Строительные правилареспублики беларусьсп 03. 012020Издание официальное
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
Ж.3.2.20 Правила проектирования вертикальных связей В каркасных зданиях колонны, несущие и ненесущие стены следует использовать как элементы, воспринимающие вертикальные связевые усилия. Вертикальные связи должны быть непрерывными на всю высоту здания от уровня фундамента до уровня покрытия. При проектировании вертикальных связей следует соблюдать требования TКП EN 1991-1-7 и ТКП EN 1992-1-1 (9.10.2.5) Вертикальные связи следует рассчитывать на восприятие растягивающего усилия, создаваемого наибольшей по величине вертикальной нагрузкой, воспринимаемой колонной или стеной любого этажа, собираемой с грузовой площади, равной площади потенциального обрушения. Обеспечение неразрезности связей Ж.3.2.21 Траектории периметрических связей должны быть непрерывными по контуру перекрытия. Для внутренних продольных и поперечных связей траектории, проходя от противоположных наруж- ных граней перекрытия, должны быть неразрывными. Если в площади перекрытия есть разрывности (лифтовые шахты, вентканалы, лестничные клетки и т. д.), допускается устраивать дополнительную систему периметрических связей. Анкеровка пери- метрических, внутренних продольных и поперечных связей должна быть обеспечена согласно требо- ваниям соответствующих ТНПА. CП 5.03.01-2020 222 Стыковка, анкеровка и размещение связей в монолитных железобетонных и предварительно напряженных перекрытиях и покрытиях Ж.3.2.22 В монолитных, сборно-монолитных и сталебетонных конструкциях перекрытий, а также в сборных перекрытиях с монолитной набетонкой соединения арматурных элементов, выполняющих функцию горизонтальных связей, следует выполнять в соответствии с требованиями ТНПА. Соедине- ния (стыки) арматурных элементов следует размещать в шахматном порядке в закрашенных облас- тях, показанных на рисунке Ж.9. Механические стыки арматуры на муфтах, обеспечивающие равно- прочное соединение, допускается применять в любом месте перекрытия. Ж.3.2.23 Сварные соединения, соединения внахлест, петлевые соединения арматурных элементов продольных и поперечных горизонтальных связей следует размещать не ближе чем 0,2L i от любого несущего элемента поперечного направления (см. рисунок Ж.9). Соединения периметрических связей следует размещать на расстоянии по направлению связи не ближе чем 0,2L i от элемента поперечного направления (см. рисунок Ж.9). Ж.3.2.24 В углах, образованных периметрическими связями, следует устанавливать дополнитель- ную арматуру, обеспечивая требуемую длину анкеровки в соответствии с требованиями ТНПА. Стыковка, анкеровка и размещение связей в перекрытиях и покрытиях из сборных элементов Ж.3.2.25 При устройстве сборных железобетонных перекрытий и покрытий в качестве связевых элементов для восприятия связевых усилий допускается применять арматуру, располагаемую непо- средственно в отдельных плитах, при условии что арматурные стержни проходят непрерывно через всю конструкцию перекрытия или покрытия и надежно заанкерены. Для устройства горизонтальных связей в коротком направлении сборных плит следует применять специальные мероприятия, напри- мер устройство монолитных армированных набетонок. При устройстве монолитной армированной набетонки, в которой размещают горизонтальные связи, следует обеспечивать требуемое сопротив- ление стыкового соединения как из условий сдвига, так и из условий отрыва сборных элементов при расчете в особой расчетной ситуации при развитии чрезмерных деформаций. Для обеспечения со- вместной работы сборных плит и монолитной армированной набетонки рекомендуется устройство из плит выпусков в виде крюков, петель и т. д. Ж.3.2.26 При устройстве продольных горизонтальных связей арматурные стрежни, воспринимаю- щие связевые усилия, допускается размещать в швах между отдельными сборными плитами (рису- нок Ж.10). Схемы размещения горизонтальных связей в перекрытиях из сборных элементов показаны на рисунках Ж.11–Ж.14. 1 — продольные связи; 2 — поперечные связи; 3 — периметрические связи; 4 — угловые связи Рисунок Ж.10 — Общая схема размещения внутренних связей в перекрытиях (покрытиях) CП 5.03.01-2020 223 1 — плиты пустотного настила; 2 — элемент несущей стены или балки; 3 — монолитный бетон, укладываемый в условиях строительной площадки Рисунок Ж.11 — Схемы размещения в перекрытиях из плит пустотного настила связей: а — периметрических; б — вертикальных 1 — плита пустотного настила; 2 — стержень связи; 3 — монолитный бетон Рисунок Ж.12 — Расположение продольных связей: а — в шве между плитами; б — в пустоте плиты 1 — плита пустотного настила; 2 — арматурные стержни; 3 — монолитный бетон; 4 — опорная балка Рисунок Ж.13 — Схемы узла примыкания плиты пустотного настила к периметрической связи CП 5.03.01-2020 224 1 — внутренняя связь; 2 — продольный шов; 3 — стержень в продольном шве; 4 — стержень в прорезанной пустоте; 5 — сборная плита; 6 — монолитный бетон; 7 — периметрическая связь Рисунок Ж.14 — Схемы узлов размещения внутренних связей в сборных перекрытиях зданий класса 2Б Ж.3.2.27 Связевые элементы с недостаточным сопротивлением Если в вертикальных связях расчетные связевые усилия превышают расчетное сопротивление связевых элементов, необходимо: 1) повторить расчет и увеличить сопротивление связевого элемента; 2) использовать АТ-метод для проверки условия, что конструктивная система способна воспри- нимать нагрузки после удаления элемента с дефицитом прочности. Ж.3.2.28 Расчет прочности связевых элементов Расчет прочности связевых элементов в общем случае производят как для растянутых элемен- тов по условию метода частных коэффициентов: , Ed Rd T T где T Ed — расчетное значение связевого усилия, определяемое в зависимости от его типа в соот- ветствии с положениями настоящих строительных правил; T Rd — расчетное значение прочности связи на растяжение, определяемое по методу частных коэффициентов в соответствии с требованиями ТНПА, с учетом повышающих коэффициен- тов к расчетным характеристикам материалов. Ж.3.3 Метод альтернативных (резервных) путей передачи нагрузки (АТ-метод) Общие положения Ж.3.3.1 АТ-метод следует применять в следующих случаях: — если вертикальный конструктивный элемент не обеспечивает требуемого сопротивления для вос- приятия связевого усилия и невозможно использовать AT-метод для проверки, способна ли конструк- тивная система воспринимать нагрузки, расположенные выше разрушенного (поврежденного) верти- кального конструктивного элемента (конструктивные системы класса 2Б); — если выполняется расчет конструктивных систем, имеющих высокий уровень защиты (к ним отно- сятся конструктивные системы класса 3). В этом случае выполняют вынужденное удаление отдельных вертикальных несущих конструктивных элементов согласно правилам, изложенным в Ж.3.3.5–Ж.3.3.8. Ж.3.3.2 Для расчета модифицированных конструктивных систем с вынужденно удаленными кон- структивными элементами (или вертикальными элементами, имеющими дефицит прочности) для АТ- метода рекомендуется использовать пространственные расчетные модели, к которым применимы следующие расчетные процедуры: а) линейный статический анализ: применяется гипотеза о работе материалов в линейно-упругой стадии, а геометрическая формулировка базируется на малых деформациях (перемещениях). Исклю- чением из традиционного метода является возможность врезки дискретных пластических шарниров CП 5.03.01-2020 225 в сечениях, где изгибающие моменты достигают предельных значений. Полная расчетная нагрузка для особого сочетания воздействий прикладывается одновременно ко всем элементам модифициро- ванной конструктивной системы с удаленным вертикальным несущим элементом; б) нелинейный статический анализ: учитывается физическая и геометрическая нелинейность. К модифицированной конструктивной системе с удаленным вертикальным несущим элементом поша- гово прикладывают нагрузку равными ступенями от нуля до полного расчетного значения. На каж- дой(-ом) ступени (этапе) нагружения выполняют итерационный расчет конструктивной системы; в) нелинейный динамический анализ: учитывается физическая и геометрическая нелинейность. Динамический анализ производят для конструктивной системы, в которой быстро удаляют вертикаль- ный несущий элемент при полной расчетной нагрузке для соответствующего особого сочетания воз- действий и анализируют результирующие параметры движения (ускорения). Примечание — Выполнение нелинейных статических и нелинейных динамических расчетов возможно только в том случае, если применяемое программное обеспечение имеет такие возможности. Ж.3.3.3 При создании расчетной модели конструктивной системы рекомендуется учитывать кон- структивные элементы, которые в нормальных условиях эксплуатации (в постоянных расчетных ситуа- циях) являются второстепенными (ненесущими), а при наличии локальных особых воздействий могут активно участвовать в перераспределении внутренних усилий в элементах модифицированной кон- структивной системы. Расчет конструктивной системы следует выполнять с использованием сертифицированных про- граммных комплексов, в том числе основанных на МКЭ. Рекомендуется применение программных комплексов, допускающих возможность учета в расчетах физической и геометрической нелинейности только в том случае, если такие возможности подтверждены документально. При выполнении расчетов конструктивной системы по АТ-методу в ее расчетной модели следует определить главные и второстепенные элементы. Элементы, обеспечивающие способность конструк- тивной системы противостоять прогрессирующему обрушению при удалении вертикального несущего элемента, определяют как основные или главные элементы. Все остальные элементы конструктивной системы следует рассматривать как второстепенные (например, связевые элементы пространствен- ной рамы). Ж.3.3.4 Полученные на основании статического расчета усилия в отдельных конструктивных элемен- тах следует сравнивать с предельными усилиями, которые могут быть восприняты этими элементами. Правила удаления несущих конструктивных элементов Ж.3.3.5 Несущие элементы следует удалять из конструктивной системы в следующих случаях: — если вертикальный элемент конструктивной системы не обладает требуемым расчетным сопротивлением, достаточным для восприятия вертикального связевого усилия; — при проверке конструктивной системы зданий классов 2Б и 3 согласно таблице Ж.1 на спо- собность противостоять особым воздействиям, сохраняя адекватное сопротивление конструктивных элементов после удаления ключевых конструктивных элементов в установленной последователь- ности и с учетом их расположения на плане здания и по его высоте. Ж.3.3.6 При составлении расчетных моделей конструктивной системы следует принимать, что кон- структивные элементы перекрытия (балки, контурные балки, плиты) проходят непрерывно над местами, где располагалась внутренняя и наружная удаляемая колонна. Ж.3.3.7 Удаление вертикальных несущих элементов с недостаточным сопротивлением Для каждой колонны, не обеспечивающей требуемого расчетного сопротивления для восприятия вертикального связевого усилия, производят удаление участка колонны длиной, равной расстоянию в свету между элементами, обеспечивающими ограничение перемещений верха колонны в попереч- ном направлении (рисунок Ж.15). Для каждой несущей стены, не обеспечивающей требуемого расчетного сопротивления для вос- приятия вертикального связевого усилия, производят удаление участка наружной стены длиной, рав- ной двойной высоте H этажа в свету, если длина стены более 2H (рисунок Ж.16); если длина стены менее 2H — производят удаление всей стены. Примечание — Если стена имеет разрывности (например, проемы для окон и дверей), то они включаются в общую длину стены. CП 5.03.01-2020 226 Рисунок Ж.15 — Схемы вынужденного удаления колонн и приложения нагрузок CП 5.03.01-2020 227 Рисунок Ж.16 — Схема удаления участков наружных несущих стен в зданиях классов 2Б и 3 Ж.3.3.8 Удаление конструктивных элементов в зданиях классов 2Б и 3 При анализе модифицированной конструктивной системы для каждой из рассматриваемых уда- ляемых колонн производят удаление участка стен длиной, равной расстоянию в свету между элемен- тами, раскрепляющими колонну и ограничивающими ее перемещение в поперечном направлении. Для каждой удаляемой несущей стены, рассматриваемой при анализе модифицированной кон- структивной системы, следует произвести удаление участка длиной, равной 2Н и соответственно равной высоте стены в свету между элементами, раскрепляющими верх стены в поперечном направ- лении (рисунок Ж.17). Примечание — Удалению подвергаются только плоские участки стен. В перекрестных стенах, имеющих тавровое сечение в плане, удаляют только элемент стены одного направления, но не весь фрагмент стены. Для углов наружных стен, в месте пересечения одной или обеих несущих стен различных (ортогональных) направлений, участок стены длиной, равной высоте этажа в свету Н, в каждом направлении удаляют. Для каждого установленного на плане положения удаляемого конструктивного элемента отдель- ный расчет конструктивной системы следует выполнять, рассматривая следующие модифицирован- ные расчетные схемы: — с удаленным элементом на первом этаже; — с удаленным элементом на этаже, расположенном непосредственно под покрытием (верх- ний этаж); — с удаленным элементом на этаже, расположенном в середине высоты здания; — с удаленным элементом на этаже, расположенном непосредственно над местом стыковки колонн по высоте или изменения размеров колонн. Примечание — Например, если в расчетной модели 10-этажного здания угловую колонну определяют как удаляемый элемент, а стыковку колонн предполагается выполнять на третьем этаже, то расчет модифициро- ванной системы следует производить с удаленной колонной на первом и пятом этажах и дополнительно на четвертом этаже (над местом стыковки колонн по высоте). CП 5.03.01-2020 228 Рисунок Ж.17 — Схема удаления участков внутренних несущих стен паркингов, цокольных и первых этажей в публично доступных зонах здания Ж.3.4 Расчетные процедуры проверки критериев живучести конструктивных систем в особых расчетных ситуациях Ж.3.4.1 Линейный статический анализ Данный анализ является наиболее простой расчетной процедурой из перечисленных выше проце- дур. После того как создана линейная статическая расчетная модель, к участкам перекрытия (покрытия), находящимся над удаляемым элементом (колонной, участком стены либо другим несущим элемен- том), прикладывают квазистатическую повышенную нагрузку в соответствии с особым сочетанием, величина которой определяется умножением на нагрузочный повышающий коэффициент. Нагрузочный повышающий коэффициент LIF должен приблизительно учитывать как динамические (инерционные), так и нелинейные эффекты, возникающие при внезапном приложении гравитационной нагрузки. Уста- новленные расчетом внутренние усилия в элементах и узлах конструктивной системы сравнивают с модифицированными расчетными сопротивлениями элементов конструкции. Для усилий, контроли- руемых деформацией (например, изгибающих моментов), расчетные усилия сравнивают с расчетным сопротивлением элемента, умноженным на нагрузочный повышающий коэффициент LIF, учитываю- щий расчетную деформативность элемента (например, работу элемента на нисходящей ветви диа- граммы «момент — угол поворота»). Значения нагрузочного повышающего коэффициента определяют по соответствующим диаграммам «усилие — перемещение». Для усилий, контролируемых нагрузкой (например, поперечные силы), расчетные усилия сравнивают с немодифицированными расчетными сопротивлениями элементов конструкции (таблица Ж.10). Таблица Ж.10 — Примеры усилий, контролируемых деформациями и нагрузкой для компонентов расчетной модели Компонент расчетной модели Усилия контролируемые деформацией контролируемые нагрузкой Моментные рамы: балки колонны узлы М М — V P, V V Стены M, V P CП 5.03.01-2020 229 Окончание таблицы Ж.10 Компонент расчетной модели Усилия контролируемые деформацией контролируемые нагрузкой Раскрепленные рамы: связи балки колонны сдвиговые связи P — — V — P P P, M Соединения — P, V, M Примечание — Обозначения, принятые в таблице: М — момент; V — перерезывающая сила; P — осевое усилие. Ж.3.4.2 Нелинейный статический анализ Моделирование конструктивной системы При выполнении нелинейного статического анализа следует применять пространственную расчет- ную модель конструктивной системы. Плоские (2D) расчетные модели применять не рекомендуется. Для каждого из компонентов расчетной модели должны быть заданы зависимости, связывающие усилия и деформацию и моделирующие их нелинейное поведение при нагружении. Параметрические точки следует определять расчетом. Описание пластических шарниров Для создания расчетной модели, позволяющей адекватно выполнять нелинейные расчеты, необ- ходимо произвести описание и врезку пластических шарниров в сечениях конструктивных элементов. Параметры диаграммы «момент — угол поворота» ( ) M определяют по следующему алгоритму: 1) рассчитывают параметрические точки диаграммы «момент — кривизна» ( 1/ ) M для харак- терных сечений элементов пространственной рамы с учетом их геометрических характеристик, харак- теристик свойств материалов с учетом внезапного приложения нагрузки, количества армирования, принятого в строительном проекте; 2) рассчитывают параметрические точки диаграммы «момент — угол поворота» (M ) для уста- новленной длины пластического шарнира. Определяют свойства и контрольные точки для пластиче- ских шарниров. |