Страницы: 1 2
В перекрытии образуются пластические шарниры с растяжением
верхней или нижней арматуры. В расчете рассмотрено два варианта
разрушения перекрытия.
А2.4.2.1. Вариант 1.
Первый вариант гипотетического обрушения показан на рисунке А2.10
(не приводится). Короткая стена отрезается от стены по оси 219 и
остается на месте:
а) работа внутренних сил для стены по оси 219 складывается из
двух величин: работа вертикальной (продольной) арматуры на срез и
излом вертикального сечения по изгибающему моменту у оси 120`.
Предельное усилие сдвига в горизонтальном сечении стены S =
109 x 5,7 = 621 кН (см. п. А2.1.2). Горизонтальное перемещение по
линии действия усилия сдвига (стык стены с верхним перекрытием) w =
H / L = 3,1 / 5,7 = 0,54. Работа сил сдвига W = 621 x 0,54 = 335 кН.
f s
На изгиб в своей плоскости стена работает как балка-стенка. В
рассматриваемом случае несущая способность при изгибе стены
определяется большим из двух значений, определенных в соответствии с
рекомендациями СП 52-101-03:
- как изгибаемого бетонного элемента М = R W;
b bt
- как изгибаемого железобетонного элемента определяется по [8].
2 2
Момент сопротивления сечения стены W = bh / 6 = 0,2 x 2,9 /
6 = 0,28 куб. м; несущая способность бетонного сечения М = 1,55 x
3 b
0,28 x 10 = 434 кН x м. Несущая способность железобетонного сечения с
горизонтальной арматурой 2d = 8А400 с шагом 30 см (учтены 4 верхних
ряда стержней) M = 340 кН x м.
s
В качестве расчетной величины принимается М = 434 кН x м. Угол
излома в сечении w = 1 / L = 1 / 5,7 = 0,175. Работа внутренних
сил при изломе стены по изгибу W = 434 x 0,175 = 76 кН. Всего для
b
поперечной стены W = 335 + 76 = 411 кН.
w,in
Вес стены G = 87,3 кН; вертикальное перемещение под центром
тяжести стены u = 0,5; работа внешних сил U = 87,3 x 0,5 = 44
w,in
кН;
б) сопротивление обрушению перекрытий определяется работой на
углах поворота в пластических шарнирах.
Работа внутренних сил перекрытия:
W = 25,8 x (7,7 x 2 / 4,65 + 4,65 / 7,7 + 7,7 x
p
x 2 / 5,65 + 5,65 / 7,7) x 1,33 = 253 кН.
Работа внешних сил на перемещениях перекрытия:
- в квартире:
U = 9,2 x (5,7 x 3,6 x 1 + 4,5 x 3,6 x 0,79) / 6 = 51 кН;
- на балконе:
U = 6,5 x [2,0 x (3,6 + 4,65) x (1 + 1,33) / 8 + 3,2 x
x (3,6 + 5,65) x (0,79 + 1,33) / 8] = 31 кН;
- всего:
U = 60 + 31 = 91 кН;
p
в) работа внутренних сил наружных стен и ограждения балконов
W = 0. Работа внешних сил U = 11,1 x 9,3 / 2 + 3,5 x
w,ex w,ex
11,2 / 2 = 73 кН;
г) проверка общего условия невозможности образования механизма
второго типа (вариант 1) производится по формуле (2):
W = W + W = 411 + 253 = 664 кН;
w,in p
U = U + U + U = 44 + 91 + 73 = 208 кН < 664 кН.
w,in p w,ex
Условие необрушения конструкций выполнено: W > U.
Рисунок А2.10. Схема 5. Механизм обрушения второго типа.
Вариант 1
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
А2.4.2.2. Вариант 2.
Второй вариант гипотетического обрушения показан на рисунке А2.11
(не приводится).
Рисунок А2.11. Схема 5. Механизм обрушения второго типа.
Вариант 2
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Поворот внутренней стены по оси 219 такой же, что и в варианте
1, поэтому работа внутренних и внешних сил при разрушении этой
стены принимается из варианта 1: W = 457 кН; U = 44 кН.
w,in w,in
Работа внутренних сил перекрытия:
шарнир I:
W = 25,8 x (4,65 / 7,7 + 7,7 / 4,65) x 1,33 = 77 кН;
pI
шарнир II:
W = 25,8 x (1,55 / 7,7 + 7,7 / 1,55) x 1,33 = 177 кН;
pII
шарнир III:
W = 25,8 x 7,7 / 4,65 x 1,33 = 57 кН;
pIII
шарнир IV:
W = 25,8 x 7,7 / 1,55 x 1,33 = 170 кН;
pIV
шарнир V:
W = 25,8 x 2,43 / 7,7 x 1,33 = 11 кН;
pV
всего по перекрытию:
W = 77 + 177 + 57 + 170 + 11 = 492 кН.
p
Работа внешних сил на перемещениях перекрытия:
- в квартире:
U = 9,2 x (3,6 x 5,7 x 1 / 6 + 2,43 x 4,5 x 0,79 /
/ 2 + 0,74 x 4,5 x 0,79 / 6) = 74 кН;
- на балконе:
U = 6,5 x [2,0 x (3,6 + 4,65) x / 4 + 2,43 x 3,2] x
x (1 + 1,33) / 2 + 6,5 x 3,2 x [0,74 x (0,79 + 1,33) +
+ 1,55 x 1,33] / 6 = 90 + 12 = 103 кН;
- всего по перекрытию:
U = 74 + 103 = 177 кН.
p
Наружные стены и ограждение балконов W = 0; U = 73 кН.
w,ex w,ex
Всего по варианту 2:
W = 457 + 492 = 949 кН > U = 44 + 177 + 73 = 294 кН.
Условие устойчивости против прогрессирующего обрушения выполнено.
А2.4.3. Оценка возможности возникновения механизма
прогрессирующего обрушения третьего типа
Для третьего механизма обрушения (рисунок А2.12 - не приводится)
рассматривается отрыв перекрытия, расположенного непосредственно над
локальным разрушением, от стены верхнего этажа. Так же как во втором
механизме прогрессирующего обрушения, здесь возможны два варианта
возникновения пластических шарниров в перекрытии, на рисунке А2.13 (не
приводится) показан первый вариант.
Рисунок А2.12. Схема 5. Механизм обрушения третьего типа
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок А2.13. Схема 5. Механизм обрушения четвертого типа
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Предельное усилие растяжения в сечении стены S = 136 x 5,7 =
775 кН (п. А2.1.2), вертикальное перемещение в середине стены w =
0,5. Работа внутренних сил W = 775 x 0,5 = 387 кН. Работа
w,in
внешних сил (стена остается на месте) U = 0.
w,in
Для перекрытия: аналогично механизму прогрессирующего
обрушения второго типа W x 253 кН; U x 91 кН. Наружные стены и
p p
ограждение балконов: W = 0; U = 73 кН.
w,ex w,ex
Проверка общего условия невозможности образования механизма
третьего типа (вариант 1):
W = W + W = 387 + 253 = 640 кН;
w,in p
U = U + U = 91 + 73 = 164 кН < 640 кН.
p w,ex
Условие устойчивости выполнено. Прогрессирующее обрушение
третьего типа по варианту 1 невозможно.
Для варианта 2 условие устойчивости также выполняется, вычисления
здесь не приводятся.
А2.4.4. Оценка возможности возникновения механизма
прогрессирующего обрушения четвертого типа
Рассматривается отрыв перекрытия, расположенного непосредственно
над локальным разрушением, вместе с расположенным на нем участком
стены - от верхнего перекрытия (рисунок А2.13), пластические шарниры в
плите те же, что и для механизма прогрессирующего обрушения третьего
типа. Вычисления приводятся для варианта 1 разрушения перекрытия.
Для стены по оси 219 работа внутренних сил W = 387 кН;
w,in
работа внешних сил U = 44 кН (см. п. А2.4.2).
w,in
Для перекрытия: W = 253 кН; U = 91 кН.
p p
Наружные стены и ограждение балконов: W = 0; U = 73 кН.
w,ex w,ex
Проверка общего условия невозможности образования механизма
четвертого типа:
W = W + W = 387 + 253 = 640 кН;
w,in p
U = U + U + U = 44 + 91 + 73 = 208 кН < 640 кН.
w,in p w,ex
Условие устойчивости выполнено. Прогрессирующее обрушение
четвертого типа по варианту 1 невозможно.
Для варианта 2 условие устойчивости также выполняется, вычисления
здесь не приводятся.
