СЕЙСМОУСТОЙЧИВОСТЬ ХРАМОВ-НОВОСТРОЕК:ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА И ТИПИЧНЫЕ ОШИБКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Краснодарский край попал в перечень сейсмоопасных российских регионов одним их первых — в 1992 году. Сколь-нибудь опасные землетрясения с тех пор здесь не регистрировались. Однако храмы-новостройки продолжают неукоснительно возводиться с соблюдением правил сейсмоустойчивости. За последнюю четверть века в пределах Кубанской митрополии построено около двух десятков церквей по соответствующим стандартам. Среди них можно упомянуть храм Рождества Христова (г. Краснодар, Рождественская наб., 1), Казанскую церковь (г. Краснодар, ул. Тургенева, 169), Апшеронский женский монастырь в честь иконы Божией Матери «Нерушимая Стена» (г. Апшеронск, ул. Юдина, 4), храмы во имя преподобного Серафима Саровского (п. Энем) и великомученика Георгия Победоносца (ст-ца Бриньковская). Сейсмичность большинства стройплощадок, на которых они возводились, проектными документами определялась в семь баллов. PDF-версия
Правил сейсмоустойчивости при возведении храмов, как оказывается при внимательном рассмотрении, не так много. Перечислить и кратко прокомментировать их «Журнал Московской Патриархии» попросил древлехранителя и главного архитектора Екатеринодарской епархии, заслуженного архитектора РФ профессора Краснодарского государственного университета культуры и искусств Юрия Субботина
1. Архитектурно-планировочное решение (конструктивная устойчивость геометрической фигуры)
В плане храм не должен сильно отличаться от правильной геометрической фигуры, в которой характерные длина и ширина совпадают (например, круга или квадрата). Пространства приделов, алтарных апсид, выступов (или, наоборот, пристроек) в углах, прилегающих к северным или южным дверям ризниц, могут немного нарушать это соотношение. Да и применительно к конкретному земельному участку даже центральный придел далеко не всегда получается спроектировать симметричным (тем более квадратным или круглым). Но эмпирическое правило, хорошо зарекомендовавшее себя за много лет эксплуатации зданий в сейсмоопасных регионах, гласит: соотношение большого и малого линейных размеров храмовой постройки в плане не должно превышать квадратный корень из двух (для предварительных предпроектных расчетов можно пользоваться примерным коэффициентом 1,5).
2. Железобетонный каркас (конструктивная жесткость ограждающих конструкций и внутренних несущих стен)
Бетон в железобетонной конструкции работает на сжатие, а стальная арматура — на растяжение. Вместе в каркасе они формируют жесткий «скелет» здания.
3. Внутренний конструктив (поддерживающие своды опоры с металлическим усилением)
Координаты для размещения опор (как правило, они реализуются в виде колонн с внутренней стальной арматурой) в соответствии с законами физики прочности легко определяются сравнительно простым способом. План проектируемого храма делится отрезками по диагонали, как показано на рис. 1 (а). Точка их пересечения определяет место размещения конструктивной колонны первого порядка. Получившиеся в результате деления внутренние (малые) фигуры делятся диагоналями еще раз. Точка их пересечения даст место для конструктивной колонны второго порядка. Этот процесс можно продолжать несколько раз в зависимости от числа необходимых дополнительных опор, определяемых из соотношения расчетных значений заданной нагрузки и несущей способности каждой из колонн. Важное правило касается корректного перераспределения механических напряжений от внутреннего конструктива к железобетонному каркасу. А именно: перпендикуляр, восстановленный на плане здания из точки расположения колонны к обозначающим фасады отрезкам (или касательным к ним в случае криволинейного профиля фасада), не может выходить в занятый оконным или дверным проемом участок! Если получается именно так, то в проекте необходимо либо менять расположение окон и дверей, либо отказываться от размещения усиливающей опоры именно в этом месте. Почему — станет ясно из следующего пункта.
4. Ребра жесткости (горизонтальные связи)
Это балки, ригели или усиленные полуарки, связывающие колонны внутреннего конструктива между собой и с наружным железобетонным каркасом. Именно из-за этих компонентов внутренние опоры нет смысла располагать напротив окон или дверей: никакой пользы подобное решение не принесет (рис. 1 (б)).
5. Монолитный фундамент (защита от опрокидывания)
Сплошная плита (см. рис. 2 (а)) придает общую устойчивость всему зданию. При землетрясении она перемещается (колеблется) вместе с земной корой, не позволяя центру тяжести храма уйти из положения относительного равновесия. Если в проект включен подвал или подклет, то их также следует перекрывать сверху монолитной железобетонной плитой, поверх которой располагать основные молитвенные помещения.
6. Пояс из монолитного бетона по всему периметру (усиление фасадов (см. рис. 2 (б))
Работает как дополнительная жесткая связь между ограждающими конструкциями и железобетонным каркасом. Параллельно он немного снижает значение вертикальной координаты центра тяжести постройки и тем самым повышает ее устойчивость.
7. Обязательные разделы «Сейсмоустойчивость», «Гидроизоляция» и «Вентиляция и кондиционирование» в техническом задании на проектирование (корректно ссылаемся на нормативы)
Без указания нормативных документов, по которым необходимо вести инженерные расчеты, проектировщик не сможет верно определить параметры воздействия внешней среды на капитальные конструкции здания, а значит, ошибется при расчете значений прочностных характеристик, описанных выше.
Соблюдение этих, в общем нехитрых, правил делает храмовую постройку крайне устойчивой, жесткой и прочной по отношению к воздействиям природного характера. С точки зрения прочностных свойств она превращается в исполинскую «табуретку», перевернутую вверх ногами: завалить набок трудно, расшатать тяжело, разрушить ударом что сверху, что с боков практически невозможно.
КОММЕНТАРИЙ
Протоиерей Константин Гераськов, настоятель храмов Рождества Пресвятой Богородицы и иконы Божией Матери «Призри на смирение» в Невельске на Сахалине: "Если Господь не сохранит, никакая прочность не спасет"
Вопросы устойчивости и надежности зданий для cахалинцев особенно актуальны. Хоть однажды увидев воочию, что может стихия сотворить буквально за секунды, волей-неволей начинаешь думать о прочности строения.
Начало церковной жизни в Невельске относится к 1993 году. По Нагорной улице был приобретен небольшой домик, который приспособили под храм. Помещение не вмещало всех желающих участвовать в богослужении. Поэтому городская администрация предоставила земельный участок для строительства нового храма в честь Рождества Пресвятой Богородицы, который и был освящен в 1998 году. Когда его возводили, не было ни качественных материалов, ни опытных строителей. Теперь многие недочеты видны невооруженным глазом. Но при всем при этом здание, как показали пережитые испытания, построили на совесть.
Переломный момент в жизни нашего города приходится на 2 августа 2007 года. В этот день произошло очень сильное землетрясение магнитудой 6,8 балла по шкале Рихтера. Его эпицентр находился в Татарском проливе, в 10 км от Невельска. Чудесным образом тогда удалось избежать многочисленных жертв: погибла только одна молодая женщина. О масштабах стихийного бедствия говорит тот факт, что более чем 85 % жилого фонда впоследствии было снесено как непригодное для жизни и эксплуатации. При этом храм в честь Рождества Пресвятой Богородицы сильно не пострадал: от колебания почвы лишь надломился крест на маковке и попадали подсвечники. Сразу после трагедии в храм пришло множество людей, посчитавших церковь самым безопасным местом. В этот день неоднократно совершались молебны по просьбе прихожан, благодаривших Бога за то, что остались живы.
Примечательно, что буквально за три месяца до землетрясения из Киева на Сахалин прибыла чудотворная икона Божией Матери «Призри на смирение». С этим образом на небольшом военном судне был совершен своеобразный крестный ход по прибрежной полосе, недалеко от эпицентра стихии, разразившейся здесь через 90 дней. Многие жители Невельска считают, что город был сохранен предстательством Божией Матери.
В благодарность Божией Матери в спасенном городе началось строительство нового храма именно в честь этой чудотворной иконы, которое далось непросто. За основу храма в честь иконы Божией Матери «Призри на смирение» был взят немного увеличеный в размерах типовой проект (на 150–200 человек), по которому на Сахалине уже построено несколько храмов. Строительство началось в июле 2012 года. В 2013 году здание храма и воскресной школы было подведено под кровлю. Но оно не соответствовало ожиданиям заказчика и, что особенно важно, сейсмологическим требованиям. В связи с этим решили полностью его переделать, заменив и подрядную организацию. Новостройку пришлось разобрать до фундамента и возводить по иной технологии. Теперь ее сложили из калиброванных бревен, скрепив венцы при помощи потайных шпилек и придав конструкции дополнительную прочность. Фундаментом послужила железобетонная плита, а крышу выполнили с опорой на металлический каркас. Храм, конечно, вышел крепче. Но все же если Господь не сохранит, никакая прочность не поможет.
4 сентября 2016 года Святейший Патриарх Кирилл совершил малое освящение храма в честь иконы Божией Матери «Призри на смирение».
