Пособие по проектированию каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах

Пособие по проектированию каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах (к СНиП II-7-81) (Разделы 1-5)

ПОСОБИЕ
по проектированию каркасных промзданий для строительства
в сейсмических районах (к СНиП II-7-81)

УТВЕРЖДЕНО приказом ЦНИИПромзданий Госстроя СССР от 28 февраля 1983 г. N 22

Рекомендовано к изданию решением Секции несущих конструкций Научно-технического совета ЦНИИПромзданий Госстроя СССР.

Содержит положения по проектированию одноэтажных и многоэтажных производственных зданий с железобетонным, стальным и смешанным каркасами, применяемыми в массовом промышленном строительстве в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов. Приведены примеры расчета зданий, отдельных конструкций.

Для инженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее пособие разработано к СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» в части проектирования каркасных одноэтажных и многоэтажных промзданий с железобетонным, стальным и смешанным каркасами для районов с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов и с учетом «Указаний по размещению объектов строительства и ограничению этажности зданий в сейсмических районах» (СН 429-71).

Пособие содержит общие положения по проектированию указанных зданий и их конструкций, методы определения сейсмических нагрузок, расчета узлов и конструктивные требования к несущим и ограждающим конструкциям, а также примеры расчета одно- и многоэтажных зданий, отдельных конструкций и узлов на действие сейсмических нагрузок.

Пособие разработано ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А.А.Болтухов, Ф.А.Гохбаум, А.И.Нейман, инж. Б.Ф.Васильев), Казахским Промстройниипроект Госстроя СССР (д-р техн. наук Т.Ж.Жунусов, кандидаты техн. наук М.У.Ашимбаев, Ю.Г.Шахнович, инж. Е.Г.Бучацкий), ЦНИИПроектстальконструкция Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Л.А.Бородин, Ю.С.Максимов, Г.М.Остриков) при участии ЦНИИСК Госстроя СССР (д-р техн. наук Я.М.Айзенберг, канд. техн. наук Л.Ш.Килимник, инж. В.И.Ойзерман) и НИИЖБ Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.Д.Быченков, Н.И.Катин).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее пособие составлено к СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и распространяется на проектирование производственных зданий с размерами в пределах габаритных схем по ГОСТ 23837-79 и ГОСТ 24337-80 с железобетонными, стальными и смешанными (с железобетонными колоннами и стальными стропильными конструкциями) каркасами, применяемыми в массовом промышленном строительстве в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.

1.2. Выбор объемно-планировочных, конструктивных решений зданий, строительных материалов и конструкций, назначение специальных конструктивных мероприятий следует производить в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию и строительству, Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов, а также с учетом положений настоящего пособия.

1.3. При проектировании зданий для строительства в указанных районах надлежит:

применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок;

принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы, равномерное распределение жесткостей конструкций и масс (от конструкций и нагрузок на перекрытия);

в зданиях из сборных элементов располагать стыки вне зоны максимальных усилий, обеспечивать монолитность и однородность конструкций с применением укрупненных сборных элементов;

предусматривать условия, облегчающие развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций, обеспечивающие при этом общую устойчивость сооружения.

Примечание. В многоэтажных зданиях со сборными каркасами из линейных элементов допускается устраивать стыки ригелей с колоннами в местах их соединения между собой при условии обеспечения надлежащей прочности стыков.

1.4. При проектировании зданий для строительства в сейсмических районах следует учитывать:

а) интенсивность сейсмического воздействия в баллах (сейсмичность);

б) повторяемость сейсмического воздействия.

Интенсивность и повторяемость следует принимать по картам сейсмического районирования территории СССР (прил.1 и 2), приведенным в СНиП II-7-81. Указанная в прил.1 и 2 сейсмичность относится к участкам со средними по сейсмическим свойствам грунтами (II категории согласно табл.1).

Категория грунта по сейсмическим свойствам

Сейсмичность площадки строительства при сейсмичности района, баллы

Скальные грунты всех видов (в том числе вечномерзлые и вечномерзлые оттаявшие невыветрелые и слабовыветрелые; крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30% песчано-глинистого заполнителя; выветрелые и сильновыветрелые скальные и нескальные твердомерзлые (вечномерзлые) грунты при температуре минус 2 °С и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии)

Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к I категории; крупнообломочные грунты, за исключением отнесенных к I категории; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5 при коэффициенте пористости 0,9 — для глин и суглинков, и 0,7 — для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластично-мерзлые или сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I

Пески рыхлые независимо от влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5 при коэффициенте пористости 0,9 — для глин и суглинков, и 0,7 — для супесей; вечномерзлые нескальные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допущение оттаивания грунтов основания)

Примечания: 1. В случае неоднородного состава грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунта по сейсмическим свойствам, если в пределах десятиметрового слоя грунта (считая от планировочной отметки) слой, относящийся к этой категории, имеет суммарную толщину более 5 м.

2. При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации здания категорию грунта следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии.

3. При строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах по принципу II, если зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, грунты основания следует рассматривать как невечномерзлые (по фактическому состоянию их после оттаивания).

4. При отсутствии данных о консистенции или влажности глинистые и песчаные грунты при положении уровня грунтовых вод выше 5 м относятся к III категории по сейсмическим свойствам.

1.5. Определение сейсмичности площадки строительства следует производить на основании сейсмического микрорайонирования. Населенные пункты, для которых проведены работы по сейсмическому микрорайонированию и имеются соответствующие карты в госстроях союзных республик, указаны в прил.1 главы СНиП II-7-81.

В районах, для которых отсутствуют карты сейсмического микрорайонирования, допускается определять сейсмичность площадки строительства согласно табл.1.

1.6. На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания не допускается. Строительство на таких площадках может быть допущено только по согласованию с Госстроем СССР.

1.7. Площадки строительства с крутизной склонов более 15°, близостью плоскостей сбросов, сильной нарушенностью пород физико-геологическими процессами, просадочностью грунтов, осыпями, обвалами, плывунами, оползнями, карстом, горными выработками, селями являются неблагоприятными площадками в сейсмическом отношении.

При необходимости строительства зданий на таких площадках следует принимать дополнительные меры к укреплению их оснований и усилению конструкций зданий.

1.8. На площадках с неблагоприятными в сейсмическом отношении грунтовыми условиями следует, как правило, размещать предприятия с оборудованием на открытых площадках, а также малоответственные здания (по п.1 табл.3, при расчете которых значение коэффициента по табл.4 принимается равным 0,12, а также по п.3 табл.3).

1.9. В районах с сейсмичностью 9 баллов следует ограничивать строительство и расширение промышленных предприятий, не связанных с разработкой местных сырьевых ресурсов и непосредственным обслуживанием населения. Строительство таких предприятий может быть допущено только при подтверждении народнохозяйственной целесообразности этого строительства соответствующими технико-экономическими обоснованиями.

1.10. При проектировании зданий для сейсмических районов, как правило, должны применяться типовые конструкции, разработанные для этих районов.

При выборе типов зданий для строительства в сейсмических районах при прочих равных условиях следует отдавать предпочтение одноэтажным бесфонарным зданиям или зданиям с зенитными фонарями. При необходимости размещения светоаэрационных фонарей их следует располагать симметрично относительно продольной и поперечной осей здания (отсека).

Здания рекомендуется проектировать прямоугольной формы в плане с параллельно расположенными пролетами, без перепада высот смежных пролетов и без входящих углов.

1.11. Здания следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если: здание имеет сложную форму в плане; смежные участки здания имеют перепады высот 5 м и более.

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

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

Температурные и осадочные швы следует совмещать с антисейсмическими.

1.13. Расстояния между антисейсмическими швами не должны превышать 150 м. Рекомендуется принимать одноэтажные каркасные здания (отсеки) длиной в продольном направлении не более 144, 120 и 96 м соответственно при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов. Для многоэтажных зданий размеры зданий (отсеков) принимаются как в несейсмических районах.

1.14. Строительство производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий выше 5 этажей в районах с сейсмичностью 9 баллов допускается только по согласованию с Госстроем СССР.

1.15. Внутренние площадки, расположенные на части здания, и небольшие пристройки должны, как правило, выполняться в конструкциях, не связанных с колоннами основного каркаса здания.

Примечание. В отдельных обоснованных случаях внутренние площадки или небольшие пристройки к зданию разрешается проектировать с опиранием несущих элементов площадок или покрытий и перекрытий на колонны основного каркаса. При этом при расчете здания необходимо учитывать крутящий момент относительно вертикальной оси здания, проходящей через центр жесткостей, если он больше крутящего момента, предусмотренного в п.2.17.

2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Расчет зданий на сейсмические воздействия при заданном объемно-планировочном и конструктивном решении производится в следующей последовательности:

определяются сейсмичность площадки строительства и расчетная сейсмичность здания по п.1.5 и табл.3 соответственно;

устанавливается расчетная динамическая схема здания и ее параметры;

определяются частоты и формы собственных колебаний каркаса;

определяется расчетная сейсмическая нагрузка по п.2.7;

находятся усилия в элементах каркаса, проверяется несущая способность элементов и узлов их соединения;

устанавливается ширина антисейсмического шва между смежными отсеками здания по п.3.4.

2.2. Расчет конструкций и оснований зданий, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должен выполняться на основные и особые сочетания нагрузок с учетом сейсмических воздействий.

При расчете зданий на особое сочетание нагрузок значения расчетных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, принимаемые по табл.2.

Значения коэффициентов сочетаний

Кратковременные (на перекрытия и покрытия)

Горизонтальные нагрузки от масс на гибких подвесках, температурные климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от оборудования и транспорта, тормозные и боковые усилия от движения кранов при этом не учитываются.

При определении расчетной вертикальной сейсмической нагрузки следует учитывать вес моста крана, вес тележки с коэффициентом сочетания =0,8, а также вес груза, равного грузоподъемности крана, с коэффициентом 0,3.

Расчетную горизонтальную сейсмическую нагрузку от веса мостов кранов следует учитывать в направлении, перпендикулярном оси подкрановых балок. Снижение крановых нагрузок, предусмотренное главой СНиП по нагрузкам и воздействиям, при этом не учитывается.

Собственный вес мостовых или подвесных кранов при определении периода собственных колебаний зданий (отсеков) учитывается с коэффициентом сочетания 0,8.

При определении вертикальных нагрузок от мостовых подвесных и опорных кранов, а также горизонтальных сейсмических нагрузок от мостовых кранов вес кранов и грузов рекомендуется принимать с коэффициентом сочетания 0,5.

2.3. При расчете с учетом сейсмических воздействий снижение нагрузок на перекрытия, предусмотренные главой СНиП на нагрузки и воздействия, не учитывается.

В зданиях с самонесущими стенами, запроектированными в соответствии с требованиями п.3.2, при расчете каркаса необходимо учитывать сейсмическую нагрузку от самонесущих стен, расположенных только в плоскостях, перпендикулярных направлению действующих сейсмических нагрузок.

Сейсмическая нагрузка от поперечных и продольных навесных стен при расчете каркаса должна учитываться в обоих направлениях.

При расчете конструкций на нагрузки, возникающие в период монтажа здания, сейсмические воздействия не учитываются.

2.4. Сейсмические воздействия следует учитывать в виде статической нагрузки, определяемой в соответствии с указаниями пп.2.5 и 2.6.

2.5. Сейсмические воздействия могут иметь любое направление в пространстве.

Для зданий простой геометрической формы расчетные сейсмические нагрузки следует принимать действующими горизонтально в направлении их продольной и поперечной осей. Действие сейсмических нагрузок в указанных направлениях следует учитывать раздельно.

2.6. Вертикальную сейсмическую нагрузку необходимо учитывать при расчете:

горизонтальных и наклонных консольных конструкций;

рам, ферм, пространственных покрытий зданий пролетом 24 м и более;

каменных конструкций по п.5.33.