А3. Расчет вертикальных элементов, расположенных
рядом с локальным разрушением
Расчет выполняется по п. 3.6 настоящих Рекомендаций.
В таблице А3.1 определены расчетные равномерно распределенные
нагрузки на перекрытии для основного сочетания нагрузок на стадии
эксплуатации (с коэффициентами надежности по нагрузкам [4]), а в
таблице А3.2 - вес вертикальных элементов (на один этаж). По этим
данным и по величинам грузовых площадей (рисунок А1.2) в таблице А3.3
определены расчетные нагрузки, передающиеся на стены 5, 12 и пилоны 1,
2, 3, 4, 9, 10, 11 с одного этажа.
Таблица А3.1
НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ НА ПЕРЕКРЫТИИ
ДЛЯ ОСНОВНОГО СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
-----------------------------------------------------------------
|Вид нагрузки | |Нормативное |Коэффициент |Расчетное |
| | |значение |надежности |значение |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
| | |кН/кв. м | |кН/кв. м |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Вес плиты | | 5,00 | 1,1 | 5,50 |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Пол |В квартире | 1,40 | 1,3 | 1,82 |
| |-----------|------------|------------|----------|
| |На балконе | 1,20 | 1,3 | 1,56 |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Перегородки | | 2,50 | 1,2 | 3,00 |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Временная | | 1,50 | 1,3 | 1,95 |
|нагрузка | | | | |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Наружные стены| | 11,10 | 1,1 | 12,21 |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Ограждение | | 3,50 | 1,1 | 3,85 |
|балкона | | | | |
|--------------|-----------|------------|------------|----------|
|Всего |В квартире | 10,40 | | 12,27 |
| |-----------|------------|------------|----------|
| |На балконе | 7,70 | | 9,01 |
-----------------------------------------------------------------
Таблица А3.2
ВЕС ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЭТАЖ
-----------------------------------------------
|Пилон |Толщина |Длина|Вес |
|(стена)| | |----------------------|
| | | |нормативный|расчетный |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
| |м |м |кН |кН |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|1 | 0,40 | 2,4 | 66,8 | 73,5 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|2 | 0,40 | 1,6 | 44,5 | 49,0 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|3 | 0,40 | 2,4 | 66,8 | 73,5 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|4 | 0,40 | 1,1 | 30,6 | 33,7 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|5 | 0,22 | 5,7 | 87,3 | 96,0 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|9 | 0,40 | 1,2 | 33,4 | 36,7 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|10 | 0,40 | 2,5 | 69,6 | 76,6 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|11 | 0,50 | 1,4 | 48,7 | 53,6 |
|-------|--------|-----|-----------|----------|
|12 | 0,22 | 2,5 | 38,3 | 42,1 |
-----------------------------------------------
Таблица А3.3
РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ, ПЕРЕДАЮЩИЕСЯ НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ С ОДНОГО ЭТАЖА НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
-------------------------------------------------------------------------------
|Наименование |Ед. изм.|Вес |Наружные |Плита |Огражд. |Всего |
| | |стены |стены |-----------------|балкона | |
| | | | |квартиры |балкона| | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 1, сечение 400 x 2400 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 73,5 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 17,74| 9,15| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 8,9 | | | 7,4 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 73,50| 108,67| 217,67| 82,44| 28,49| 510,8 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 2, сечение 400 x 1600 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 49 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 18,56| 7,30| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 4,7 | | | 4,7 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 49,00| 57,39| 227,73| 65,77| 18,10| 418,0 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 3, сечение 400 x 2400 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 73,5 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 28,91| | | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 4,8 | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 73,50| 58,61| 354,73| 0 | 0 | 486,8 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 4, сечение 400 x 1100 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 33,7 | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 23,3 | | | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | | | | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 33,70| 0 | 285,89| 0 | 0 | 319,6 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Стена N 5, сечение 220 x 5700 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес стены |кН | 96 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 18,2 | 7,50| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 4,75| | | 3,5 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 96 | 58,00| 223,31| 67,58| 13,48| 458,4 |
