Как обеспечить устойчивость формы сооружения

Обновлено: 02.07.2024

Пути увеличения устойчивости сооружений непосредственно вытекают из анализа основного условия (7.14) устойчивости и особенно ярко из рассмотрения простейших зависимостей (7.17) или (7.20).

Первое основное направление — это уменьшение суммарных активных воздействий на сооружение А, способных вызвать нарушение их устойчивости, т. е. уменьшение знаменателя в зависимостях (7.17),

Рис. 7.16. Основные схемы повышения устойчивости подпорной стенки

и др. Примерами таких мероприятий в рассмотренных на рис. 7.16 вариантах повышения устойчивости подпорной стенки являются: устройство разгрузочных плит (рис. 7.16, д) и засыпка за стенкой крупнозернистого материала (с большим

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

Комментарии

Закрепленные

Понравившиеся

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8.

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов.

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем.

Основные закономерности татического деформирования грунтов

За последние 15. 20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

Давление грунта на сооружения

Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

Несущая способность оснований

Наиболее типичной задачей о предельном равновесии грунтовой среды является определение несущей способности основания под действием нормальной или наклонной нагрузок. Например, в случае вертикальных нагрузок на основании задача сводится к тому…

Процесс отрыва сооружений от оснований

Решения плоской и пространственной задач консолидации и их приложения

Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…

ЗАЩИТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ

Правила проектирования. Основные положения

Protection of buildings and structures against progressive collapse. Design code. Basic statements

ОКС 21.120.25*
_____________________

* По информации Росстандарта ОКС 91.120.01,

здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2019-01-06

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУ ВО "ЮЗГУ"), Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий" (АО "ЦНИИПромзданий"), Закрытое акционерное общество "Городской проектный институт жилых и общественных зданий" (ЗАО "ГОРПРОЕКТ"), Акционерное общество "Московский научно-исследовательский и проектный институт типологии, экспериментального проектирования" (АО МНИИТЭП), Общество с ограниченной ответственностью "Техрекон" (ООО "Техрекон")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в [1]-[3], и содержит основные положения, общие требования по проектированию защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения при аварийной расчетной ситуации вследствие предполагаемого начального локального разрушения, приводящего к изменению конструктивной системы.

Свод правил разработан авторским коллективом ФГБОУ ВО "ЮЗГУ" (руководитель темы - д-р техн. наук, проф. В.И.Колчунов; д-р техн. наук, проф. Н.В.Федорова; д-р техн. наук, проф. С.Г.Емельянов; д-р техн. наук, проф. Вл.И.Колчунов), ЗАО "ГОРПРОЕКТ" (д-р техн. наук, проф. В.И.Травуш), АО "ЦНИИПромзданий" (руководитель темы - канд. техн. наук Н.Г.Келасьев; д-р техн. наук, проф. Э.Н.Кодыш; д-р техн. наук, проф. Н.Н.Трекин), АО МНИИТЭП (инж. Г.И.Шапиро), ООО "Техрекон" (инж. А.Г.Шапиро).

Изменение N 1 к СП 385.1325800.2018 разработано авторским коллективом: ФГБОУ ВО "ЮЗГУ" (руководитель темы - д-р техн. наук, проф. В.И.Колчунов, д-р техн. наук, проф. Н.В.Федорова, д-р техн. наук, проф. С.Г.Емельянов, д-р техн. наук, проф. Вл.И.Колчунов); ЗАО "ГОРПРОЕКТ" (д-р техн. наук, проф. В.И.Травуш); АО "ЦНИИПромзданий" (руководитель темы - канд.техн. наук Н.Г.Келасьев, д-р техн. наук, проф. Э.Н.Кодыш, д-р техн. наук, проф. Н.Н.Трекин, И.А.Терехов); ООО "Техрекон" (Г.И.Шапиро, А.Г.Шапиро).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает основные положения по проектированию новых и реконструкции зданий и сооружений различных конструктивных систем с обеспечением их защиты от прогрессирующего обрушения на стадии эксплуатации.

1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование транспортных, линейных объектов, гидротехнических сооружений, инженерных сооружений типа резервуаров и бункеров, подземных сооружений и объектов, на которых ведутся горные работы и работы в подземных условиях.

Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 4784-2019 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

СП 15.13330.2012 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 128.13330.2016 "СНиП 2.03.06-85 Алюминиевые конструкции"

СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология"

СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования (с изменением N 1)

СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия

СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по [1], ГОСТ 27751, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аутригерные конструкции: Пересекающиеся фермы, связи, диафрагмы или балки (балки-стенки), обеспечивающие повышенную жесткость здания или сооружения.

3.2 демпфирование: Процесс рассеивания (диссипации) энергии механических колебаний в конструкциях и материалах здания или сооружения.

конструктивная система: Совокупность взаимосвязанных строительных конструкций и основания.

3.4 коэффициенты надежности: Коэффициенты, учитывающие возможные неблагоприятные отклонения значений нагрузок, характеристик материалов и расчетной схемы строительного объекта от реальных условий его эксплуатации, а также уровень ответственности строительных объектов.

3.5 нормативные характеристики физических свойств материалов: Значения физико-механических характеристик материалов, устанавливаемые в нормативных документах, технических условиях или задании на проектирование и контролируемые при их изготовлении, строительстве и эксплуатации объекта.

3.6 особое предельное состояние: Состояние конструкций после превышения границы несущей способности по первому и деформативности по второму предельным состояниям, в котором они не полностью соответствуют функциональным требованиям, дальнейшее увеличение нагрузок и (или) воздействий приводит к их разрушению.

3.7 предполагаемое начальное локальное разрушение (локальное разрушение): Удаление несущего конструктивного элемента, имитирующее потерю несущей способности и (или) устойчивости, а также приводящее к изменению конструктивной системы здания и сооружения.

прогрессирующее (лавинообразное) обрушение: Последовательное (цепное) разрушение несущих строительных конструкций, приводящее к обрушению всего здания или сооружения или его частей вследствие начального локального разрушения.

расчетная схема (модель): Модель конструктивной системы, используемая при проведении расчетов.

1 Первичная расчетная схема - расчетная схема здания или сооружения, принятая для расчета на проектные сочетания нагрузок по первому и второму предельным состояниям.

2 Вторичная расчетная схема - расчетная схема, полученная из первичной расчетной схемы путем исключения несущего конструктивного элемента в результате предполагаемого начального локального разрушения, при этом прочностные и деформационные характеристики материалов назначают в соответствии с требованиями раздела 5, а нагрузки принимают в соответствии с разделом 6.

3.10 расчетные ситуации: Учитываемый при расчете зданий или сооружений комплекс наиболее неблагоприятных условий, которые могут возникнуть при его эксплуатации.

Раздел 3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4 Общие требования

4.1 Проектирование защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения осуществляется при аварийной расчетной ситуации вследствие предполагаемого начального локального разрушения (см. 3.7), приводящего к изменению конструктивной системы. Для этого необходимо выполнить расчет по особому предельному состоянию (см. 3.6) с учетом критериев, указанных в разделе 5, обеспечив несущую способность, деформативность и устойчивость формы деформации как конструктивной системы здания и сооружения в целом, так и отдельных элементов и узлов сопряжений, за исключением удаляемого, при локальном разрушении (см. 4.5).

4.2 Требования к проектированию защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения в настоящем своде правил приведены для зданий и сооружений повышенного уровня ответственности, а также для зданий и сооружений нормального уровня ответственности с массовым пребыванием людей (см. ГОСТ 27751).

4.3 При реконструкции необходимо обеспечить защиту от прогрессирующего обрушения для здания или сооружения в целом или самостоятельного конструктивного блока в частях, ограниченных деформационными швами, в границах которых проводят реконструкцию.

Допускается расчет на защиту от прогрессирующего обрушения не проводить и ограничиться организационно-техническими мероприятиями для реконструируемых зданий и сооружений нормального уровня ответственности при одновременном выполнении условий:

- по результатам инструментального обследования по ГОСТ 31937 определено работоспособное техническое состояние;

- не предусматриваются усиление несущих конструкций и (или) изменение функционального назначения здания и сооружения;

- несущая способность и деформативность подтверждены поверочным расчетом на особое сочетание нагрузок с учетом экстремальных климатических воздействий по СП 296.1325800;

- вертикальные несущие элементы, от которых зависит общая устойчивость здания и сооружения, по результатам поверочных расчетов способны воспринимать особые воздействия от горизонтальной нагрузки 35 кН для стержневых элементов и 10 кН для пластинчатых на 1 м поверхности рассматриваемого элемента в пределах одного этажа.

Устойчивостью называется способность сооружений сохра­нять свое первоначальное положение или первоначальную форму равновесия в деформированном состоянии при действии внеш­них сил.

В соответствии с этим надо различать устойчивость поло­жения сооружения и устойчивость форм равновесия в нагруженном состоянии.

