Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Нижний Новгород, Россия

Особенности проектирования конструкций из монолитного железобетона в сейсмически активных районах

Семенова Д.М., Сулина Е.В., Савина Н.В.

При проектировании зданий и сооружений, предназначенных для строительства в сейсмических районах, следует применять конструктивные решения, позволяющие до минимума снижать сейсмические нагрузки.

Рассматривая здания из монолитного железобетона, для каждого конструктивного элемента можно выделить следующие особенности:

1. Конструктивная схема. При проектировании зданий и сооружений из монолитного железобетона в сейсмически активных районах конструктивная система может быть выполнена в виде следующих вариантов:

a) рамный каркас с жестким соединением ригелей и колонн между собой, с применением легких ограждающих конструкций;

b) рамно-связевой каркас с балочными перекрытиями, рамная схема в поперечном направлении и связевая в продольном направлении (в зданиях с расчетной сейсмичностью до 8 баллов). Так же с применением легких ограждающих конструкций;

c) перекрестно-стеновая системы с несущими (в основном из тяжелого железобетона) или ненесущими наружными стенами.

d) перекрестно-стеновая системы с ненесущими наружными стенами.

e) ствольно-стеновая система с одним или несколькими стволами;

2. Фундаменты. Фундаменты высоких зданий (более 16 этажей) на нескальных грунтах следует, принимать свайными, в виде сплошной фундаментной плиты (с заглублением подошвы фундамента относительно отмостки не менее 2,5) или свайно-плитными. Вертикальная арматура стен и элементов каркаса должна быть надежно заанкерена в фундаментной плите;

3. Перекрытия и покрытия. Перекрытия и покрытия следует выполнять в виде жестких горизонтальных дисков, расположенных на одном уровне в пределах одного отсека, надежно соединенных с вертикальными конструкциями здания и обеспечивающих их совместную работу при сейсмических воздействиях;

4. Лестничные клетки и лифтовые шахты. Лестничные клетки и лифтовые шахты каркасных зданий с заполнением, не участвующим в работе, следует устраивать в виде ядер жесткости, воспринимающих сейсмическую нагрузку, или в виде встроенных конструкций с поэтажной разрезкой, не влияющих на жесткость каркаса. А для зданий высотой до пяти этажей при расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов их допускается устраивать в пределах плана здания в виде конструкций, отделенных от каркаса здания;

5. Наружные стены. В зданиях с перекрестно-стеновой и ствольно стеновой системами армирование монолитных стен следует, выполнять пространственными каркасами, собираемыми из плоских вертикальных каркасов и горизонтальных стержней или плоских горизонтальных каркасов. В пространственных каркасах, используемых для армирования поля стен, диаметр вертикальной арматуры должны быть не менее 10 мм, а горизонтальной - не менее 8 мм. Шаг горизонтальных стержней, объединяющих каркасы, не должен превышать 400 мм. Армирование широких простенков может выполняться диагональными каркасами.

В зданиях каркасного типа с легкими ненесущими ограждающими конструкциями , стены могут выполняться из стеновых блоков выполненых из бетонов, в том числе легких. А также изготовлены из кирпича или других штучных материалов с использованием вибрирования. Требуемое значение нормального сцепления кирпича (камня) с раствором в блоках определяется расчетом, но должно быть не менее 120 кПа. Блоки наружных стен могут быть однослойными или многослойными. Стены из крупных блоков могут быть: монолитный железобетон сейсмический лестничный

a) двухрядной и многорядной разрезки. Усилия в швах воспринимаются силами трения и шпонками. Число надземных этажей в таких зданиях не должно превышать трех на площадках сейсмичностью 7 баллов и одного на площадках сейсмичностью 8 баллов;

b) двухрядной разрезки, соединяемые между собой с помощью сварки закладных деталей или арматурных выпусков;

c) двухрядной разрезки, усиленные вертикальным ненапрягаемым или напрягаемым армированием;

d) многорядной разрезки, усиленные вертикальными железобетонными включениями.

Стеновые блоки должны быть армированы пространственными каркасами. Неармированные блоки допускаются на площадках сейсмичностью 7 баллов в зданиях высотой до трех этажей, на площадках сейсмичностью 8 баллов в одноэтажных зданиях. Стеновые блоки (как для наружных, так и для внутренних стен) должны применяться только с пазами со шпоночной поверхностью на торцевых вертикальных гранях.

Связь между продольными и поперечными стенами обеспечивают тщательным бетонированием вертикальных пазов примыкающих блоков, укладкой арматурных сеток в каждом горизонтальном растворном шве и антисейсмическими поясами.

Стержни вертикальной арматуры должны быть установлены на всю высоту здания в углах, местах изломов стен в плане и сопряжений наружных стен с внутренними, в обрамлении проемов во внутренних стенах, по длине глухих стен не более чем через 3 м, по длине наружных стен - в обрамлении простенков;

6. Перегородки. Перегородки следует выполнять легкими, как правило, крупнопанельной или каркасной конструкции. Перегородки следует соединять с колоннами, несущими стенами, а при длине более 3,0 м - и с перекрытиями. Допускается выполнять перегородки подвесными с ограничителями перемещений из плоскости панелей. Конструкция крепления перегородок к несущим элементам здания и узлов их примыкания должна исключать возможность передачи на них горизонтальных нагрузок, действующих в их плоскости. Крепление перегородок к несущим железобетонным конструкциям следует выполнять соединительными элементами, приваренными к закладным изделиям или накладным элементам, а также анкерными болтами или стержнями;

7. Эркеры, лоджии и балконы. В районах сейсмичностью до 8 баллов включительно допускается устройство эркеров с усилением образованных в стенах проемов железобетонными рамами и установкой металлических связей стен эркеров с основными стенами. Устройство встроенных лоджий допускается с установкой жесткого решетчатого или рамного ограждения в плоскости наружных стен. Устройство пристроенных лоджий допускается с установкой металлических связей с несущими стенами, сечение которых определяется по расчету, но не менее 1 см на 1 м.

Конструкции перекрытий лоджий и эркеров должны быть связаны с закладными деталями стеновых элементов или с антисейсмическими поясами, устроенными в стенах лоджий и эркеров и связанными антисейсмическими поясами примыкающих стен или непосредственно с внутренними перекрытиями. Стены лоджий должны выполняться как продолжение наружных стен.

Помимо перечисленных особенностей, так же существует ряд дополнительных мер обеспечения сейсмической безопасности зданий, среди них:

1. Сейсмозащита. Сейсмическая защита может быть спроектирована с применением одного или нескольких перечисленных элементов или их комбинаций: изоляторов (см. рис.1), демпфирующих устройств, устройств сопротивления ветровым нагрузкам, устройств по ограничению перемещений.

2. Сейсмоизоляция. Систему сейсмической изоляции зданий и сооружений следует размещать, как правило, между фундаментом и надземной частью здания. При соответствующем обосновании допускается сейсмическую изоляцию размещать в уровне любого надземного этажа. Места устройства систем изоляции в плане следует располагать равномерно с учетом конфигурации здания и распределения вертикальных нагрузок. Расстояния между сейсмическими изоляторами под несущими стенами должны быть, как правило, не более 3 м. Предпочтительно изоляторы устанавливать в одном уровне. Для обеспечения перемещений между изолированной частью сооружения и фундаментной частью в любом направлении без каких-либо повреждений элементов конструкций в служебные коммуникации, т.е. трубопроводы и кабели, необходимо включать гибкие соединения и компенсаторы в уровне сейсмоизоляции.

Рисунок 1. Пример выполнения сейсмического изолятора

Библиографический список

1. Игнатьев, В. А. Динамика сооружений: учебное пособие / В. А. Игнатьев, С. М. Шашков. - Волгоград : Изд. ВолгПИ, 1988. - 84 с.

2. Мартемьянов, А. И. Проектирование и строительство зданий и сооружений в сейсмических районах / А. И. Мартемьянов. - М. : Стройиздат, 1985. - 255 с.

3. СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* "Строительство в сейсмических районах" (СП 14.13330.2011)) (с Изменением N 1) [Текст]; Утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 18 февраля 2014 г. -104 с.

Размещено на Allbest.ru