Рисунок 1

Расчетные сейсмические нагрузки на здания и сооружения, имеющие сложное конструктивно-планировочное решение, следует определять с использованием пространственных расчетных динамических моделей зданий и с учетом пространственного характера сейсмических воздействий. Для расчетов в ситуации МРЗ допускается использовать теорию предельного равновесия или иные научно обоснованные методы.

Расчетная сейсмическая нагрузка (силовая или моментная) по направлению обобщенной координаты с номером j, приложенная к узловой точке k РДМ и соответствующая i-й форме собственных колебаний зданий или сооружений (кроме гидротехнических сооружений), определяется по формуле

(1)

где K0 - коэффициент, учитывающий назначение сооружения и его ответственность, принимаемый по таблице 3;

K1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 5;

- значение сейсмической нагрузки для i-й формы собственных колебаний здания или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

(2)

где - масса здания или момент инерции соответствующей массы здания, отнесенные к точке k по обобщенной координате j, определяемые с учетом расчетных нагрузок на конструкции согласно 5.1;

g - ускорение силы тяжести;

А - коэффициент, значение которого следует принимать равным 0,1; 0,2; 0,4 для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов соответственно;

KA - коэффициент, значения которого следует принимать по таблице 4 в зависимости от сочетаний расчетной сейсмической интенсивности на картах А, В и С (комплекта карт ОСР-97);

bi - коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний зданий или сооружений, принимаемый в соответствии с 5.6;

Ky - коэффициент, принимаемый по таблице 6 или в соответствии с указаниями раздела 8;

- коэффициент, зависящий от формы деформации здания или сооружения при его собственных колебаниях по i-й форме, от узловой точки приложения рассчитываемой нагрузки и направления сейсмического воздействия, определяемый по 5.7, 5.8.

Примечания

1 При сейсмичности площадки 8 баллов и более, повышенной только в связи наличием грунтов категории III, к значению Sik, вводится множитель 0,7, учитывающий нелинейное деформирование грунтов при сейсмических воздействиях.

2 Обобщенная координата может быть линейной координатой, и тогда ей соответствует линейная масса, либо угловой, и тогда ей соответствует момент инерции массы. Для пространственной РДМ для каждого узла обычно рассматривается 6 обобщенных координат: три линейные и три угловые. При этом, как правило, считают, что массы, соответствующие линейным обобщенным координатам, одинаковы, а моменты инерции массы относительно угловых обобщенных координат могут быть различными.

3 При вычислении силовой сейсмической нагрузки (j = 1, 2, 3) приняты следующие размерности: [Н], g , [кг]; коэффициенты, входящие в формулу (2), - безразмерные.

4 При вычислении моментной сейсмической нагрузки (j = 4, 5, 6) приняты следующие размерности: [Н×м], g , [кг×м2], остальные коэффициенты, входящие в формулу (2), - безразмерные.

5 - моменты инерции масс в узле k относительно 1-й, 2-й и 3-й осей соответственно.

Таблица 3 - Коэффициенты K0, определяемые назначением сооружения

5.6 Значения коэффициента динамичности bi в зависимости от расчетного периода собственных колебаний Ti здания или сооружения по i-й форме при определении сейсмических нагрузок следует принимать по формулам (3) и (4) или рисунку 2.

Рисунок 2

Для грунтов категорий I и II по сейсмическим свойствам (кривая 1) при:

Ti £ 0,1 с bi = 1 + 15 Ti;

0,1 с < Ti < 0,4 с bi = 2,5; (3)

Ti ³ 0,4 с bi = 2,5(0,4 / Ti)0,5;

Для грунтов категории III по сейсмическим свойствам (кривая 2) при:

Ti £ 0,1 с bi = 1 + 15 Ti;

0,1 с < Ti < 0,8 с bi = 2,5; (4)

Ti ³ 0,8 с bi = 2,5(0,8 / Ti)0,5;

Во всех случаях значения bi должны приниматься не менее 0,8.

Примечания

1 При расчете транспортных и гидротехнических сооружений выбор зависимостей bi(T), предусмотренных настоящим подразделом, следует проводить согласно требованиям разделов 7 и 8.

2 При наличии представительной информации (записей землетрясений, подробная характеристика опасных зон ВОЗ и др.) допускается использовать региональные значения коэффициентов динамичности bi.

Таблица 4 - Значения коэффициента KA в зависимости от сочетаний расчетной сейсмической интенсивности района строительства на картах А, В и С ОСР-97

5.7 Для зданий и сооружений, рассчитываемых по пространственной РДМ, значение при равномерном поступательном сейсмическом воздействии следует определять по формуле

(5)

где - смещения по i-й форме в узловой точке k РДМ по направлению обобщенной координаты с номером j (при j = 1; 2; 3 смещения линейные, при j = 4; 5; 6 - угловые);

- инерционные характеристики в узловой точке р, равные при j = 1; 2; 3 массе здания или сооружения, присоединенной к узловой точке р по направлению оси j, а при j = 4; 5; 6 равные моментам инерции массы относительно угловых обобщенных координат (инерционные характеристики определяют с учетом расчетных нагрузок на конструкцию согласно 5.1);

rl - косинусы углов между направлением сейсмического воздействия и осью с номером l. Если обобщенные перемещения вдоль осей 1 и 2 соответствуют горизонтальной плоскости, а перемещение вдоль оси 3 является вертикальным, то эти коэффициенты равны: r1 = cos a cos b; r2 = sin a cos b; r3 = sin b, где a - угол между направлением сейсмического воздействия и обобщенной координатой l = 1, b - угол между направлением сейсмического воздействия и горизонтальной плоскостью.

Таблица 5 - Коэффициенты K1, учитывающие допускаемые повреждения зданий и сооружений

5.8 Для зданий и сооружений, рассчитываемых по консольной схеме, значение hik при поступательном горизонтальном (вертикальном) сейсмическом воздействии без учета моментов инерции массы следует определять по формуле

(6)

где Xi(Xk) и Xi(Xk) - смещения здания или сооружения при собственных колебаниях по i-й форме в рассматриваемой точке k и во всех точках j, где в соответствии с расчетной схемой его масса принята сосредоточенной;

mj - масса здания или сооружения, отнесенная к узловой точке j, определяемая с учетом расчетных нагрузок на конструкцию в соответствии с 5.1.

Для зданий высотой до пяти этажей включительно с незначительно изменяющимися по высоте массами и жесткостями этажей при Ti менее 0,4 с коэффициент hk, при использовании консольной схемы для поступательного горизонтального (вертикального) сейсмического воздействия без учета моментов инерции массы, допускается определять по упрощенной формуле

(7)

где xk и xj - расстояния от точек k и j до верхнего обреза фундаментов.

Таблица 6 - Коэффициент, учитывающий способность зданий и сооружений к рассеиванию энергии

5.9 Усилия в конструкциях зданий и сооружений, проектируемых для строительства в сейсмических районах, а также в их элементах, следует определять с учетом высших форм их собственных колебаний. Минимальное число форм собственных колебаний, учитываемых в расчете, рекомендуется назначать так, чтобы сумма эффективных модальных масс, учтенных в расчете, составляла не менее 90 % общей массы системы, возбуждаемой по направлению действия сейсмического воздействия для горизонтальных воздействий и не менее 75 % - для вертикального воздействия. Должны быть учтены все формы собственных колебаний, эффективная модальная масса которых превышает 5 % (см. приложение А). При этом для сложных систем с неравномерным распределением жесткостей и масс необходимо учитывать остаточный член от отброшенных форм колебаний.

Для зданий и сооружений простой конструктивной формы при использовании консольной РДМ усилия в конструкциях допускается определять с учетом не менее трех форм собственных колебаний, если период первой (низшей) формы собственных колебаний значение Тi более 0,4 с, и с учетом только первой формы, если значение Тi равно или менее 0,4 с.

Число форм колебаний и коэффициенты hjk для гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям раздела 5.

5.10 Расчетные значения поперечных и продольного усилий, изгибающих и крутящего моментов, нормальных и касательных напряжений Np в конструкциях от сейсмической нагрузки при условии статического действия ее на сооружение, а также расчетные значения перемещений следует определять по формуле

(8)

где Ni - значения усилия (момента, напряжения, перемещения), вызываемого сейсмическими нагрузками, соответствующими i-й форме колебаний;

п - число учитываемых в расчете форм колебаний. Знаки в формуле (8) для вычисляемых факторов следует назначать по знакам значений соответствующих факторов для форм с максимальными модальными массами.

Если периоды i-й и (i + 1)-й форм собственных колебаний сооружения отличаются менее чем на 10 %, то расчетные значения соответствующих факторов необходимо вычислять с учетом их взаимной корреляции. Для этого допускается применять формулу

(9)

где ri = 2, если Тi+1/Тi ³ 0,9 и ri = 0, если Тi+1/Тi < 0,9 (Тi > Тi+1).

5.11 Вертикальную сейсмическую нагрузку в случаях, предусмотренных в 5.4 (кроме каменных конструкций), следует определять по формулам (1) и (2), при этом коэффициент Ky принимают равным единице, а значение вертикальной сейсмической нагрузки умножают на 0,75.

Консольные конструкции, масса которых по сравнению с массой здания незначительна (балконы, козырьки, консоли для навесных стен и т. п. и их крепления), следует рассчитывать на вертикальную сейсмическую нагрузку при значении bh = 5.

5.12 Конструкции, возвышающиеся над зданием или сооружением и имеющие по сравнению с ним незначительные сечения и массу (парапеты, фронтоны и т. п.), а также крепления памятников, тяжелого оборудования, устанавливаемого на первом этаже, следует рассчитывать с учетом горизонтальной сейсмической нагрузки, вычисленной по формулам (1) и (2) при bh = 5.

5.13 Стены, панели, перегородки, соединения между отдельными конструкциями, а также крепления технологического оборудования следует рассчитывать на горизонтальную сейсмическую нагрузку по формулам (1) и (2) при значениях bh, соответствующих рассматриваемой отметке сооружения, но не менее 2. При расчете горизонтальных стыковых соединений в крупнопанельных зданиях силы трения, как правило, не учитывают.

5.14 При расчете конструкций на прочность и устойчивость помимо коэффициентов условий работы, принимаемых в соответствии с другими действующими нормативными документами, следует вводить дополнительно коэффициент условий работы ткр путем деления величин усилий на этот коэффициент, определяемый по таблице 7.

Таблица 7 - Коэффициент условий работы

5.15 При расчете зданий и сооружений (кроме гидротехнических сооружений), длиной или шириной более 30 м по консольной РДМ помимо сейсмической нагрузки, определяемой по 5.5, необходимо учитывать крутящий момент относительно вертикальной оси здания или сооружения, проходящей через его центр жесткости. Значение расчетного эксцентриситета между центрами жесткостей и масс зданий или сооружений в рассматриваемом уровне следует принимать не менее 0,1В, где В - размер здания или сооружения в плане в направлении, перпендикулярном к действию силы Sik.

5.16 При расчете подпорных стен необходимо учитывать сейсмическое давление грунта.

5.17 Расчет зданий и сооружений с учетом сейсмического воздействия, как правило, выполняют по предельным состояниям первой группы. В случаях, обоснованных технологическими требованиями, допускается выполнять расчет по второй группе предельных состояний.

5.18 Необходимость учета сейсмических воздействий при проектировании зданий и сооружений пониженного уровня ответственности, разрушение которых не связано с гибелью людей, порчей ценного оборудования и не вызывает прекращения непрерывных производственных процессов (склады, крановые эстакады, небольшие мастерские и др.), а также временных зданий и сооружений устанавливается заказчиком.

5.19 Расчет зданий с сейсмоизолирующими системами необходимо выполнить на сейсмические нагрузки, соответствующие уровням ПЗ и МРЗ, а также на эксплуатационную пригодность.

Расчет системы сейсмоизоляции на сейсмические нагрузки, соответствующие уровню ПЗ, следует выполнять по 5.2,а). Повреждения элементов конструкций сейсмической изоляции не допускаются.