Положение сооружения или форма равновесия в нагруженном состоянии считаются устойчивыми, если при всяком, сколь угодно малом дополнительном возмущении, сооружение отклоняется от исследуемо­го положения или равновесного состояния, однако после исчезно­вения дополнительного возмущения полностью возвращается в исходное состояние (для упругих систем), или проявляет тенденцию к возвращению в исходное состояние (для упруго-пластических систем).

Положение сооружения или форма равновесия в нагруженном состоянии считаются неустойчивыми, если при каком-либо сколь угодно малом отклонении от исследуемого равновесном сос­тоянии и после исчезновения возмущения сооружение не проявля­ет тенденцию к уменьшению получаемых отклонений, а иногда отклоняется еще далее - до нового положения или новой формы равновесного состояния.

Переход сооружения из одного равновесного состояния к дру­гому равновесному состоянию называется потерей устойчи­вости системы. Состояние перехода называется критиче­ским состоянием. При этом, величины внешних сил, действую­щие на сооружение называются критическими.

Как это следует из понятия устойчивости, в механике различа­ют два вида потери устойчивости сооружения: потерю устой­чивости положения и потерю устойчивости, вызван­ной сменой формы равновесного состояния.

В качестве примера потери устойчивости положения соору­жения рассмотрим равновесное положение жесткой пластинки, изображенной на рис. 4.1, расположенной на двух опорах при действии собственного веса величиной G и силы P.


Учитывая, что левая подвижная опора способна развить реак­цию только вверх, т.е. представляет собой одностороннюю связь, следовательно, при условии состояние пластинки явля­ется устойчивым. В данном случае левая опорная реакция- вели­чина конечная и направлена вверх.



С ростом силы P, при левая опорная реакция прини­мает нулевое значение, а равно­действующая силP и G пройдет через правый шарнир. Это при­знак того, что наступило крити­ческое состояние. Поэтому зна­чение силы P считается критиче­ским и обозначается Pкр .

Очевидно, что даже при незначительном росте величины силы P произойдет опрокидыва­ние пластины и она займет новое равновесное положение. То есть произойдет потеря устойчивости положения пластины.

При изучении потери устойчивости сооружений, связанная со сменой формы деформированного состояния в строительной меха­нике различают два рода потери устойчивости.

Потерю устойчивости, связанную только со сменой формы деформированного состояния, называют потерей устойчивос­ти первого рода, что свойственно только упругим системам.

Потерей устойчивости второго рода принято назы­вать первое предельное состояние системы по несущей способ­ности системы, т.е. состояние системы, когда при дальнейшем уве­личении внешних сил равновесие между внешними и внутренними силами нарушается.

Основная задача теории устойчивости заключается в опреде­лении критических значений внешних сил. При этом наибольшее практическое значение имеет определение критических значений внешних сил при потере устойчивости системы по первому роду.

Вся совокупность конструктивных элементов несущего остова многоэтажных зданий в каждом отдельном случае объединена между собой вполне определенном образом, образуя в пространстве единство закономерно расположенных частей, т.е. конструктивную систему. Так называют способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций в пространстве,их взаимное расположение, способ передачи усилий и т.п.

Виды конструктивных систем:

1)При стеновом несущем остове

Системы с поперечно расположенными (с поперечными) несущими стенами. Разновидности: с широким шагом (более 4,8м); узким шагом (4,2…4,8м); со смешанными шагами.

Системы с перекрестным расположением несущих стен (перекрестно-стеновая система).


2)При каркасном несущем остове

Определяющим признаком в этом случае является расположение ригелей каркаса. Ригель- стержневой горизонтальный элемент несущего остова (главная балка, ферма и т.п.),передающий нагрузки от перекрытий непосредственно на стойки каркаса. Различают четыре типа каркасных систем: с поперечным расположением ригелей, с продольным, с перекрестным, с безригельным каркасом, при котором ригели отсутствуют, а безбалочные плиты перекрытий опираются или на капители колонн, или непосредственно на колонны.


При комбинированном несущем остове

Сочетания стержневых и плоскостных вертикальных опор:

Системы, в которых каркас расположен в пределах нижних 1…3 этажей, а выше бескаркасный несущий остов. Расположение стен- по переферии, а стоек каркаса- внутри здания (неполный каркас).Системы со стеновым остовом- в одном или в несколько центрально расположенных стволах, которые обстроены по переферии стойками каркаса в один или несколько рядов и т.д.


Стеновой несущий остов – самый распространенный в жилищном строительстве, каркасный применяется для зданий с большими, не разгороженными перегородками помещениями.Этот остов является основным для производственных зданий, многих типов общественных зданий и сооружений.Комбинированный- при строительстве гражданских многоэтажных зданий

Устойчивость здания- его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия. Пространственная жесткость- это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или, что тоже, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. Шарнирный треугольник- геометрически неизменяемая система, поэтому в четырехугольную конструкцию вводят диагональный стержень(связевая система) или заменяют узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый (так называемый рамный)- рамная система. При этом достаточно придать геометрическую неизменяемость только одному пролету, чтобы система стала геометрически неизменяемой.

Помимо диагональных стерженей геометрическая неизменяемость систем обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы, ядер жесткости и т.п.



Таким образом существует два способа обеспечения жесткости плоских систем – по рамной и по связевой схемам. Комбинируя их можно получить три варианта конструктивных схем здания: связевую. Рамную и рамно-связевую (при проектировании каркасного несущего остова)






8. Требования к ограждающим конструкциям зданий и средства их реализации.

Для ограждающих конструкций первычными являются воздействия несилового характера: потоков влаги и тепла, распространение звуковых волн и т.п.



Теплозащитные свойства стен зависят от способности строительного материала передавать теплоту. Чем меньше плотность, тем меньше величина коэфициента его теплопроводности, тем лучше теплозащитные свойства стен. Теплоустойчивость- характеризует способность стены сохранять неизменныйм тепловое состояние своих внутренних слоев. Это состояние может быть нарушено тепловыми волнами. Воздухопроницание характеризует интенсивность фильтрации воздуха через поры материала и неплотности конструкций (инфильтрация). Одновременно, стена должна обладать сопротивлением паропроницанию, ухудшению теплозащитных свойст стены, увлажнению стен и выпадению конденсата.




Паропроницание ограничивается пароизоляцией на внутренней поверхности стены (если материал стен или теплоизоляция имеет пористую структуру). В случае плотной структуры материала, наиболее плотные слои следует располагать ближе к внутренней поверхности. Также защита от паров – это меры по их удалению.

В этих целях материалы большей пористости следует размещать ближе к наружным слоям стены, но не на самой наружной поверхности, т. к. она подвержена воздействию осадков и т.п. Поэтому на наружной поверхности необходим защитный слой из плотных структур.


Два метода совместного учета ограждающих и несущих свойст стеновых конструкций: совмещение этих функций (однослойная конструкция) и разделение(многослойная или слоистая конструкция).

Факторы, воздействующие на них: движение теплового потока, диффузия водяного пара, воздушный шум, ударный шум, воздухопроницание, возможное газопроницание.

Важнейшая ограждающая функция перекрытий: звукоизоляция. Различают ударный и воздушный звуки. Мероприятия по звукоизоляции: 1. Тщательная заделка всех неплотностей в стыках между сборными элементами , в местах сопряжений перекрытий со стенами и т.д. 2.для устранения мембранных колебаний: увеличение массивности конструкций и их веса или устройство многослойных конструкций со слояит различной звукопроницаемости. На границе двух смежных сред (слоев) энергия звуковых волн уменьшается за счет отражения каждой новой. Акустически однородные , неоднородные конструкции. 3.Изоляция от ударного звука обеспечивается:применением упругих прокладок между конструктивными элементами пола и несущими конструкциями перекрытий, применение упругого основания пола (из релина, тапифлекса и т.п.). 4. Изоляция структурного шума в перекрытиях из-за жестких узлов- раздельные полы и потолки.



Другие типы перекрытий

В чердачных перекрытиях главнвя функция- теплоизоляция. Поэтому основные требования: толщина теплоизоляционного слоя(с учетом отапливаемый чердак или нет), дополнительная теплоизоляция отдельных мест,в которых возможно образование мостиков холода, предупреждение увлажнения теплоизоляционных материалов: устройство защитного слоя пароизоляции по ходу движения паров (т.е. в чердачных перекрытиях ниже утеплителя), проветривание чердаков и т.д.

Над эркером совмещаются функции чердачного перекрытия и кровли – совмещенное бесчердачное покрытие. Такая конструкция может выполняться двумя способами: 1. Крыша и перекрытие остаются в виде раздельных частей со сплошным воздушным продувом- вентилируемые совмещенные покрытия.2. Кровля и чердачное перекрытие объединяются.

Особенности перекрытий под эркером и над проездом в том, что они должны предусматривать теплоизоляцию и защитный слой пароизоляции укладывается выше утеплителя – под конструкцие пола. Эти перекрытия должны также тиеть защитный слой рна нижней поверхности- для предохранения от воздухо- и паропроницания.

Для предотвращения водопроницаемости в таких помещениях, как душевые и санитарные узлы вбытовых помещениях и т.п., под полом устраивается гидроизоляционный ковер, края которого заводят на стену.

Читайте также: