Ст.н.с. д-р Светослав Симеонов: Безотговорността в строителството край няма
България да определи консервативни национални параметри за антисеизмична защита, заради безотговорното строителство
Старши научният сътрудник, доктор на техническите науки, Светослав Симеонов е директор на Централната лаборатория по сеизмична механика и сеизмично инженерство от 2003 г. Завършил е Висшия институт по строителство и архитектура. Специализирал е в Япония и бившия Съветския съюз.
– Г-н Симеонов, може ли да се определи как ще въздейства земетресение върху дадена сграда?
– Може да се установи по два начина – ако има монтиран уред, могат да се направят записи и по тях да се следи координатата на сградата, нейната сеизмична устойчивост на базата на анализ. Ако има регистрирани няколко записа върху една и съща вертикална ос (на различни етажи) могат да се определят динамичните параметри на сградата – нейната собствена динамика, гъвкавост, собствени периоди на свободно трептене и форми. Те се използват непосредствено при проектирането на сградите.
– Как?
– Когато проектират една сграда, за да я изследват на земетръс, проектантите определят именно тези динамични свойства на конструкцията, но на базата на изчислителни модели. А ние ги получаваме от реални записи или от експериментално изследване на сградата. Това дава възможност проектантът да сравни действителните параметри с компютърно получените и да нанесе корекция в програмата и модела за изчисляване на сграда от подобен тип.
– Големи ли са разминаванията?
– Пловдив е определен за противоземетръсно строителство, осигурено за 9 степен. Разгледахме една типична 4 или 5 етажна сграда. Проектантът беше определил, например, за първия собствен период на свободно трептене на сградата 1,8 – 2 секунди (имайте предвид, че веднага след труса сградата започва да се колебае от единия до другия си край). Ние по експериментален път определихме, че собственият период на трептене на сградата е 0,27 секунди. Това означава, че тази сграда е изчислена за три пъти по-малки земетръсни сили, отколкото действително тя ще понесе. Можете да си представите какво ще се случи с тази сграда, когато стане силно земетресение.
– След последното земетресение в София, общината обърна ли се към вас.да проверите заедно състоянието на някои сгради. Правено ли е заснемане на състоянието на сградите с изтърбушени партерни етажи за магазини по улиците “Витошка” и “Граф Игнатиев”?
– От нас такова нещо не е искано. Поради малкия състав на лабораторията, ние нямаме физическа възможност да извършваме такъв голям обем работи. В България има хиляди, десетки хиляди сгради, които са преустроявани най-вече в партерните етажи. Винаги съм казвал, че преустройството в една жилищна сграда касае всички хора, които имат имоти в тази сграда. Те трябва да бъдат изключително внимателни, когато дават съгласие за извършване на преустройство и след това да контролират дали ремонтът се прави по проект. Едно неразумно преустройство очевидно ще доведе до тежки последици за сградата при земетръс.
– Ако разгледаме различните типове сгради, кои ще издържат на земетресение и кои няма?
– При сградите важи основният правен принцип – невинен до доказване на противното. Не може да се каже еднозначно за една сграда, че понеже принадлежи към определена конструктивна система, тя е опасна или че не е. Трябва всяка сграда да се разглежда сама за себе си. Но мога за съжаление да посоча един много голям клас сгради у нас, при които нещата стоят много зле. Това са къщите по селата, които са строени на принципа, който както си знае. Бетонът се бърка на място с една количка цимент, две колички пясък, две колички чакъл, вкарват в него пръст. Тези сгради са строени без проект. При тях противоземетръсни елементи няма. За стоманобетонни шайби и дума не може да стане. Колони обикновено няма.
– Инженери ми казаха, че в старите ниски къщи в средата се изгражда носеща колона и около нея се разполагат помещенията.
– Не зная какво са имали предвид, но сградите, за които аз ви говоря, обикновено нямат колони, за шайби и дума не може да става. Някои имат пояси, но повечето нямат. Масовият случай е 8-10-12 сантиметрови плочи, които лягат директно върху тухлената зидария. Тухлената зидария е от тухли с голям процент кухини, захванати с разтвори с ниска стойност, защото хоросанът също се прави на място – пясък и вар се бъркат в съотношение 1 към колкото падне, колкото и грубо да звучи. Слагат покрива, замазват, нищо не се вижда. После, ако някой реши да продава такава къща, се прави заснемане – пишат, че има колони, греди и плочи, всичко, както си му е редът. Удря се печат “одобрявам” и се узаконява пост фактум, след като е построена по този изключително некадърен начин. Такива сгради около София колкото искате – в Бистрица, Железница, в полите на Плана. А в селските райони в страната са масовите случаи. Тези сгради не девета, а много по-ниска степен земетресение няма да издържат.
– А старите сгради?
– Не говоря за най-старите сгради, които са правени с качествени материали и както трябва. Сградите, които са строени в началото на века в Центъра на София, не са осигурявани за земетръс, защото първият по-сериозен правилник за антиземетръсно строителство е от 1957 г. След това той се променя в 1967 г., 1974 г.,1977 г., 1987 г. и последната наредба е от 2007 г. Но в тези сгради е използвана по-сериозна строителна практика – масово са проектирани от архитекти и инженери, които са учили в чужбина, най-вече в Германия, които са имали добри познания по строително инженерство. В тях са влагани качествени материали. Стоманобетонът, ако не е подложен на някаква агресия, с времето подобрява качеството си, якостта му непрекъснато се повишава. Сградата, дори да не е изчислена за земетресение, ако е конструирана добре, арматурата е сложена при спазване на основни правила, има сериозен шанс. Стените обикновено са дебели тухлени, изградени с тухла и половина – 36-37 сантиметра. Строителните разтвори са с висока якост. Такива дебели тухлени стени играят роля на противоземетръсни шайби. Те са устойчиви, ако не са изрязвани отвори в тях и не е нарушавана целостта им. Естествено при силно земетресение от 9-та степен, те ще получат повреди. Въпросът е да бъдат отстраними и да няма човешки жертви и сериозни щети. Защото всяка една сграда се проектира, не да не получи никакви повреди, защото това е невъзможно, а повредите да бъдат такива, че да се запази животът на хората и постройката да бъде възстановима с изразходване на разумно количество средства за тази цел.
– Не може ли да се построи така, че да няма повреди?
– Може. Но ако я построите, така че при земетресение от 9-та степен да няма никакви повреди, тя ще стане изключително скъпа.
– Как да си обясним, че някои от много старите сгради, старите градски стени на София са по-здрави и не са пострадали при земетресенията назад във вековете?
– Кой е казал, че са по-здрави? Пак казвам, не може да се твърди така. Тези неща са доказуеми само, ако се направи едно обследване. Но голямо предимство е, че старите сгради с мощни стени, обикновено са правени с плътни тухли. По-късно започват да слагат тухли с кухини. На тях не се разчита да имат носеща способност. А за хоризонталните сили на земетръс и за вертикалните сили от собствения товар на сградата, се разчита най-вече на стоманобетоновия скелет – на колони, греди, шайби, плочи и т.н. Например товарът от плочата се пренася в краищата. Чрез поясите отива до колоните. От колоните отива на долния етаж и стига до фундамента. А тухлените стени са само пълнежни. Те могат да се пукат, но това няма никакво значение за цялата сграда. Сградите с плътни тухли при силен строителен разтвор, който ги свързва, имат много силни якостни свойства, включително за хоризонтални сили, имат якост на срязване. Затова някои инженери твърдят, че тези сгради са много по-сигурни.
– Какво представлява скелетно стоманобетонната сграда?
– Това са сгради със стоманобетонен скелет и пълнежи. Стоманобетонният скелет се състои от бетонните елементи на сградата, стоманобетонните шайби, които трябва да поемат хоризонталните земетръсни сили. Те са всъщност стоманобетонни стени, които вървят от фундамента до последното ниво на сградата. Отделно има рамки – система от колони и греди. Стоманобетонният скелет е основната носеща конструкция. Освен него има пълнежни стени от тухлена зидария, за които се счита, че не са носещи, но те също поемат част от сеизмичната енергия с разрушаването си. Щом има енергия – трябва нещо да се счупи, за да я убие. Затова премахването на какъвто и да е вид стени, не е полезно за конструкцията, тъй като се елиминират елементи, които поемат част от енергията на земетресението и тази енергия се преразпределя върху останалите елементи в сградата. Създават се условия за тяхното претоварване.
– Вие в каква сграда живеете?
– Аз живея в сграда с пакетно повдигани плочи. При тази система се изгражда фундаметна плоча и след това върху нея се изливат всички плочи на сградата. Ако сградата е седем етажна – 7-те плочи се правят долу върху фундаметната плоча. Излива се първата плоча, слага се изолация между тях, по същия начин втора, трета, четвърта и т.н. После с един агрегат се вдига целият пакет от плочи. Като се стигне нивото на първия етаж се оставя първата плоча. Там има монтажни колони. В тези плочи има оставени отвори, в които се изграждат противоземетръсните шайби. Те се изливат монолитно отгоре до долу. След това се слага пълнежът. При този вид сгради земетръсните сили се поемат от противоземетръсни шайби. Ако те са направени както трябва, сградата ще издържи.
– А какво ще стане със сградите със стъклени фасади отдолу догоре ?
– Не е имало силно земетресение, което да ги провери. Тези фасади нямат носеща способност и функции. Те са с метални, алуминиеви конструкции, хванати за вътрешната система. Трябва да бъдат укрепени дотолкова, че да са устойчиво свързани. Е, при един силен земетръс от големите деформации, стъклото ще се счупи.
– Каква е основната задача на лабораторията в момента?
– В момента съвместно с Геофизичния институт на БАН разработваме проект за национално приложение на европейските противоземетръсни норми – наречени еврокод 8. Неговото прилагане у нас ще бъде възможно, когато бъдат изготвени някои специфични за територията на нашата страна параметри, за които евро кодът дава възможност всяка държава да определи сама за себе си. Трябва да се направи карта за сеизмично райониране. В момента имаме карта по интензивност. Например за София е определена сеизмична интензивност 9 степен. Велико Търново е – 8, Враца – 7, Варна – 8 и т.н. Но не трябва да се бърка 9-та степен интензивност с 9-та степен по Рихтер. Това са различни неща.
Именно тези скали на интензивност, (скалата, която в момента е валидна в България е скалата на Медведев, Шпонхоер и Карник) определят за едно и също земетресение въздействията в различни точки на земната повърхност. Това примерно земетресение с магнитуд 7,5 може в епицентъра да предизвика интензивност 9 степен – разрушение на сгради, промени в терена, жертви. С отдалечаване от епицентъра, интензивността или ефектът от това земетресение върху земната повърхност, върху хората, върху сградите, върху съоръженията, електропроводи и т. н. започва да намалява, тъй като енергията затихва с разпространението им (сеизмичните вълни с разстоянието затихват, тъй като става поглъщане на енергията от земните пластове). Вече на точки от земната повърхност, различно отдалечени от епицентъра, интензивността намалява, тъй като въздействието става по-слабо. Примерно – счита се, че последното земетресение в София с магнитуд около 4,5 – 5 и нещо, е имало интензивност пета- шеста степен, която предизвика тук-там падане на комини, леки пукнатини на мазилки на по-некачествено строени сгради и нищо повече. Трета степен интензивност вече е съвсем слабо усетено само от някои хора.
Осма степен интензивност е с разрушения на стени. В момента се разработва новата карта за сеизмичност на България. Нашата лаборатория разработва също национални параметри за еврокод 8, които касаят повече строителните конструкции, коефициент на значимост, спектри на реагиране, които определят и сеизмичното въздействие. Това е огромен набор от параметри, които отразяват спецификата на строителната практика в нашата страна. Моето мнение е, че при определяне на тези национални параметри за нашата страна, може би е необходимо да се заложи малко по-голям консерватизъм. Това не би довело до съществено оскъпяване на строителството, но по елегантен начин би елиминирало ефектите от пропуски в строителния процес, отчитайки все пак географската ширина. Смея да твърдя, че нашите норми, дори тези от 1987 година са добри. Ако ги спазвате, ако конструирате добре сградата, ако влагате качествени материали…
– Ролята на контрола?
– Инвеститорът, който си дава парите, за да се построи сградата, трябва да бди на място. Проектантът. Фирмите за строителен надзор са чудесна идея, но съществува порочната практика по-големите строителни компании да имат свои надзорни фирми. Което е вече предпоставка за занижен контрол. Трябва и отделите на общината за незаконно строителство да контролират какво се строи и как се строи. При забелязани нередности има възможност за сезиране на ДНСК – Дирекцията за национален строителен контрол. В блока, в който живея, започнаха да режат една шайба в партерен етаж. Сигнализирахме веднага – дойде полиция, но й показаха някакъв лист, чертеж, уж имали проект.Започнаха да къртят отвор в шайба, което е убийство за сградата. Човешката безотговорност край няма.