Строительство зданий в сейсмических районах. Конструктивные мероприятия, повышающие сейсмостойкость зданий
Сейсмическими называют районы, подверженные землетрясениям. При проектировании зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, кроме расчета конструкций на обычные нагрузки (собственный вес, временные и другие нагрузки) проводятся расчеты на воздействие сейсмических сил, которые условно принимают действующими горизонтально. Сила землетрясений оценивается по 12-балльной шкале. В Казахстане силу и интенсивность землетрясений в различных районах или пунктах устанавливают по картам сейсмического районирования (СНиП 11-71—81). Критерием силы землетрясений служит характеристика повреждений и разрушений частей зданий. При строительстве на территориях с силой землетрясений до 6 баллов специальных конструктивных требований к зданиям не предъявляется.
Конструктивные мероприятия, повышающие сейсмостойкость здания, применяют в строительстве в зонах 7, 8 и 9-балльной сейсмики. В условиях более высокой сейсмичности строительство капитальных зданий запрещено.
При проектировании особо ответственных зданий и сооружений сейсмостойкость, определенную обычным способом как 6- и 7-балльную, повышают на 1. 2 балла.
Здания должны иметь простую форму плана (квадрат, прямоугольник, круг и т.п.). Здание сложной формы должно быть разделено на отсеки простой формы. В каждом отсеке необходимо соблюдать жесткость и симметричность расположения несущих вертикальных конструкций. Предельные размеры зданий (отсеков) с разными типами несущего остова нормируются.
Фундамент здания (или отсека) необходимо закладывать на одной отметке. В зданиях повышенной этажности глубину заложения фундаментов рекомендуется увеличивать за счет устройства коробчатых фундаментов. При устройстве свайных фундаментов следует применять забивные сваи, а не набивные. Для многоэтажных каркасных зданий часто применяют фундаменты в виде перекрестно-ребристой или сплошной плиты.
Каркасные здания конструируют обычным способом, но при расчете сечений конструктивных элементов и их стыков учитывают дополнительные сейсмические нагрузки. Особое внимание следует обращать на то, чтобы диафрагмы и связи, воспринимающие горизонтальную нагрузку, устраивались на всю высоту здания и располагались симметрично по отношению к центру тяжести.
Ограждающие стеновые конструкции каркасных зданий следует выполнять из легких навесных панелей. Если заполнение стен делается из каменной кладки, ее необходимо надежно связать с каркасом выпусками арматуры. При сейсмичности 9 баллов кроме выпусков из колонн необходимо сквозное перекрестное армирование, связанное с выпусками арматуры из верхних и нижних ригелей. Высота самонесущих стен в районах с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов не должна превышать, соответственно, 18, 16 и 9 м.
Крупнопанельные здания следует проектировать с продольными и поперечными стенами одинаковой жесткости, образующими совместно с перекрытиями жесткую устойчивую систему. Наружные стены рассчитывают на горизонтальную нагрузку. Расстояние между поперечными стенами принимают не более 6 м. Панели перекрытий изготавливают размером на комнату и с рифлеными гранями для последующего замоноличивания. Стыки панелей стен и перекрытий осуществляют путем сварки арматуры по принципу непрерывного армирования.
Этажность зданий с несущими каменными стенами не должна превышать в районах, сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов, соответственно, 6, 5 и 4 этажей. При этом отношение высоты этажа к толщине стены должно быть не больше 12. Расстояние между осями поперечных стен разрешается применять в пределах от 9 до 18 м в зависимости от категории кладок и расчетной сейсмичности.
Во всех продольных и поперечных стенах на уровне перекрытий устраивают антисейсмические пояса, образующие сплошную, непрерывно армированную горизонтальную раму. Кладка стен, расположенная под антисейсмическим поясом и над ним, должна быть связана вертикальными выпусками арматуры. Ширина антисейсмического пояса принимается на всю толщу стены или меньше на 0,5 кирпича с наружной стороны. Высота пояса должна быть не менее 150 мм.
Несущие конструкции первых этажей, включающие магазины и другие помещения со свободной планировкой, выполняют в монолитном железобетоне. В крупноблочных зданиях соблюдают перевязку блоков, а в качестве антисейсмических поясов используют перемычечные и поясные блоки со сваркой верхней и нижней арматуры по принципу непрерывного армирования с тщательным замоноличиванием швов.
Лестницы рекомендуется применять крупносборные с заделкой опорных частей в кладку не менее чем на 250 мм, с их анкерованием или с надежными сварными креплениями. Консольная заделка ступеней не допускается. Дверные и оконные проемы при сейсмичности 8 и 9 баллов должны иметь монолитное железобетонное обрамление.
Перегородки следует применять крупнопанельные или каркасной конструкции, причем они должны быть надежно связаны с перекрытиями и стенами или колоннами. Балконы должны выполняться в виде консольных выпусков панелей перекрытий (или надежно с ними соединяться). Вынос балконов ограничивается 1 м. Отделку помещений следует производить с использованием легких листовых материалов (сухой штукатурки, фанеры, древесноволокнистых плит и т.п.).
Рис.1. В этом доме сейсмоизолирующие опоры располагаются в подвальном 
помещении, 
используемом для автостоянок
Усиление стен деревянных зданий с большими пролетами
Дата добавления: 2013-12-14 ; Просмотров: 3311 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
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: 11151 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет