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 |