|стену | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 9, сечение 400 x 1200 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 36,7 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 14,09| 1,96| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 4,2 | | | 3,2 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 36,7 | 51,28| 172,88| 17,66| 12,32| 290,8 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 10, сечение 220 x 2500 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 76,6 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 28,73| 6,44| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 4,8 | | | 5,6 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 76,6 | 58,61| 352,52| 58,02| 21,56| 567,3 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 11, сечение 500 x 1400 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес пилона |кН | 53,6 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| 9,01| | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 13,53| 10,63| | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | 12,21| | | 3,85| |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | 3,7 | | | 3,7 | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 53,6 | 45,18| 166,01| 95,78| 14,78| 374,8 |
|пилон | | | | | | | |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Стена N 12, сечение 220 x 2500 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------|
|Вес стены |кН | 42,1 | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Распред. |кН/кв. м| | | 12,27| | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Грузовая |кв. м | | | 6,39| | | |
|площадь | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Погонная |кН/м | | | | | | |
|нагрузка | | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------| |
|Длина |м | | | | | | |
|----------------|--------|------|---------|---------|-------|--------|-------|
|Нагрузка на |кН | 42,1 | 0 | 78,41| 0 | 0 | 120,5 |
|стену | | | | | | | |
-------------------------------------------------------------------------------
На рисунках А3.1-А3.3 (не приводятся) представлены схемы грузовых
площадей для типового этажа здания с локальными разрушениями по схемам
1, 2 и 5 соответственно. Как видно из рисунков, нагрузка, ранее
воспринимавшаяся удаляемым пилоном (стеной), перераспределяется на два
- три ближайших несущих пилона (стену). По нагрузкам, указанным в п.
А1.2, и с использованием величин грузовых площадей, приведенных на
рисунках А3.1-А3.3, в таблицах А3.4, А3.5 и А3.6 для схем
гипотетического локального разрушения 1, 2 и 5 соответственно
определены расчетные усилия (с одного этажа) в стенах и пилонах,
расположенных рядом с удаляемым (разрушенным) вертикальным элементом и
воспринимающих часть нагрузки, раннее воспринимавшейся этим удаленным
(разрушенным) элементом.
Рисунок А.3.1. Схема грузовых площадей
при гипотетическом локальном разрушении по схеме 1
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок А.3.2. Схема грузовых площадей при гипотетическом
локальном разрушении по схеме 2
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок А.3.3. Схема грузовых площадей при гипотетическом
локальном разрушении по схеме 5
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Кроме того, в таблицах А3.4, А3.5 и А3.6 проведено сравнение
полученных усилий с усилиями, передающимися на пилон (стену) при
максимальном загружении эксплуатационными нагрузками (из таблицы
А3.3).
Увеличение усилий в пилонах (стенах) для рассмотренных схем
гипотетических локальных разрушений составляет:
- схема 1: пилон N 2 - 30%; пилон N 3 - 20%;
- схема 2: пилон N 1 - 5%; пилон N 9 - 37%;
- схема 5: пилон N 10 - 4%; пилон N 11 - 20%; стена N 12 - 70%.
В соответствии с п. 3.6 настоящих Рекомендаций необходимо
проверить прочность пилона N 9 при локальном разрушении по схеме 2 на
первом этаже здания. Усилия в пилоне определяются из упругого расчета
здания, выполненного с использованием ПК SCAD для двух расчетных схем:
а) без локальных разрушений N = 6000 кН, М = 0;
б) с локальным разрушением по схеме 2, т.е. с удалением пилона N
2 N = 8640 кН, М = 15 кН x м (из плоскости пилона).
В обоих случаях нагрузки принимались по п. А1.2.
Таблица А3.4
НАГРУЗКИ, ПЕРЕДАЮЩИЕСЯ НА ПИЛОНЫ N 2 И 3
ПРИ ЛОКАЛЬНОМ РАЗРУШЕНИИ ПО СХЕМЕ 1
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|Наименование |Ед. изм.|Пилон |Наружные |Плита |Огражд. |Всего |
| | |(стена) |стены |-----------------|балкона | |
| | | | |квартиры|балкона | | |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Пилон N 2, сечение 400 x 1400 мм |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|При локальном |Вес пилона 1 |кН | 44,5| | | | | |
|разрушении |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Вес пилона 2 |кН | 66,8| | | | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Коэффициент | | 0,5| | | | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Распред. нагрузка |кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 26,2 | 14,86| | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Погонная нагрузка |кН/м | | 11,1 | | | 3,5| |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Длина |м | | 8,5 | | | 10 | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
| |Нагрузка на пилон |кН | 77,9| 94,35| 241,04| 96,59| 35 | 545 |
|---------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации |кН | | | | | | 418 |
|---------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Перегруз | | | | | | | 1,30|
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Пилон N 3, сечение 400 x 1200 мм |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|При локальном |Вес пилона 3 |кН | 66,8| | | | | |
|разрушении |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Вес пилона 2 |кН | 66,8| | | | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Коэффициент | | 0,5| | | | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Распред. нагрузка |кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 39 | 1,59| | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Погонная нагрузка |кН/м | | 11,1 | | | 3,5| |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------| |
| |Длина |м | | 9,8 | | | 2 | |
| |------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
| |Нагрузка на пилон |кН | 100,2| 108,78| 358,8 | 10,34| 7 | 585 |
|---------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации |кН | | | | | | 487 |
|---------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|--------|---------|
|Перегруз | | | | | | | 1,20|
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Таблица А3.5
НАГРУЗКИ, ПЕРЕДАЮЩИЕСЯ НА ПИЛОНЫ N 1 И 9
ПРИ ЛОКАЛЬНОМ РАЗРУШЕНИИ ПО СХЕМЕ 2
-------------------------------------------------------------------------------------------------
|Наименование |Ед. изм.|Пилон |Наружные |Плита |Огражд. |Всего |
| | |(стена) |стены |------------------|балкона | |
| | | | |квартиры |балкона | | |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 1, сечение 400 x 2400 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
|При локальном |Вес пилона 1 |кН | 66,8 | | | | | |
|разрушении |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Вес пилона 2 |кН | 44,5 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Коэффициент | | 0,5 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Распред. нагрузка|кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 23,56| 12,43| | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Погонная нагрузка|кН/м | | 11,1 | | | 3,5 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Длина |м | | 10,6 | | | 9,1 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
| |Нагрузка на пилон|кН | 89,05| 117,66| 216,75| 80,80| 31,85|536 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации|кН | | | | | |511 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
|Перегруз | | | | | | | 1,05|
|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 9, сечение 400 x 1200 мм |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
|При локальном |Вес пилона 9 |кН | 33,4 | | | | | |
|разрушении |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Вес пилона 2 |кН | 44,5 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Коэффициент | | 0,5 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Распред. нагрузка|кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 22,62| 5,80| | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Погонная нагрузка|кН/м | | 11,1 | | | 3,5 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------| |
| |Длина |м | | 6,8 | | | 5,8 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
| |Нагрузка на пилон|кН | 55,65| 75,48| 208,1 | 37,7 | 20,3 |397 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации|кН | | | | | |291 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|---------|--------|--------|------|
|Перегруз | | | | | | | 1,37|
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Таблица А3.6
НАГРУЗКИ, ПЕРЕДАЮЩИЕСЯ НА ПИЛОНЫ N 10, 11 И СТЕНУ N 12
ПРИ ЛОКАЛЬНОМ РАЗРУШЕНИИ ПО СХЕМЕ 5
-----------------------------------------------------------------------------------------------
|Наименование |Ед. изм.|Пилон |Наружные |Плита |Огражд.|Всего |
| | |(стена) |стены |-----------------|балкона| |
| | | | |квартиры|балкона | | |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 10, сечение 400 x 2500 мм |
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|При локальном |Вес пилона 10 |кН | 69,6 | | | | | |
|разрушении |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Вес стены 5 |кН | 87,3 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Коэффициент | | 0,3 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Распред. нагрузка|кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 36,24| 9,38| | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Погонная нагрузка|кН/м | | 11,1 | | | 3,5 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Длина |м | | 6,5 | | | 7,5 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
| |Нагрузка на пилон|кН | 95,79| 72,15| 333,41| 60,97| 26,25|589 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации|кН | | | | | |567 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Перегруз | | | | | | | 1,04|
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 11, сечение 500 x 1400 мм |
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|При локальном |Вес пилона 11 |кН | 48,7 | | | | | |
|разрушении |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Вес стены 5 |кН | 87,3 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Коэффициент | | 0,3 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Распред. нагрузка|кН/кв. м| | | 9,2 | 6,5 | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 19,85| 15,17| | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Погонная нагрузка|кН/м | | 11,1 | | | 3,5 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Длина |м | | 6,46 | | | 6 | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
| |Нагрузка на пилон|кН | 74,89| 71,71| 182,62| 98,61| 21 |449 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации|кН | | | | | |375 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Перегруз | | | | | | | 1,20|
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|Пилон N 12, сечение 220 x 2500 мм |
|---------------------------------------------------------------------------------------------|
|При локальном |Вес пилона 12 |кН | 38,3 | | | | | |
|разрушении |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Вес стены 5 |кН | 87,3 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Коэффициент | | 0,2 | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Распред. нагрузка|кН/кв. м| | | 9,2 | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Грузовая площадь |кв. м | | | 9,26| | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Погонная нагрузка|кН/м | | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------| |
| |Длина |м | | | | | | |
| |-----------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
| |Нагрузка на пилон|кН | 55,76| 0 | 85,19| 0 | 0 |141 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Нагрузка на пилон в эксплуатации|кН | | | | | |121 |
|--------------------------------|--------|--------|---------|--------|--------|-------|------|
|Перегруз | | | | | | | 1,17|
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Расчет прочности пилона на внецентренное сжатие производился по
[6, 7, 8] с учетом случайного эксцентриситета и продольного изгиба
пилона при его расчетной длине 2,3 м. Величина нормальной силы
принималась: от длительно действующих нагрузок N = 6000 кН; от
кратковременных нагрузок N = 8640 - 6000 = 2640 кН. Изгибающий момент
М = 15 кН x м (от длительно действующих нагрузок). В сечении требуется
арматура 12d = 14А400 по обеим сторонам сечения.
Приложение Б
к Рекомендациям
ПРИМЕР
РАСЧЕТА МОНОЛИТНОГО ЖИЛОГО ДОМА НА УСТОЙЧИВОСТЬ
ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА "LIRA.9.2"
Б1. Расчетная модель
Описание конструктивной системы здания и величины действующих
нагрузок приведены в п. А1.1.
В данном примере рассматривается локальное разрушение по схеме 2,
т.е. удаляется пилон N 2, расположенный по оси 115` (см. рисунок
А1.1). Поскольку все типовые этажи имеют одинаковые конструктивные и
архитектурно-планировочные решения, в расчетной модели удален пилон
первого этажа.
Расчет выполнялся с использованием программного комплекса
"LIRA.9.2" с учетом геометрической и физической нелинейности. Размеры
конечных элементов в расчете не превышали 40-50 см. Расчетная модель
здания представлена на рисунке Б1 (не приводится), разрез по оси 115`
и фрагмент расчетной модели (нижние этажи) приведены на рисунках Б2
(не приводится) и Б3 (не приводится) соответственно.
Рисунок Б1. Расчетная модель здания с удаленным
пилоном первого этажа
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок Б2. Расчетная модель, разрез по оси 115`
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок Б3. Фрагмент расчетной модели (нижние этажи)
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Поскольку в расчете учитывались лишь вертикальные нагрузки и
воздействие локального разрушения, а конструктивная система здания
практически симметрична относительно вертикальной плоскости,
проходящей через ось 118, расчетная модель составлена для половины
здания, расположенной между осями 113-118 и 215-229. В плоскости
симметрии здания (см. рисунок Б2) в расчетной модели установлены
связи, моделирующие симметричную работу конструкций. Из-за того, что
моделировалась половина здания, удаление пилона по оси 115` означало
фактически и удаление пилона до оси 120`, однако это не влияет на
результаты расчета, т.к. эти пилоны расположены на большом расстоянии
друг от друга (это видно на рисунке Б4 - не приводится).
Рисунок Б4. Деформированное состояние конструкций,
разрез по оси 115`
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Б2. Результаты расчета
Деформированное состояние конструкций представлено на рисунках Б4
(разрез по оси 115`) и Б5 (не приводится) (фрагмент нижних этажей).
Как видно из рисунка Б4, прогибы перекрытия до всей высоте здания
одинаковы, что подтверждает правомерность применения в настоящих
Рекомендациях формулы (2) п. 3.4, рассматривающей равновесие одного
(каждого) этажа.
Рисунок Б5. Деформированное состояние конструкций,
фрагмент нижних этажей
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
На рисунках Б6 (не приводится) и Б7 (не приводится) представлены
поля главных напряжений N и расчетные схемы развития трещин на верхней
1
и нижней поверхностях перекрытия, расположенного над удаленным
пилоном. Для сравнения на рисунках Б6 и Б7 показаны направления
пластических шарниров с растяжением в верхней и нижней зоне
соответственно, принятые в расчете конструкций при схеме 2 (механизм
первого типа, вариант 2) кинематическим методом, представленные на
рисунке А2.5.
Рисунок Б6. Главные напряжения N (Т/кв. м) и расчетные
1
схемы развития трещин на верхней поверхности перекрытия
Рисунок не приводится.
Рисунок Б7. Главные напряжения N (Т/кв. м) и расчетные
1
схемы развития трещин на нижней поверхности перекрытия
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Сопоставив поступательное перемещение вниз пилонов, расположенных
над удаленным пилоном на всех этажах здания (рисунок Б5), с основными
направлениями образования трещин в перекрытии (рисунки Б6 и Б7), можно
составить расчетную схему разрушения конструкций. Поскольку
направление трещин в предельном состоянии определяет линию
возникновения пластического шарнира, полученная расчетная схема
разрушения практически идентична приведенной на рисунке А2.6 схеме
прогрессирующего обрушения по механизму первого типа (вариант 2),
рассмотренной в расчете кинематическим методом теории предельного
равновесия.
В расчете, приведенном в приложении А (см. п. А2.3), также
получено, что для гипотетического локального разрушения по схеме 2
наиболее опасным типом обрушения является вариант 2 первого механизма.
На рисунках Б8 (не приводится) и Б9 (не приводится) представлены
расчетные поля напряжений по нормальной силе, действующей в перекрытии
вдоль осей x и y, а на рисунках Б10 (не приводится) и Б11 (не
приводится) - поля напряжений по изгибающим моментам, действующим в
плоскостях, ортогональных осям x и y.
Рисунок Б8. Поля напряжений по нормальной силе N (Т/М)
x
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок Б9. Поля напряжений по нормальной силе N (Т/кв. м)
y
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок Б10. Поля напряжений по изгибающему
моменту М (ТМ/М)
x
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
Рисунок Б11. Поля напряжений по изгибающему
моменту М (ТМ/М)
y
----------------------------------------------------------------------
Рисунок не приводится.
В перекрытии над удаленным пилоном первого этажа действуют
изгибающие моменты и нормальные силы (сжатие), полученные
осреднением по трем конечным элементам: М = 80,8 кН x м / пог. м,
x
N = 100 кН/пог. м, М = 68,0 кН x м/пог. м, N = 500 кН / пог. м.
y y x
Из расчета прочности сечения перекрытия на внецентренное сжатие,
выполненного с использованием [7, 8], определяется площадь арматуры
класса А400 (нижней) на этом участке перекрытия:
- стержни, параллельные оси y (сотым осям здания), -
F = 11,3 кв. см/пог. м;
y
- стержни, параллельные оси x (двухсотым осям здания), -
F = 4,5 кв. см/пог. м.
x
В расчете, выполненном кинематическим методом предельного
равновесия (см. п. А2.3.1.2), на том же участке перекрытия арматуры
(нижней) требуется меньше: F = F = 62 кв. см/пог. м.
y x
Список литературы
1. Рекомендации по защите жилых зданий стеновых конструктивных
систем при чрезвычайных ситуациях, Комплекс архитектуры,
строительства, реконструкции и развития города, М., 2000 г.
2. Рекомендации по защите жилых каркасных зданий при чрезвычайных
ситуациях, Москомархитектура, М., 2002 г.
3. Рекомендации по защите жилых зданий с несущими кирпичными
стенами при чрезвычайных ситуациях, Москомархитектура, М., 2002 г.
4. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М., 2004 г. <1>.
5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. М.,
1996 г. <2>.
6. СНиП 52.01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции.
Основные положения. М., 2004 г.
7. СП 52-101-03. Бетонные и железобетонные конструкции без
предварительного напряжения арматуры. М., 2003 г.
8. ОМ "СНиП железобетон". Описание программы см. www.
dataforce.net/~Krakov.
9. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.,
1999 г.
10. МГСН-3.01-01. Жилые здания. М., 2001 г.
11. Городецкий А.С., Батрак Л.Г., Городецкий Д.А., Лазнюк М.В.,
Юсипенко С.В. Расчет и проектирование конструкций высотных зданий из
монолитного железобетона, Киев, "ФАКТ", 2004 г.
--------------------------------
<1> Действует до вступления в силу соответствующего технического
регламента.
<2> Носит рекомендательный характер до регистрации Минюстом
России.Страницы: 1 2 |