паипа. Вопросы для экзамена МРЦПК ответы. Вопросы для экзамена по предмету

• Название: Вопросы для экзамена по предмету
• Анкор: паипа
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 388.05 Kb.
• Имя файла: Вопросы для экзамена МРЦПК ответы.docx
• Тип: Вопросы для экзамена; #1150655
• страница: 4 из 8

19. Назначение расчетной сейсмичности площадки строительства по табл. 1 СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах». Что такое «средний» грунт.

Средний скальный грунт – это сыпучий материал, в котором преобладают зерна размером 0-300 мм, реже 0-400 мм. Он образовался из сплошного горного массива в результате выветривания либо искусственного разрушения породы человеком.

20. Общие принципы проектирования зданий в сейсмических районах согласно СП 14.13330.2018.

Новые конструктивные схемы зданий и сооружений в начале процесса проектирования подлежат обязательной экспертной проработке специалистами научно-исследовательских и проектных организаций, специализирующихся в области сейсмостойкого строительства.

При проектировании сейсмостойких зданий и сооружений и при усилении зданий существующей застройки следует:

- принимать объемно-планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие, как правило, симметричность и регулярность распределения в плане и по высоте здания масс, жесткостей и нагрузок на перекрытия;

- применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок (легкие материалы, сейсмоизоляцию, другие системы динамического регулирования сейсмической нагрузки);

- создавать возможность развития в определенных элементах конструкций допустимых неупругих деформаций;

- выполнять расчеты металлических конструкций зданий и сооружений с учетом нелинейного деформирования конструкций;

- предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкций при развитии в элементах и соединениях между ними неупругих деформаций, а также исключающие возможность хрупкого их разрушения;

- располагать тяжелое оборудование на минимально возможном уровне по высоте здания.

При использовании сейсмоизоляции и других систем динамического регулирования сейсмических нагрузок выбор той или иной системы, а также расчет и конструирование должны производиться с участием специализированных проектных и научных организаций. С целью получения достоверной информации о работе конструкций при землетрясениях и колебаниях прилегающих к зданиям грунтов в проектах характерных основных типов зданий массовой застройки, зданий с принципиально новыми конструктивными решениями, а также особо ответственных сооружений следует предусматривать размещение станций инженерно-сейсмометрической службы (ИСС). Обязательная установка станций ИСС должна предусматриваться на объектах высотой более 70 м и ответственных зданиях и сооружениях, а также на объектах экспериментального строительства. Расходы на приобретение сейсмометрической аппаратуры, а также на выполнение проектных и строительно-монтажных работ по ее установке должны предусматриваться в сметах на строительство объектов, а эксплуатационные затраты - в бюджетах местных органов самоуправления сейсмоопасных районов.

Общие нормы проектирования различных типов сооружений и их частей в районах с повышенной сейсмической активностью:

1. Высота дошкольных детских учреждений не должна превышать двух этажей, школьных учреждений и больниц - трех этажей.

2. Хирургические и реанимационные отделения в больницах следует размещать на нижних двух этажах.

3. В зданиях с несущими стенами, кроме наружных продольных стен, должно быть не менее одной внутренней продольной стены.

4. Здания должны иметь правильную форму в плане. Смежные участки здания выше или ниже планировочной отметки не должны иметь перепады более 5 м.

6. Перекрытия в зданиях следует располагать на одном уровне. Здания следует разделять антисейсмическими швами на отсеки, если:

- их объемно-планировочные и конструктивные решения не соответствуюттребованиямп.3.1 [1];

-отдельные объемы зданий в пределах общего плана, не являясь ядрами жесткости, имеют резко отличные (более 30 %) жесткости или массы.

7. Антисейсмические швы должны разделять здание по всей высоте. Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам, либо рамы и стены. Конструкция примыкания секций в зоне антисейсмических швов не должна препятствовать их взаимным горизонтальным перемещениям при землетрясениях.

8. Лестничные клетки следует предусматривать закрытыми с естественным освещением, как правило, через окна в наружных стенах. Расположение и количество лестничных клеток следует принимать в соответствии с нормативными документами по противопожарным нормам [17] проектирования зданий, но не менее одной между антисейсмическими швами в зданиях высотой более трех этажей. Устройство основных лестничных клеток в виде конструкций, не связанных с конструкциями здания или сооружения, не допускается.

9. 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 5 этажей при расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов их допускается устраивать в пределах плана здания в виде конструкций, отделенных от каркаса здания. Лестницы следует выполнять, как правило, из крупных сборных элементов, соединяемых между собой с помощью сварки, либо из монолитного железобетона. Допускается применение металлических или железобетонных косоуров с наборными ступенями при условии соединения с помощью сварки или на болтах косоуров с площадками и ступеней с косоурами.

10. Междуэтажные лестничные площадки следует заделывать в стены. В каменных зданиях площадки должны заделываться на глубину не менее 250 мм. Устройство консольных ступеней, заделанных в каменную кладку, не допускается.

11. В городах и поселках городского типа строительство домов со стенами из сырцового кирпича, самана и грунтоблоков запрещается. В сельских населенных пунктах на площадках сейсмичностью до 8 баллов допускается строительство одноэтажных зданий из этих материалов при условии усиления стен деревянным антисептированным каркасом с диагональными связями.

Жесткость стен каркасных деревянных домов должна обеспечиваться раскосами или панелями из конструктивной фанеры. Брусчатые и бревенчатые стены следует собирать на нагелях и болтах.

21. Как влияет снижение массы конструкций и выбор конструктивной схемы здания на величину сейсмических нагрузок.

Блоки современной ЭВА бывают в форме шара, цилиндра, многогранной призмы, прямоугольного параллелепипеда или их частей. Корпуса блоков обычно изготавливают из тонколистного материала одинаковой толщины.

Для рационального выбора формы блоков используют три параметра.

1) Приведенная площадь наружной поверхности:



Чем меньше S_пр, тем форма блока оптимальнее по массе. Для шара, полушара и куба значение S_пр является постоянной величиной и зависит от диаметра шара и длины стороны (b) куба. При увеличении длины цилиндра, призмы и параллелепипеда значение S_пр уменьшается, при l=d=b - наиболее оптимальными по массе является параллелепипед, шар, куб, цилиндр и прямая призма.

Расчеты показывают, что при одинаковых объемах блока шар имеет минимальное значение S_пр.

2) Коэффициент приведенных площадей:



Коэффициент приведенных площадей K_пр показывает, во сколько раз приведенная площадь блока любой конфигурации больше S_пр.ш. Наилучшее значение K_пр имеют блоки в форме цилиндра, восьми- и шестигранника.

Между S_пр и K_пр существует зависимость:



Индексами 1 и 2 обозначены блоки двух любых конфигураций. Данное соотношение позволяет сравнивать между собой блоки любой конфигурации.

3) Коэффициент заполнения объема.

Коэффициент заполнения объема K_з.о показывает, сколько процентов от объема V_об, отводимого на объекте, занимает непосредственно аппаратура V_апп.:



Снижение массы несущих конструкций.

При создании ЭВА с минимальной массой НК целесообразно придерживаться следующих правил.

1) Простота несущих конструкций.

2) Оптимальные запасы по прочности.

Запас прочности необходимо выбирать с учетом вида аппаратуры и объекта установки, ее долговечности, сохраняемости и других параметров.

3) Равнопрочность деталей.

Равнопрочная деталь, работающая на растяжение - сжатие должна иметь одинаковые напряжения во всех сечениях.

4) Оптимальная жесткость деталей.

Условие равножесткости деталей, изготовленных из одинакового материала:

для случая растяжения - сжатия  ;

для случая изгиба  ;

Поскольку линейные размеры деталей НК определяются габаритами блоков, стоек, шкафов, то жесткость конструкции будет зависеть от формы и размеров сечений деталей.

Оптимальную жесткость деталей получают методами, не требующими увеличения массы:

- в листовых деталях необходимо вводить отбортовки, выдавки, ребра жесткости и другие элементы, повышающие жесткость.

- необходимо напряжение изгиба в деталях заменять на напряжение растяжения - сжатия вводя дополнительные стержни.

5) выбор формы профилей деталей НК, блоков и конфигураций передних панелей необходимо проводить с учетом их рациональных характеристик.

6) Во все детали необходимо вводить облегчающие отверстия, проточки, чтобы изъять лишний материал, не несущий нагрузки.

7) Материалы НК необходимо выбирать с учетом удельных прочности и жесткости или обобщенного коэффициента.

8) Выбор покрытий.

9) В процессе конструирования необходимо сравнивать различные варианты конструкций и их элементов, выбирая вариант, имеющий минимальную массу.

22. Принцип равномерного и симметричного распределения масс и жесткостей в плане и по этажам здания.

1. Принцип, обеспечивающий снижение сейсмической нагрузки – необходимо применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок (легкие материалы, сейсмоизоляцию и т.д.).

2. принципы равномерного распределения жесткостей (несущие элементы – стены, разница жесткостей этажей – не более 25%) – необходимо принимать объемно-планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие симметричность и регулярность распределения в плане и по высоте здания масс, жесткостей и нагрузок на перекрытия;

3. принцип монолитности и равнопрочности элементов зданий и сооружений – основные несущие конструкции должны быть по возможности монолитными и однородными ,а в сборных железобетонных конструкциях следует стремиться к укрупнению типоразмеров элементов, стыки сборных элементов должны быть простыми, надежными и располагаться вне зон максимальных усилий (необходимо обеспечить совместную работу стен и перекрытия; стык по бетону – 1/3…1/4hэт. от вертикального перекрытия);

4. принцип обеспечения условий, облегчающих развитие в элементах конструкции пластических, деформация при возможной их перегрузке при землетрясении.

Также необходимо располагать тяжелое оборудование на минимально возможном уровне по высоте здания.

23. Принцип равнопрочности конструктивных элементов. Чем обеспечивается единая пространственная работа всего здания.

Принцип равнопрочности предусматривает получение расчетом одинаковых запасов прочности (для тонкостенных элементов— также и устойчивости) во всех точках конструкции путем соответствующего выбора формы, размеров и материалов деталей. Когда конструкция подвергается нескольким случаям нагружения, то для равнопрочности требуется, чтобы в каждой точке конструкции хотя бы один раз достигался заданный уровень допускаемых напряжений.

Пространственная жесткость здания обеспечивается совместной работой продольных и поперечных стен; стенами лестничных клеток, связанных с наружными; жестким диском перекрытий, путем тщательной заделки швов раствором; анкеровкой плит перекрытий между собой и со стенами, перевязкой фундаментных блоков; перевязкой каменной кладки стен. Фундаменты приняты свайные с монолитным ростверком.

24. Чем обеспечивается принцип по предотвращению хрупкого разрушения конструкций и повышение живучести здания в целом.

Рассматриваются подходы к решению проблемы обеспечения живучести строительных конструкций и конструктивных систем при проектировании зданий и сооружений. Приведен обзор некоторых исследований по оценке живучести конструкций. Приведены подходы к предотвращению прогрессирующего обрушения здания и сооружения. Приведены некоторые результаты анализа расчеты живучести железобетонных конструкций и конструктивных систем.

В последние годы обозначился интерес к проблеме живучести зданий и сооружений. Во многих отраслях техники сформированы методы и модели оценки живучести сложных систем. Как правило, под живучестью понимают способность системы сохранять заданные параметры при воздействии внешних факторов катастрофического характера. При этом в результате такого воздействия на весь объект или на отдельный элемент возможно снижение эксплуатационных параметров в пределах допустимых значений. В [1] живучесть определена как свойство объекта противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений при установленной системе технического обслуживания, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации, или свойство объекта сохранять ограниченную работоспособность при наличии повреждений определенного вида или при отказе некоторых компонентов.

Применительно к строительным объектам нормативными документами определена надежность объекта, в общепринятой терминологии, как свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, которые требуют функции объекта в заданных условиях и режимах эксплуатаци. Надежность строительного объекта поддерживается обеспечением долговечности и безотказности. При проектировании строительных объектов действующими сводами правил обеспечиваются параметры прочности, жесткости, устойчивости. В настоящее время в связи с участившимися разрушительными природными и техногенными катастрофами возрастает актуальность экспериментально-теоретических исследований и обоснования конструктивной безопасности и живучести объектов, снижения рисков.

В строительной науке определены проблемы живучести зданий и сооружений и направления их решения, формируется терминология по данной тематике, так как в нормативных документах пока отсутствуют понятия и определения по вопросу живучести. С 1970-х годов, когда был впервые предложен термин «прогрессирующее обрушение», к сегодняшнему времени сложилось определение этого термина. В Стандарте [2] дано определение прогрессирующему обрушению как последовательному (цепному) разрушению несущих строительных конструкций и оснований, приводящему к обрушению всего сооружения или его частей вследствие начального локального повреждения. В предложено под живучестью конструкций понимать свойство конструкции сохранять общую несущую способность при локальных разрушениях, вызванных природными и техногенными воздействиями, по крайней мере, в течение некоторого времени.

В настоящее время исследования живучести конструктивных систем выполняются по двум направлениям. К первому направлению относятся исследования, связывающие живучесть системы с сопротивлением прогрессирующему разрушению (обрушению) при аварийном воздействии, приведшем к разрушению элемента системы. В рассмотрено прогрессирующее обрушение по отношению к локальному разрушению отдельного конструктивного элемента, вызвавшему цепное обрушение, выделяют прогрессирующее обрушение и непропорциональное обрушение. Прогрессирующее обрушение определено как внезапное разрушение, независимо от причины, приведшее к перераспределению усилий и последующему разрушению других элементов до нового состояния равновесия, при котором часть конструктивной системы или все здание будут обрушены. При непропорциональном обрушении область прогрессирующего обрушения превышает допустимые размеры, установленные нормативными документами. Таким образом, при проектировании объектов нормируются расчетные ситуации с ограниченными областями локальных разрушений. В соответствии с зона локального разрушения несущих конструкций ограничивается площадью 80 квадратных метров на одном этаже, и уровень начального обрушения ограничивается одним верхним или нижним этажом. Аналогичные ограничения зон локального разрушения установлены в европейских нормах , зона локальных разрушений ограничивается площадью 70 квадратных метров или 15% для каждого из двух смежных этажей при удалении наружной колонны. В нормах США при удалении наружного элемента локальные разрушения перекрытия выше удаленного элемента ограничены площадью 70 квадратных метров или 15% от общей площади перекрытия, при удалении же внутреннего элемента нормативные значения удваиваются.

В исследованиях, относящихся ко второму направлению, причиной прогрессирующего разрушения системы рассматривают отказ одной из несущих конструкций вследствие дегра-дационных процессов, как старение, коррозия и другие. В исследования [9, 10] предложено для развития теории живучести строительных конструкций принять принцип энтропийности процессов накопления средового повреждения, кинетику коррозии нагруженного железобетонного элемента от локального повреждения к лавинообразному разрушению. На конструктивную систему здания оказываю влияние коррозионные повреждения железобетонных конструкций в результате длительной эксплуатации в агрессивных условиях. Коррозионные повреждения приводят к снижению силового сопротивления и жесткости конструкции, к развитию больших деформаций и трещин.

К настоящему времени сформированы определенные подходы и методы оценки возможного прогрессирующего обрушения, способы защиты зданий и сооружений. Сформулирована общая методология снижения рисков прогрессирующих разрушений зданий и сооружений, основные положения которой следующие:

- предупреждение или полное исключение организационными методами возможности аварийного воздействия;

- уменьшение объёма разрушения объекта конструктивными методами;

- предотвращение прогрессирующего обрушения.

При оценке живучести рассматривается возможность мгновенного удаления одного несущего элемента конструктивной системы здания. Эта ситуация возможна в результате аварийных взрывов, терактов, аварийных ударов,

транспортных аварий. При рассмотрении данной расчетной ситуации необходимо отметить, что первоочередным в обеспечении живучести являются не технические и конструктивные мероприятия, а организационные, направленные на предотвращение указанных аварийных воздействий. Рассматривается выключение элемента, поврежденного коррозией. Такое предположение представляется маловероятным. Так как коррозионные повреждения железобетонных конструкций развиваются во времени и легко диагностируются, а обязательным условием эксплуатации зданий и сооружений является установленная система технического обслуживания и ремонта. Это подтверждается опытом обследования железобетонных конструкций зданий и сооружений

Уменьшить объемы прогрессирующего разрушения возможно за счет их локализации. Каркас здания «разбивается» на отдельные объемы, выход разрушения за пределы которых исключен: в горизонтальном направлении здание разбивается деформационными швами, в вертикальном направлении устраиваются связевые этажи или мощные ригели междуэтажных перекрытий. Другим направлением уменьшения объема разрушения является введение в конструктивную схему дополнительных связей, так [7] рекомендует в несущих каркасах выполнять связи по наружным колоннам, вертикальные связи, контурные связи, внутренние связи. Живучесть здания возможно обеспечить, если для предотвращения прогрессирующего разрушения несущая способность всех элементов системы будет достаточной для восприятия начальных аварийных воздействий. Такое решение значительно увеличивает материалоёмкость конструктивного решения. Как показано в [3] армирование, требуемое для восприятия аварийного воздействия и приложенных нагрузок, превышает в 3.3,5 раза количество арматуры, требуемое для обеспечения несущей способности конструкций при проектных нагрузках.

Экспериментально - теоретическими исследованиями установлено, что мгновенное разрушение элемента или связи конструктивной системы при действии эксплуатационной нагрузки приводит к динамическому догружению всех остальных элементов системы и, как следствие, к возможному прогрессирующему обрушению [9]. Расчеты конструктивных систем при разрушении элемента и возникновении опасности прогрессирующего обрушения развиваются по направлениям. Первое направление: высокоточный нелинейный динамический расчет; второе направление: приближенный динамический расчет в упруго-линейной постановке;

третье направление: упрощенный расчет, основанный на применении эквивалентных статических нагрузок с введением коэффициента динамичности. В последнее время получили развитие упрощенные методы расчета, в которых линейная статическая процедура требует применения повышающего коэффициента к нагрузкам, учитывающего как нелинейные, так и динамические эффекты.

Многочисленные исследования направлены на изучение, анализ и оценку живучести статически неопределимых конструктивных систем зданий и сооружений. Предлагается распространить требование живучести также на отдельные железобетонные конструкции, не включенные в конструктивные системы. В этом случае живучесть можно определить, как свойство конструкции сохранять несущую способность при повреждениях любого характера в течение некоторого времени. Критерием живучести железобетонной в данной постановке является сопротивляемость конструкции хрупкому разрушению. Нужно отметить, что подобный подход реализуется при проектировании изгибаемого элемента недопущением хрупкого разрушения ограничением высоты сжатой зоны. Для чего в своде правил по проектированию железобетонных конструкций введено известное обязательное условие £ <

В живучесть железобетонной конструкции рассматривается как остаточный ресурс на конкретном этапе её эксплуатации с учетом выявленных силовых и средовых повреждений. Рассматривается возможность хрупкого разрушения бетона сжатой зоны. За расчетную ситуацию принимается стадия напряженно-деформированного состояния, при которой в сжатом бетоне возникают и развиваются микроразрушения. Физический смысл ограничения параметра живучести предельным значением заключается в недопущении образования продольных трещин в бетоне сжатой зоны, что определяет хрупкий характер разрушения элемента. Для оценки живучести изгибаемого элемента предложены характеристики - параметр живучести, отражающий напряженно - деформированное состояние элемента, и предельная живучесть. Данные характеристики живучести должны определяться на каждой стадии эксплуатации конструкции с учетом выявленных повреждений. В рамках исследования конструктивной безопасности железобетонных конструкций разработаны методы оценки несущей способности, деформативности и трещиностой-кости отдельных конструкций и конструктивных систем в условиях проявления коррозионных повреждений бетона и арматуры, повреждений узлов сопряжений конструкций, изменения конструктивной системы при её усилении. Решения задач конструктивной безопасности основывается на методе предельных состояний. С единых позиций выполнена оценка напряженно-деформированное состояние конструкций и определены резервы на всех этапах жизненного цикла объекта. Исследованы механизмы и предложены модели коррозионного и силового повреждения железобетона с учетом знака и уровня напряжений

Таким образом, живучесть железобетонной конструкции следует рассматривать как свойство противостоять хрупкому разрушению. Живучесть конструктивных систем можно определить, как способность системы противостоять прогрессирующему обрушению при аварийных нагрузках и воздействиях. Расчет живучести железобетонных конструкций и конструктивных систем полностью вписывается в положения метода предельных состояний. Расчет по первой группе предельных состояний должен обеспечить конструкцию от разрушения любого характера и с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции, а конструктивную систему - от локального и прогрессирующего обрушения.