2.7. Расчетная сейсмическая нагрузка в выбранном направлении, приложенная к точке и соответствующая -му тону собственных колебаний зданий, определяется по формуле

, (1)

где — коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий, принимаемый по табл.4;

— коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий, принимаемый по табл.5;

— значение сейсмической нагрузки для -го тона собственных колебаний здания, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

, (2)

где — вес здания (вертикальная нагрузка), отнесенный (отнесенная) к точке , определяемый (определяемая) с учетом расчетных нагрузок на конструкции согласно пп.2.2 и 2.3 (рис.1);

— коэффициент, значения которого следует принимать равным 0,1; 0,2; 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов;

— коэффициент динамичности, соответствующий -му тону собственных колебаний зданий, принимаемый согласно п.2.8;

— коэффициент, принимаемый по табл.6;

— коэффициент, зависящий от формы деформации здания при его собственных колебаниях по -му тону и от места расположения нагрузки, определяемый по п.2.9.

Рис.1. Схема деформации здания при горизонтальных колебаниях

Примечание. Расчетная сейсмичность зданий, а также значения коэффициента принимаются по согласованию с утверждающей проект организацией в соответствии с табл.3 и 4.

Расчетная сейсмичность при сейсмичности площадки строительства, баллы

1. Производственные здания, за исключением указанных в п.п.2, 3

2. Здания*, функционирование которых необходимо при ликвидации последствий землетрясений (системы энерго- и водоснабжения, пожарные депо, системы пожаротушения, некоторые сооружения связи и т.п.)

3. Здания, разрушение которых не связано с гибелью людей, порчей ценного оборудования и не вызывает прекращение непрерывных производственных процессов (склады, небольшие мастерские и др.), а также временные здания

Без учета сейсмических воздействий

* Здания рассчитываются на нагрузку, соответствующую расчетной сейсмичности, умноженную на коэффициент 1,2.

Допускаемые повреждения зданий

Значение коэффициента

1. Здания, в конструкциях которых могут быть допущены остаточные деформации, трещины, повреждения отдельных элементов и т.п., затрудняющие нормальную эксплуатацию, при обеспечении безопасности людей и сохранности оборудования (производственные здания; системы энерго- и водоснабжения, пожарные депо, системы пожаротушения, некоторые сооружения связи и т.п.)

2. Здания, в конструкциях которых могут быть допущены значительные остаточные деформации, трещины, повреждения отдельных элементов, их смещения и т.п., временно приостанавливающие нормальную эксплуатацию, при обеспечении безопасности людей (одноэтажные производственные здания, не содержащие ценного оборудования)

2.8. Коэффициент динамичности определяется по формулам (3)-(5) или по графикам рис.2 в зависимости от периодов собственных колебаний здания по -му тону и категорий грунтов по сейсмическим свойствам:

, (3)

, (4)

, (5)

где — круговая частота собственных колебаний в рад/с.

Рис.2. Графики для грунтов 1) I категории, 2) II категории, 3) III категории

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

2.9. Для зданий, рассчитываемых по консольной схеме, значение следует определять по формуле

, (8)

где и — смещения здания при собственных колебаниях по -му тону в рассматриваемой точке и во всех точках , где в соответствии с расчетной схемой его вес принят сосредоточенным;

— вес здания, отнесенный к точке , определяемый с учетом расчетных нагрузок на конструкцию согласно пп.2.2 и 2.3.

Конструктивные решения зданий

Значение коэффициента

1. Здания каркасные с числом этажей свыше 5

= 1+0,1( -5)

2. Каркасные одноэтажные здания, высота которых до низа балок или ферм не более 8 м и с пролетами не более 18 м

3. Здания, не указанные в п.1, 2

Примечания: 1. Значения не должны превышать 1,5.

2. По согласованию с Госстроем СССР значения допускается уточнять по результатам экспериментальных исследований.

Значения коэффициента

1. Высокие сооружения небольших размеров в плане (отдельно стоящие в пределах плана здания шахты лифтов, лестниц)

2. Каркасные здания с железобетонными стойками со стеновым заполнением, выполненным в соответствии с указаниями п.3.2, при отношении высоты стоек к поперечному размеру в направлении действия расчетной сейсмической нагрузки, равном или более 25

3. То же, но при отношении равном или менее 15

4. Каркасные здания со стальными стойками со стеновым заполнением, выполненным в соответствии с указаниями п.3.2, при отношении высоты стоек к радиусу инерции сечения стоек в направлении действия расчетной сейсмической нагрузки, равном или более 80

5. То же, но при отношении равном или менее 40

Примечания: 1. При промежуточных значениях и величина принимается по интерполяции согласно табл.7.

2. При разных высотах этажей значения принимаются по средним значениям и .

3. Для стоек, жестко защемленных внизу и с шарнирной опорой вверху, имеющих в пределах высоты переменное сечение, приведенный размер железобетонных стоек устанавливается по формуле (6), а приведенный радиус инерции сечения стальных стоек — по формуле (7)

; (6)

, (7)

где — жесткость стойки на уровне верхней точки закрепления при ее единичном перемещении в направлении действия расчетной сейсмической нагрузки;

— начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;

— горизонтальный размер грани колонн в направлении, перпендикулярном размеру ; для двухветвевых колонн при расчете каркаса в продольном направлении здания размер принимается равным удвоенной величине горизонтального размера грани одной ветви в направлении, перпендикулярном размеру ;

— модуль упругости прокатной стали;

— площадь сечения стальной стойки в нижнем сечении.

2.10. Расчет зданий с учетом сейсмического воздействия, как правило, производится по предельным состояниям первой группы.

В случаях, обоснованных технологическими требованиями, допускается производить расчет по второй группе предельных состояний.

2.11. Усилия в конструкциях зданий, проектируемых для строительства в сейсмических районах, а также в их элементах следует определять с учетом не менее трех форм собственных колебаний, если периоды первого (низшего) тона собственных колебаний более 0,4 с, и с учетом только первой формы, если равно или менее 0,4 с.

2.12. Расчетные значения усилий или напряжений в конструкциях от сейсмической нагрузки следует определять по формуле:

, (9)

где — значение усилий или напряжений в рассматриваемом сечении, вызываемых сейсмическими нагрузками, соответствующими -ой форме колебаний;

— число учитываемых в расчете форм колебаний.

2.13. Вертикальную расчетную сейсмическую нагрузку для случаев, предусмотренных п.2.6 (кроме каменных конструкций), следует определять по формулам (1) и (2) в зависимости от частоты и формы собственных вертикальных колебаний конструкций, при этом коэффициенты и принимаются равными 1.

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

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

2.15. Стены, панели, перегородки, соединения между отдельными конструкциями, а также крепления технологического оборудования следует рассчитывать на горизонтальную сейсмическую нагрузку по формулам (1) и (2) при , соответствующем рассматриваемой отметке сооружения, но не менее 2. Силы трения при этом не учитываются.

2.16. При расчете конструкций на прочность и устойчивость помимо коэффициентов условий работы, принимаемых в соответствии с другими главами II части СНиП, должен вводиться коэффициент условий работы , определяемый по табл.8.

Значение коэффициента

При расчетах на прочность

2. Железобетонные со стержневой и проволочной арматурой (кроме проверки прочности наклонных сечений):

а) из тяжелого бетона с арматурой классов А-I, А-II, А-III, Вр-1

б) то же, с арматурой других классов

в) из бетона на пористых заполнителях

г) из ячеистого бетона с арматурой всех классов

3. Железобетонные, проверяемые по прочности наклонных сечений:

а) колонны многоэтажных зданий

4. Каменные, армокаменные и бетонные:

а) при расчете на внецентренное сжатие

б) при расчете на сдвиг и растяжение

5. Сварные соединения

6. Болтовые (в том числе соединяемые на высокопрочных болтах) и заклепочные соединения

При расчетах на устойчивость

Стальные элементы гибкостью:

От 1,2 до 1
(по интерполяции)

Примечания: 1. Для указанных в поз.1-4 конструкций зданий, возводимых в районах с повторяемостью сейсмических воздействий 1, 2, 3, значения следует умножать на 0,85; 1 или 1,15 соответственно.

2. При расчете стальных и железобетонных несущих конструкций, подлежащих эксплуатации в неотапливаемых помещениях или на открытом воздухе при расчетной температуре ниже минус 40 °С, следует принимать = 1 в случаях проверки прочности наклонных сечений колонн = 0,9.

2.17. При расчете зданий длиной или шириной более 30 м помимо сейсмической нагрузки, определяемой согласно п.2.7, необходимо учитывать крутящий момент относительно вертикальной оси здания, проходящей через его центр жесткости. Значение расчетного эксцентриситета между центрами жесткостей и масс здания в рассматриваемом уровне следует принимать не менее 0,02 , где — размер здания в плане в направлении, перпендикулярном действию силы .

2.18. Для конструкции, расположенной на расстоянии от центра жесткости, поперечная сила от сейсмических нагрузок с учетом поворота здания (рис.3 и 4) при жестких дисках перекрытий определяется по формуле

, (10)

где — поперечная сила от сейсмических нагрузок, действующая на рассматриваемую конструкцию в уровне перекрытия без учета поворота здания;

— жесткость рассматриваемой конструкции в уровне ;

— расстояние от центра жесткостей — ого этажа до рассматриваемой конструкции ;

— угловая жесткость здания в уровне — ого перекрытия при повороте в горизонтальной плоскости;

— сейсмическая нагрузка, действующая на здание в уровне и во всех более высоких уровнях ( );

— расстояние между центром жесткостей здания в уровне и центрами его масс в уровне и во всех более высоких уровнях ( ); для симметричных зданий с совпадающими расчетными центрами масс и жесткостей значение принимается по п.2.17.

Рис.3. Поворот в плане здания, имеющего эксцентриситет между центрами масс и жесткостей

1 — центр жесткостей, 2 — центр масс

Рис.4. К определению расстояния между центром жесткостей здания в уровне перекрытия и центрами
его масс в уровне и во всех более высоких уровнях

слева — при совпадении центров жесткостей по всем уровням; справа — при несовпадении центра жесткостей здания в уровне с центрами жесткостей в более высоких уровнях; 1 — центр жесткостей; 2 — центр масс

Расположение центра масс здания относительно крайней оси в плане (рис.5) на каком-либо уровне может быть определено по формуле

, (11)

где — нагрузки, принимаемые сосредоточенными в отдельных точках плана здания;

— расстояние от крайней оси до соответствующей нагрузки .

Рис.5. К определению центров масс и жесткостей здания в плане

1 — центр жесткостей

Суммирование производится по всем точкам, где принята сосредоточенная нагрузка.

Расположение центра жесткостей здания относительно той же крайней оси (рис.5) может быть определено по формуле

, (12)

где — жесткость в направлении рассматриваемой оси каждой вертикальной конструкции на уровне ;

— расстояние от крайней оси до соответствующей конструкции .

Суммирование производится по всем вертикальным конструкциям.

Аналогично вычисляются положения центров масс и жесткостей конструкций относительно другой оси здания.

Угловая жесткость здания в уровне перекрытия определяется по формуле

, (13)

причем при =1

где — угловая жесткость яруса в уровне — го перекрытия (при условии, что — й ярус свободно поворачивается в горизонтальной плоскости, а остальные закреплены).

, (14)

где и — жесткости каждой вертикальной конструкции в уровне соответственно в продольном и поперечном направлениях;

и — расстояния каждой вертикальной конструкции соответственно до продольной и поперечной осей, проведенных через центр жесткостей здания (рис.5).

Суммирование производится по всем вертикальным конструкциям, жесткость которых учитывается в расчете (стойки каркаса, связи, стены и т.п.).

2.19. Проектирование оснований и фундаментов зданий для строительства в сейсмических районах следует производить в соответствии с требованиями глав СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений, по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах, по проектированию свайных фундаментов и глубоких опор и с использованием разработанных в развитие этих глав СНиП рекомендаций, а также с учетом указаний разд.4 настоящего пособия.

3. КАРКАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. В каркасных зданиях конструкцией, воспринимающей горизонтальную сейсмическую нагрузку, может служить: каркас, каркас с вертикальными связями и диафрагмами жесткости.

Сейсмические силы, действующие в плоскости самонесущих стен, должны восприниматься самими стенами.

