Передмова. Найбільша в світі техногенна аварія, відома як Чорнобильська катастрофа, відбулася на відстані 100 км від нашого інституту. Відомості про аварію на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС) надійшли до нас рано вранці 28 квітня 1986 року з неофіційних джерел. Найстрашніше, що ми могли тоді припустити, — це обвал покриття, уламки якого могли пошкодити реактор. Однак нам було відомо, що будівельні металоконструкції покриття там найзвичайніші, а снігової навантаги у квітні не було. Тому що ж могло там обвалитися було цілком незрозуміло. І лише через кілька днів ми усвідомили сутність і справжній масштаб катастрофи.

Джерелом аварії став уран-графітовий атомний реактор РБМК‑1000 (реактор великої потужності, канальний, 1000 мегават), розроблений під керівництвом академіків А.П. Алєксандрова (науковий керівник, Інститут атомної енергії імені І.В. Курчатова), Н.А. Доллєжаля (головний конструктор, Науково-дослідний і конструкторський інститут енерготехніки) та М. П. Мельникова (головний конструктор з металевих конструкцій, Центральний науково-дослідний і проектний інститут сталевих конструкцій). Творці реактора були настільки впевнені у високому рівні безпеки реакторів типу РБМК, що реакторне відділення навіть не було обладнане захисною оболонкою. Вони вважали, що в такому агрегаті ядерна ланцюгова реакція неможлива в принципі.

Однак життя, на превеликий жаль, спростувало цю впевненість (до речі, зайвий раз довівши, що все відбувається за своїми правилами, бо життя є життя!), понєваж некерована ланцюгова реакція розпочалася в невеликій частині активної зони, що спричинило місцеве перегрівання та катастрофічне підвищення тиску в системі водяного охолодження. Вибухнули труби паливних каналів і хмара пари не тільки легко зірвала 2500‑тонну кришку реактора зі своїх кріплень, а й виштовхнула її на велику висоту. В утворене жерло ринула суміш пари, уламків графітової кладки, ядерного палива. Кришка реактора впала назад в активну зону, викликавши додатковий викид радіоактивних речовин в атмосферу. З шахти реактора в центральну залу вирвалися сотні кубометрів водню. Змішавшись із повітрям, водень утворив вибухонебезпечну суміш, яка вибухнула, найімовірніше, від випадкової іскри або від розпеченого графіту. Температура в аварійній зоні досягла 2500–2700 °C. І саме цей вибух зруйнував дах, центральну залу реакторного відділення та інші приміщення 4‑го енергоблока.

Наступ на зруйнований енергоблок розпочався одразу після аварії. Проводилася дезактивація прилеглої території. Розкидані вибухом радіоактивні уламки та ґрунт із найбільш забруднених місць збиралися в контейнери. Використовувалася найрізноманітніша будівельно-дорожня техніка, зокрема виготовлена в Польщі, Фінляндії, ФРН, Японії. Місце водія захищалося свинцем, а повітря надходило через фільтри. Деякі машини були обладнані апаратурою телеспостереження. Контейнери пізніше поміщали в зруйнований енергоблок або вивозили в місця поховання — «могильники». Після попереднього очищення територію навколо енергоблока покрили шаром щебеню, піску та бетону завтовшки до 1,5 м.

Саркофаг. Поки робилися ці перші кроки, конструктори розробляли варіанти споруди, яка б відгородила зруйнований реактор від зовнішнього світу, яку в народі назвали Саркофагом. Ніхто ще не вирішував такого складного завдання, до того ж, без достовірної інформації. Тому проєктування та будівництво велося одночасно з її отриманням. Потрібно було опрацювати 18 варіантів проєкту, щоб вибрати з них остаточний, запропонований Всесоюзним науково-дослідним інститутом енергетичних технологій (ВНІПІЕТ). Аксонометрія остаточного варіанта конструктивної схеми Саркофага показана на рис. 2, а її плян — на рис. 3. Зауважимо, що ЧАЕС орієнтована в просторі так, що літерні осі прямокутної координатної сітки йдуть точно зі сходу на захід, а цифрові — точно з півдня на північ.

Насамперед потрібно було звести бетонні стіни, що відокремлюють зону руйнувань від решти приміщень станції. З усіх цих стін найскладнішою виявилася каскадна стіна (рис. 2). Вона виконувалася уступами заввишки по 12 м. Металева опалубка уступів спроєктована з великогабаритних щитів завдовжки до 54 м із спеціальною опорою. Монтажна маса таких щитів досягала 100 т. Решту огороджувальних функцій виконує покриття складної геометричної форми, уявлення про яке також дає рис. 2. Далі по тексту переважно будемо користуватися наведеною на рис. 3 конструктивною схемою Саркофага.

Як вбачається з цієї схеми, основу центральної частини покриття складають балки Б2. Вони являють собою спарені металеві конструкції зі сталі 09Г2С прогоном 38,0 м, заввишки 3,4 м і масою 130 т. По балках Б2 укладено так званий трубний настил. Він складається з 27 труб завдовжки 34,5 м, діаметром 1220 мм із стінкою завтовшки 15,2 мм. За всією довжиною труби до неї з двох боків приварені гнуті швелери 800x150x10 мм. Зауважимо, що тримальна здатність трубних елементів забезпечена зі значним запасом, оскільки вони проєктувалися для сприйняття навантаги шару бетону завтовшки 600 мм.

Проте від застосування бетону в процесі будівництва відмовилися, уклавши поверх труб по прогонах легку покрівлю з профільованого настилу.

Північна та південна частини покриття мають похилі та вертикальні площини і складаються з окремих щитів. Тримальну основу цих щитів складають Г-подібні елементи, так звані «ключки». Північні опори мають прогін похилої ділянки 13 м і висоту вертикальної ділянки — 3,5 м. Вони обшиті листами завтовшки 4 мм. Ширина опор становить 3 м. Вони спираються на балки Б1 і північну контрфорсну стіну.

Південні щити, розташовані між рядами Б і В, складаються з поздовжніх і поперечних балок та настилу завтовшки 3 мм. Вони мають вертикальну стінку заввишки 12,25 м і похилу ділянку завдовжки 12,9 м. Щити мають ширину 6 м. Ці щити спираються на південну гілку балки «Мамонт» і на балку «Восьминіг». Південні щити з листовою обшивкою завтовшки 4 мм розташовані між рядами Ж — В між осями 45–50. По осі Ж вони спираються на балку Б1, а по осі В — на балку «Мамонт». Аналогічну конструкцію мають східні та західні металеві щити.

Покриття машинної зали між осями 41–49 було дуже пошкоджене. Тому прийняли рішення поверх існуючого розмістити нове покриття по фермах, що спирається на нові просторові решітчасті колони.

Проєктування конструкцій Саркофага. До проєктування конструкцій Саркофага було залучено багато організацій. До складу московської групи входили організації «ПромНДІпроект», «Оргтехстрой-Н », «Оргбудпроект». Для надання консультаційних послуг у процесі проєктування та будівництва були запрошені фахівці з Інституту атомної енергії ім. І.В. Курчатова Академії наук СРСР, фахівці з інститутів Держбуду СРСР: Науково-дослідного інституту залізобетонних конструкцій (НДІЗБК), Центрального науково-дослідного інституту будівельних конструкцій ім. В.А. Кучеренка (ЦНДІБК), Науково-дослідного інституту основ і підземних споруд ім. Н.М. Герсеванова (НДІОПС), Науково-дослідного інституту будівельних конструкцій (НДІБК) та з інших організацій.

Для проєктування металоконструкцій Саркофага було залучено спеціалізовану організацію з Москви — «ЦНДІПроектстальконструкція» та українські інститути «УкрНДІпроектстальконструкція» (нині Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського) і «Дніпропроектстальконструкція». Інститут «УкрНДІпроектстальконструкція» у Чорнобилі представляли Михайло Кондра, Ігор Сідненков та Олександр Сєдов, а інститут «Дніпропроектстальконструкція» — Марк Герзон, які працювали цілодобово. Саме вони втілили в металевих конструкціях ідею ВНІПІЕТ щодо конструктивної форми Саркофага.

Інститут «УкрНДІпроектстальконструкція» розробив кресленики північних і південних кронштейнів разом з обшивкою та брав участь у проєктуванні інших металоконструкцій. За успішне виконання завдання з розроблення креслеників А.С. Сєдов був нагороджений Орденом Трудового Червоного Прапора. Великий внесок у проєктування зробили монтажники. Їхні раціоналізаторські пропозиції одразу розглядалися і, у разі схвалення, втілювалися в життя. Проєктування металевих конструкцій Саркофага тривало один місяць. Конструкції виготовив Дніпропетровський завод металоконструкцій імені Бабушкіна за безпосередньої участі директора П.Л. Аксютенка та головного конструктора Л.Х. Резника. За термінами виконання замовлення були перекриті всі мислимі норми.

Конструкції Саркофага змонтували за п’ять місяців. Будівництво завершилося в листопаді 1986 р. У процесі будівництва було укладено близько 400 тисяч кубометрів бетону, змонтовано понад 7 тисяч тонн металоконструкцій, знято та переміщено 90 тисяч кубометрів ґрунту. Саркофаг набув вигляду, показаного на рис. 4.

Подальші роботи на території Чорнобильської АЕС. Будівництво Саркофага і нового покриття частини машинної зали (рис. 5) не завершило ліквідацію наслідків Чорнобильської катастрофи на території ЧАЕС. Надалі потрібно було підтримувати в безаварійному стані конструкції самого Саркофага, зокрема, його західної стіни, яка не була повністю забетонована і могла зруйнуватися. Вентиляційна вежа-димар 3‑го та 4‑го енергоблоків, що знаходиться в безпосередній близькості від атомного реактора, який вибухнув, була пошкоджена. Її тримальна здатність, особливо її основа, викликали сумніви, отже, незважаючи на необхідність демонтажу, з нею потрібно було щось робити.

Передусім внаслідок плянування закриття ЧАЕС треба було перейти на енергопостачання від зовнішніх джерел. Для забезпечення її теплом було прийнято рішення про будівництво промислово-опалювальної котельні (ПОК). Її вежа-димар мала бути виконана в металевих конструкціях.

Поза тим, траплялися несподівані події. Оскільки пошкоджене вибухом покриття машинної зали було замінено не повністю, його прогін між осями 50–52 у 2013 році обвалився, відкривши дуже забруднену зону всередині машинної зали. Покриття цього прогону потрібно було терміново відновлювати.

Інститут «УкрНДІпроектстальконструкція» брав участь в обстеженні та ремонті вентиляційної вежі-димаря 3‑го та 4‑го енергоблоків, у проєктуванні та подальшому огляді вежі-димаря промислово-опалювальної котельні та у відновленні покриття машинної зали між осями 50–52.

Математичне моделювання зруйнованих конструкцій. Підготовка та реалізація подальших технічних заходів на об’єкті «Укриття» 4‑го енергоблока ЧАЕС базувались на аналізі його поведінки з урахуванням можливих порушень структури внаслідок деградаційних процесів, екстремальних впливів чи змін конструкції.

На жаль, для об’єкта «Укриття» не існувало повної вихідної інформації та виконавчої документації щодо стану його тримальних елементів, а проведення натурних обстежень і прямих вимірювань у значній частині об’єкта було нереальним внаслідок радіаційних обставин та загромадження шляхів доступу. Вказане обумовило необхідність застосування для оцінки міцності, стійкості та надійності тримальних конструкцій об’єкта «Укриття» математичного моделювання.

Передбачалося послідовне виконання комплексу робіт, який включав стабілізацію найбільш послаблених тримальних конструкцій, заходи щодо зменшення наслідків можливого раптового обрушення, питання підвищення ядерної безпеки, безпеки персоналу і довкілля. Серед них вкажемо на роботи, що пов’язані зі стабілізацією та підсиленням опорних конструкцій покриття об’єкта «Укриття», вентиляційної вежі-димаря між 3‑м та 4‑м енергоблоками ЧАЕС, стіни по осі 50, вентиляційних шахт тощо. Внаслідок цього було вирішено отримувати вихідну інформацію шляхом математичного скінченноелементного моделювання.

Відомо декілька математичних скінченноелементних моделей (СМ), які були побудовані для розв’язання конкретних задач. Наприклад, НДІБК для розроблення рішень щодо стабілізації та підсилення опорних конструкцій південних балок Б1, Б2 була реалізована СМ частини об’єкта «Укриття»; інститутом «УкрНДІпроектстальконструкція ім. В.М. Шимановського» під час робочого проєктування покриття об’єкта «Укриття» була реалізована його СМ для розроблення рішень зі стабілізації та підсилення вентиляційної труби між 3‑м і 4‑м енергоблоками ЧАЕС; Київським інститутом «Енергопроект» спільно з Науково-дослідним інститутом механіки швидкоплинних процесів з метою розроблення рішень зі стабілізації та підсилення стіни по осі 50 була реалізована СМ частини об’єкта «Укриття».

Складовими зазначених СМ були працездатні та частково працездатні (з урахуванням відомих даних стосовно руйнувань і пошкоджень) будівельні конструкції, розташовані між відповідними осями, рядами та рівнями, деякі фрагменти технологічного обладнання, які наразі виконують функції тримальних елементів, опорні конструкції балок Б1, Б2, деякі масиви монолітного бетону і завали зі зруйнованих конструкцій тощо. Ба більше, з максимально можливою точністю (на час створення моделей) були відображені дані про фізико-механічні властивості матеріалів, навантаги, впливи, граничні умови та умови взаємодії конструктивних елементів, що увійшли до складу моделей.

З використанням вказаних СМ були проведені дослідження напружено-деформованого стану локальних частин об’єкта «Укриття», виконані розрахункові обґрунтування пропонованих інженерних рішень зі стабілізації та підсилення існуючих будівельних конструкцій та розроблені технологічні підходи для їх реалізації. Окрім того аналіз результатів проведених досліджень дозволив сформулювати два методологічні висновки, перший з яких вказав на можливість отримання нових даних щодо ймовірного стану та вірогідної поведінки недоступних для прямого обстеження конструкцій і їх елементів за допомогою чисельного моделювання. А другий — дав змогу сформулювати принципи побудови та вимоги до концептуальної моделі об’єкта «Укриття», тобто моделі, яку можна було б без значних змін і доповнень застосовувати для розрахункового обґрунтування всього комплексу завершальних робіт.

Як було вказано вище, найголовніша складність проблеми об’єкта «Укриття» полягала (до речі, і зараз полягає) у суттєвій недостатності та неоднозначності існуючої вихідної інформації, зокрема даних щодо пошкоджень конструкцій. З цього серед іншого випливає, що для отримання вірогідних результатів досліджень об’єкта «Укриття» його концептуальна модель повинна повною мірою відображати післяаварійний стан 4‑го енергоблока. Тому при побудуванні вказаної моделі потрібно було максимально врахувати не тільки всі дані його натурних обстежень, але й отриману після проведення чисельного моделювання руйнування об’єкта «Укриття» інформацію про стан недоступних для прямого спостереження конструкцій, тобто так звану «недостатню інформацію». Варто підкреслити, що єдиний підхід для визначення цієї інформації для об’єкта «Укриття» полягав в отриманні його дійсної структури як підсумку проходження всіх етапів руйнування та перетворення 4‑го енергоблока від інформаційно достатнього вихідного стану. Реалізація цього підходу потребувала виконання таких етапів робіт:

● побудування СМ доаварійного стану 4‑го енергоблока з урахуванням регламентованих технологічних процесів і експлуатаційних навантажень;

● визначення основних параметрів впливів запроєктної аварії, що діяли на конструкції 4‑го енергоблока, за допомогою відтворених та проаналізованих основних гіпотетичних варіантів розвитку перехідних термомеханічних процесів протікання запроєктної аварії реактора РБМК‑1000;

● дослідження руйнування СМ доаварійного стану 4‑го енергоблока при дії аварійних впливів за допомогою кроково-ітераційного коригування топологічної структури моделі (шляхом виключення з роботи елементів, параметри напружено-деформованого стану яких на конкретному кроці по параметру аварійного впливу перевищили нормативні граничні значення) до повної стабілізації процесу перерозподілу зусиль;

● обґрунтування адекватності реалізованої СМ досліджуваним процесам і оцінку вірогідності результатів проведених досліджень шляхом їх співставлення з відомою інформацією натурних обстежень доступних зон;

● доповнення інформації натурних обстежень доступних зон чисельними даними про стан конструкцій в недоступних зонах об’єкта «Укриття».

Зрозуміло, що відповідно до висунутих вимог концептуальна модель об’єкта «Укриття» належить до класу надвеликих СМ не тільки за кількістю невідомих бо, напевно, повинна нараховувати більш ніж 10000 вузлів і скінченних елементів (СЕ), але й за конструктивною унікальністю і топологічною нерегулярністю структури та граничними і позаграничними умовами роботи модельованого об’єкта. Реалізація цієї СМ також висуває досить високі вимоги до програмного забезпечення, з використанням якого вона має проводитись. Вказаним вимогам на той час найбільш відповідав програмно-обчислювальний комплекс SCAD, за допомогою якого вже були побудовані максимально наближені до дійсності (без обмежень на конфігурацію об’єкта, умови симетрії, необхідність фрагментації, наявність армування, типи СЕ) моделі надскладних комбінованих просторових споруд (зокрема об’єктів атомної енергетики), а також виконані їх розрахунки на реальні (без обмежень на величину і тип, напрямок прикладання та час дії) навантаги і впливи.

Відповідно до вищезазначеного в інституті «УкрНДІпроектстальконструкція ім. В.М. Шимановського» з використанням архівної документації була побудована СМ доаварійного стану 4‑го енергоблока ЧАЕС (рис. 6).

Після виконання розрахунку вказаної моделі на аварійні навантаги і впливи (визначені при моделюванні протікання запроєктної аварії реактора РБМК‑1000 і задані у вигляді просторових функцій внутрішнього надлишкового тиску і температурних полів) її відкоригована топологічна структура була доповнена багатьма характерними конструктивними елементами об’єкта «Укриття». Побудована таким чином концептуальна модель об’єкта «Укриття» наведена на рис. 7 і нараховує 14762 вузла і 18324 СЕ.

На основі проведених робіт дійшли наступних висновків:

● для об’єкта «Укриття» основним засобом отримання даних щодо ймовірного стану та вірогідної поведінки недоступних для прямого обстеження конструкцій та їх елементів є методи математичного моделювання і комп’ютерного розрахунку;

● створено методику побудування чисельних моделей будівель і споруд при суттєвій недостатності і неоднозначності вихідної інформації щодо стану та пошкоджень конструкцій і відсутності можливості проведення натурних обстежень і прямих вимірювань внаслідок природних або техногенних чинників;

● складові методики верифіковано при моделюванні, розрахунковому обґрунтуванні і робочому проєктуванні основних тримальних конструкцій покриття об’єкта «Укриття», а також вентиляційної вежі-димаря між 3‑м та 4‑м енергоблоками ЧАЕС;

● з використанням створеної методики побудовано концептуальну модель об’єкта «Укриття», яку можна застосовувати для розрахункового обґрунтування всього комплексу завершальних робіт за проєктом Shelter Implementation Plan (SIP), насамперед — для робіт із спорудження безпечного конфайнмента;

● досвід, накопичений в інституті при моделюванні, дослідженні та проєктуванні будівель і споруд, дозволяє ефективно та обґрунтовано вирішувати питання стабілізації і підсилення пошкоджених конструкцій як для промислових і цивільних об’єктів, так і для об’єктів атомної енергетики.

Обстеження та заміна вентиляційної вежі-димаря. Другою великою роботою з ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи було обстеження вентиляційної вежі-димаря, спільного для 3‑го та 4‑го енергоблоків (рис. 8).

Розташування цього димаря добре видно на рис. 4 і рис. 5. Він розташований в безпосередній близькості від атомного реактора, що вибухнув, і пошкоджений уламками конструкцій та вмісту реактора, що розлетілися. Незважаючи на виконану дезактивацію конструкцій, рівень радіації на момент обстеження залишався високим. Ба більше, на робочих майданчиках і на елементах конструкцій можна було знайти шматки уламків тепловидільних елементів (ТВЕЛів) і радіоактивного графіту, який утворюється з графіту високої чистоти, що використовується як сповільнювач нейтронів у ядерних реакторах, внаслідок тривалого опромінення.

Основа вежі-димаря знаходилася на рівні 74,5 м, а верх — на рівні 150 м. Щоб дістатися до основи вежі-димаря, треба було пройти частину шляху всередині Саркофага, де був високий рівень радіації, а потім по драбинах піднятися до потрібного рівня. Вже саме цей шлях становив значну проблему.

Роботи з обстеження конструкцій вежі-димаря влітку 1996 року виконала бригада фахівців інституту під керівництвом М.П. Кондри. До складу бригади входили І.В. Сідненков, І.Л. Овдієнко та Г.Я. Запольський. Обстеження проводилося на майданчиках, погано очищених від радіоактивних відходів, і наші співробітники отримали значні дози опромінення. Їхнє взуття досягло такого рівня радіоактивного забруднення, що його довелося знищити.

Обстеження показало, що вибух атомного реактора не спричинив помітних вм’ятин у самому димарі та серйозних пошкоджень вежі. Було виявлено лише пошкодження кількох другорядних елементів та кількох фасонок.

Однак серйозні побоювання викликали пошкодження основи вежі-димаря, що знаходилася в безпосередній близькості від ядерного реактора, та кріплення вежі-димаря до основи. Ці побоювання були настільки великі, що 15 жовтня 1997 року Міненерго України та Міненерго США підписали «Протокол про співпрацю в рамках проєкту з ремонту вентиляційної труби блоків 3/4 ЧАЕС», а потім і наряд-замовлення № 7 на ремонт її основи та кріплень. Відповідно до цього наряду-замовлення було виконано необхідні ремонтні роботи.

Вежа-димар могла б і надалі виконувати свої функції, якби не будівництво Нового безпечного конфайнмента. Вона буквально на кілька метрів не дозволяла насунути конфайнмент у проєктне положення. Тому було вирішено побудувати поруч нову вентиляційну вежу-димар, а стару, що заважає насуванню, демонтувати (рис. 9).

Нову вежу-димар звели за проєктом Київського науково-дослідного та проєктно-конструкторського інституту «Енергопроект» (КІЕП). Водночас під час будівництва виникла низка проблем: через недостатнє врахування проєктувальниками температурних деформацій у зимовий період у вузлових фасонках вежі з’явилися численні тріщини.

Методи усунення цих тріщин тривалий час обговорювалися фахівцями Інституту електрозварювання імені Є.О. Патона та Українського інституту сталевих конструкцій імені В.Н. Шимановського. У результаті обговорень було вирішено обмежитися їх заварюванням. Однак немає гарантії, що ці тріщини не виникнуть знову.

Вежа-димар промислово-опалювальної котельні. На території Чорнобильської АЕС у 90‑ті роки було збудовано промислово-опалювальну котельню (ПОК), призначення якої полягало у виробництві гарячої води та пари, необхідних для роботи об’єктів із відпрацьованим ядерним паливом (ВЯП) та радіоактивними відходами (РАВ), теплопостачанням обладнання та систем, що залишаються в експлуатації, а також для опалення технологічних та адміністративних будівель і споруд після остаточної зупинки енергоблоків. Для виведення газів, що утворюються в процесі згоряння палива, котельня мала мати вежу-димар. Технологи визначили, що він повинен мати висоту 100 м і діаметр 3,6 м. Проєктування труби було доручено інституту «УкрНДІпроектстальконструкція».

Проєкт був успішно виконаний колективом інженерів під керівництвом головного інженера проєктів Ж.С. Страшко в 1993 році. Для підтримки димаря знадобилося спорудити решітчасту вежу (рис. 10).

Вежа була виконана за класичною схемою інститутом «УкрНДІпроектстальконструкція», а саме: димар був підвішений до вежі на верхньому рівні, на проміжних рівнях розташовані тангенціальні ковзні опори, а внизу — компенсатор.

Металеві конструкції були виготовлені на Маріупольському заводі металоконструкцій у 1993 році, доставлені на будівельний майданчик і лежали там шість років. І лише в 1999 році їх було змонтовано. Після монтажу в 2000 році інститутом «УкрНДІпроектстальконструкція» було проведено огляд технічного стану металоконструкцій тримального каркаса. Дефекти, виявлені при цьому, були усунені, і вежа-димар введена в експлуатацію.

Відновлення покриття машинної зали. Ще одна неприємність сталася на Чорнобильській АЕС 12 лютого 2013 року, коли відбулось часткове руйнування покриття машинної зали енергоблока № 4 і прилеглих ділянок стіни. Обвалилася кроквяна ферма по осі 50, що знаходиться між осями А і Б (див. рис. 3) прогоном 51 м, і в покритті утворився пролом між осями 50–52 із розмірами 51×12 м, який має площу близько 600 м².

Обвал стався взимку, і викиду в атмосферу пилу та інших радіоактивних залишків, що знаходилися в машинній залі, практично не відбулося. Проте, потрібно було терміново закрити утворений пролом. Цю проблему доручили вирішити інституту КІЕП, який залучив для проєктування металевих конструкцій Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського. Металеві конструкції були спроєктовані з таким розрахунком, щоб під час монтажу мінімізувати час перебування людей у машинній залі, де був високий радіаційний фон. Проєктування виконано під керівництвом головного конструктора Б.Л. Фурмана та головного інженера проєктів Р.І. Ганжі.

Конструкції являють собою єдиний блок з прикріпленими до тримальних конструкцій покрівельними металевими листами та стіновою огорожею. Його габарити в пляні трохи менші за утворений пролом розміром 24×51 м.

Блок складається з двох ферм прогоном 49,0 м, об’єднаних між собою в’язями по верхніх і нижніх поясах та вертикальними діафрагмами. Відстань між фермами становить 7,0 м. До верхніх поясів блока прикріплені двоконсольні прогони, по яких змонтовано профільований оцинкований настил. Маса блока (з оснащенням) становить близько 60 т (рис. 11).

