Строительство в сейсмических районах России. Антисейсмические швы.
Строительство в сейсмических районах России. Антисейсмические швы.
Россия в целом характеризуется умеренной сейсмичностью. Исключение составляют регионы Северного Кавказа, юга Сибири и Дальнего Востока.
В европейской части России высокой сейсмичностью характеризуется Северный Кавказ, в Сибири – Алтай, Саяны, Байкал и Забайкалье, на Дальнем Востоке – Курило-Камчатский регион и остров Сахалин.
Треть всех землетрясений России приходится на Камчатку.
Строительство сейсмостойкого здания обходится дороже аналогичного по площади, высоте и планировке здания.
Проектированию сейсмостойких зданий имеет свою специфику.
При проектировании и строительстве жилых и общественных зданий и сооружений их следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если:
— здание или сооружение имеет сложную форму в плане;
— смежные участки здания или сооружения имеют перепады высоты 5 м и более, а также существенные отличия друг от друга по жесткости и (или) массе.
Допускается устройство антисейсмических швов между высокой частью и 1-2-этажными пристраиваемыми частями зданий путем шарнирного опирания перекрытия пристройки на консоль высокой части. Глубина опирания должна быть не менее суммы взаимных перемещений и минимальной глубины опирания с обязательным устройством аварийных связей.
Для случаев, когда устройство осадочного шва не требуется, допускается не устраивать антисейсмические швы между зданием и стилобатом при расчетном обосновании совместности их работы и выполнении соответствующих конструктивных мероприятий.
Не допускается устройство антисейсмических швов внутри помещений, которые предназначены для постоянного проживания или длительного нахождения МГН.
В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.
Антисейсмические швы должны разделять здания или сооружения по всей высоте. Допускается не устраивать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным.
В случае превышения расстояний между антисейсмическими швами сверх установленных расчет сооружений следует выполнять с учетом волнового характера сейсмического воздействия, неоднородности и неравномерности сейсмического воздействия в плане сооружения по методикам, согласованным в установленном порядке.
Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам, либо рам и стен.
Ширину антисейсмического шва следует назначать по результатам расчетов, при этом ширина шва на каждом рассматриваемом уровне должна быть не менее суммы амплитуд колебаний смежных отсеков здания.
При высоте здания или сооружения до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Ширину антисейсмического шва здания или сооружения большей высоты следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.
Конструкции примыкания отсеков здания или сооружения в зоне антисейсмических швов, в том числе по фасадам и в местах переходов между отсеками, не должны препятствовать их взаимным горизонтальным перемещениям.
Конструкция перехода между отсеками здания может быть выполнена в виде двух консолей из сопрягающихся блоков с устройством расчетного шва между концами консолей или переходов, надежно соединенных с элементами одного из смежных отсеков. Конструкцией их опирания на элементы другого отсека должны быть обеспечено взаимное расчетное смещение элементов и исключена возможность их обрушения и соударения при сейсмическом воздействии.
Переход через антисейсмический шов не должен быть единственным путем эвакуации из зданий или сооружений.
Лестничные площадки, располагаемые в уровне междуэтажных перекрытий, должны надежно связываться с антисейсмическими поясами или непосредственно с перекрытиями.
По всей длине стены в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.
В зданиях с несущими стенами высотой два этажа и более кроме наружных продольных стен должно быть не менее одной внутренней несущей продольной стены.
В уровне перекрытий и покрытий, выполненных из сборных железобетонных элементов, по всем стенам без пропусков и разрывов должны устраиваться антисейсмические пояса из монолитного железобетона с непрерывным армированием. В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне этих перекрытий допускается не устраивать.
Плиты перекры тий (покрытий) должны соединяться с антисейсмическими поясами посредством анкеровки выпусков арматуры или сваркой закладных деталей.
Антисейсмические пояса верхнего этажа должны быть связаны с кладкой вертикальными выпусками арматуры.
Антисейсмический пояс (с опорным участком перекрытия) должен устраиваться, как правило, на всю ширину стены; в наружных стенах толщиной 500 мм и более ширина пояса может быть меньше на 100—150 мм.
Высота пояса должна быть не менее толщины плиты перекрытия, класс бетона — не ниже В15. Продольную арматуру антисейсмического пояса устанавливают по расчету, но не менее четырех стержней диаметром 10 мм при сейсмичности 7—8 баллов и не менее четырех стержней диаметром 12 мм — при 9 баллах.
Армирование кладки следует осуществлять сетками в горизонтальных швах и вертикальными отдельными стержнями или каркасами, размещаемыми в теле кладки или в штукатурных слоях. Вертикальная арматура должна быть непрерывной и соединяться с антисейсмическими поясами. Соединение вертикальной арматуры внахлест без сварки не допускается. При размещении вертикальной арматуры в штукатурных слоях она должна быть связана с кладкой хомутами, расположенными в горизонтальных швах кладки.
Вертикальные железобетонные включения (сердечники) должны устраиваться открытыми не менее чем с одной стороны и соединяться с антисейсмическими поясами.
Продольная арматура вертикальных обрамлений простенков должна быть надежно соединена с горизонтальным армированием хомутами, уложенными в горизонтальных швах кладки.
Блоки должны соединяться между собой сваркой закладных деталей или выпусков арматуры. Вертикальная арматура по торцам простеночных блоков, в том числе на глухих участках стен, должна быть соединена с выпусками арматуры из фундамента, вертикальной арматурой выше- и нижележащих простеночных блоков, в том числе блоков смежных этажей, и заанкерена в антисейсмическом поясе перекрытия верхнего этажа.
Запрещается уменьшать ширину антисейсмических швов, указанную в проекте.
Антисейсмические швы необходимо освобождать от опалубки и строительного мусора. Запрещается заделывать антисейсмические швы кирпичом, раствором, пиломатериалами и др. При необходимости антисейсмические швы можно закрывать фартуками или заклеивать гибкими материалами.
Строительство зданий в сейсмических районах
ЛЕКЦИЯ № 20
| 20. Строительство зданий в особых условиях и районах. |
| 20.1 Строительство зданий в сейсмических районах………………………………………………324 |
| 20.2 Строительство на вечномерзлых грунтах………………………………………………328 |
| 20.3 Строительство на просадочных грунтах…………..330 |
| 20.4 Строительство на подрабатываемых территориях…………………………………………333 |
| 20.5 Строительство в условиях жаркого климата……………………………………………. 335 |
20.Строительство в особых условиях и районах.
Особые условия строительства и районы – такие, в которых здания при эксплуатации подвергаются дополнительным воздействиям, вызывающим деформации и даже разрушение зданий или ухудшающим санитарно – гигиенические качества.
В сейсмических районах или в районах горных выработок такие деформации и разрушения могут возникнуть мгновенно. Направление и величина действующих сил на фундаменты зданий в сейсмических районах или место и размеры просадочных явлений в районах горных выработок заранее неизвестны.
В районах с вечно мерзлыми грунтами и при строительстве на макропористых просадочных грунтах причиной деформации зданий является потеря несущей способности оснований при нарушение связи между частицами грунта, сцементированные льдом в вечномерзлых грунтах и солями кальция в лессовых отложениях макропористых грунтов. Просадочные явления в этих районах хотя и достигают значительной величины, но, как правило, не носят мгновенного характера и могут быть заранее учтены при проектировании и строительстве.
К особым условиям относят также строительство в районах с жарким климатом, где для защиты зданий от перегрева предусматривают ряд конструктивных, планировочных и других мероприятий.
Районы, подвергающие периодически воздействию землетрясений, называются сейсмическими. Сейсмические зоны в пределах нашей страны: Прикарпатье, Крым, Кавказ, Узбекистан, Туркмения и другие республики в Средней Азии, Алтай и Саяны, Прибайкалье, Верхоянская зона, Чукотка, Дальний Восток, Сахалин, Камчатка и Курильские острова.
Сила землетрясения оценивается по 12- бальной шкале. Сейсмичность определяется по картам сейсмического районирования территории РФ или по списку основных населенных пунктов, расположенных в сейсмических районах. Землетрясение в 6 балов и менее обычно не причиняют существенного вреда зданиям, а интенсивностью в 7-9 баллов приводят к серьезным повреждениям, а иногда и разрушениям.
Различают три основных типа сейсмических волн:
1. Глубинные продольные волны имеют радиальное направление и представляют собой быструю смену сжатия и растяжения вещества, сопровождаемую изменением его объема. Направление распространения продольной волны совпадает с направлением колебания частиц. Скорость
их распространения в земной коре достигает 7-8 км/сек.
2. Глубинные поперечные волны имеют направление перпендикулярное продольным волнам. Скорость 4- 4,5 км/сек.
3.Поверхностные волны характеризуются волнообразными качающимися колебаниями верхних слоев земной коры. Эти волны возникают у поверхности земли при переходе глубинных продольных волн из упругой в менее упругую среду.
20.1.1. Принцып проектирования здания в сейсмических районах и конструктивные треования к ним.
При планировке населенных мест в сейсмических районах крупные строительные зоны следует расчленять незастроенными пространствами (например, полосами зеленых насаждений, площадями, каналами и тому подобными преградами), препятствующими распространению пожаров.
В сейсмических районах желательно несколько увеличить ширину улиц и размеры пожарных разрывов между зданиями против обычно назначаемых по нормам (примерно на 15-20%).
При проектировании зданий и сооружений для сейсмических районов необходимо руководствоваться следующими принципами: снижением сейсмических нагрузок путем применения рациональных конструктивных схем, а также облегченных несущих и ограждающих конструкций, обеспечивающих максимальное снижение массы проектируемых зданий и сооружений. Объемно-планировочное и конструктивное решения зданий и сооружений должны удовлетворять условиям симметрии и равномерного распределения масс и жесткостей (рис. 20.2);
в тех случаях, когда по архитектурно-планировочным соображениям нельзя избежать сложного очертания здания в плане, его следует разделять антисейсмическими швами на отсеки простой формы (квадрат, прямоугольник) без входящих углов (рис. 20.1);
фундаменты здания или его отсеков, как правило, надлежит закладывать на одном уровне. Под несущие каменные стены надо применять ленточные фундаменты при устройстве свайных фундаментов следует отдавать предпочтение железобетонным сваям-стойкам. Ростверки необходимо заглублять в грунт.
 |  |
| Рисунок- 20.1 Схема разрезки здания со сложной конфигурацией в плане на самостоятельные отсеки: а) нерекомендуемое решение; б) рекомендуемое решение | Рисунок-20.2 Схема распределения жесткостей в плане здания: а) рекомендуемая симметричная; б) нерекомендуемая ассиметричная; в) то же, с изломом внутренних стен |
В каркасных зданиях и сооружениях конструкцией, воспринимающей горизонтальную сейсмическую нагрузку, может служить каркас, каркас с заполнением, каркас с вертикальными связями или диафрагмами жесткости.
Узлы железобетонных каркасов необходимо усиливать посредством установки арматурных сеток или замкнутой поперечной арматуры.
Диафрагмы и связи, воспринимающие горизонтальную нагрузку, следует устраивать всю высоту зданий, располагая их симметрично и равномерно.
В качестве ограждений каркасных зданий надо применять легкие навесные панели.
Кладка заполнения каркаса должна быть связана с его стойками арматурными выпусками длиной не менее 70 см, располагаемыми через 50 см по высоте.
Кладка самонесущих стен должна иметь гибкие связи с каркасом. Высота таких стен в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов не должна превышать 18, 16 и 9м соответственно.
Крупнопанельные здания необходимо сооружать преимущественно с продольными и поперечными стенами, воспринимающими сейсмические нагрузки. Их конструкции должны обеспечивать совместную пространственную работу всех стен и перекрытий. Для этого следует панели стен и перекрытий проектировать возможно более крупногабаритными; в соединениях панелей стен и перекрытий предусматривать устройство уширенных армированных швов, замоноличиваемых бетоном с пониженной усадкой и другими способами; предусматривать по возможности одинаковую жесткость стен, воспринимающих сейсмическую нагрузку.
Расстояния между поперечными стенами не должны быть более 6,5 м. Стеновые панели должны армироваться двойной арматурой в виде пространственных каркасов или сварных сеток.
Соединение панелей следует выполнять посредством сварки выпусков рабочей арматуры или специально заделанных анкерных стержней с нанесением слоя антикоррозионной защиты и замоноличиванием стыков бетоном.
В зданиях с несущими стенами из каменной кладки рекомендуется в пределах отсека конструкцию и материал принимать одинаковыми, простенки и проемы делать одинаковой ширины.
Конструкции должны воспринимать одновременное действие как горизонтально, так и вертикально направленных сил.
Высота этажей зданий с несущими каменными стенами не должна
превышать при сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно 6, 5 и 4 м, а отношение высоты этажа к толщине стены не должно быть более 12.
С целью максимального снижения массы в покрытиях производственных и общественных зданий с сейсмичностью 8 и 9 баллов при пролетах 18 м и более необходимо, как правило, применять металлические фермы и алюминиевые панели или стальной профилированный настил. В этих случаях могут применяться также асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля. В качестве утеплителя рекомендуется применять эффективные материалы (пенополистирол и др.). В уровне перекрытий необходимо предусматривать устройство антисейсмических поясов (как правило, на всю ширину стены) по всем продольным и поперечным стенам, выполняемых обычно в монолитном железобетоне с непрерывным армированием. Высота пояса должна быть не менее 15 см.
В сопряжениях стен необходимо укладывать арматурные сетки.
Покрытия и перекрытия зданий должны быть жесткими в горизонтальной плоскости и связаны с вертикальными несущими конструкциями.
Сборные железобетонные перекрытия и покрытия необходимо замоноличивать:
устройством железобетонных антисейсмических поясов с заанкериванием в них панелей перекрытий и заливкой швов между панелями цементным раствором;
устройством монолитных обвязок с заанкериванием панелей перекрытия в обвязке и применением связей между панелями, воспринимающих сдвигающие усилия;
без устройства антисейсмических поясов, но с применением между панелями, а также между панелями и элементами каркаса связей в виде армированных шпонок, выпусков петель, анкеров и др.
20.2. Строительство на вечномерзлых грунтах.
Своеобразие природных условии Крайнего Севера и Северо-востока СССР (суровый климат, вечномерзлое состояние грунтов, зимние ветры больших скоростей, снежные заносы и др.) оказывает существенное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, а также на способы устройства оснований и фундаментов.
Проектируя основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах, следует предусматривать меры, обеспечивающие необходимые эксплуатационные качества и долговечность зданий и сооружений. Достигают этого посредством выбора или создания надежного
основания, исключающего появление недопустимых деформаций в зданиях и сооружениях.
В зависимости от природных условий и особенностей зданий (сооружений) может быть принят один из принятых принципов использования вечномерзлых грунтов для основания здания (сооружения).
Выбор того или иного принципа использования грунтов основания, а также средств, которыми это состояние (мерзлое или талое) достигается, для каждого случая производится применительно к конкретным условиям с учетом данных технико-экономических расчетов.
Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения их расчетного теплового режима предусматривается устройство холодных подполий (рис. 20.3), холодных первых этажей зданий, охлаждающих труб и каналов.
Использование грунтов оснований по принципу 1 рекомендуется в большинстве случаев, если грунт в природных условиях находится в твердомерзлом состоянии.
Использование грунтов оснований по принципу 2 рекомендуется при неглубоком залегании скальных грунтов.
Для зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах по принципу 1, в большинстве случаев рекомендуется применять свайные и сборные столбчатые фундаменты.
Фундаменты ленточные и в виде сплошных плит допускается применять в зданиях или сооружениях, возводимых на подсыпках.
При использовании в качестве основания грунтов, оттаявших в процессе эксплуатации или предварительно, можно применять фундаменты в виде лент, плит, столбчатые фундаменты, а также сваи-стойки или глубокие опоры.
В зданиях и сооружениях с жесткой конструктивной схемой необходимо:
продольные и поперечные стены располагать по возможности симметрично относительно главных осей здания (отсека); не допускать изломов стен в плане;
внутренние стены выполнять, как правило, сквозными на всю ширину или длину здания;
поперечные несущие стены располагать па расстоянии не более 12 м;
проемы размещать по возможности равномерно и принимать
избегать местных ослаблений стен (нишами, штрабами. каналами и т. д.);
предусматривать связь сборных элементов перекрытий и покрытий между собой и со стенами и колоннами;
применять армированные пояса, армирование простенков и углов каменных зданий.
В случаях проектирования зданий по податливой конструктивной схеме следует:
применять конструкции с минимально допустимыми жесткостями на изгиб и сдвиг в вертикальной плоскости;
перекрытия устраивать в виде жестких горизонтальных диафрагм со связями элементов перекрытий между собой и с продольными и поперечными стенами и колоннами;
увеличивать площадь опирания конструкций против сползания и применять надежные связи в местах их опирания.
В ограждающих конструкциях для теплоизоляции следует использовать слоистые элементы из легких эффективных материалов с малой объемной массой (листы анодированного алюминия, древесноволокнистые плиты и пенопласты). Можно также применять ограждающие волокнистые конструкции из ячеистых бетонов. Необходимо обеспечить непродуваемость ограждающих конструкций в соединениях их элементов.
Особенно повышенные требования надо предъявлять к конструкциям стыков стеновых панелей.
В конструкциях деформационных швов необходимо предусматривать удлинение пути прохождения холодного воздуха через стык закладкой диафрагм по всей его высоте.
Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 11150 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет