Toggle Dropdown
1
СН РК 5.04-07-2004
Пособие по расчету и конструированию стальных сейсмостойких каркасов многоэтажных зданий
(в развитие СНиП РК 2.03-04-2001)
Design and estimate manual for multistory buildings steel earthguake
resistant frameworks. (for SNIP 2/03-04-2001 explanation), part 1.
Часть 1
Toggle Dropdown
Предисловие
Toggle Dropdown
1. РАЗРАБОТАНЫ: ТОО «Институт Проектстальконструкция» (авторы: кандидат технических наук профессор Максимов Ю.С., кандидат технических наук профессор Остриков Г.М.)
2. ПРЕДСТАВЛЕНЫ: Управлением технического нормирования и новых технологий в строительстве Комитета по делам строительства Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан (МИТ РК).
3. ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ: Приказом Комитета по делам строительства МИТ РК от 10 июля 2003 г. № 282 с 1 августа 2003 г.
4. ПОДГОТОВЛЕНЫ: Проектной академией «KAZGOR» в соответствии с требованиями СНиП РК 1.01-01-2001 на русском языке.
Срок действия данного норматива устанавливается до переиздания на государственном языке.
Дата введения - 01.08.2003 г.
Toggle Dropdown
№ стр.
|
Напечатано
|
Следует читать
|
Стр. 41
|
Растягивающее напряжение в поясе колонны в направлении толщины проката при высоте шва 14 мм также равны — 2,69 тс/см2 > 0,5 Run/γm = 0,5 · 4,800/10,25 = 2,341 тс/см2
|
Растягивающее напряжение в поясе колонны в направлении толщины проката при высоте шва 14 мм так же равны — 2,69 тс/см2 > 0,5 Run/γm = 0,5 · 4,800/1,025 = 2,341 тс/см2
|
Toggle Dropdown
Настоящий государственный норматив не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Уполномоченного государственного органа по делам архитектуры, градостроительства и строительства РК.
Toggle Dropdown
Предисловие
Toggle Dropdown
1 РАЗРАБОТАНЫ: ТОО «Институт Проектстальконструкция» (авторы: кандидаты технических наук, профессора Максимов Ю.С. и Остриков Г.М.)
Toggle Dropdown
2 ПРЕДСТАВЛЕНЫ: Управлением технического нормирования и новых технологий в строительстве Комитета по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан (МИТ РК).
Toggle Dropdown
3 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Приказом Комитета по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства МИТ РК от 03.11.2004 г. № 426 с 1 марта 2005 г.
Toggle Dropdown
5 ВВЕДЕНЫ: Впервые
Toggle Dropdown
6 ПОДГОТОВЛЕНЫ: Проектной академией «KAZGOR» в соответствии с требованиями СНиП РК 1.01-01-2001 на русском языке.
Toggle Dropdown
Дата введения — 2005.03.01
Toggle Dropdown
Срок действия данного норматива устанавливается до переиздания его на государственном языке.
Toggle Dropdown
Настоящий государственный норматив не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Уполномоченного органа по делам архитектуры, градостроительства и строительства РК.
Toggle Dropdown
Восточные и особенно южные районы территории Республики Казахстан входят в число сейсмоопасных регионов земного шара, в которых с высокой степенью вероятности возможны наиболее разрушительные и катастрофические землетрясения интенсивностью 8, 9 и 10 баллов. На региональном совещании по проблемам уменьшения ущерба от землетрясений в странах Центральной Азии, состоявшемся в период с 22 по 25 октября 1996 года в г. Алматы, было отмечено, что сейсмический риск на территории стран Центральной Азии возрастает, а возможности республик по его уменьшению падают [1]. На этом же совещании отмечено, что анализ сейсмической опасности на территории республик Центральной Азии, выполненный экспертами в области сейсмологии показал высокую вероятность (до 40%) того, что в течение ближайших 20 лет вблизи одной из столиц региона произойдет сильное землетрясение интенсивностью не менее 9 баллов.
Toggle Dropdown
В пяти областях Казахстана проблема сейсмического риска всегда была высокой, поскольку в сейсмически опасных районах расположены такие крупные республиканского и областного значения города как Алматы, Тараз, Шымкент, Усть-Каменогорск, Талдыкорган, ряд городов районного значения. Эти города отличаются повышенной плотностью застройки и плотностью населения, в то время как уровень сейсмостойкости возведенных в них зданиях и сооружениях характеризуются высокой сейсмической уязвимостью, т. е. недостаточной сейсмостойкостью, обусловленной следующими факторами:
Toggle Dropdown
- существующие жилые дома физически стареют и, как правило, не ремонтируются и не усиливаются;
Toggle Dropdown
- строительство ведется в ряде случаев без должного контроля и с нарушением норм;
Toggle Dropdown
- меняется в худшую сторону инженерно-геологические условия под влиянием техногенных факторов.