Цікавим є те, що цей блок спирався не на колони, а на підкранові балки мостового крана машинної зали на проєктному рівні 23,300. Водночас точне положення підкранових балок на етапі проєктування залишалося невідомим, оскільки вибух реактора деформував металеві конструкції по ряду Б. Невизначеність у розташуванні підкранових балок, які слугували опорами блока, компенсували тим, що сам блок був спроєктований як геометрично змінна система. Він мав один надлишковий ступінь свободи, завдяки чому міг безперешкодно встановлюватися на опори, що не перебували в одній горизонтальній площині. У результаті блок без труднощів змонтували на зміщені вибухом підкранові балки та приварили до них. Натомість монтажники звернули увагу на «хиткість» цього блока, але їм було пояснено, що це не дефект, а задум проєктувальника.

Конструкції успішно прослужили п’ять років. Тепер вони перебувають всередині Нового безпечного конфайнмента і підлягають розбиранню.

Подальша робота інституту, спрямована на ліквідацію наслідків Чорнобильської катастрофи, так чи інакше повсякчас була пов’язана з роботами щодо перетворення об’єкта «Укриття» в екологічну безпечну систему, проєктуванням і будівництвом Нового безпечного конфайнмента та сховищ для відпрацьованого ядерного палива, а також подоланням пошкоджень конструкцій Нового безпечного конфайнмента Російською Федерацією під час воєнного конфлікту.

Післямова. Ця стаття присвячена діяльності Українського інституту сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського на початковому етапі ліквідації наслідків найбільшої в світі техногенної аварії на Чорнобильській АЕС і базується на літературних джерелах [1–7] та спогадах авторів. У ній мова йде переважно про роботи, виконані інститутом на договірних засадах. Проте, цим не вичерпується діяльність інституту з чорнобильської тематики. Спеціалісти інституту активно працювали з цієї ж тематики у Міжвідомчій комісії з питань науково-технологічної безпеки при Раді національної безпеки та оборони України, у складі Посольства України в Російській Федерації, у Науково-координаційній та експертній Раді з питань ресурсу та експлуатації конструкцій, споруд та машин при Президії Національної академії наук України, у складі Групи незалежних експертів з оцінки концептуальних рішень, які пропонуються для стабілізації об’єкта «Укриття» та зведення Нового безпечного конфайнмента, а також в інших організаціях на громадських засадах.

1. Арошенко М. Тайны стальных конструкций. [Текст] / М. Арошенко, В. Гордеев, И. Лебедич. — Киев: «Сталь», 2004. — 304 с.

2. Беляев И. А. Бетон марки «Средмаш» [Текст] / И.А. Беляев. — Москва: ИздАТ, 1996. — 292 с.

3. Гордеев В. Н. Стальные конструкции защитных сооружений Чернобыльской атомной электростанции. [Текст] / В.Н. Гордеев, А.В. Перельмутер. — Киев: «Сталь», 2020. — 80 с.

4. Гордеев В. Н. Участие института имени В.Н. Шимановского в ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы. Часть І. Объект «Укрытие». [Текст] / В.Н. Гордеев // Збірник наукових праць Українського інституту сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського. — Київ: «Сталь», 2019. — Вип. 23. — С. 129–142.

5. Купный В. И. Объект «Укрытие»: вчера, сегодня, завтра. — В кн.: Объект «Укрытие» — 10 лет. Основные результаты научных исследований. — Чернобыль: МНТЦ «Укрытие», НАНУ, 1996. — С. 57–77.

6. Немчинов Ю. И. От Укрытия до Конфайнмента четвертого блока Чернобыльской АЭС. Строительные аспекты [Текст] / Ю.И. Немчинов, П.И. Кривошеев, М.В. Сидоренко и др. — Киев: «Логос», 2006. — 464 с.

7. Перельмутер А. В. Жили-были [Текст] / А.В. Перельмутер. — Киев: «Сталь», 2023. — 261 с.

8. Шимановський О. В. Концептуальна модель об’єкта «Укриття» / [Текст] / О.В. Шимановський, В.М. Гордеєв // Будівництво України. — № 2. — 2002. — С. 14–20.