Расчет системы сейсмоизоляции на сейсмические нагрузки, отвечающие уровню МРЗ, следует выполнять в соответствии с 5.2,б) и 5.2.2. При выполнении расчета на МРЗ необходима проверка по перемещениям. Расчет проводят для зданий и сооружений повышенного уровня ответственности, а также для зданий нормального уровня ответственности по требованию заказчика. Необходимо использовать реальные акселерограммы, характерные для района строительства, а в случае их отсутствия - генерировать искусственные акселерограммы с учетом грунтовых условий площадки строительства

Расчет сейсмоизолирующей системы на эксплуатационную пригодность следует выполнять на воздействия вертикальных статических и ветровой нагрузок.

Каждый элемент системы изоляции должен быть запроектирован так, чтобы при максимальных горизонтальных перемещениях воспринимать максимальные и минимальные статические вертикальные нагрузки.

6 Жилые, общественные, производственные здания и сооружения

6.1 Общие положения

6.1 Требования раздела 6 должны выполняться независимо от результатов расчета в соответствии с разделом 5.

6.1.2 Здания и сооружения следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если:

здание или сооружение имеет сложную форму в плане;

смежные участки здания или сооружения имеют перепады высоты 5 м и более, а также существенные отличия друг от друга по жесткости и(или) массе.

Устройство антисейсмических швов внутри помещений не допускается.

В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.

6.1.3 Антисейсмические швы должны разделять здания или сооружения по всей высоте. Допускается не устраивать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным.

6.1.4 Расстояния между антисейсмическими швами для зданий и сооружений не должны превышать: из стальных каркасов - по требованиям для несейсмических районов, но не более 150 м; из деревянных конструкций - 40 и 30 м и для остальных конструктивных решений - по таблице и 60 м при расчетной сейсмичности 7 - 8 и 9 баллов соответственно.

6.1.5 Высота зданий не должны превышать размеров, указанных в таблице 8.

Таблица 8 - Высота здания в зависимости от конструктивного решения

6.1.6 Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам, а также рамы и стены.

Ширину антисейсмического шва следует назначать по результатам расчетов в соответствии с 2.5 и ширина шва должна быть не менее суммы двух амплитуд колебаний смежных отсеков здания.

При высоте здания или сооружения до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Ширину антисейсмического шва здания или сооружения большей высоты следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.

6.1.7 Конструкции примыкания отсеков здания или сооружения в зоне антисейсмических швов, в том числе по фасадам и в местах переходов между отсеками, не должны препятствовать их взаимным горизонтальным перемещениям.

6.1.8 Конструкция перехода между отсеками может быть выполнена в виде двух консолей из сопрягающихся блоков с устройством расчетного шва между концами консолей.

Допускается устройство антисейсмического шва на консолях вылетом не более 1,0 м. Переход через антисейсмический шов не должен являться единственным путем эвакуации из зданий или сооружений.

6.2 Основания, фундаменты и стены подвалов

6.2.1 Проектирование фундаментов зданий следует выполнять в соответствии с требованиями нормативных документов по основаниям и фундаментам зданий и сооружений (СП 22.13330, СП 24.13330), [1], [2].

6.2.2 Фундаменты зданий и сооружений или их отсеков, возводимых на нескальных грунтах, должны, как правило, устраиваться на одном уровне. При устройстве подвала под частью здания (отсека) следует стремиться к его симметричному расположению относительно главных осей.

6.2.3 Фундаменты высоких зданий (более 16 этажей) на нескальных грунтах следует, как правило, принимать свайными, в виде сплошной фундаментной плиты или свайно-плитными.

6.2.4 При строительстве в сейсмических районах по верху сборных ленточных фундаментов следует укладывать слой цементного раствора марки 100 или мелкозернистого бетона класса В10 толщиной не менее 40 мм и продольную арматуру диаметром 10 мм в количестве три, четыре и шесть стержней при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно. Через каждые мм продольные стержни должны быть соединены поперечными стержнями диаметром не ниже 6 мм.

В случае выполнения стен подвалов из сборных панелей, конструктивно связанных с ленточными фундаментами, укладка указанного слоя раствора не требуется.

6.2.5 В фундаментах и стенах подвалов из крупных блоков должна быть обеспечена перевязка кладки в каждом ряду, а также во всех углах и пересечениях на глубину не менее 1/2 высоты блока; фундаментные блоки следует укладывать в виде непрерывной ленты.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6