3.2. Здания следует проектировать с соблюдением следующих требований:

а) между поверхностями стен и конструкциями каркаса должен предусматриваться зазор не менее 20 мм;

б) в местах пересечения торцовых и поперечных стен с продольными стенами должны устраиваться антисейсмические швы на всю высоту стен;

в) в навесных стенах должны устраиваться горизонтальные антисейсмические швы по всей длине стен, при этом расположение их по высоте стен определяется в соответствии с указаниями разд.5 в зависимости от принятой конструкции стен;

г) крепления стен к конструкциям каркаса не должны препятствовать горизонтальным смещениям каркаса вдоль самонесущих стен или смещениям каркаса в пределах высот навесных ярусов стен (при навесных стенах);

д) перегородки должны проектироваться таким образом, чтобы они не увеличивали жесткость каркасов здания. Рекомендации по выключению перегородок из работы совместно с несущими конструкциями каркаса здания приведены в разд.6;

е) лестничные клетки и лифтовые шахты зданий следует устраивать в соответствии с разд.7.

3.3. При расчетах каркасов зданий (отсеков) с учетом сейсмических воздействий деформации конструкций не ограничиваются, если обеспечивается несущая способность конструкций с учетом их деформированного состояния и если не установлены предельные значения этих деформаций по технологическим требованиям (см. п.2.10).

3.4. Антисейсмические швы следует выполнять путем устройства парных рам со вставкой с сохранением координационных осей зданий. Размеры вставок назначаются в зависимости от ширины антисейсмического шва.

Заполнение антисейсмических швов не должно препятствовать взаимному смещению стен и каркасов (отсеков). Наименьшая ширина антисейсмического шва «а» (мм) назначается в зависимости от высоты здания (см. п.3.5) и определяется по формуле

, (15)

где и — максимальные перемещения (мм) двух смежных каркасов (отсеков) здания, разделенных антисейсмическим швом при действии расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок.

3.5. При высоте здания до 5 м ширина шва должна быть не менее 30 мм. Для зданий большей высоты минимальную ширину шва следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.

3.6. При определении жесткости каркаса жесткость стен, запроектированных с соблюдением требований п.3.2, не учитывается, за исключением жесткости самонесущих стен в направлении, перпендикулярном их плоскости, которая принимается в соответствии с п.5.40.

Примечание. Проектирование каркасов зданий допускается производить с учетом жесткости навесных стен и податливости соединений элементов каркаса при наличии апробированных экспериментальных данных и соответствующих рекомендаций по их учету.

3.7. Покрытия и перекрытия зданий должны быть возможно более жесткими в горизонтальной плоскости. Для обеспечения необходимой жесткости диска покрытия и перекрытия с применением сборных железобетонных плит должны предусматриваться мероприятия в соответствии с пп.3.28-3.46, 3.74, 3.76 и 3.82, а для покрытий из стального профилированного настила, асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных), волнистых листов в соответствии с пп.3.42-3.45, 3.60.

3.8. При проектировании зданий следует предусматривать и проверять расчетом крепления высокого и тяжелого оборудования к несущим конструкциям зданий, а также учитывать сейсмические усилия, возникающие при этом в несущих конструкциях (см. п.3.68).

3.9. Выбор марок сталей для железобетонных и стальных конструкций зданий производится в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций и главы СНиП по проектированию стальных конструкций. Электроды для сварки арматуры назначаются в зависимости от класса арматуры по «Инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций» (СН 393-78), а для сварки стальных конструкций по СНиП по проектированию стальных конструкций. При ручной дуговой сварке рекомендуется применять электроды Э42А, Э46А и Э50А.

Каркас одноэтажного здания. Общие положения

3.10. Каркасы одноэтажных производственных зданий с размерами по п.1.1 в поперечном направлении рекомендуется проектировать, как правило, по конструктивной схеме в виде стоек, защемленных в фундаментах и шарнирно сопряженных с ригелями покрытия.

В зданиях со стальным каркасом с высотами большими, чем предусмотрено унифицированными габаритными схемами, сопряжения колонн с ригелями покрытия рекомендуется выполнять в виде жестких рамных узлов с целью ограничения деформаций от сейсмических нагрузок. В продольном направлении каркасы могут проектироваться по той же конструктивной схеме, как и в поперечном направлении или по схеме с установкой стальных связей между стойками.

Примечание. Проектирование зданий с пространственными конструкциями покрытий типа структур следует выполнять в соответствии с Руководством по проектированию структурных конструкций.

3.11. Расчет каркасов одноэтажных зданий (отсеков) на горизонтальные сейсмические нагрузки рекомендуется выполнять на ЭВМ с учетом их пространственной работы.

При расчете на сейсмические нагрузки в поперечном направлении в качестве эквивалентной динамической модели каркаса может приниматься расчетная схема, состоящая из поперечных рам и фахверковых стоек (в случае их защемления в фундаментах), соединенных в уровне их верха стержнями бесконечной жесткости с условной продольной балкой, жесткость которой ( ) эквивалентна суммарной горизонтальной жесткости диска покрытия в поперечном направлении здания (рис.6, а). Вертикальные нагрузки в расчетной схеме принимаются сосредоточенными в центрах приведения в соответствии с указаниями п.3.12.

Рис.6. Динамические расчетные схемы каркаса здания (отсека) при действии сейсмической нагрузки
в поперечном (а, б) и продольном (в) направлениях

1 — рассчитываемая поперечная рама; 2 — стойка, заменяющая все другие поперечные рамы;
3 — стойка, заменяющая все фахверковые стойки

При покрытиях из сборных железобетонных плит (см. пп.3.28 3.30) или из профилированного стального настила, жестко связанного с прогонами (см. п.3.45), допускается принимать диск покрытия бесконечно жестким в поперечном направлении здания. В этом случае, в целях уменьшения вычислительных работ, поперечные рамы, кроме рассчитываемой, могут быть заменены в расчетной схеме каркаса одной эквивалентной стойкой, а все фахверковые стойки — другой эквивалентной стойкой (рис.6, б).

При расчете на сейсмические нагрузки в продольном направлении в качестве эквивалентной динамической модели каркаса при наличии вертикальных связей между колоннами может приниматься расчетная схема, состоящая из всех связевых панелей и колонн (для стальных каркасов допускается жесткость колонн не учитывать, рис.6, в), а при отсутствии связей — расчетная схема состоит из продольных рам и фахверковых стоек, если эти стойки защемлены в фундаментах. Связевые панели, продольные рамы и фахверковые стойки в уровне их верха считаются соединенными бесконечно жесткими стержнями с условной поперечной балкой, жесткость которой ( ) эквивалентна суммарной горизонтальной жесткости диска покрытия в продольном направлении здания (отсека). При отсутствии необходимых данных по оценке горизонтальной жесткости диска покрытия здания (отсека) расчет каркаса в продольном направлении рекомендуется выполнять в соответствии с указаниями пп.3.13-3.15. Вертикальные нагрузки принимаются сосредоточенными в уровне верха связевых панелей или продольных рам и определяются в соответствии с п.3.12.

3.12. Вертикальные нагрузки принимаются сосредоточенными в следующих центрах приведения:

а) в уровне верха стоек — от собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков; промышленных проводок; путей подвесных кранов; собственно подвесных кранов, без веса тележек и груза, при катании кранов перпендикулярно рассматриваемому направлению и др.), снега, стен и перегородок, расположенных выше верха колонн, и 1/4 собственного веса: колонн, стен и перегородок, расположенных в пределах высоты колонн; при самонесущих стенах включается собственный вес стен, расположенных только в плоскостях, перпендикулярных направлению действующих сейсмических нагрузок;

б) в уровне низа подкрановых балок — от собственного веса подкрановых балок, рельсов крановых путей и тормозных конструкций ( ) и мостов кранов ( ) (мосты кранов учитываются только при расчете каркаса в поперечном направлении); при этом в каждом крановом пролете рассчитываемой поперечной рамы учитывается по одному крану; величина нагрузки, действующей на -ую стойку поперечной рамы расчетной схемы каркаса, в створе которой установлены мостовые краны, определяется по формулам:

(16)

где — величина нагрузки, действующей на крайнюю стойку кранового пролета поперечной рамы;

— величина нагрузки, действующей на среднюю стойку поперечной рамы, расположенной между пролетами и +1, в которых устанавливаются мостовые краны;

= 1,1 — коэффициент перегрузки;

— коэффициент сочетания, назначается по п.2.2. Допускается при определении периодов собственных колебаний зданий (отсеков) принимать = 0,5;

— вес моста крана (без учета веса тележки и груза), расположенного в створе поперечной рамы расчетной схемы каркаса;

и — то же, при расположении кранов в пролетах и + 1;

в) в уровне середины высоты стоек — 1/2 собственного веса: колонн ( ), стен и перегородок, расположенных в пределах высоты колонн ( ).

Нагрузки , , и должны определяться с коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с п.2.2.

3.13. Допускается выполнять расчет каркаса здания, принимая динамическую расчетную схему в виде невесомой консольной стойки (рис.7, б), защемленной на уровне верха фундамента, с весом, сосредоточенным на уровне верха колонн (система с одной степенью свободы). В этом случае коэффициент равен единице, а период собственных колебаний каркаса в секундах определяется по формуле

; (17)

где — вертикальная нагрузка, принимаемая сосредоточенной в уровне верха колонн;

— жесткость каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн;

— ускорение силы тяжести.

Рис.7. Расчетные схемы рам каркаса

а — поперечный разрез здания с железобетонным каркасом; б — динамическая расчетная схема каркаса здания; в — поперечный разрез здания со стальным каркасом; г — расчетная схема поперечной рамы при шарнирном опирании несущих конструкций покрытия на колонны; д, е — продольный разрез здания с железобетонным каркасом и его расчетная схема; ж, з — продольный разрез здания со стальным каркасом и его расчетная схема

Нагрузка (с учетом коэффициентов перегрузки и коэффициентов сочетаний, принимаемых в соответствии с указаниями п.2.2) составляется из:

а) собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков; промышленных проводок; подвесных кранов с путями, без веса тележек и груза, при катании кранов перпендикулярно рассматриваемому направлению и др.), а также стен и перегородок, расположенных выше верха колонн; собственный вес самонесущих стен учитывается по п.3.12а;

б) 1/4 собственного веса: колонн, подкрановых балок, тормозных конструкций и участков стен и перегородок, расположенных в пределах высоты колонн; собственный вес самонесущих стен учитывается по п.3.12а;

в) 1/4 собственного веса мостов опорных кранов, расположенных в здании или отсеке (только при расчете в поперечном направлении);

г) снеговых нагрузок.

При определении нагрузки учитываются указания п.2.3.

Жесткость каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн определяется по формуле

; (18)

— число колонн (или рам) в каркасе здания (отсека);

— перемещение отдельной колонны (или рамы) на уровне ее верха от действия горизонтальной единичной силы, приложенной в том же уровне.

Перемещения продольных рам каркаса с железобетонными колоннами и стальными связями между ними вычисляются с учетом деформаций этих связей; перемещения пристенных колонн в зданиях с самонесущими стенами в направлении, перпендикулярном их плоскости, вычисляются с учетом жесткости стен в соответствии с п.5.40; перемещения продольных стальных рам допускается принимать равным перемещению их связевых панелей.

При наличии в здании (отсеке) с жестким диском покрытия колонн продольных и торцевых фахверков (в случае их защемления в фундаментах) перемещения каркаса вычисляются с учетом жесткости этих колонн.

Примечание. Рекомендации по определению параметров одноэтажных зданий с железобетонным каркасом с учетом снижения жесткости колонн при действии сейсмических нагрузок приведены в прил.2.

3.14. При расчете каркаса здания (отсека) как системы с одной степенью свободы (см. п.3.13) расчетные сейсмические нагрузки, действующие на рассматриваемую поперечную или продольную раму (связевую панель), определяются по формуле (1) и принимаются (рис.7, г, е, з):

а) от вертикальной нагрузки , расположенной выше уровня верха колонн, — сосредоточенными , приложенными в уровне верха колонн.

Нагрузка составляется из собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков; промышленных проводок; путей подвесных кранов, собственно подвесных кранов, без веса тележек и груза, при катании кранов перпендикулярно рассматриваемому направлению и др.), снега, стен и перегородок, расположенных выше верха колонн, а также 50% собственного веса стен и перегородок, связанных с покрытием с помощью фахверковых стоек.

Сейсмическая нагрузка на поперечную или продольную раму (или связевую панель) вычисляется в соответствии с п.3.15;

б) от собственного веса колонн зданий — сосредоточенными , приложенными в уровне 0,5 , или равномерно распределенными по длине колонн — :

(19)

в) от собственного веса подкрановых балок, рельсов крановых путей и тормозных конструкций — сосредоточенными, приложенными в уровне низа подкрановых балок:

; (20)

г) от собственного веса участков стен и перегородок, расположенных в пределах высоты колонн при определении сейсмических нагрузок, действующих в направлении, перпендикулярном плоскости стен и перегородок; — сосредоточенными , приложенными в уровне 0,5 , или равномерно распределенными по длине колонн — :

(21)

д) от собственного веса навесных стен, расположенных в пределах высоты колонн, при определении сейсмических нагрузок, действующих в плоскости этих стен, — сосредоточенными, приложенными в уровне опорных консолей навесных стен:

; (22)

е) от собственного веса мостовых кранов — в соответствии с п.3.17.

В формулах (19) и (21) под принято расстояние от верха фундаментов до верха колонн; описание параметров , , , , приведено в разд.2.

Вертикальные нагрузки должны определяться с коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с п.2.2. При определении сейсмических нагрузок от собственного веса стен и перегородок должны учитываться указания пп.2.3 и 3.12а.

Примечание. Связевые панели продольных рядов колонн допускается рассчитывать только на действие одной сейсмической нагрузки в уровне верха колонн, при этом в вертикальную нагрузку , определяемую по подпункту «а», следует добавить нагрузку от 1/4 собственного веса: колонн, подкрановых балок, тормозных конструкций и участков стен и перегородок, расположенных в пределах высоты колонн.

3.15. Сейсмическая нагрузка , действующая в уровне верха колонн рассматриваемой поперечной или продольной рамы (связевой панели) каркаса здания (отсека), рассчитываемого в соответствии с п.3.14а, определяется:

а) при покрытиях из сборных железобетонных плит: на поперечную раму — по формуле (23); на продольную раму (связевую панель) при пролетах поперечных рам до 24 м включительно — по формуле (23), а при пролетах более 24 м — по формулам (23) и (24) и принимается для расчета большее значение , подсчитанное по этим двум формулам:

; (23)

, (24)

где — вертикальная нагрузка, вычисленная для всего каркаса здания (отсека);

— коэффициент динамичности, вычисленный для каркаса здания (отсека) по формулам (3)-(5);

и — жесткости на уровне верха колонн соответственно каркаса здания (отсека) и рассматриваемой рамы (или связевой панели), определяемые по формуле (18);

и — грузовые площади соответственно здания (отсека) и рассматриваемой рамы (связевой панели);

, , , — принимаются по разд.2;

б) при покрытиях из профилированного стального настила: на поперечную раму — по формуле (23), на продольную раму (связевую панель) — по формулам (23) и (24) и принимается для расчета большее значение , подсчитанное по этим двум формулам;

в) при покрытиях из асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или асбестоцементных волнистых листов унифицированного профиля и конструкционных типа ВК на поперечную и продольную раму (связевую панель) — по формуле (24).

Примечание. При определении усилий с учетом сейсмической нагрузки в поперечных рамах одноэтажных зданий с жестким диском покрытия допускается производить перераспределение усилий между торцовыми (или у антисейсмических швов) и промежуточными рамами. Значения изгибающих моментов в расчетных сечениях колонн торцовых рам и рам у антисейсмических швов от действия нагрузок, определенные с учетом перераспределения усилий, могут отличаться от значений изгибающих моментов, вычисленных без учета перераспределения, не более чем на 30%.

3.16. Деформация (перемещение) каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн от действия расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок определяется по формуле

, (25)

где — расчетная горизонтальная сейсмическая нагрузка на каркас здания (отсека), вычисленная для соответствующего направления и приложенная статически на уровне верха колонн;

— жесткость каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн, определяется по формуле (18).

3.17. В колоннах, несущих крановую нагрузку, помимо усилий от сейсмических нагрузок, вычисленных в соответствии с п.3.14 а-д, в плоскости поперечной рамы каркаса должны учитываться усилия, вызванные местной сейсмической нагрузкой от собственного веса мостов опорных кранов. Для зданий с жестким диском покрытия (см. п.3.11) в расчетной схеме колонн верхняя опора принимается несмещаемой (рис.8). В этом случае сейсмическая сила от кранов, прикладываемая к колонне на уровне низа подкрановых балок, определяется по формулам (1) и (2) как для системы с одной степенью свободы. При этом величина нагрузки , сосредоточенная на уровне низа подкрановых балок, принимается равной максимальному давлению на колонну от собственного веса мостов кранов (с учетом коэффициента сочетания, принимаемого в соответствии с п.2.2), располагаемых по одному в каждом пролете здания, а произведение коэффициентов принимается равным 3; 2,7 и 2 соответственно для грунтов I, II и III категории по сейсмическим свойствам (по табл.1). Суммирование усилий в колоннах от сейсмических нагрузок, вычисленных по п.3.14 а-д ( ) и от собственного веса мостов опорных кранов ( ) рекомендуется выполнять по формуле

. (26)

Рис.8. Схемы к расчету колонны на местную сейсмическую нагрузку от собственного веса моста крана

а — деталь разреза здания; б — динамическая расчетная схема колонны;
в — расчетная схема колонны; 1 — мостовой кран

Если жесткость диска покрытия недостаточна (например, покрытия с асбестоцементными плитами или листами), то при расчете колонн поперечной рамы, несущей крановую нагрузку, на сейсмические силы от собственного веса мостов кранов, определенные в предположении несмещаемости верхней опоры колонн, рекомендуется выполнять перераспределение этих сил на соседние поперечные рамы через продольные связевые фермы покрытия. При равножестких поперечных рамах горизонтальные реакции в уровне верха колонн рам рекомендуется определять по формулам (34)-(38), в которых вместо следует подставить (параметры, входящие в расчетные формулы, описаны в п.3.51в).

При определении горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих на колонны в продольном направлении, нагрузка от крана не учитывается.

3.18. При расчете каркаса здания на особое сочетание нагрузок с учетом действия сейсмических нагрузок вертикальная нагрузка от кранов принимается от одного крана в каждом пролете и определяется при максимальном давлении на колеса крана (включая вес тележки и груза) с коэффициентами сочетания, принимаемыми в соответствии с п.2.2.

3.19. Стойки фахверка поперечных или продольных стен в зданиях со стальными стропильными фермами следует крепить, как правило, в уровне верха и низа покрытия (рис.9, а, в), а в зданиях с железобетонными несущими конструкциями покрытия — в уровне верха покрытия (рис.9, д). Опирание стоек фахверка и передачу сейсмических нагрузок в уровне низа покрытия здания со стальными несущими конструкциями следует предусматривать в узлах горизонтальных связевых ферм по нижним поясам стропильных ферм. Сопряжение стоек фахверка с конструкциями покрытия должны проектироваться из условия обеспечения возможности независимых перемещений их в вертикальной плоскости.

Рис.9. Схемы к расчету фахверковых стоек зданий без мостовых кранов (а, б, д, е, ж) и с мостовыми кранами (в, г)

а, в, д — детали разрезов зданий; б, г, е, ж — расчетные схемы стоек; 1 — стальные несущие конструкции
покрытий; 2 — железобетонные несущие конструкции покрытий; 3 — фахверковая стойка; 4 — навесные участки
стен; 5 — опорные консоли; 6 — подкрановая балка с тормозной конструкцией или переходной
крановой площадкой

Фахверковые стойки рассчитываются как внецентренно сжатые элементы с учетом местных сейсмических нагрузок от собственного веса навесных или самонесущих стен ( ) и стоек ( ) (рис.9, б, г, е, ж). Расчетная схема стойки фахверка принимается, как правило, однопролетной при железобетонных несущих конструкциях покрытия (рис.9, е, ж) и двухпролетной при стальных стропильных фермах (рис.9, б). При наличии опирания фахверковых стоек на тормозные конструкции, переходные площадки мостовых опорных кранов или непосредственно на подкрановые балки в их расчетных схемах добавляется промежуточная шарнирная опора (рис.9, г).

Фахверковые стойки, шарнирно соединенные с конструкциями покрытия и защемленные на уровне верха фундаментов, должны рассчитываться на совместное действие усилий, возникающих при перемещении каркаса на величину (см. п.3.16) и усилий от местных сейсмических нагрузок — и (рис.9, е).

Расчетные моменты в фахверковых стойках допускается определять с учетом упругого поворота фундамента.

Величина местной сейсмической нагрузки от собственного веса навесных или самонесущих стен определяется по формулам (1) и (2), при этом произведение коэффициентов принимается как для каркаса соответствующего направления, но не менее 2.

3.20. Вертикальные связи между колоннами следует располагать по каждой продольной координационной оси здания (отсека). Связи верхнего яруса, примыкающие к верху колонн (надкрановые связи) рекомендуется принимать сжато-растянутыми.

Связи и их крепления к колоннам должны быть проверены расчетом на прочность (или устойчивость) от действия расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок. Закладные изделия и их заделка в железобетонных колоннах должны быть рассчитаны в соответствии с пп.8.10 8.12.

Число связей в каждом ряду колонн на длину здания (отсека) определяется их несущей способностью. Вертикальные связи в бескрановых зданиях или в пределах подкрановых частей колонн должны располагаться в средней части здания (отсека). При необходимости установки по продольной координационной оси здания отсека двух связей расстояние между ними в осях должно быть не более 48 м. Стальные связи по железобетонным колоннам продольных координационных осей здания (отсека) с мостовыми опорными кранами рекомендуется располагать в пределах подкрановых частей колонн (рис.10, б). Надкрановые связи для стальных колонн устанавливаются в крайних шагах колонн здания (отсека), а также в промежуточных шагах, в которых предусматриваются вертикальные связи по опорам стропильных ферм или горизонтальные связи по стропильным фермам (вне зависимости от расположения подкрановых связей).

Рис.10. Примеры схем расположения вертикальных связей между колоннами в зданиях с мостовыми
кранами при стальных (а) и железобетонных (б) колоннах и в зданиях без мостовых кранов (в)

1 — вертикальная связь покрытия; 2 — вертикальная связь между колоннами;
3 — поперечная связевая ферма покрытия; 4 — распорки; 5 — дополнительные распорки

При наличии подстропильных ферм схема расположения связей не меняется.

В местах установки надкрановых или подкрановых связей в уровне верхнего пояса стальных подкрановых балок должны предусматриваться тормозные балки.

В тех случаях, когда несущая способность сварных швов крепления опорных стоек ферм покрытия к колоннам недостаточна для восприятия горизонтальных сейсмических нагрузок, передающихся с этих стоек на вертикальную связь по колоннам, следует установить между колоннами дополнительные распорки с целью включения необходимого количества опорных стоек в передачу сейсмической нагрузки на связи по колоннам (рис.10, в).

3.21. Подкрановые и тормозные конструкции, запроектированные для несейсмических районов, при применении в сейсмических районах должны быть проверены расчетом:

а) на особое сочетание нагрузок с учетом расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в поперечном направлении здания (отсека); при этом величина сейсмической нагрузки определяется по формулам (1) и (2) от каждого колеса одного крана. Нагрузка в формуле (2) принимается равной давлению колеса от веса моста крана (без учета веса тележки и груза) при его невыгоднейшем расположении в пролете подкрановой балки, а значение произведения коэффициентов принимается как при расчете каркаса в поперечном направлении здания. В особом сочетании нагрузок вертикальная нагрузка от кранов определяется при максимальном давлении на колеса, включая вес тележки и груза. Нагрузка в формуле (2) и вертикальная нагрузка от кранов в особом сочетании нагрузок должны определяться с коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с п.2.2;

б) на усилия, возникающие в подкрановых балках при передаче продольных расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок на связевую панель рамы.

На нагрузки, указанные в подпункте «а», рассчитываются верхние пояса подкрановых балок, элементы тормозных конструкций и их креплений к колоннам. На усилия, указанные в подпункте «б», рассчитываются элементы крепления подкрановых балок к колоннам в местах установки вертикальных связей по колоннам и болты, соединяющие стальные подкрановые балки между собой.

Предварительно напряженные железобетонные подкрановые балки, применяемые в сейсмических районах, должны удовлетворять требованиям п.8.6.

3.22. Крановые рельсы вблизи антисейсмического шва с целью обеспечения возможности взаимного смещения отсеков здания должны разрезаться на отдельные участки длиной до 1,5 м и устанавливаться с зазорами не более 8 мм, суммарная величина которых должна быть не менее 40 мм (рис.11).

Рис.11. Стык крановых рельсов вблизи антисейсмического шва

1 — подкрановая балка; 2 — крановый рельс; 3 — накладка

3.23. Покрытия зданий следует проектировать из конструкций, возможно меньшего их веса. Для отапливаемых зданий следует применять, как правило, сборные железобетонные плиты шириной 3 м (преимущественно из легкого бетона на пористых заполнителях), комплексные сборные железобетонные плиты шириной 3 м из легких бетонов с эффективным утеплителем, стальной профилированный настил или асбестоцементные плиты с эффективным утеплителем.

В качестве эффективного утеплителя рекомендуется применять плиты из полимерных материалов, плиты повышенной жесткости из минеральной ваты и стеклянного волокна на полимерной связке, перлитофосфогелевые плиты, плиты из ячеистых, перлитоцементных и полистирольных бетонов, плиты из битумоперлита, битумокерамзита и др.

Покрытия неотапливаемых зданий должны выполняться, как правило, из крупноразмерных асбестоцементных волнистых листов унифицированного профиля и конструкционных типа ВК, а в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается использование стального профилированного настила.

3.24. Фонарь по длине здания (отсека) должен не доходить до торцов здания и антисейсмических швов на один шаг стропильных конструкций для создания замкнутого диска покрытия. В зданиях с фонарями рамы фонарей рекомендуется выполнять стальными.

Устойчивость поперечных несущих конструкций фонаря (фонарных ферм) в продольном направлении здания должна обеспечиваться постановкой вертикальных и горизонтальных связей и распорок (рис.12).

Рис.12. Схема расположения связей по фонарю в покрытиях из стального профилированного
настила при шаге стропильных ферм 6 м

1 — торец здания или ось антисейсмического шва; 2 — фонарные фермы;
3 — вертикальная связь; 4 — горизонтальная связь; 5 — прогоны; 6 — фонарные панели;
7 — панели торца фонаря

Вертикальные связи устанавливаются между фонарными фермами и панелями торцов фонаря, а также в промежуточных шагах фонарных ферм. Число промежуточных вертикальных связей назначается в зависимости от величины продольной горизонтальной сейсмической нагрузки на фонарь и несущей способности связей. Промежуточные связи следует, как правило, предусматривать в случаях установки поперечных промежуточных связей в плоскости верхних поясов стропильных стальных ферм. Каждая вертикальная связь по фонарю должна быть смещена на один шаг ферм от вертикальных связей по стропильным фермам.

Горизонтальные связи устанавливаются в плоскости верхнего пояса фонарных ферм над вертикальными связями. При железобетонных плитах покрытия горизонтальные связи необходимы только по условиям монтажа стальных конструкций фонаря.

Функции распорок в уровне верхних поясов фонарных ферм выполняют прогоны под металлический профилированный настил или продольные ребра железобетонных плит покрытия, приваренные к рамам фонаря.

На подфонарных участках покрытия в уровне верхнего пояса ферм для обеспечения их устойчивости должны устанавливаться распорки и растяжки.

Конструкции фонаря должны быть рассчитаны на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических нагрузок, действующих вдоль или поперек фонаря. На продольные нагрузки рассчитываются вертикальные и горизонтальные связи, на поперечные — фонарные фермы и панели торцов фонаря. Сейсмические нагрузки, действующие на фонарь, определяются по формулам (1) и (2) при значениях , и , принятых из расчета каркаса в соответствующем направлении.

Расчетные схемы горизонтальных связей по фонарю приведены на рис.13, а. Сейсмические нагрузки, действующие на горизонтальные связи, определяются:

и — от собственного веса кровли фонаря и ее несущих конструкций, снега и от 50% собственного веса фонарных ферм; и — вычисляются от нагрузок с прилегающих грузовых площадей и равномерно распределяются между связями по длине фонаря;

— от 40% собственного веса фонарных панелей (с остеклением, механизмами открывания и т.д.); — равномерно распределяется между связями по длине фонаря;

и — от 50% собственного веса торца фонаря; и — вычисляются от нагрузки с прилегающих грузовых площадей и передаются только на связи, расположенные у торцов фонаря.

Рис.13. Расчетные схемы горизонтальных связевых панелей фонаря (а)
и вертикальных связей между фонарными фермами (б)

1 — горизонтальная связь; 2 — вертикальная связь

Расчетная схема вертикальной связи между фонарными фермами приведена на рис.13, б. Сейсмическая нагрузка , действующая на вертикальную связь, определяется суммированием нагрузок , прикладываемых в узлах горизонтально-связевой панели фонаря. Вертикальные реакции связей, определяемые по формуле (27), должны быть учтены в расчете стропильных ферм на особое сочетание нагрузок при действии на покрытие продольных горизонтальных сейсмических нагрузок.

, (27)

где — сейсмическая нагрузка, действующая на вертикальную связь между фонарными фермами;

— высота фонарной фермы;

— шаг фонарных ферм.

Железобетонный каркас одноэтажного здания

3.25. Жесткость сечения внецентренно сжатых и изгибаемых железобетонных элементов при определении сейсмических нагрузок принимается равной , где — начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении; — момент инерции полного бетонного сечения. При этом расчет каркаса на особое сочетание нагрузок допускается выполнять по деформированной схеме с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.

3.26. Сборные железобетонные стропильные и подстропильные конструкции следует, как правило, применять в зданиях с расчетной сейсмичностью 7 баллов с пролетами, аналогичными пролетам соответствующих зданий, возводимых в несейсмических районах, а в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов — с пролетами соответственно до 18 и 12 м включительно. В зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов при соответствующем обосновании допускается применять стропильные конструкции пролетом 24 м.

Конструктивные решения покрытий зданий с железобетонными несущими конструкциями следует применять при расчетной сейсмичности 7 баллов — без подстропильных конструкций и с ними; при расчетной сейсмичности здания 8 баллов предпочтение следует отдавать покрытиям без подстропильных конструкций (с шагом колонн и стропильных конструкций 6 и 12 м); при расчетной сейсмичности 9 баллов — без применения подстропильных конструкций (с шагом колонн и стропильных конструкций, как правило, 6 м).

3.27. Покрытия зданий из сборных железобетонных плит следует выполнять, как правило, из типовых конструкций, разработанных для сейсмических районов. При этом учитываются указания пп.3.28-3.39.

3.28. Для восприятия горизонтальных сейсмических нагрузок в поперечном направлении здания следует выполнять замоноличивание плит покрытия в соответствии с указаниями пп.3.29 и 3.30.

В зданиях (отсеках) бесфонарных или с зенитными фонарями с расчетной сейсмичностью 7 и 8 баллов и в зданиях (отсеках) с фонарными надстройками при расчетной сейсмичности 7 баллов горизонтальная сейсмическая нагрузка, действующая на плиты покрытия в продольном направлении здания (отсека), передается на продольные ряды колонн диском покрытия, образованным замоноличенными плитами в соответствии с пп.3.29 и 3.30. Кроме замоноличивания плит в зданиях с фонарными надстройками при расчетной сейсмичности 8 баллов плиты, расположенные у торцов здания (отсека) и поперечных антисейсмических швов (кроме плит, расположенных по продольным координационным осям), на опорах соединяются между собой при помощи стальных элементов, привариваемых к закладным изделиям в полках плит, а в зданиях с сейсмичностью 9 баллов указанные стальные элементы устанавливаются по всем опорам плит (рис.14 и 15). Сечение соединительных элементов и стержней соединительной арматуры дополнительных закладных изделий (рис.16) в плитах определяется по расчету на растягивающие усилия, возникающие в покрытии от действия сейсмических нагрузок в продольном направлении здания. При этом покрытие пролета зданий допускается рассматривать как балку-стенку, свободно опертую и загруженную равномерно распределенной по площади сейсмической нагрузкой. Исходя из этих условий, площадь сечения соединительных элементов и стержней соединительной арматуры закладных изделий в плитах покрытия определяется по формуле

, (28)

где =0,5 — при бесфонарном покрытии; =0,6 — при покрытии с фонарем;

— коэффициент, принимаемый по табл.9 в зависимости от отношения величины пролета покрытия к длине здания или отсека ( — шаг колонн, — количество шагов колонн);

— расчетная горизонтальная сейсмическая нагрузка, действующая на покрытие рассматриваемого пролета здания в продольном направлении; нагрузка определяется в соответствии с п.3.15;

— длина плиты покрытия;

— пролет покрытия;

— расчетное сопротивление растяжению соединительных элементов или стержней соединительной арматуры закладных изделий в плитах;

— коэффициент условия работы, принимается по табл.8.

Рис.14. Приварка плит к стропильным конструкциям и соединение плит между собой соединительными
элементами в покрытиях зданий с фонарем при расчетной сейсмичности 8 баллов

1 — плиты покрытия; 2 — несущие конструкции покрытия;
3 — соединительные элементы, а.ш. — антисейсмический шов

Рис.15. Приварка плит к стропильным конструкциям покрытия и соединения плит между собой
соединительными элементами в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов

1 — плиты покрытия; 2 — несущие конструкции покрытия; 3 — соединительные элементы;

а.ш. — антисейсмический шов

Рис.16. Соединение плит покрытия между собой стальными элементами

1 — плиты покрытия; 2 — стропильные конструкции; 3 — соединительные элементы; 4 — закладное изделие плиты;
5 — стержни соединительной арматуры закладного изделия плиты; 6 — цементный раствор М200;
7 — жгут из рулонного материала

0,5

Должна быть проверена прочность сварных швов в местах приварки соединительных элементов к закладным изделиям плит. В плитах покрытия длиной 12 м закладные изделия и усиление армирования в местах крепления колонн продольного фахверка должны быть проверены расчетом на реакцию верхней опоры фахверковой колонны от сейсмической нагрузки.

3.29. В сборном покрытии для обеспечения передачи горизонтальных нагрузок с покрытия на колонны должны предусматриваться следующие мероприятия по замоноличиванию:

а) железобетонные плиты покрытия должны крепиться к несущим конструкциям (фермам, балкам) сваркой опорных закладных изделий не менее чем в трех углах, за исключением плит, примыкающих к антисейсмическому шву или торцовой стене, которые допускается приваривать к несущим конструкциям покрытия со стороны одного продольного ребра, но при этом торцы смежных продольных ребер плит у антисейсмического шва или торцовой стены в пределах пролета покрытия соединяются между собой при помощи соединительных элементов, привариваемых к опорным закладным изделиям плит (рис.17).

Рис.17. Крепление плит покрытия к стропильным конструкциям, расположенным
у торца или антисейсмического шва здания

1 — плиты покрытия; 2 — стропильная конструкция; 3 — соединительный элемент

Длина сварного шва принимается по всей длине или ширине плоскости опирания закладного изделия ребер плиты на закладное изделие в железобетонной балке или ферме, на верхний пояс стальной фермы или на соединительные элементы (рис.17 и 18). Катет сварного шва принимается равным 6 мм в зданиях с расчетной сейсмичностью 7 баллов и 8 мм в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов, за исключением случаев, когда швы принимаются по расчету в соответствии с п.3.30;

Рис.18. Соединение стальными элементами продольных ребер плит, примыкающих к фонарю
здания с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов

1 — плиты покрытия; 2 — стропильная конструкция; 3 — закладные изделия плит; 4 — соединительные элементы

б) в покрытиях зданий со светоаэрационными фонарями с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов продольные ребра железобетонных плит, примыкающие к фонарю, должны быть соединены по длине между собой при помощи соединительных элементов, привариваемых к опорным закладным изделиям плит (см. рис.14 и 18);

в) в продольных швах между железобетонными плитами должны предусматриваться шпонки. Все швы (продольные и поперечные) между плитами должны быть тщательно заполнены раствором или бетоном марки М200 на мелком гравии или щебне.

Для образования шпонок на наружных поверхностях продольных ребер плит должны предусматриваться пазы прямоугольного сечения;

г) во всех продольных швах между плитами в местах пересечения с поперечными швами симметрично относительно несущей конструкции, укладываются одиночные плоские сварные каркасы из двух продольных стержней диаметром 8 мм из стали класса AI или диаметром 6 мм из стали класса AIII (рис.19) с поперечными стержнями диаметром 6 мм из стали класса AI с шагом 200 мм;

Рис.19. Установка каркаса между продольными ребрами плит покрытия

1 — плиты покрытия; 2 — стропильные конструкции; 3 — сварной каркас; 4 — цементный раствор марки 200

д) во избежание работы стропильных ферм как неразрезной конструкции к подстропильным железобетонным фермам привариваются продольные ребра только одного ряда плит. Ребра другого ряда закрепляются упорными уголками, которые привариваются к закладным изделиям подстропильных ферм по ходу монтажа плит (рис.20). Продольные ребра плит, опирающиеся на опорные стойки стропильных стальных ферм и в середине пролета подстропильных стальных ферм, для обеспечения работы стропильных ферм как разрезной конструкции необходимо крепить к конструкциям покрытия с помощью подвижных планок (рис.21). Болтовые соединения подвижных планок с опорными стойками и подстропильными фермами должны быть рассчитаны на продольные горизонтальные сейсмические усилия, передающиеся с плит на опоры несущих конструкций покрытия;

Рис.20. Крепление плит покрытия к подстропильным фермам в середине ее пролета (а) и на опорах (б)

1 — плиты покрытия; 2 — подстропильная ферма; 3 — упорный уголок; 4 — соединительный элемент,
выполненный в виде упорного уголка; 5 — цементный раствор марки 200

Рис.21. Узлы опирания железобетонных плит на опорную стойку стропильных ферм (а)
и в середине пролета подстропильной фермы (б)

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильная ферма; 3 — плиты покрытия; 4 — подвижные планки;
5 — овальные отверстия

е) в покрытиях с сегментными фермами уширенные продольные швы между плитами, расположенные на расстоянии 3 м от продольных координационных осей здания, должны использоваться для устройства монолитных железобетонных антисейсмических поясов. Эти пояса армируются по всей длине сварными каркасами, которые стыкуются между собой и крепятся к соединительным элементам, приваренным к закладным изделиям ферм (рис.22). Продольная арматура каркасов принимается диаметром 12 мм из стали класса AIII.

Рис.22. Установка каркаса в уширенные продольные швы между плитами покрытия

1 — плиты покрытия; 2 — верхний пояс сегментной фермы; 3 — сварной каркас; 4 — соединительный элемент;
5 — уширенный продольный шов заполненный бетоном марки 200 на мелком гравии или щебне;
6 — места связки каркасов и соединительного элемента

3.30. В сборных покрытиях ребра плит, примыкающие к продольным рядам колонн, а также упорные уголки (см. п.3.29д) должны привариваться швами, рассчитанными на продольные горизонтальные усилия, передающиеся с плит на опоры несущих конструкций покрытия. При этом величина усилия, приходящегося на продольный ряд колонн, от действия сейсмических нагрузок (определяемых в соответствии с пп.3.14а и 3.15а) в крайних рядах вся передается на ребра плит, а в средних рядах усилие распределяется между двумя смежными рядами ребер крайних плит пропорционально грузовым площадям покрытий пролетов, примыкающих к продольному ряду колонн.

Сварные швы рассчитывают на срез по двум сечениям — по металлу шва и по металлу границы сплавления:

* Формулы соответствуют оригиналу. — Примечание «КОДЕКС».

где — величина продольного горизонтального усилия, приходящегося на один ряд ребер плит, примыкающих к рассматриваемому продольному ряду колонн;

— катет углового шва, принимаемый равным не менее указанного в п.3.29 а;

— суммарная расчетная длина швов, воспринимающих усилие ;

и — расчетные сопротивления углового шва срезу (условному) по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно, принимаемые по главе СНиП II-23-81 «Стальные конструкции»;

и — коэффициенты условий работы шва, принимаемые по п.11.2 главы СНиП II-23-81;

— коэффициент, учитывающий сложные условия работы шва и принимаемый равным 0,7;

— коэффициент условий работы для сварных соединений, принимаемый по табл.8.

Число расчетных швов и их местоположение зависят от конструктивной схемы здания и расположения связей между опорными участками стропильных конструкций покрытия (см. п.3.31).

3.31. В зданиях с пролетами до 24 м включительно при расчетной сейсмичности 7 баллов конструктивная схема и расположение связей между опорными участками железобетонных стропильных конструкций принимается как для несейсмических районов. При этом число и месторасположение расчетных сварных швов в покрытии определяются в соответствии с «Рекомендациями по применению сборных железобетонных типовых плит в покрытиях зданий промышленных предприятий», серия 1.400-11.

В зданиях с пролетом 30 м и более при расчетной сейсмичности 7 баллов и с пролетами 12 м и более при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов конструктивная схема и расположение связей между опорными участками железобетонных стропильных конструкций принимаются в соответствии с п.3.32. При этом возможны следующие случаи распределения продольного горизонтального усилия между сварными швами крепления крайних продольных ребер плит.

1. Случай. Усилие распределяется на все места приварки крайних продольных ребер плит.

Такой случай может быть:

когда на колонны непосредственно опираются стропильные конструкции и между последними на опорах не реже чем через шаг установлены вертикальные связи, чередуясь с распорками в уровне верха колонн (рис.23, а);

Рис.23. Схемы расположения расчетных сварных швов крепления железобетонных плит
в покрытиях без подстропильных конструкций

а — первый случай; б — второй случай; 1 — связи; 2 — распорки; 3 — расчетные сварные швы для усилия ;
4 — расчетные сварные швы для усилия

когда стропильные конструкции опираются на подстропильные конструкции.

II. Случай. Усилие передается на продольные ряды колонн в отдельных узлах.

Этот случай имеет место, когда на колонны непосредственно опираются стропильные конструкции и между последними на опорах более чем через шаг колонн устанавливаются вертикальные стальные связи, а в остальных шагах колонн предусматриваются распорки в уровне их верха (рис.23, б).

Примечание. При балочных покрытиях с пролетами 6 и 9 м при отсутствии вертикальных связей между колоннами вертикальные связи и распорки между балками могут не ставиться. Крепление балок к колоннам в этом случае должно быть рассчитано на передачу сейсмических сил с плит покрытия на колонны.

3.32. В зданиях с пролетами 30 м и более при расчетной сейсмичности 7 баллов и с пролетами 12 м и более при расчетной сейсмичности 8 баллов должны быть предусмотрены:

а) в продольных рядах колонн без подстропильных конструкций вертикальные стальные связи между опорными участками железобетонных балок или ферм и распорки по верху колонн (рис.24 и 25); при этом нижние пояса связей и распорки крепятся к закладным изделиям колонн (рис.26); количество вертикальных связей между опорными участками стропильных конструкций определяется из условия расположения расчетных сварных швов крепления ребер плит, примыкающих к продольным рядам колонн (см. п.3.30) и принимается не менее двух, располагаемых в крайних шагах здания (отсека);

Рис.24. Схема связей в покрытиях с железобетонными балками в зданиях с шагом колонн

6 м при расчетной сейсмичности 8 баллов

1 — стропильные балки; 2 — вертикальные связевые фермы; 3 — стальные распорки; 4 — колонны;

а.ш. — антисейсмический шов

Рис.25. Схема связей покрытия с железобетонными фермами (при скатной кровле) в зданиях
с шагом крайних колонн 6 м и средних 12 м при расчетной сейсмичности 8 баллов

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильные фермы; 3 — вертикальные связевые фермы;
4 — стальные распорки; 5 — колонны; а.ш. — антисейсмический шов

Рис.26. Крепление вертикальной связи и распорки в покрытии здания с расчетной сейсмичностью

8 баллов в месте опирания стропильной фермы на колонну среднего ряда

1 — железобетонная стропильная ферма; 2 — колонна; 3 — вертикальная связевая ферма;
4 — стальная распорка; 5 — соединительное изделие

б) в продольных рядах колонн с подстропильными конструкциями — стальные упоры или распорки для закрепления опорных участков железобетонных стропильных конструкций от опрокидывания (рис.27, 28 и 29).

Рис.27. Крепление железобетонных стропильных ферм к подстропильной в месте опирания
ее на крайнюю колонну в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильная ферма; 3 — колонна; 4 — упор, плотно прижатый к бетонной поверхности подстропильной фермы; 5 — упор, плотно прижатый к бетонной поверхности стропильной фермы

Рис.28. Крепление железобетонных стропильных ферм к подстропильным в середине ее пролета
(при скатной кровле) в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильная ферма; 3 — стальные упоры, привариваемые
к подстропильной ферме и плотно прижатые к стропильным фермам

Рис.29. Крепление железобетонных стропильных ферм к подстропильным в месте опирания
их на колонну (при скатной кровле) в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильные фермы;
3 — колонны; 4 — упоры, плотно прижатые к бетонной поверхности фермы; 5 — стальные распорки

В зданиях с пролетами 12 м и более при расчетной сейсмичности 9 баллов между железобетонными балками или фермами на опорах должны быть установлены не реже чем через шаг вертикальные стальные связи, чередующиеся с распорками. При этом нижние пояса связей и распорки должны крепиться к закладным изделиям балок или ферм (рис.30 и 31).

Рис.30. Пример расположения связей покрытия с балками (при скатной кровле)
в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов

1 — железобетонная стропильная балка; 2 — вертикальные связевые фермы; 3 — стальные распорки;
4 — колонны; а.ш. — антисейсмический шов

Рис.31. Крепление вертикальной связи и распорки к железобетонной стропильной балке
в покрытии здания с расчетной сейсмичностью 9 баллов

1 — железобетонная стропильная балка; 2 — колонна; 3 — вертикальная связевая ферма; 4 — стальная распорка;
5 — закладное изделие в стропильной конструкции

Стальные вертикальные связи, распорки и упоры должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок; при этом в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов связи между опорными участками балок или ферм должны быть рассчитаны с учетом усилий, возникающих в связях от смещения места приложения вертикальной нагрузки на колонны при повороте опорной плоскости колонн от сейсмических воздействий (рис.32) при выполнении узла опирания стропильной конструкции на колонну по рис.33.

Рис.32. Схемы к расчету вертикальных связей между опорными участками железобетонных
стропильных конструкций на усилия от смещения места приложения вертикальной нагрузки на колонну

а — схема покрытия; б — схема деформированного элемента покрытия; в — расчетная схема связи;

1 — вертикальная связь; 2 — распорка

Рис.33. Опирание железобетонной стропильной конструкции на колонну при расчетной сейсмичности 9 баллов

1 — стропильная конструкция; 2 — колонна; 3 — соединительные изделия;
(связи и распорки условно не показаны)

Величина силы, приходящейся на вертикальную связь, от смещения места приложения вертикальной нагрузки на колонну определяется по формуле

, (30)

где — расчетная нормальная сила на колонну от нагрузок покрытия (коэффициенты сочетаний принимаются в соответствии с п.2.2);

— ширина поперечного сечения стропильной конструкции в месте опирания на колонну;

— размер площадки соприкасания стальной опорной части стропильной конструкции с закладным элементом колонны с учетом смятия (в месте передачи усилий) стальных частей и бетона верха колонны; величина принимается равной 60 мм;

— высота вертикальной связи.

3.33. В покрытиях с железобетонными фермами нижний пояс стропильных ферм должен быть раскреплен стальными распорками и вертикальными связями, устанавливаемыми посередине пролета ферм. Вертикальных стальных связей должно быть две на здание (отсек) и располагать их следует в крайних шагах стропильных конструкций (рис.34).

Рис.34. Пример расположения связей покрытия с железобетонными фермами
при расчетной сейсмичности 7 баллов

1 — стропильные фермы; 2 — вертикальные связевые фермы;
3 — стальные распорки; а.ш. — антисейсмический шов

3.34. Конструкцию соединения железобетонных стропильных несущих конструкций покрытия с подстропильными, а также стропильных и подстропильных конструкций с колоннами каркаса здания с расчетной сейсмичностью 7 и 8 баллов допускается принимать как для несейсмических районов с учетом дополнительных мероприятий, предусмотренных в п.3.32.

В зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов узел опирания железобетонной стропильной конструкции на колонну следует выполнять с применением соединительного элемента, привариваемого на монтаже к стальным изделиям оголовка колонны и стропильной конструкции. Для обеспечения возможности поворота верхнего сечения колонны соединительный элемент изготавливается из двух стальных пластин, соединенных между собой по двум сторонам сваркой, располагаемой в узле за гранями колонны (рис.33).

Примечание. Для зданий с расчетной сейсмичностью 8 баллов, возводимых на площадках строительства с I категорией повторяемости землетрясений, рекомендуется узел опирания железобетонной стропильной конструкции на колонну выполнять по типу аналогичного узла в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов (рис.33).

3.35. Узлы соединения несущих конструкций покрытия с колоннами должны быть рассчитаны на срез от усилий, возникающих в этих местах от действия на рассматриваемое соединение горизонтальных сейсмических нагрузок.

В соответствии с решениями узлов опирания железобетонных стропильных конструкций на колонны и конструкции связей опорные участки стропильных конструкций должны быть рассчитаны с учетом усилий, возникающих при деформациях колонн во время сейсмического воздействия (см. рис.32 и 33). В случае недостаточной прочности необходимо произвести соответствующие усиления опорных частей стропильных конструкций.

3.36. Закладные изделия, устанавливаемые в верхнем поясе железобетонных ферм для крепления стоек светоаэрационного фонаря, должны быть проверены расчетом на усилия, передающиеся с фонаря на диск покрытия при сейсмическом воздействии.

3.37. При определении частот и форм собственных колебаний ферм следует принимать:

а) жесткость сечений для сжатых и растянутых предварительно напряженных железобетонных элементов — без учета образования трещин ( ), для растянутых элементов, выполняемых без предварительного напряжения, — без учета работы бетона ( );

б) массы, сосредоточенные в узлах верхнего пояса ферм, — исходя из суммарной равномерно распределенной нагрузки, включающей собственный вес покрытия, вес снега (без учета снеговых мешков), а также подвесной транспорт, влияние которого приводится к эквивалентной равномерно распределенной нагрузке; при этом коэффициенты сочетаний, необходимые для определения величин масс, принимаются в соответствии с п.2.2. Эквивалентная нагрузка от мостовых подвесных кранов определяется от одного крана на каждом крановом пути и при расположении крана в плоскости фермы.

Вертикальные сейсмические нагрузки на фермы, соответствующие различным комбинациям нагрузок, допускается определять при постоянных значениях , и , вычисленных из условий, приведенных в данном пункте.

3.38. Железобетонные плиты длиной 12 м по стропильным конструкциям зданий с пролетами 18 м и более с расчетной сейсмичностью 9 баллов применять не рекомендуется.

3.39. Минимальная длина опирания продольных ребер железобетонных плит покрытия длиной 6 м на стальные конструкции должна быть 70 мм, на железобетонные — 75 мм, для плит длиной 12 м — 90 мм на стальные и железобетонные конструкции. Допускается отклонение фактической длины опирания смонтированных плит от указанных выше значений не более чем на 10 мм.

Стальной каркас одноэтажного здания

3.40. Стальные стропильные и подстропильные конструкции допускается применять в зданиях с расчетной сейсмичностью 8 баллов с пролетами 24 м и более и в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов с пролетами 18 м и более, а также в случаях, когда их применение допускается «Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов» для аналогичных объектов в несейсмических районах.

3.41. В покрытиях отапливаемых зданий со стальными фермами рекомендуется применять стальной профилированный настил или асбестоцементные плиты с эффективным утеплителем.

Сборные железобетонные плиты по стальным несущим конструкциям покрытия должны иметь ограниченное применение и использоваться, как правило, в зданиях с расчетной сейсмичностью не более 7 баллов.

3.42. В целях обеспечения пространственной жесткости каркаса, а также устойчивости покрытия в целом и его элементов в отдельности необходимо предусматривать систему связей между несущими стальными конструкциями покрытия (фермами) в плоскости их верхних и нижних поясов и в вертикальных плоскостях.

3.43. В покрытиях из стального профилированного настила, асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов (по стальным прогонам и фермам) система связей в плоскости верхних поясов стропильных стальных ферм состоит из поперечных связевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны, а при наличии светоаэрационных фонарей и растяжек, располагаемых в подфонарном пространстве.

Связевые поперечные фермы устанавливаются в двух крайних (у торцов и антисейсмических швов здания) и, если требуется по расчету (см. п.3.48), в промежуточных шагах стропильных ферм. Независимо от расчета в зданиях (отсеках) со стропильными фермами с параллельными поясами с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов длиной свыше 60 м и 7 баллов длиной свыше 96 м следует устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы, а в зданиях (отсеках) со стропильными фермами треугольного очертания с расчетной сейсмичностью 9 баллов длиной 60 м и более рекомендуется устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы.

Промежуточные связевые фермы должны располагаться по длине здания (отсека) равномерно (рис.35).

Рис.35. Пример расположения связей по верхним поясам стальных
стропильных ферм покрытия с прогонным решением кровли

1 — стропильные фермы; 2 — поперечные связевые фермы по верхним поясам ферм; 3 — прогоны;
4 — вертикальные связи между фермами; 5 — поперечные связевые фермы по нижним поясам ферм;
6 — растяжки; а.ш. — антисейсмический шов

Система связей в плоскости нижних поясов стропильных ферм состоит из (рис.36):

а) поперечных связевых ферм, устанавливаемых у торцов сейсмического отсека здания. Дополнительные поперечные связевые фермы в середине отсека устанавливаются в соответствии с требованиями для несейсмических районов;

б) продольных связевых ферм, которые в зданиях (отсеках) с числом пролетов до трех включительно устанавливаются вдоль крайних рядов колонн. В зданиях (отсеках) с числом пролетов более трех горизонтальные продольные связи следует размещать также вдоль средних рядов колонн не реже чем через пролет;

в) распорок и растяжек, расположение и количество которых определяется требованиями для несейсмических районов.

Рис.36. Пример расположения связей по нижним поясам стальных стропильных ферм

1 — стропильные фермы; 2 — поперечные связевые фермы; 3 — продольные связевые фермы;
4 — растяжки; 5 — распорки; 6 — дополнительные раскосы;
7 — вертикальные связи между фермами; а.ш. — антисейсмический шов

Вертикальные связи между стропильными фермами устанавливаются на опорах и в пролете ферм. По длине здания (отсека) связи располагаются в шагах ферм, где устанавливаются поперечные связевые фермы по верхним поясам стропильных конструкций (рис.35), в пролете ферм промежуточные вертикальные связи допускается не устанавливать.

3.44. В покрытиях из стального профилированного настила зданий с каркасом из стальных рам коробчатого сечения «Плауэн» должно быть предусмотрено устройство системы горизонтальных связей в уровне верха коробчатого ригеля рам, состоящей из поперечных связевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны; поперечные связевые фермы располагаются в соответствии с п.3.43 (рис.37). Для обеспечения устойчивости здания в продольном направлении между стойками рам следует предусматривать систему вертикальных связей в соответствии с п.3.20 (рис.37).

Рис.37. Пример решения одноэтажного здания из стальных конструкций типа
«Плауэн» — поперечный разрез здания (а); план прогонов и связей по кровле (б); продольный разрез здания (в)

2 — поперечные связевые фермы; 3 — прогоны;
4 — вертикальные связи между рамами; а.ш. — антисейсмический шов

3.45. Крепление профилированного стального настила к прогонам покрытия рекомендуется выполнять самонарезающими болтами, как правило, через волну, а торцы настила в каждой волне. В каждой волне следует крепить профилированный настил, укладываемый в покрытиях зданий с рамными конструкциями коробчатого сечения «Плауэн». Соединение настила между собой осуществляется комбинированными заклепками.

Прогоны, несущие стальной профилированный настил покрытия, опираются в узлах стропильных ферм с шагом не более 3 м и закрепляются к фермам на болтах при помощи коротышей из уголков, а к поперечным связевым фермам крепление прогонов предусматривается на сварке.

Примечание. В покрытиях с профилированным настилом связевые горизонтальные поперечные фермы по верхним поясам стропильных ферм или рамам могут заменяться поперечными диафрагмами жесткости, конструирование и расчет которых приведены в «Рекомендациях по учету жесткости диафрагм из стального профилированного настила в покрытиях одноэтажных производственных зданий при горизонтальных нагрузках», ЦНИИПроектстальконструкция, М.,1980.

3.46. В покрытиях из сборных железобетонных плит по стальным стропильным фермам должны быть выполнены мероприятия, предусмотренные указаниями пп.3.28, 3.29, а, б, в, г, д и 3.30.

Кроме того, по длине здания (отсека) по верхним поясам стропильных ферм рекомендуется устанавливать распорки между опорными стойками и в пролете ферм. Расположение и количество распорок в пролете ферм определяется требованиями для несейсмических районов.

Система связей в плоскости нижних поясов стропильных ферм состоит из:

а) поперечных связевых ферм, располагаемых согласно указаниям п.3.43а;

б) продольных связевых ферм, устанавливаемых согласно п.3.43б;

в) распорок и растяжек, устанавливаемых согласно п.3.43в.

Вертикальные связи устанавливаются между стропильными фермами на опорах (между опорными стойками) и в пролете. По длине здания (отсека) связи располагаются в шагах ферм, где устанавливаются поперечные связевые фермы по нижним поясам стропильных ферм; при этом связи между опорными стойками стропильных ферм могут располагаться и в промежуточных шагах ферм, если по расчету требуется установка большего количества связей.

3.47. Связи покрытий должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в поперечном и продольном направлениях здания (отсека). При определении величины сейсмической нагрузки на связи значение произведения коэффициентов принимается как для каркаса соответствующего направления.

3.48. Поперечные связевые фермы в плоскости верхних поясов стальных стропильных конструкций покрытия должны быть рассчитаны на сейсмические нагрузки в продольном направлении, которые принимаются действующими:

а) при бесфонарных пролетах покрытия (рис.38, а):

Рис.38. Схемы распределения продольных сейсмических нагрузок между узлами
поперечных связевых ферм в плоскости верхних поясов стропильных ферм бесфонарного
пролета покрытия (а) и пролета с фонарем (б)

1 — торец здания; 2 — антисейсмический шов; , и грузовые площади,
соответствующие сейсмическим нагрузкам , и

в узлах связевых ферм ( ) — от вертикальной нагрузки, расположенной в пределах пролета и длины здания (отсека) и состоящей из собственного веса кровли и ее несущих конструкций, снега, 50% собственного веса стропильных конструкций, а также веса промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к верхним поясам стропильных конструкций; сейсмическая нагрузка распределяется между всеми связевыми фермами равномерно;

в узлах связевой фермы, расположенной в торце здания ( ) — от собственного веса парапета и нижележащего участка стены с грузовой площадью, определяемой в зависимости от очертания верхнего пояса стропильной конструкции и расположения узлов крепления фахверковых стоек к покрытию;

б) при пролетах покрытия со светоаэрациойными фонарями (рис.38, б):

в узлах связевых ферм, примыкающих к местам крепления вертикальных связей по фонарю к стропильной конструкции ( ) — от собственного веса покрытия и снега на всем фонаре, фонарных ферм и от 40% собственного веса фонарных панелей (с остеклением, механизмами открывания и т.д.);

в узлах связевых ферм, расположенных в местах опирания фонарных панелей ( ) — от 60% собственного веса фонарных панелей (с остеклением, механизмами открывания и т.д.) и от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега у фонаря вдоль здания на участке шириной 1,5 м;

в узлах связевых ферм ( ) — от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега, расположенных на внефонарной зоне пролета;

в узлах связевых ферм ( ) — от 50% собственного веса стропильных конструкций, а также от веса промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к верхним поясам стропильных конструкций;

в узлах связевой фермы, расположенной в торце здания или у антисейсмического шва ( ) — от собственного веса кровли, ее несущих конструкций и снега с участка перед фонарем;

В пролетах покрытия с фонарями сейсмические нагрузки распределяются между всеми связевыми фермами равномерно.

Необходимое количество связевых ферм в бесфонарном пролете покрытия здания (отсека) определяется по формуле

(31)

и принимается не менее 2,

где — усилие в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок , вычисленных для всего пролета покрытия здания (отсека);

— несущая способность поясов принятых связевых ферм;

— усилие в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок .

Необходимое количество связевых ферм в пролете покрытия здания (отсека) с фонарем определяется по формуле

(32)

и принимается не менее 2,

где , , и — усилия в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок соответственно , , и , вычисленных для всего пролета покрытия здания (отсека); — то же, что в формуле (31); и — усилия в поясе связевой фермы от действия сейсмических нагрузок соответственно и .

3.49. Прогоны покрытия, выполняющие роль распорок в системе связей по верхним поясам стропильных конструкций, и их узлы опирания должны быть проверены расчетом на усилия, возникающие в них при передаче расчетных сейсмических нагрузок от веса кровли и снега на узлы поперечных связевых ферм.

3.50. Поперечные связевые фермы в плоскости нижних поясов ферм должны быть рассчитаны на продольные сейсмические нагрузки:

а) от 50% собственного веса стропильных конструкций, от собственного веса путей подвесных кран-балок и подвесных потолков, а также промпроводок и другого оборудования, расположенного в покрытии и закрепленного к нижним поясам стропильных конструкций; нагрузка распределяется между связевыми фермами равномерно и прикладывается в узлах связей;

б) от собственного веса торцевой стены на участке в пределах нижней половины высоты стропильной фермы и верхней половины высоты колонн (в случае опирания стоек торцевого фахверка в уровне нижнего пояса стропильных ферм); нагрузка прикладывается в узлах опирания стоек торцевого фахверка на связевую ферму.

При этом пояса этих ферм, входящие в состав стропильных ферм, проверяются по указаниям п.3.55.

Примечание. При наличии в торце здания по высоте фахверковых стоек дополнительно ветровой фермы (балки) или какой-либо другой конструкции, являющейся дополнительной опорой для стоек торцевого фахверка, грузовая площадь стены должна быть соответствующим образом скорректирована.

Если усилия в опорном раскосе поперечной связевой фермы при расчете на сейсмическую нагрузку превышают его несущую способность, рекомендуется устанавливать дополнительный раскос (рис.36), а усилие в опорном раскосе связевой фермы при этом принимать с коэффициентом 0,5.

3.51. Продольные связевые фермы в плоскости нижних поясов ферм должны быть рассчитаны на поперечные горизонтальные сейсмические нагрузки в следующих случаях:

а) при опирании на связи фахверковых стоек продольных стен; сосредоточенная сейсмическая нагрузка на узел связи ( ) определяется от веса стойки и стены с грузовой площади в пределах нижней половины высоты стропильной фермы на опоре и верхней половины высоты колонн; усилия в элементах связей от нагрузки определяются из расчета однопролетной фермы (рис.39);

Рис.39. Расчетная схема продольной связи по нижним поясам стальных стропильных
ферм при учете сейсмической нагрузки от веса стен

б) при решении покрытия с подстропильными фермами; на связевые фермы действуют сейсмические нагрузки , сосредоточенные в узлах связей, примыкающих к нижним поясам стропильных ферм, которые опираются в середине пролета подстропильных ферм; величина определяется от нагрузок, расположенных в пределах грузовой площади вышеуказанных стропильных ферм, и распределяется равномерно между связями; усилия в элементах связей от нагрузки определяются из расчета однопролетной фермы (рис.40);

Рис.40. Схемы к расчету продольных связей по нижним поясам стропильных
ферм в покрытиях с подстропильными фермами

a — схема расположения в плане несущих конструкций и связей покрытия; б — расчетная схема связи;

1 — стропильные фермы; 2 — подстропильные фермы; 3 — связь; А — грузовая площадь стропильных ферм

в) при наличии в здании (отсеке) мостовых кранов; часть сейсмической нагрузки от собственного веса мостовых кранов через поперечную раму каркаса здания (отсека) передается на продольные связевые фермы и равномерно распределяется между ними; расчетная схема связи принимается в виде четырехпролетной неразрезной фермы на упругоподатливых опорах (рис.41, б), загруженной на средней опоре нагрузкой , определяемой из условия

, (33)

где — реакция неподвижной опоры, расположенной в уровне ригеля свободной поперечной рамы, от загружения колонн горизонтальными сейсмическими нагрузками от собственного веса мостов кранов и загружения колонн моментами от действия вертикальной нагрузки от кранов, учитывающей вес моста кранов, тележки и вес груза с коэффициентами сочетания, принимаемыми в соответствии с п.2.2. Краны располагаются в створе рамы по одному в каждом пролете здания. Моменты , определяются при максимальном давлении на колеса крана и по направлению должны совпадать с направлением действия сейсмической нагрузки (рис.41, а);

— число продольных связевых ферм в покрытии здания (отсека).

Рис.41. Схемы к расчету продольных связей по нижним поясам стальных стропильных
ферм на сейсмическую нагрузку от мостовых кранов

а — расчетная схема поперечной рамы; б — расчетная схема связей

Реакции упругоподатливых равножестких опор в расчетной равнопролетной схеме связи от нагрузки (рис.41, б) могут быть определены по формулам:

; (34)

; (35)

, (36)

; (37)

; (38)

— жесткость поперечной рамы каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн, определяемая по формуле (18);

— расстояние между упругоподатливыми опорами (шаг поперечных рам каркаса);

— модуль упругости стали;

* — момент инерции поясов связевой фермы относительно ее центра тяжести (без учета раскосов связи).

* В оригинале — разночтение обозначения с формулой. — Примечание «КОДЕКС».

Расчетные значения усилий в элементах продольных связей определяются суммированием усилий, вычисленных в соответствии с указаниями подпунктов «а»-«в».

При расчете продольных связей покрытий из профилированного стального настила или сборных железобетонных плит усилия от нагрузок, указанных в подпунктах «б» и «в», допускается не учитывать.

3.52. В покрытиях из стального профилированного настила по фермам связи между опорными стойками ферм (вертикальные связевые фермы и распорки) должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок (рис.42):

Рис.42. Схемы расположения вертикальных связей и распорок по продольным рядам колонн
зданий с покрытиями из стального профилированного настила

1 — поперечная связевая ферма; 2 — вертикальная связь; 3 — прогоны; 4 — распорки; 5 — колонны;
6 — подкрановые балки; 7 — стальные стропильные фермы; 8 — вертикальная связь
между колоннами; а.ш. — антисейсмический шов

а) в уровне верхнего пояса вертикальных связей ( ) — со связевых ферм, расположенных в плоскости верхних поясов стропильных ферм;

б) в уровне нижнего пояса вертикальных связей и распорок ( ) — со связевой фермы по нижним поясам стропильных ферм, расположенной у торца здания, и стойки торцевого фахверка, устанавливаемой у колонны (от веса торцевой стены) и ( ) — от собственного веса продольной стены, расположенной выше верха подкрановой балки (в зданиях с мостовыми кранами) или от верха стены до половины высоты колонн (в зданиях бескрановых) и подсчитываемой на половине шага основных колонн.

Расчетные схемы вертикальных связей и распорки приведены на рис.43. При этом значения нагрузок , и , непосредственно воздействующих на связи и распорки, определяются по формулам табл.10 в зависимости от типа продольного ряда колонн по рис.42.

Рис.43. Расчетные схемы вертикальных связей между опорными стойками стропильных ферм с шагом 6 м (а) и 12 м (б) и распорок (в) покрытий из стального профилированного настила

Обозначения продольного ряда колонн по рис.42.

Здание с антисейсмическим швом

Здание без антисейсмического шва

;

при шаге ферм 6 м

; ;

;

; ;

;
при шаге ферм 6 м

; ;

* Определение нагрузок для случаев, когда в горизонтальных связях по нижнему поясу стропильных ферм у торца здания необходимо установить дополнительные раскосы (см. рис.36).

** — для крайних рядов колонн; *** — для средних рядов колонн.

и — при четном и нечетном количестве колонн в ряду соответственно.

Примечание: — количество колонн в ряду; — количество связей в ряду колонн.

3.53. В покрытиях из асбестоцементных волнистых листов опорные узлы стальных стропильных треугольных ферм и распорки между ними должны быть рассчитаны на продольные горизонтальные сейсмические усилия, передающиеся с покрытия на колонны или вертикальные связи колонн (рис.44).

Рис.44. Пример расположения связей по верхним (а) и нижним (б) поясам стальных ферм
покрытия из асбестоцементных листов усиленного профиля

1 — поперечная связевая ферма; 2 — продольные связевые фермы; 3 — прогоны; 4 — распорки;
5 — вертикальная связь; 6 — стропильная ферма; 7 — тяжи; а.ш. — антисейсмический шов

3.54. В покрытиях из сборных железобетонных плит связи между опорными стойками стальных стропильных ферм (вертикальные связи и распорки) должны быть рассчитаны на восприятие приходящихся на них горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в продольном направлении здания. При этом принимается, что сейсмическая нагрузка при передаче с плит покрытия на продольные ряды колонн распределяется равномерно сначала на все места приварки плит к опорным стойкам ферм, а затем через распорки в плоскости верхних поясов ферм — между вертикальными связями. Распределение сейсмической нагрузки ниже вертикальных связей между фермами зависит от типа здания и выбранной системы связей между колоннами.

3.55. Стальные стропильные фермы покрытия должны быть проверены расчетом на особое сочетание нагрузок: при вертикальной сейсмической нагрузке (см. пп.2.6, 2.11 и 3.59) и при горизонтальной сейсмической нагрузке, действующей в поперечном и продольном направлениях здания (отсека).

На воздействие горизонтальной сейсмической нагрузки в поперечном направлении здания (отсека) проверяются нижние пояса стропильных ферм — на усилия (нормальные силы), действующие в поясе фермы, как в ригеле рамы.

На воздействие горизонтальной сейсмической нагрузки в продольном направлении здания (отсека) проверяются нижние пояса ферм, входящие в состав поперечных горизонтальных связевых ферм, расположенных у торцов здания. Усилия в поясах ферм определяются от совместного воздействия вертикальной нагрузки и горизонтальной сейсмической нагрузки (см. п.3.50), приложенной в узлах связевой фермы, поясами которой являются нижние пояса стропильных ферм. При этом рассматриваются две комбинации нагрузок:

а) вертикальная от собственного веса покрытия и снега и горизонтальная сейсмическая нагрузка, направление которой вызывает в нижнем поясе фермы растяжение;

б) вертикальная от собственного веса покрытия без учета снега и горизонтальная сейсмическая нагрузка, вызывающая в нижнем поясе сжатие.

При расчете стропильных ферм покрытий с фонарями следует также учитывать вертикальные нагрузки (реакции) от вертикальных связей между фонарными фермами (см. п.3.24).

3.56. Подстропильные фермы покрытия одновременно выполняют роль вертикальных связей и распорок между опорными стойками стальных стропильных ферм.

Подстропильные фермы должны быть проверены расчетом на особое сочетание нагрузок: при вертикальной сейсмической нагрузке (см. п.3.59) и при горизонтальной сейсмической нагрузке (см. пп.3.57 и 3.58).

3.57. В покрытиях из стального профилированного настила при горизонтальном сейсмическом воздействии в продольном направлении здания (отсека) на подстропильные фермы передаются (рис.45):

в уровне верхнего пояса ферм — горизонтальные сейсмические нагрузки ( ) со связей по верхним поясам стропильных ферм и с прогонов, расположенных непосредственно над подстропильными фермами;

в уровне нижнего пояса ферм — горизонтальные сейсмические нагрузки ( ) со связей по нижним поясам стропильных ферм и стойки фахверка, расположенной у колонны (от собственного веса участка торцевой стены), и ( ) от веса продольной стены (см. п.3.52б);

в середине пролета ферм — вертикальная нагрузка ( ).

Рис.45. Расположение расчетных схем стальных подстропильных ферм по длине зданий (отсеков)
с покрытиями из стального профилированного настила

а — при железобетонных колоннах и мостовых кранах; б — при стальных колоннах и мостовых кранах;
в — без мостовых кранов и со связями между колоннами; г — без мостовых кранов и связей между
колоннами; 1 — поперечная связевая ферма; 2 — подстропильные фермы;
3 — подкрановые балки; а.ш. — антисейсмический шов

Подстропильные фермы рассчитываются по схеме 1 или 2 (рис.46) в зависимости от места расположения ферм в продольном ряду колонн и типа здания (рис.45). При этом значения нагрузок и , непосредственно воздействующих на подстропильную ферму, определяются по формулам табл.11.

Обозначения продольного ряда колонн по рис.45

Источник