Развитие сейсмостойкого строительства в РК
Южная и юго-восточная части территории республики относятся к районам, подверженным тектоническим землетрясениям. На этой территории расположены Алматинская, Южно-Казахстанская и Жамбылская область, а также отдельные районы Восточно-Казахстанской области. В Западном Казахстане проявляются слабые тектонические землетрясения. Однако предполагается, что в Атырауской и Мангистауской областях возможны землетрясения техногенного характера. Техногенные, или возбужденные, или наведенные землетрясения возникают при разработке нефтяных и газовых месторождений, при нагнетании воды в скважины и при заполнении крупных водохранилищ водой, а также при мощных подземных взрывах. Развитие сейсмостойкого строительства в Казахстане неразрывно связано с развитием проектирования, научных исследований и строительства сейсмостойких зданий и сооружений в г. Алматы и Алматинской области, самом большом и сейсмоопасном регионе республики. Опыт катастрофических землетрясений в предгорьях Заилий-ского Алатау (1887, 1889, 1911 гг.) показал, что наряду со значительными разрушениями основной массы зданий и сооружений сохранились здания, хорошо перенесшие землетрясения наивысших классов энергии. Одним из первых в нашей стране документов, регламентировавших строительство зданий в сейсмических районах, можно считать распоряжение верненско-го генерал-губернатора, согласно которому допускалось строительство деревянных зданий на каменных фундаментах и в основном запрещалось строительство саманных и кирпичных зданий. Развитие города Алматы практически началось в период строительства Тур-кестано-Сибирской железнодорожной магистрали, трасса которой пролегала вдоль значительной части территории Центральной Азии близко к полосе высокой сейсмичности. Особенности строительства в сейсмических районах учитывались ‘Техническими условиями возведения зданий и сооружений южной части Туркестано-Сибирской железной дороги» (1928), разработанные сейсмологическим ин-том АН СССР. В тридцатых годах г. Алматы застраивался в основном малоэтажными деревянными и кирпичными зданиями. Антисейсмическое строительство регламентировалось «Временными техническими условиями проектирования и возведения гражданских сооружений в Сейсмических районах Казахстана», разработанными КазНИ-ИС (1933). После снесения в эти временные технические условия дополнений (1936) допускалось строительство зданий высотой в три этажа (12 м) с кирпичными несущими стенами при соблюдении планировочных и конструктивных требований, обеспечивающих зданиям пространственную жесткость и сейсмоустойчивость. В сороковых годах наиболее массовыми в застройке города продолжали оставаться деревянные и кирпичные здания. Вместе с тем в этот период получили распространение и каркасные здания из монолитного железобетона. В целях снижения веса зданий впервые в качестве стенового заполнения применялись камышит и фибролит. В пятидесятых годах осуществлялось проектирование и строительство большого количества крупных зданий, украсивших город.
Качественно новый этап в развитии антисейсмического строительства в стране наступил в связи с переходом на широкое применение в строительстве сборного железобетона. Этот период совпал с выходом в свет новых норм на сейсмостойкое строительство (СН 8-57), в основу которых была положена динамическая теория сейсмостойкости. Внедрение в практику проектирования и строительства рекомендаций новых норм означало переломный момент в развитии сейсмостойкого строительства. Проектные и научно-исследовательские ин-ты начали поиск новых конструктивных решений, удовлетворяющих требованиям сейсмостойкости сооружений. По техническому уровню сейсмостойкого строительства г. Алматы по праву занимает ведущее место среди городов б. СССР, расположенных в зоне высокой сейсмической опасности. В начале 1960-х гг. в Алматы было построено здание Алматинского хлопчатобумажного комбината. Конструктивное решение этого здания отличалось от традиционных одноэтажных промышленных зданий. Впервые в условиях 9-балльной сейсмичности предусматривалось применение железобетонных предварительно напряженных балок и прогонов сложного сечения. Оценка сейсмостойкости этого уникального для того времени здания, выполненного в сборном железобетонном каркасе, была осуществлена бывшим Казфилиалом Академии строительства и архитектуры СССР (АСиА СССР) на основе экспериментальных исследований натурных ячеек здания на действие горизонтальных статических и динамических нагрузок типа сейсмических. После ликвидации АСиА СССР и ее Казфилиала (1963) строительная наука Казахстана в области сейсмостойкого строительства и строительных конструкций переходит в состав КазпромстройНИИпроекта. Научная часть Казпромст-ройНИИпроекта, начиная с 1964 г., проводит крупномасштабные научно-исследовательские и опытные работы в области сейсмостойкого строительства. В 1966 — 1967 гг. в урочище Меде о (вблизи г. Алматы) была построена селезащитная плошинa с помощью мощных подземных взрывов. На площадке, расположенной на расстоянии 800 м от эпицентра второго — левобережного — взрыва (из зарядов двух серий с общей массой весом В В 3900 т), были испытаны специально построенные в натуральную величину шесть опытных зданий-фрагментов: фрагмент 4-этажного здания с кирпичными несущими стенами (полная торцевая секция жилого дома серии 1-308, запроектированной на 9 баллов), секция 4-зтажного крупнопанельного жилого дома типовой серии 1-464 АС/62 (расчетная сейсмичность 9 баллов), два фрагмента 5-этажного каркасного здания, имеющих различные типы соединений колонн с ригелями, фрагмент 2-этажного каркасно-панельного здания школ и детских учреждений серии 2 Кз-200 и одноэтажное промышленное здание типовой серии, При взрыве на участке экспериментальных объектов были зарегистрированы максимальные значения ускорения и смещения грунта соответственно 500 см/сек 2 и 9 мм. Интенсивность сейсмического воздействия при этик значениях ускорения и смещения почвы по шкале ИФЗ АН СССР составила: по величине ускорения — 10 баллов, величина смещения — 9 баллов. Результаты этого уникального эксперимента позволили впервые в условиях, наиболее приближенных к реальным условиям сейсмического воздействия, вызванного мощными подземными взрывами, оценить сравнительную сейсмостойкость крупнопанельных, каркасных и кирпичных зданий, широко распространенных е районах с 9-балльной сейсмичностью. Результаты сейсмовзрывного воздействия высокого уровня на здания различных конструктивных схем и этажности и оценка их сравнительной сейсмостойкости были опубликованы в трудах IV и V Всемирных конференций по сейсмостойкому строительству и инженерной сейсмологии (1969 г., Сантьяго Чили; 1973 г., Рим Италия). Основные результаты научной школы КазНИИССА (Казфилиал АСиА СССР, Каз-промстройНИИпроект) относятся к решению фундаментальных и прикладных проблем теории и практики сейсмостойкого строительства, вопросов сейсмического микрорайонирования, изучению и внедрению эффективных предварительно напряженных железобетонных конструкций, организации и проведению инструментальных сейсмометрических наблюдений на зданиях, имеющих различные конструктивные решения и этажности, а также решению проблемы безопасности сооружений, защиты зданий от землетрясений и ликвидации их последствий. Результаты научных исследований КазНИИССА были использованы при составлении основных нормативных документов как б. СССР, так и Республики Казахстан, а также при разработке эффективных строительных конструкций, проектов типовых и уникальных сейсмостойких зданий и сооружений.
Впервые в б. СССР в КазНИИССА была составлена классификация зданий существующей застройки по их сейсмостойкости (приложение к РСН 10-83). С целью повышения уровня работ по обследованию зданий и сооружений, выполняемых различными организациями, а также унификации получаемых результатов Каз-НИИССА в 1987 г. было разработано «Пособие по обследованию и оценке сейсмостойкости зданий существующей застройки (к РСН 10-83)».
Однако паспортизация зданий существующей застройки не является самоцелью. По обследованным зданиям необходимо принимать решения о сносе отдельных зданий, об изменении их функционального назначения, а также об усилении значительного количества существующих зданий. При решении об усилении несущих конструкций здания необходимы дополнительные детальные обследования, а также разработка проекта усиления.
Таким образом, обеспечение сейсмостойкости зданий имеет два самостоятельных направления. Первое —это повышение сейсмостойкости зданий существующей застройки и второе —это строительство новых зданий, полностью исключающих угрозу жизни людей и обеспечивающих сохранность материальных ценностей. Уровень развития теории и практики сейсмостойкого строительства отражается в нормативных документах, разработанных с учетом достоверных результатов научных исследований, инженерного анализа последствий сильных и разрушительных землетрясений и накопленного опыта проектирования зданий и сооружений для строительства в сейсмических районах. Строительные нормы РК «Строительство в сейсмических районах’ 1 суверенного государства Казахстан являются главным итогом научной деятельности КазНИИССА в области теории и практики сейсмостойкого строительства за последние 10 лет. Строительные нормы РК «Строительство в сейсмических районах» СНиП РК В.1.2-4-98 разработаны КазНИИССА (научный руководитель акад. — МИАТ.Ж. Жунусов при участии ин-тов; КазГИ-ИЗ. «Проектстальконструкция» и Сейсмологии НАН РК (общее руководство — акад. МиА и ИА РК А А Кулиба-ев взамен СНиП П-7-81* «Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования». В основу норм РК была положена современная концепция обеспечения сейсмобезопасности населения, проживающего в районах, подверженных землетрясениям, и сохранности объектов жилищно-гражданского и производственного назначения. В частности, современные нормы большинства развитых стран ставят своей целью проектирование таких зданий, состояние которых после землетрясения расчетной интенсивности не потребует немедленного отселения людей или остановки технологических процессов. Указанная цель существенно отличается от принятой в СНиП П-7-81 — обеспечение безопасности людей при допустимости значительных повреждений зданий. Из изложенного следует, что нормы РК ориентированы на более высокий уровень безопасности сооружений- По нормам РК расчетные сейсмические нагрузки на современные здания жестких конструктивных схем остались практически без изменения (по сравнению со СНиП П-7-81 *). В то же время для гибких и относительно гибких зданий (как правило, каркасных), а также для зданий, конструктивные схемы и решения которых отрицательно зарекомендовали себя при землетрясениях (н-р, с первым «гибким» этажом), расчетные сейсмические нагрузки значительно возрастут (до 1,5 — 2,5 раз).
Конструктивные требования норм к проектированию зданий и сооружений также обладают существенной новизной. Важнейшей особенностью новых норм (РК) является наличие раздела, содержащего требований по обеспечению сейсмобезопасности зданий существующей застройки. Впервые конкретизированы критерии, позволяющие оценить потенциальную сейсмоопасность существующих зданий и регламентировать процесс принятия решения о целесообразности и необходимости их усиления. Исключительным достоинством строительных норм РК является то, что в них содержатся требования к проектированию зданий и сооружений
для строительства на участках сейсмичностью 10 баллов. Таких рекомендаций в нормах стран СНГ и за рубежом нет. В конце ХХ-го века и в начале Xl-го века произошли катастрофические землетрясения в Турции, Тайване, Сальвадоре и в Индии (2000). Трагические последствия этих землетрясений свидетельствуют о неотложности решения проблем безопасности сооружений путем массового обследования зданий существующей застройки для планомерного их усиления, поскольку несейсмостойкие здания представляют наибольшую опасность при землетрясениях; разработки и ввода законодательных актов, регулирующих строительство в сейсмических районах. Необходимо также считать, что приоритетной задачей государства является оценка сейсмостойкости зданий существующей застройки с целью усиления их, а также обучение населения и специалистов правилам подготовки к возможным землетрясениям. Безопасность сооружений—это жизнь людей и сохранность ценностей, накопленных человечеством. Потому решение этой приоритетной проблемы актуально и требует необходимых финансовых и материальных средств.
Своды правил по проектированию и строительству РК Проектирование и расчет армокаменных конструкций в сейсмических районах (стр. 8 )
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
9.2.6 После выполнения расчетов несущие стены здания необходимо разбить на вертикальные участки, каждому из которых присваивается название. Далее необходимо для вертикальных участков стен определить поэтажные напряжения с учетом возможных эксцентриситетов. Из результатов расчета необходимо выбрать максимальные напряжения сжатия из всех элементов, принадлежащих рассматриваемому участку в пределах этажа.
9.2.7 Для определения поперечных сил по результатам расчетов необходимо просуммировать нагрузки в узлах для каждого участка стен от конкретного загружения. Полученные поперечные силы используются для расчета отдельных участков стен по формулам (38) и (39) в СНиП II-22-81* [6]. Для расчета элементов стен на внецентренное сжатие необходимо использовать методику, подробно изложенную в Таблице 12 Пособия [7]. Расчет смежных участков стен по раскрытию трещин необходимо выполнять по указаниям 7.19 Пособия [7].
Перечень ссылочных нормативных документов
1. СНиП РК 2.03-30-2006 Строительство в сейсмических районах.
2. СНиП РК 2.04-03-2002 Строительная теплотехника.
3. СН 290-74 Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов.
4. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
5. ГОСТ 24992-81 Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке.
6. СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции.
7. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций.
8. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.
9. СНиП РК 5.03-34-2005 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.
Альбом типовых узлов и деталей
Здания со стенами из кирпичной армированной кладки
Лист 1. Пример объемно-планировочной схемы здания со стенами из кирпичной кладки для площадок с сейсмичностью 7 баллов
Лист 2. Пример объемно-планировочной схемы здания со стенами из кирпичной кладки для площадок с сейсмичностью 8 баллов
Лист 3. Пример объемно-планировочной схемы здания со стенами из кирпичной кладки для площадок с сейсмичностью 9 баллов
Лист 4. Примеры схем расположения плит сборных перекрытий
Лист 5. Узлы 1-3 Сборные фундаменты зданий с подвалами
Лист 6. Узел 4 Сборные фундаменты зданий с подвалами
Лист 7. Узлы 5-6 Сборные фундаменты зданий с подвалами
Лист 8. Узлы 4а, 5а Сборные фундаменты зданий без подвалов
Лист 9. Узел 7 Армирование сетками в горизонтальных швах кладки в углах зданий
Узел 8 Армирование сетками в горизонтальных швах кладки в местах сопряжений наружных и внутренних стен
Лист 10. Узел 9 Армирование сетками в горизонтальных швах кладки в местах пересечений внутренних стен
Узлы 10, 10а, 11 Схема усиления проемов монолитным железобетонным обрамлением в лестничных клетках
Лист 11. Узлы 12-15 Антисейсмические пояса
Лист 12. Узлы 12а, 13 а, 14а Антисейсмические пояса
Лист 13. Узлы 16-18 Антисейсмические пояса
Лист 14. Пример объемно-планировочной схемы здания со стенами комплексной конструкции
Лист 15. рмирование кирпичной кладки в углах стен комплексной конструкции
рмирование кирпичной кладки на участках сопряжений стен комплексной конструкции
Лист 16. рмирование кирпичной кладки на участках пересечений стен комплексной конструкции
рмирование кирпичной кладки в проемах стен комплексной конструкции
рмирование кирпичной кладки простенков в стенах комплексной конструкции
Лист 17. Указания по применению и проектированию
Лист 18. Указания по производству работ по усилению стен из кирпичной кладки вертикальными сетками
Лист 19. Схема армирования кирпичной перегородки толщиной 120 мм горизонтальными сетками
Лист 20. Схема армирования кирпичной перегородки толщиной 120 мм с монолитными железобетонными включениями (сердечниками)
Лист 21. Схема армирования кирпичной перегородки толщиной 120 мм вертикальными сетками в слое высокопрочного раствора
Альбом типовых узлов и деталей «Здания со стенами из кирпичной кладки» разработан с учетом требований СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах» и является дальнейшим развитием разработанного в 2002 г. КазНИИССА «Пособия по проектированию зданий из кирпичных и мелкоштучных блоков в сейсмических районах Республики Казахстан».
Настоящий альбом разработан с учетом результатов инженерного анализа последствий землетрясений на территории Республики Казахстан, данных экспериментальных исследований, опыта проектирования, строительства и усиления зданий существующей застройки, а также поврежденных при сильных землетрясениях.
Разработанные в альбоме типовые узлы и детали предназначены для проектирования новых зданий со стенами из кирпичной кладки, располагаемых на площадках с сейсмичностью от 7 до 10 баллов.
Типовые узлы и детали альбома могут быть использованы для разработки проектов усиления зданий существующей застройки, а также поврежденных сильными землетрясениями.
Приведенные на чертежах количественные характеристики являются минимально необходимыми и должны уточняться при конкретном проектировании в соответствии с фактическими нагрузками и усилиями, действующими на элементы конструкций здания.
Разработанные в альбоме узлы сборных ленточных фундаментов предназначены для проектирования зданий, располагаемых на площадках с благоприятными в сейсмическом отношении инженерно-геологическими условиями.
Альбом содержит основные узлы конструкций. При проектировании возможно в необходимых случаях применение деталей специфических для разрабатываемого проекта.
В альбоме для зданий со стенами комплексной конструкции разработаны указания по применению, проектированию и технологии производства работ по усилению стен из кирпичной кладки вертикальными арматурными сетками в слое высокопрочной цементно-песчаной штукатурки или торкретбетона.
Альбом разработан по заданию Комитета по делам строительства Министерства индустрии и торговли в рамках НИР «Разработать типовые узлы и детали для зданий и сооружений с учетом требований СНиП РК В.1.2-4-98 «Строительство в сейсмических районах». В настоящий альбом внесены изменения с учетом требований СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».
Указания по применению и проектированию
Усиление стен арматурными сетками в слое высокопрочной штукатурки или торкретбетона позволяет повысить прочность кирпичных стен, воспринимающих главные растягивающие напряжения, возникающие в кладке при сейсмическом воздействии.
Этот способ усиления применяется в следующих случаях:
при проектировании и строительстве зданий со стенами из кирпичной кладки, располагаемых на площадках с сейсмичностью от 7 до 10 баллов, а также на площадках с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями;
при выполнении работ по усилению зданий существующей застройки, а также поврежденных сильным землетрясением;
для усиления отдельных элементов стен (например, узких простенков) в проектируемых зданиях со стенами из кирпичной кладки на площадках с сейсмичностью от 7 до 9 баллов.
Толщина слоя высокопрочной цементно-песчаной штукатурки или торкретбетона должна быть не менее 40 мм и указана в проекте.
Сечения стержней арматурных сеток и размеры их ячеек, марка раствора (торкретбетона) и толщина его слоя указываются в проекте и принимаются по расчету.
Рекомендуется применять сетки с ячейками не более чем 150Ч150 мм из арматуры класса Вр-1 диаметром 4 мм и более. Марка раствора (торкретбетона) должна быть не ниже 100.
В обоснованных случаях допускается высокопрочную штукатурку выполнять вручную (без применения специальных установок). В этом случае штукатурка наносится послойно. Первый слой штукатурки наносить на обильно смоченную водой поверхность кладки. Толщину слоев принимать не более 15 мм. Первый слой штукатурки по арматуре должен быть более пластичным (степень пластичности раствора регулировать количеством воды). Образование пустот за стержнями арматуры сеток не допускается.
Рекомендации по уходу за высокопрочной штукатуркой даны в указаниях на листе 18 настоящего альбома.
Для установки сеток использовать Z-образные анкера из арматуры класса А-1 диаметром не менее 6 мм с отгибами длиной не менее 80 мм. Рекомендуется использовать готовые Г-образные анкера (второй отгиб выполнять по месту установки сеток).
При возведении новой кладки готовые анкера для крепления сеток устанавливать в горизонтальные швы кладки в шахматном порядке с шагом не более 600 мм.
При усилении существующей кирпичной кладки в стенах под анкера с помощью электроинструментов сверлить отверстия диаметром не менее 8 мм. Отверстия под анкера располагать в шахматном порядке с шагом не более 600 мм.