Крыша сначала поехала....
Коллектив ЗАО «Курортпроект» запроектировал также оболочку по­крытия аквапарка в Ясенево (рис. 2), но уже из монолитного же­лезобетона. Покрытие выполнено в виде тонкой «скорлупы» (створка раковины),  которая перекрывает зал в виде сектора окружности радиу­сом 70 м и длиной дуги 128 м. По­верхность оболочки — двоякой кривизны с осью вращения в центре окружности плана. Опыт строительст­ва такой уникальной «скорлупы» по­казал реальность и экономичность возведения подобных оболочек для общественных зданий. Источник: http://www.autokad.ru/zip/Transwaal.rar
Из прессы (хроника катастрофы) известно (я проект не видел), что крыша имеет форму совсем не купола. В лучшем случае это - крыло дельтаплана.
 
Дело не только в терминологии... Дело в том, что крыло имеет, вернее, может приобрести подъемную силу. Достаточно только обдуть его соответствующе.... На том пустыре, где стояло это горе-сооружение порывы ветра вполне возможны...
 
Не думаю, что неожиданные порывы ветра были заложены в расчет с достаточным коэффициентом запаса....
 
Не думаю, спроектированная модель здания была подвергнута хоть какому-то модельному эксперименту на прочность. Компьютерному, или просто в аэродинамической трубе....
 
2
 
На самом деле, все высказанное имеет не практический, а научный интерес и аспект. Почему?
 
Да потому просто, что проектант по должности и во своей роли в строительном процесс вовсе не ученый, он не исследователь и не экспериментатор.
 
Проектант прежде всего работает с документами, которые имею статус строительных Законов, т.е. с так называемой нормативной базой...
 
 
 
 
 
В чем опасность подъемной силы в нашем случае?
 
Крышу может сорвать при относительно длительном и стабильном обдуве. При долговременной нагрузке со временем "потекут" сварочные швы или  скрепляющие болты. Всё течет...
 
Если же порыв ветра мгновенно угасает, то возникает знакопеременная нагрузка на упомянутые сварочные швы или скрепляющие болты. Крышу может хлестнуть и она щелнет подобно кнуту в руках дрессировщика, т.е. от некого произвольного узла (совсем не обязательно центрального) зародится волна, которая побежит к переферии крыши, а дальше пойдет в обратном направлении...Все затрещит. Почти как в широко известном флатере
 
Обратите внимание на архитектурное оперение кромки крыши. Это на кроле называется свес. В шляпе - это поля. Так вот, этот свес непропорционально огромен и обладает высокой парусностью. Любой веселый ветерок вдоль стены быстренько задерет полы этой разудалой шляпы...
 
Из вышеприведенных рассуждений следует практическая необходимость в постоянном мониторинге за их состоянием в процессе эксплуатации. Уверен, что никакой мониторинговой сети за узлами крепления на этом объекте развернуто не было.... А это довольно простая сеть недорогих датчиков деформации с центральным пультом на лампочках и батарейках на случай аварийного отключения подачи электроэнергии...
 
Что еще бросается в глаза при осмотре этого не-купола?
 
Очевидно, что сток вод на поверхности крыши, т.е. на кровле, требует быть организованным. На настоящем куполе вода стекает самотоком... Здесь же элементов организации поверхностных вод не наблюдается... Либо это просчет, либо сток организован внутри опорных колон, поддерживающих крышу.
 
Поверхностные воды на такой кровле могут появится по нескольким причинам. Это может быть просто дождь, может быть снег, который подтаивает либо по причине высокой погодной температуре, либо вследствие теплового и влажностного подпора изнутри здания.
 
Обратите внимание, что по кромке крыши обычно устанавливают "дыхательную арматуру" ввиде дефлекторов либо просто окон. Они хорошо видны на верхнем снимке крыши Бориспольского аэропорта. Того, у которого ограждающие стеклянные стены наклонены во внешнюю сторону.... И который исправно служит "на семи ветрах" уже более 30 лет...
 
А теперь опять надо бы вернуться к организации стока поверхностных вод
 
Меня беспокоит то обстоятельство, что по разным причинам вода и влага могли проникнуть во внутреннюю замкнутую структуру различных элементов конструкции крыши и переферических опор
 
Что это за вода и влага понятно. Атмосферного происхождения и искусственная от бассейна. Теперь об элементах конструкции. Прежде всего это сварочные швы и болтовые соединения. Если они не были надежно гидроизолированы после монтажа, то они могли подвергаться коррозии.
 
2
 
В нашем случае это обстоятельство не так важно, так как у нас упало относительно новое знание. В коорозию мало верится, хотя надо бы проверить эту часть проекта. Уверен, что там вообще нет специальной защиты типа ЭХЗ - электрохимзащиты. А она здесь очень нужна, так как объект стоит в городе, где полным полно так называемых "блуждающих токов".
 
Но это не все. Само здание собрано как из проводников электричества: в первую очередь, металлы, так и из диэлектриков: стекло, тепло и гидро - изоляционные материалы... Это означает, что стихийное возникновение электрических пар типа элементарной батарейки вполне верояно, а значит возможно очень быстрое электрохимическое разрушение в этом месте. Надо бы устроить сплошную проверку узлов...

 

 

Дедюхова Ирина 2004/02/26 18:16 [ответить]

Вначале считается покрытие, затем выполняется статический расчет сооружения. Колонна в отрыве от здания не считается. Все, что сейчас лепят проектировщики в оправдание - на домохозяек рассчитано. А что вам непонятно? Вот так и идем по расчетной логике

1. Покрытие

а) Наплевав на то, что совмещенные кровли над мокрыми помещениями со сложным температуно-влажностным режимом делать не допускается, внесем коэффициент перегрузки, учитывающий то, что вся наша оболочка утяжелится конденсатом, что утеплитель промокнет и проморозится. Понижающими коэффициентами учтем то, что прочность такого железобетона при постоянном выщелачивании будет значительно ниже. В результате получим искомое - толщину оболочки.

б) Далее приступаем к проектированию контурных элементов, которых здесь нет.
Вы спрашиваете про узел опирания оболочки на колонну? Можно опирать и так, но только балку - здесь сложное пространственное покрытие.
Его контуры должны были опереться на ж/б арку, которая должна распределить нагрузку между колоннами.

Здесь нарушены самые начальные расчетные основы: неправильно сопоставлены площади сбора нагрузок колонны и оболочки. Т.е. вместе эта вся халабуда уже не работает.
Почему нужны контурные элементы? Любой конструктор, знакомый понаслышке с теорией расчета пластин и оболочек, знает, что именно на контурах собираются совершенно чудовищные всплески краевых эффектов.

в) кроме контурных элементов у сегмента поверхности вращения обязательно должны быть затяжки ниже оси оболочки. Ведь рухнуло все из-за того, что оболочка стала рваться и распрямляться под действием распора.

1. Рассчитав таким образом покрытие, вносим все данные с реальным весом в расчетную схему, расчет ведем по наиболее неблагоприятному сечению покрытия (в середине), проверяя, как это все будет работать совместно. Тут вновь облом-с
 
Шарнирные опирания мы можем взять в расчете, но не в действительности. Оголовок колонны оформляется распределительной плитой, которая рассчитывается в запас прочности на весь вес покрытия без учета несущей способности колонны.

Там никак не пройдет металлическая колонна!
Я понимаю, почему она взяли сталь 20 (селект), но это вообще не строительная сталь! Наша Сталь - 3! У нас для всех видов нормировано значение вредных примесей, которые как раз и взрывают металл при хрупком разрушении, прошивают все по срезам касательных напряжений и т.д.

Сталь 20 намного дороже, но это машиностроительная сталь. Наши стали низкоуглеродистые. Да хоть какую прочность не возьми, металлическая колонна слишком гибкая для такого покрытия. Это если, конечно, еще пытаться всурьез рассуждать.

Вот и получается, что оболочка нормально была пришпилена к центральной железобетонной колонне, которую измочалило как тряпку.

А теперь посмотрите на внутреннюю поверхность оболочки. Она - рифленая, там сохранена разбивка методом конечных элементов. Если это не асбоцементные скорлупки, то вообще не понимаю, для чего это было сделано? Для красоты? Да какая уж там красота.

Так вот если это не асбоцементные скорлупы, залитые бетоном, а такая дебильная турецкая опалубка, то для тонкостенного ж\б элемента будто нарочно созданы дополнительные выступы для концентрации напряжений.

И по санитарным нормам в банях и саунах требуют сделать ровное покрытие, и по теории пластин и оболочек необходимо, чтобы покрытие было ровным - но мы сделаем красиво!

Так вот в результате, покрытие стало рваться вначале по радиальным лучам, заложенным строителями, сразу же в самой высокой точке пробежала поперечная трещина. Все рухнуло в доли секунды, а с ж\б колонной, которая одна пыталась восприпятствовать такому сценарию - все видели, что стало.

Поэтому чему-то поражаться и как бы не знать, из-за чего все произошло - так это излишняя патетика

Кто-то пытается доказать, что раз один вентилятор вышел из строя, то это "неправильная эксплуатация". Дело в том, что эксплуатировать нормально невозможно. Преступление было совершено еще на этапе объемно-планировочного решения. Там не должно было быть совмещенной кровли по умолчанию.

Все СНиПы дружно дают решения чердачного покрытия в зависимости от степени влажности в мокром помещении. Для этого нормируется и установка вентиляционной системы.
А для такой системы - решений вентиляции не предусмотрено. Так что здесь и генеральный проектировщик, господин Киселев, по уши в дерьме.

Дедюхова Ирина 2004/02/26 19:05 [ответить]
Ну, сталь 20 используется на стройке для изготовления высокопрочных болтов. Так ведь в наших сталях нормируется не только низкое содержание углерода, но и серы, кислорода и фосфора - как раз тех элементов, которые и могут устроить подобный "взрыв".

195. А вот мнение расчетчика МКЭ.Лобков Александр. Дело в том, что при всей неточности и гипотетичности этого вида расчетов, трехугольный элемент - самый примитивный. Мы с ним геотехнике уже не работаем с конца 70-х.

Для того, чтобы колонна потеряла устойчивость, нужна достаточно серьезная перегрузка. Ее одна причина быстрее всего вызвать не может (если все остальное правильно работает и рассчитано).
Быстрее всего, здесь действовала комбинация причин.

В качестве одной из причин запросто может быть ошибочный расчет. Поскольку Курортпроект медленно деградирует (в этом я полностью согласен с Вашей статьей , да собственно и не только он деградирует) достаточно опытных расчетчиков нет.

Ошибка может заключаться в элементарно неправильном использовании МКЭ для расчета устойчивости колонн. Инженеры, плохо понимающие метод, обычно представлют стойку ОДНИМ элементом. При этом нет промежуточных степеней свободы по длине элемента, обеспечивающих поперечную деформацию.
 
Получется, что некуда ему (элементу) прогибаться для потери устойчивости. Разница в величинах критической нагрузки может быть существенной. Например разница в величине критической нагрузки стойки состоящей из одного и из двух элементов в ANSYS"е достигает 20-25%. При бОльшем разбиении разница запросто может достигнуть и 30%  (а может и более, я этого не исследовал специально). Причем тут может влиять и вид закрепления. Весь купол со всеми опорами нужно было считать совместно, учитывая деформацию опор.

Иначе говоря, существует отличная от нуля вероятность, что колонну при расчете представили ОДНИМ элементом, завысив при этом расчетную критическую нагрузку примерно на 30%.
Канчели эту мелочевку не проверяет, оставляя своим инженерам. Совместно с другими факторами (снег, температура, высокая влажность, аэродинамические нагрузки) вызвавшие повышение нагрузки на купол, это могло сыграть свою роль. Однако, не видя расчетной схемы, с определенностью сказать ничего нельзя.

Вопрос еще заключается и в том, какие элементы они использовали для расчета купола. Если это простые треугольники, то они дают при расчете избыточную жесткость, что тоже может внести свой вклад в определение критических нагрузок. В  коммерческих МКЭ программах с этим борятся введением внеузловых функций формы и др. методами. По какой программе они считали я не знаю. Но мы им продали несколько лет назад ANSYS. Так что ANSYS у них был. Нужно еще учитывать тот факт, что я привожу данные по ANSYS, это профессиональная система,выполненная ЧЕСТНО и на высоком уровне, там все эти нюансы проработаны. О ЛИРЕ этого, сожалению, не скажешь, финансовые вложения в ее разработку мизерны по  сравнению с ANSYS. Ее возможности существенно меньше и как там все это реализовано неизвестно (не в обиду будь сказано по отношению к ЛИРЕ, да простят меня разработчики. Я прекрасно понимаю, что это вызвано нашей хрнической бедностью. Это просто констатация фактов)

Ну, сталь 20 используется на стройке для изготовления высокопрочных болтов Так ведь в наших сталях нормируется не только низкое содержание углерода, но и серы, кислорода и фосфора - как раз тех элементов, которые и могут устроить подобный "взрыв".

Все верно. И болты гайки... Ст 20, Ст 25. Так и есть!
Но я на что хотел обратить Ваше внимание. Насколько я помню, для машиностроительных сталей требования по сере, фосфору не менее жесткие, чем для Ст 3. И получить марку Ст 20 "Грязная" партия стали бы не смогла. Но использовать машиностроительную сталь для ответственной сварки? Они бы еще литейный чугун попробовали варить

275. Я только не понимаю, Угрюмый, общий смысл наших публичных чтений СНиПов. В принципе, как верующий человек, я готова приехать в околоток с благотворительными носками, коржиками и чтением СНиПов. Но в данном случае, для чего все это?

Неспециалист от этого все равно специалистом не станет. А если специалист ссучился, прости Господи, до такого, так ведь это - не Священное Писание панночку отчитывать.
     
СНиП 'Кровли' II-26-76. Изменения идут отдельно, п.5.3 и последующих пунктов они не касаются. Для помещений с относительной влажностью свыше 60% (бассейны, бани, сауны, прачечные) там даются размеры вентилируемого чердачного пространства; запрещено применение в качестве кровельного материала кровельной жести и оцинкованного железа, запрещено применение дерева и изделий на основе древесины (можете посмотреть на любой фотографии эти доски, торчащие из-под металлочерепицы), оговаривается влагоемкость утеплителя.

