
2 балла - Едва ощутимое. Колебания ощущаются лишь отдельными людьми на верхних этажах зданий.
3 балла - Слабое землетрясение. Ощущается некоторыми людьми, легкое раскачивание висящих предметов.
4 балла - Заметное сотрясание. Ощущается внутри зданий, раскачивание висящих предметов.
5 баллов - Пробуждение. Ощущается внутри зданий, на открытых участках, наблюдается раскачивание висящих предметов, возможны повреждения 1-й степени в зданиях типа А.
6 баллов - Испуг. Падает мебель, люди пугаются и выбегают на улицу, возможны повреждения 1-й степени в отдельных зданиях типа Б и во многих зданиях типа А, отдельные случаи оползней.
7 баллов - Повреждение зданий. Испуг и паника. Многие люди с трудом удерживаются на ногах, во многих зданиях типа В повреждения 1-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения 2-й степени во многих зданиях типа А повреждения 3-й степени, оползни и трещины на дорогах.
8 баллов - Сильное повреждение зданий. Во многих зданиях типа В повреждения 2-й степени; во многих зданиях типа Б повреждения 3-й степени во многих зданиях типа А повреждения 4-й степени, случаи разрыва стыков трубопроводов, оползни и трещины на дорогах.
9 баллов - Всеобщее повреждение зданий. Во многих зданиях типа В повреждения 3-й степени, во многих зданиях типа А повреждения 5-й степени, случаи разрывы подземных частей трубопроводов, искривление ж/д рельсов.
10 баллов - Всеобщее разрушение зданий. Во многих зданиях типа В- повреждения 4-й степени, в отдельных 5-й степени. Здания типа Б- повреждения 5-й степени, большинство зданий типа А -повреждения 5-й степени. Опасные повреждения плотин, дамб, разрывы и искривления подземных трубопроводов. Появляются трещины в грунтах от 0,2 до 1,0 м. Возможны большие оползни на берегах рек.
11 баллов - Катастрофа. Разрушение зданий хорошей полстройки, мостов, плотин, ж/д путей, шоссейные дороги приходят в негодность. Горные обвалы.
12 баллов - Изменение рельефа. Сильные повреждения, разрушения всех типов наземных и подземных сооружений. радикальные изменения земной поверхности.
Краткое содержание современной Европейской макросейсмической шкалы Е MS- 98.
*