Повреждения глазами комиссии. Реальные повреждения на фото. Кирпичные здания лучше?
Председатель этой комиссии, Дэвид Старр Джордан, был уважаемым академиком, чья специальность была зоология, в частности ихтиология, изучение рыб. Он оставил разбор геологических вопросов, касающиеся катастрофы 1906 года, трем сейсмологам из своего комитета. Джордан также дал полную свободу действий единственному инженеру из его состава, Чарльзу Дерлету, чтобы разобраться с отчетом о повреждениях конструкций. Дерлет, должно быть, наслаждался своим положением единственного авторитетного специалиста в этой области, поскольку никто не мог не согласиться с его взглядами, ни противоречить ему. По непонятным причинам, возможно, он много читал на эту тему, Дерлет, кажется, считал себя экспертом по сейсмологии. В докладе Джордана он посвятил десятки страниц чисто геологическим вопросам. Это, должно быть, взбесило настоящих геологов: доктора Фусакичи Омори (которого мы обсуждали в главе 7), Грова Карла Гилберта (который также работал в комитете USGS) и Джона Каспера Браннера, профессора геологии Стэнфордского университета. (При чтении опубликованных Дерлетом экскурсов в геологию, можно найти только бессмысленно повторяемые стандартные тексты.) Даже если бы Джордан мало что знал о гражданском строительстве, он должен был, по крайней мере, удержать Дерлета от отхода от сферы его компетенции и позволить более квалифицированным специалистам, таким как д-р Омори, заниматься геологическими вопросами.
Соглашаясь с выводами USGS о том, что большинство повреждений кирпичных зданий было вызвано плохим раствором и/или плохо закреплёнными стенами, Дерлет не может удержаться от того, чтобы не заметить, что "кирпичные здания не способны выдерживать сильные вибрации вызываемые землетрясением". Короче говоря, кирпичная кладка сама по себе не является сейсмически надежной. Он также утверждает, что "наиболее часто разрушения от землетрясения в Сан-Франциско наблюдались в обычных кирпичных зданиях". Позже он отмечает, что "основным условием для того, чтобы конструкция выдержала землетрясение, является эластичность; то есть возможность вернуться без серьезных повреждений к своей первоначальной форме и положению после деформации". Дерлет пишет, что "здания с деревянным каркасом и стальным каркасом отвечали этому требованию. Почти в равной степени этому требованию соответствует и железобетонное здание. Но конструкции из кирпича и каменных блоков...не отвечают требованиям пластичности и эластичности в какой либо степени. Эта эластичность, конечно, важна в очень высоких зданиях, но все они в Сан-Франциско во время землетрясения были построены из стального каркаса, а не из кирпича". В Сан-Франциско не было зданий, подобных небоскребу Ингаллс, чтобы проверить "эластичность" железобетона во время сильного землетрясения. Дерлет действительно признает, что "некоторые кирпичные строения хорошо себя показали", но он сразу же отравляет это замечание, написав, что они "являются исключениями, которые доказывают правило. Для каждого кирпичного здания, выдержавшего удар, можно легко привести множество примеров полного разрушения подобных строений". Несколько страниц спустя Дерлет пишет, что "в Сан-Франциско не было железобетонных зданий, потому что до пожара всегда существовало успешное противодействие их строительству". Дерлет был достаточно мудр, и не упоминал о складе Bekins, который был построен из кирпича и железобетона. Однако Дерлет, по-видимому, разделял избирательную амнезию Соула, поскольку он никогда не упоминает обсерваторию Суини, большую железобетонную конструкцию, которая рухнула во время землетрясения.
Что на самом деле происходило с железобетонными зданиями во время катастрофы 1906 года
Когда 18 апреля 1906 года в Сан-Франциско произошло землетрясение, там было пять, возможно, шесть, зданий, которые были полностью или по большей части построены из железобетона. Похоже, "противостояние" железобетонному строительству в городе было незначительным. Пять известных зданий были: большая пристройка для зерна, принадлежащая Globe Mills на старой Северной набережной Сан-Франциско; небольшое офисное здание на Саттер-стрит (все упоминания этого здания отставляют её без имени); ранее обсуждавшаяся обсерватория Суини; мост через озеро Алворд (на самом деле туннель) в парке Золотые Ворота; и" чистый железобетонный " склад Bekins Van and Storage Company на Миссион-стрит. Шестое возможное здание будет обсуждаться позже.
Как мы видели, обсерватория Суини в парке Золотые Ворота рухнула во время землетрясения. Туннель на озере Литтл-Алворд, чистое железобетонное сооружение в том же парке, прекрасно сохранился. Странно, что этот факт не упоминается в отчете USGS. Возможно, об этом не упомянули, потому что это противоречило бы заявлению Хамфри о том, что, обсерватория рухнула в парке, в котором мало что еще могло устоять. Во любом случае, во время землетрясения туннели как правило получают только поверхностные повреждения, поэтому его выживание было ничем не примечательным. Globe Mills пережило землетрясение, но было вызженно дотла последующим пожаром, тем самым явно доказав, что бетон не был "огнеупорным". Не понятно, было ли здание на улице Саттер уничтожено землетрясением или последующей огненной бурей. Здание Globe Mills и здание Sutter Street не упоминаются в отчетах USGS или Jordan. Это как если бы их и не было. Видимо их судьба явно не соответствовала картине, которую хотели нарисовать лоббисты бетона.
Это оставляет нам складское здание Bekins Van and Storage Company, которое имело, несмотря на утверждения об обратном, вероятно, наименьшее количество железобетонных элементов из всех ранее упомянутых зданий. К чести Сьюэлла, он указывает, что склад на самом деле не был настоящим железобетонным зданием, потому что у него были кирпичные стены, но он не может удержаться от упоминания о том, что "стены были сильно повреждены землетрясением, а вот бетон был абсолютно неповрежденным. Оба утверждения неверны. Кирпичные стены местами сильно потрескались, но остались стоять. Огонь уничтожил большую часть имущества находящегося на первом этаже, и жара была достаточно сильной, чтобы началось шелушение бетона на большей части бетонного потолка (пол второго этажа), до обнажения арматуры. (Этот ущерб был описан Хамфри как "небольшие пузыри", что сходно с утверждением, что Джек Потрошитель только "слегка царапал" своих жертв. К счастью, на втором этаже не было ничего, что могло бы привести к обрушению ослабленного потолка. Важно отметить, что склад Бекинса все еще строился во время катастрофы, и были построены только два из запланированных шести этажей. Следовательно, склад был исключительно прочной конструкцией не смотря на его размеры. Если бы не кирпичные стены, склад Бекинса, вполне возможно, превратился бы в груду бетонных обломков и скрученной арматуры, как обсерватория Суини, здание на Саттер-стрит и пристройка к "Глоб Миллс".
Возможно, во время землетрясения и пожара 1906 года в Сан-Франциско было шестое железобетонное здание: здание Арктического нефтяного завода Эрнеста Рэнсома, первое в мире крупное коммерческое сооружение, построенное из железобетона. Я не смог определить его судьбу, несмотря на поиск по каталогам и страховым записям. Оно, не появляется ни в каких записях, которые я смог обнаружить, которые были опубликованы после катастрофы. Однако мне интересно, что в своих воспоминаниях, опубликованных шесть лет спустя, Рэнсом не упоминает ни здание Арктического нефтяного завода, ни обсерваторию Суини, хотя оба они, безусловно, были знаковыми зданиями в истории железобетона. Снова, здания как будто никогда и не существовали.
Если мы не будем упоминать здание Арктического нефтяного завода, три из пяти зданий в Сан-Франциско построенных полностью из железобетона или имевшие большое количество железобетонных элементов были полностью уничтожены или землетрясением или пожаром, а бетон в четвертом здании, Bekins Van and Storage Company, был сильно поврежден. Короче говоря, 80 процентов этих зданий в городе были повреждены или разрушены в результате катастрофы, что вряд ли является явным одобрением железобетонного строительства.
Поскольку близко к эпицентру землетрясения можно было найти только один выживший пример "железобетонного" здания - склад Bekins Van and Storage, или, скорее, считать приемлемым для следователей комиссий в Сан-Франциско, спасительных выживших пришлось искать подальше. Стэнфордский университет был отличным выбором, поскольку он имел как железобетонные сооружения, так и здания из кирпичной кладки, и поведение обоих из них можно было сравнить. Каменная кладка из песчаника была серьезно повреждена в некоторых местах, особенно часовня Стэнфордского мемориала, которая была разрушена, когда одна из ее башен упала и проломила крышу. Два железобетонных сооружения, общежитие для девочек (1891) и младший музей Лиланда Стэнфорда (1894)-прекрасные образцы работ Джорджа Перси и Эрнеста Рэнсома - сохранились, получив лишь поверхностные повреждения.
Много выводов последовало из состояния железобетонной колокольни в колледже Миллс в Окленде, городе, который пострадал гораздо меньше во время землетрясения. Под названием El Campanil, башня была спроектирована и построена архитектором Джулией Морган двумя годами ранее. (Табличка, размещенная у основания башни, когда она была завершена в 1904 году, неправильно гласит, что это "первое железобетонное сооружение к западу от Миссисипи". Ему предшествовали арктический нефтеперерабатывающий завод Рэнсома, обсерватория Суини и тоннель у озера Алворд, построенные на пятнадцать лет раньше.)
Новость о катастрофе в Сан-Франциско потрясла нацию. На фотографиях, сделанных репортерами, допущенными в город после тушения пожаров, были видны обширные поля обломков, которые когда-то были деловой частью центра Сан-Франциско. Поскольку большая часть обломков была кирпичными (дерево исчезло в огне), многие энтузиасты бетона увидели возможность использовать калифорнийскую катастрофу для продвижения "сейсмостойких" и "огнеупорных" качеств своего строительного материала. Пропагандистская кампания от имени бетона началась еще до того, как были сформированы инженерные комиссии для изучения ущерба, причиненного катастрофой. В редакционной статье июньского выпуска "цементных и инженерных новостей" 1906 года отмечалось, что "американская цементная промышленность пробилась через массу предрассудков, последний остаток которых был разрушен и похоронен великолепным поведением бетона во время землетрясения и пожара в Сан-Франциско. Даже тот класс архитекторов, который цепляется за идеи и строительные материалы предков с китайским упорством, либо встал на сторону бетона, либо был поражен огромной массой постоянно накапливающихся свидетельств в пользу бетона как идеального материала для строительства". Защитники бетона указывали на фотографии развалин Сан-Франциско 1906 года в течение многих последующих лет, хотя такие фотографии показывают город не только после того, как он пережил землетрясение, но и после трех дней огненных бурь и множества взрывов динамита, произведённых солдатами и пожарными. Противоречащие им свидетельства, представленные другими наблюдателями, в том числе несколькими более честными сторонниками бетонного строительства, были либо проигнорированы либо замолчаны.
Подавляющее большинство фотографий "руин", сделанных в Сан-Франциско после катастрофы, были сделаны туристами, посетившими разрушенный город после тушения пожаров. Мы уже говорили об этом. Из небольшого количества оставшихся снимков большинство было сделано, пока Сан-Франциско еще горел. Несколько фотографий были сделаны людьми сразу после землетрясения, но до того, как пожары набрали силу и уничтожили большие участки города. Эти фотографии довольно интересны, поскольку они показывают фактический ущерб, причиненный землетрясением, прежде чем пламя скрыло все доказательства. На юге района рынка мы видим сильно поврежденные деревянные каркасные и жилые дома, построенные на аллювиальной почве. Иногда видно сплошные разрушения, другими словами, невозможно найти неповрежденное здание. На некоторых фотографиях, показывающих центр Сан-Франциско, в некоторых местах можно увидеть отдельные случаи разрушений; на других - разрушений нет вообще. В то время как много выводов было сделано из разрушения городской ратуши Сан-Франциско, построенной из камня, которую много раз снимали после пожара, фотографии сделанные до пожара показывают, что большинство зданий вокруг неё выдержали землетрясение с небольшими повреждениями конструкции или вообще без них, например, большой деревянный павильон механики через дорогу или кирпичное здание архива рядом с городской ратушей. Вскоре после того, как эти фотографии были сделаны, люди повернули свои объективы на дымовые облака первых пожаров. В зависимости от того, где были сделаны фотографии, изображения на переднем плане показывают различные места, такие как здание миссии и западные районы города. Здесь мы также видим очень мало или полное отсутствие повреждений деревянных каркасных и каменных конструкций, которым явно помогла более твердая почва этих районов. Удивительно, а, возможно и нет, что эти важные фотографии не использовались в отчетах USGS и Джордана, за исключением двух снимков, сделанных с южной стороны региона рынка, где разрушение было повсеместным и а этот район, в основном, был застроен деревянными зданиями.
Архитектор и руководитель страховой компании Джон Р. Фримен наткнулся на эти фотографии, сделанные после землетрясения, но до пожара, когда он составлял свою весьма уважаемую книгу "Повреждения от землетрясения и их страхование", опубликованную в 1932 году. Он говорит нам, что "известный" инженер, которому он показал эти фотографии, "начал возражать, что существует опасность того, что их оглашение может заставить владельцев недвижимости поверить, что старые стандарты были достаточно хороши, и что публикация этих фотографий задержит принятие законов о строительстве, в которых будет больше внимания уделено безопасности".
Исследования Фримена показали, что качественно построенные кирпичные сооружения хорошо выдержали землетрясение 1906 года. Это было подтверждено и в других исследованиях, проведенных с момента выхода книги Фримена. Доктор Роберт Нэйсон, который изучал ущерб, причиненный в результате катастрофы 1906 года для USGS в 1970-х годах, сообщает, что "в целом кирпичные здания очень хорошо справились с землетрясением, что я нашел довольно удивительным". Кроме Фримена и работы д-р Насона, Стивен Тобринер в своем отчете для научно-исследовательского института землетрясений, посвящённом столетию катастрофы 1906 года, пишет: "трудно поверить факту удивительно хорошего состояния многих кирпичных зданий в Сан-Франциско в 1906 году после землетрясения, учитывая преобладающее убеждение среди сегодняшних инженеров, что такие здания наиболее опасны."
Относительно легко определить сейсмически надежное кирпичное здание. В основном, это то здание, в котором для кладки использовался хороший раствор, со стенами, надёжно прикрепленными к каркасу, и без незакреплённых карнизов или отдельно стоящих частей, таких как ложные фасады (популярные в зданиях девятнадцатого века) или башни. Многие инженеры, как американские, так и японские, приехавшие в Калифорнию, чтобы изучить повреждения конструкций, вызванные землетрясением 1906 года и пожаром, обнаружили, что самым большим преступником был плохой раствор. Доктор Т. Накамура, сопровождавший доктора Омори в Сан-Франциско сообщил, что "мошеннический раствор, некуда ни годная смесь морского песка и извести, несет ответственность практически за весь ущерб от землетрясения в Сан-Франциско". Архитектор и автор Ф. В. Фицпатрик сделал аналогичные наблюдения после осмотра последствий катастрофы, отметив в разрушенных стенах одного кирпичного здания, что "раствор состоял из песка и воды". Фицпатрик был также одним из немногих, кто заметил "оазисы в пустыне" и то, что другие называли "островами среди руин". Это были небольшие карманы в сожженных районах Сан-Франциско, обычно размером с несколько кварталов, в которых пожарные смогли успешно противостоять пламени. (Большинство из этих уцелевших мест связано с доблестными усилиями лейтенанта Фримена (не имеющего никакого отношения к Чарльзу Фримену) и людям под его командованием). Эти спасенные островки демонстрируют даже более эффективно, чем фотографии, насколько хорошо здания выдержали землетрясение в частях города, нетронутых огнем. Практически все здания, большинство из которых были кирпичными, все еще стояли после землетрясения, а многие находились в, что можно было бы назвать, "нетронутом" состоянием. Здания в таких островках, так и фотографии сделанные до пожара категорически противоречат утверждениям Дерлета о том, что уцелевшие кирпичные конструкции были "исключениями, доказывающими правило", и что для "каждого кирпичного здания, выдержавшего удар, легко привести ряд примеров полного разрушения".
Возникает соблазн сказать, что упавшие кирпичные здания были исключениями, которые доказывали правило, и это было верно, по крайней мере, в Сан-Франциско. Сан-Франциско был поражен мощным землетрясением в 1868 году. Плохо построенные кирпичные здания были сильно повреждены в результате подземного толчка, и это преподало сознательным строителям города ценный урок о том, чего следует избегать в будущем. Тем не менее, в городе, где строительные нормы часто игнорировались и лишь эпизодически выполнялись, уроки, извлеченные из более раннего землетрясения, не помешали строительству некоторых несоответствующих нормативам зданий из каменной кладки. Ситуация была намного хуже в других городах Северной Калифорнии, таких как Санта-Роза, которая, в отличие от Сан-Франциско, где плохое кирпичное строительство было скорее правилом, чем исключением, имела значительный ущерб причинённый кирпичным зданиям. В пятнадцати милях к югу от Санта-Розы находится старый город Петалума, получивший статус города в 1858 году, история которого, на самом деле, восходит к мексиканскому правлению. Он также ближе к разлому Сан-Андреас. Петалума пережила предыдущие землетрясения, и, возможно, это объясняет, почему кирпичные строения там были построены с лучшим качеством, и, как следствие, почему город пострадал в 1906 году гораздо меньше, чем его сосед на севере.
Может быть, что даже плохо построенные кирпичные конструкции предпочтительнее плохо построенных железобетонных зданий во время землетрясения. "Более важным, чем вопрос ущерба, является вопрос причинения смерти", - объясняет д-р Нейсон. "В большинстве случаев разрушение некачественно построенного кирпичного здания представляет угрозу для тех, кто находится за его пределами, например, для пешеходов, так как при обрушении части стены кирпичи будут сыпаться на тротуар. Тем не менее, здание, как правило, остается стоять, и те, кто находятся внутри, как правило, невредимы. При разрушении плохо построенного железобетонного здания часто происходит катастрофическое обрушение, при котором много людей внутри него гибнет или получает ранения".
Если бы было известно, что три из пяти железобетонных зданий в Сан-Франциско были разрушены во время катастрофы 1906 года, а четвертая - повреждена, то, несомненно, в строительстве из железобетона произошла бы временная задержка. Однако эта задержка привела бы к улучшению железобетонных конструкций и строительных норм и спасла бы много жизней в будущих землетрясениях. Вместо этого сторонники железобетонного строительства будут указывать на фотографии обломков и цитировать отчеты USGS и Джордана почти столетие. В результате мы получим много вреда.
Рис 39. Толпа собралась в деловом центре Сан-Франциско утром 18 апреля 1906 года чтобы увидеть надвигающийся пожар. Фотография была сделана после землетрясения но до того как огненная буря накрыла восточную часть города.
Рис 40. Человек идущий по руинам оставшимся после катастрофы 1906 года. Фотография руин была использована бетонной промышленностью чтобы показать "несостоятельность" строительства из кирпича в условиях катастрофы. На самом деле наибольшую угрозу жителям Сан-Франциско представляли именно железобетонные здания из-за неустойчивости при землетрясении и под воздействием огня.