В зависимости от поверхности покрытия оговаривается площадь отверстий приточно-вытяжной вентиляции в продольных стенах, с нормируемым осушающим годовым эффектом. Вчера была ссылка у ТК на тип утеплителя. Хороший утеплитель. Вот только я еще не ослепла! Не знаю, как ими закрывались акты на скрытые работы - но это обычная влагоемкая URSA, которой нам запрещено даже полы цокольных этажей утеплять как раз по причине повышенной влагоемкости.

Но там вообще сделано немыслимое - совмещенная невентилируемая кровля! Предлагаю всем, кто у нас не турок, не Киселев-Канчели, позвонить в любую проектную фирму и попросить сделать проект с согласованием для сауны с небольшим бассейном, но кровлю взять непременно совмещенную, невентилируемую. И послушайте, что они вам скажут. Какими бы нищими мы не были, насколько низко не пали, но такое никому, кроме отъявленных подонков, в голову не приходит, поверьте. Вот посмотрите - все откажутся.
Это не газосварка, это несвязанные пуски арматуры того самого пояса жесткости, который наивные господа проектировщики полагали за контрурные элементы. Турки даже их не сварили!
     
Естественно, не газосварка. Она для соединения арматуры и не применяется (в ГОСТ 10922-90 "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций" она даже и не упоминается. Или электросварка внахлест (см. табл.14 ГОСТ 14098-91) или вязка (см. требования по анкеровке СНиП 2.03.01-84). Для растянутой арматуры - ванная сварка (см. табл.9 ГОСТ 14098-91), но при диаметре не менее 20 для А-III. И не факт, что это арматура "того самого пояса жесткости"
Так вот, что касается упоминавшегося СНиПА по кровлям. Я его нашел в интернете и полистал. Запрета на использование жестяной кровли в нем нет, по одной простой причине - кровельная жесть была исключена из СНиПА в качестве материала для кровли где-то около того времени, когда Ирина появилась на свет. Замечательная советская система строительства предписывала всем использовать для кровли только рулонные (рубероид и т.п.), мастичные покрытия, асбоцементрные листы (в просторечии шифер) ну и практически все, если не вдаваться в совсем мелкие детали. Почему замечательные советские специалисты-строители терпели стеклянные галереи ГУМа и не перекрыли их шифером - для меня загадка.
 
Ирина ПРАВА - кровля из жести нарушение СНиПА, но не потому, что она над влажным помещением (что, кстати говоря, не так, сомневаюсь, что над бетонным перекрытием под жестянной кровлей была повышенная влажность), а потому, что в советском строительстве на этапе перехода от социализма к коммунизму, кровельная жесть, видимо, как пережиток капитализма вообще была не предусмотрена.

Кстати, поскольку никаких других действующих СНиПов по кровлям в настоящее время не существует, боюсь, что и предлагавшиеся самой Ириной альтернативные варианты светопрозрачных современных покрытий - есть прямой путь автора в тюрьму, если следовать ее интерпретации нормативной документации (СНиП, ГОСТ, все остальное - от лукавого).

Ирина также упоминала невентилируемое чердачное помещение. У меня, как человека далекого от строительства, при слове чердак автоматически возникала ассоциация с чердаком (а точнее мансардным помещением) на даче или техническим этажом в П-44, в котором я живу. Очевидно, что подобное чердачное пространство в аквапарке отсутствовало.
 
Боюсь только, что это бытовое понимание чердачного пространства сильно отличается от того, что заложено в СНиП, так как в пункте следующем за тем, на который ссылалась Ирина, говорится что высота вентилируемого чердачного пространства должна определяться расчетом, но не должна быть меньше 50 МИЛЛИМЕТРОВ (SIC!!!).
 
Я так понимаю, что СНиП вполне допускает существование чердаков именно такой высоты, если расчет это обосновывает, и мне кажется, что расстояние между утеплителем и жестью в аквапарке вполне вписывается в этот предел. Кстати и использование дерева в качестве лаг и обрешетки в вентилируемом и не влажном чердачном пространстве между бетонным перекрытием купола и жестянной кровлей СНиПУ не противоречит. Да и использование бетонных перекрытий (не кровель) в бассейнах, я думаю, СНиПами не запрещено, по крайней мере других перекрытий в бассейнах построенных при строгом советском контроле я не видел.
430. Если верхний конец опоры был "заточен" (карандашики) и упирался шарниром в крышу, а нижний наглухо заварен по кругу и стоял в чашке, то при температурных деформациях крыши колонны уже не будет опираться ВСЕМ сечением в чашке, и тогда, возможно, на сжатие будет работать ЧАСТЬ сечения колонны? В чем моя ошибка?
     
Расче