<<
>>

Безопасность зданий и атмосферные нагрузки

Для обеспечения надежности, безопасности и долговечности возводимых зданий и сооружений первоочередное значение имеет корректный учет атмосферных нагрузок, к которым относят снеговые, ветровые и гололедные нагрузки, а также температурные воздействия.
Все эти виды нагрузок в той или иной степени подвержены влиянию происходящих климатических изменений.

Ветровые нагрузки. Для большой части зданий воздействие ветра наиболее существенно проявляется в увеличении потерь тепла. По отношению к высотным сооружениям, таким как теле визионпые и радиомачты, дымовые трубы и т. п., ветровая нагрузка является основной. Ветер оказывает существенное влияние на ЛЭП и другие воздушные линии. Корректный учет ветровых нагрузок имеет большое значение при возведении высотных зданий (т. е. общественных зданий высотой 50 м и более и жилых зданий высотой более 75 м), получивших в последние годы широкое распространение .

В Стандарте организации (СТО),66 введенном в действие в 2009 г., районирование территории Российской Федерации осуществлено на основе значений скорости ветра, соответствующих повторяемости установленного уровня раз в 50 лет. При проектировании объектов, для которых необходимо обеспечить высокую степень надежности и безопасности (в частности, АЭС), расчетная ветровая нагрузка определяется по значениям скорости ветра, соответствующим периоду повторяемости в 10 тыс. лет. Это означает, что при проектировании сооружения задается вероятность непревышения расчетной скорости ветра в течение 100 лет, равная 0,99. Если учесть, что пока не решены проблемы, связанные с выводом из эксплуатации и консервацией АЭС, установленное требование не кажется чрезмерным.

Сравнение средних значений ветровой нагрузки за последнее десятилетие XX века со средним многолетним значением за предшествующий базовый период не выявляет ее увеличения — отмечается даже ее незначительное уменьшение.

Однако при сохранении средних значений скорости ветра возможна трансформация их вероятностных распределений к виду распределений с «тяжелыми» хвостами за счет увеличения вклада штормовых скоростей.

В связи с повышением экстремальных температур и осадков ожидается также усиление эффектов, обусловленных совместным воздействием ветровых нагрузок, температурных деформаций и коррозионного разрушения. Последнее обстоятельство имеет особое значение в связи с наметившейся тенденцией к широкому использованию в строительстве и реконструкции зданий навесных фасадных систем, предназначенных для утепления и облицовки внешних ограждающих конструк- ций. Увеличение атмосферных нагрузок приводит к повышенному риску отрыва и падения плит облицовки.

Гололедные и гололедно-ветровые нагрузки являются основным видом нагрузок на линии связи (JIC) и линии электропередачи (ЛЭП). Недоучет этих нагрузок приводит к многочисленным авариям на современных ЛС и ЛЭП, которые причиняют колоссальный ущерб. Ожидаемое увеличение гололедно-изморозевых явлений, в особенности сочетающихся с сильным ветром, приведет к увеличению числа таких аварий.

Снеговые нагрузки на горизонтальную поверхность определяются весом снежного покрова на единицу площади. Нормативная снеговая нагрузка на различные покрытия рассчитывается как произведение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность и коэффициента, зависящего от технических параметров покрытия.

Вопрос о нормировании снеговых нагрузок вызывает широкие дискуссии среди специалистов. За последние десятилетия расчетные значения этого вида нагрузок неоднократно изменялись в сторону повышения,67 что было связано с неудачным опытом эксплуатации конструкций, рассчитанных по предыдущим изданиям СНиП (Шереметьево, Ленинградский вокзал, ЛенЭкспо, транспортная галерея Архангельска, Бокситогорский глиноземный комбинат и др.).

Происходящее потепление климата сопровождается сложными изменениями в режиме выпадения осадков. С одной стороны, сокращается весенний период с неустойчивым снежным покровом. С другой стороны, в средних и высоких широтах отмечается увеличение количества зимних осадков и регистрируются экстремально высокие суточные суммы осадков.

На большей части территории России уже в настоящее время диагностируется увеличение числа дней с высотой снежного покрова более 20 см.68Кроме того, в результате потепления климата на обширных территориях, и прежде всего на европейской части России, в течение холодного сезона наблюдаются частые переходы температуры воздуха через 0 °С, способствующие подтаиванию нижней части слоя снсга на покрытиях здапий с последующим образованием ледяной притертой корки. В ближайшие десятилетия ожидается усиление отмеченных тенденций, что может привести к возникновению экстремально высоких снеговых нагрузок даже на фоне слабо меняющихся средних значений.

По сравнению с последним изданием СНиП в действующем Стандарте11" нормативные снеговые нагрузки увеличены (детализированы и ужесточены требования к введению уменьшающих коэффициентов; районирование территории осуществлено не по средним значениям ежегодных максимумов, а по значениям нагрузок, возможных один раз в 25 лет). Однако даже принятие таких нормативных значений сохраняет достаточно высокую вероятность их превышения в течение расчетного периода эксплуатации. Особенности происходящих и ожидаемых изменений климата приводят к увеличению вероятности экстремально высоких нагрузок и являются дополнительным фактором риска.

В СТО декларируется гармонизация с основными требованиями международных норм, но это касается в основном лишь используемой системы обозначений и формы представления нагрузок. В настоящее время процесс гармонизации продолжается. Основной задачей является разработка национального приложения к Еврокоду, учитывающему, наряду с обязательными требованиями по безопасности строительного проектирования, особенности формирования снеговых нагрузок на территории России.

Безопасность сооружений и состояние грунтов

Важнейшая составляющая безопасности зданий и сооружений обусловлена состоянием грунтов. Многие промышленные и жилые здания, нефтяные трубопроводы, мосты, взлетно-посадочные полосы и другие объекты построены на многолетней мерзлоте и рассчитаны на эксплуатацию в определенном диапазоне климатических условий. Повышение температуры почвогрунтов и увеличение глубины сезонного протаивания приводят к уменьшению несущей способности фундаментов и их прочности. За последнее десятилетие в районах Крайнего Севера число зданий, получивших повреждения из-за неравномерных просадок фундаментов, увеличилось но сравнению с предыдущим десятилетием в 1,5—2 раза.

Увеличение меженных расходов и уровня воды в реках в условиях уменьшения промерзания почвогрунтов способствует повышению уровня грунтовых вод и подтоплению равнинных территорий. Эти процессы также приводят к деформации фундаментов зданий и сооружений и создают дополнительные риски их разрушения.

<< | >>
Источник: В. М. Катцов, Н. В. Кобышева, В. П. Мелешко и др.. Оценка макроэкономических последствий изменений климата на территории Российской Федерации не период до 2030 г. и дальнейшую перспективу. 2011

Еще по теме Безопасность зданий и атмосферные нагрузки:

  1. Оценка рабочей нагрузки
  2. 3. Символизм и дополнительная нагрузка
  3. 2.2. Метеорологические нагрузки на сооружения
  4. Психические нагрузки, испытываемые управленческим персоналом
  5. Гл а в а 24 ЗАЩИТА ОТ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
  6. Тепловая защита зданий
  7. АЭРОИОНИФИКАЦИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
  8. Атмосферные осадки
  9. Пезешкиан Н. Инфаркт миокарда Способность принимать любую нагрузку близко к сердцу Определение
  10. Атмосферные газы
  11. 2.5. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ (МЕТЕОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ)
  12. Глава I ИСТОРИЯ ПРОБЛЕМЫ АЭРОИОНИФИКАЦИИ И АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
  13. 1.4. Атмосферные осадки