Toggle Dropdown
Город Алматы за период менее ста лет дважды, в 1887 и 1911 гг., разрушался сильнейшими землетрясениями и по оценкам экспертов число погибших в случае землетрясения расчетной интенсивности может достигнуть 75 тыс. человек, а число разрушенных и сильно поврежденных домов составит до половины от общего их количества.
Toggle Dropdown
Действующий СНиП [2] относит здания и сооружения к сейсмостойким, если они рассчитаны на сейсмические нагрузки принятые по данным нормам для данного района. В то же время международные нормы ISO четко определяют два основных принципа сейсмостойкого проектирования:
Toggle Dropdown
а) При сильном землетрясении, которое может произойти на данной местности, сооружение не должно разрушиться и не должно быть причиной тяжелых человеческих жертв.
Toggle Dropdown
б) При умеренном землетрясении, которое ожидается за период эксплуатации сооружения, последнее должно противостоять землетрясению без повреждений, недопустимых с точки зрения эксплуатации сооружения.
Toggle Dropdown
В настоящее время при обсуждении проекта норм сейсмостойкого проектирования на Рабочих встречах по разработке норм для стран СНГ предлагается в максимальной степени учитывать требования, принципы и приемлемые рекомендации Международных и Европейских норм [3]. В этой связи учет вышеуказанных двух принципов сейсмостойкого проектирования международных норм ISO при подготовке настоящего пособия необходим, в противном случае пособие после выхода новых норм потребуется переработать.
Toggle Dropdown
1. Основные тенденции в проектировании и строительстве сейсмостойких многоэтажных зданий с учетом анализа последствий землетрясений
Toggle Dropdown
1.1 Анализ причин разрушения каркасных зданий при землетрясениях
Toggle Dropdown
Сейсмические воздействия представляют собой наиболее опасный тип динамической нагрузки на сооружения. Сильные землетрясения вызывают существенные повреждения конструкций, а в отдельных случаях приводят к их обрушению. Анализ последствий землетрясений представляет собой значительный прикладной интерес, поскольку дает информацию для проектирования более сейсмостойких конструкций, нахождения экономичных решений, повышения их безопасности, а также для разработки мероприятий по усилению уже поврежденных или неповрежденных, но находящихся в эксплуатации зданий и сооружений.
Toggle Dropdown
Анализ последствий ряда сильных землетрясений не подтвердил преимущества в сейсмостойкости малоэтажных зданий, напротив, в многочисленных публикациях отмечено, что многоэтажные здания в большинстве случаях оказывались менее поврежденными в сравнении с малоэтажными зданиями [4, 5, 6, 7, 8]. Более того, как отмечено в [9] почти весь научный мир согласился с тем, что самыми сейсмостойкими сооружениями оказываются небоскребы. Это объясняется тем, что существующая сегодня во всем мире модель сооружения при расчете на сейсмические воздействия — консоль. Высотные здания, как правило, каркасного типа, имеющие во много раз превосходящие размеры по высоте в сравнении с размерами в плане, лучше всего моделируются консолью. Опыт многочисленных землетрясений показал, что наиболее сейсмостойкими все-таки являются каркасные здания. Жесткость и общая масса в каркасных зданиях, как правило, значительно ниже, чем каменных или панельных зданий, что также существенно снижает сейсмические нагрузки. Все перечисленные выше преимущества каркасной схемы позволили рекомендовать ее для широкого применения при строительстве зданий повышенной этажности (9 - 30 этажей) в сейсмических районах [7, 10, 11, 12, 13]. Анализ последствий последних землетрясений свидетельствует о высокой способности железобетонных и стальных конструкций каркасных зданий выдерживать интенсивные сейсмические воздействия и обеспечивать безопасность людей и сохранять материальные ценности. Соблюдение требований норм по сейсмостойкому строительству и качественное выполнение строительно-монтажных работ является гарантией сохранения эксплуатационной способности каркаса и отсутствия в нем сильных повреждений [14]. Вместе с тем в ряде случаях во время землетрясений в каркасных зданиях выявляются слабые стороны несущих и ограждающих конструкций зданий, и они иногда получают значительные повреждения или обрушаются. Причин, как правило, несколько, но главными можно считать ниже перечисленные ошибки при проектировании и строительстве, а также несовершенства нормативных документов, обусловленных нерешенностью проблемы прогнозирования землетрясений вообще, и сильных в частности, особенно краткосрочного прогноза с привязкой его по месту, времени и интенсивности прогнозируемого землетрясения [14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26]:
Toggle Dropdown
- строительство на площадках с неблагоприятными в сейсмическом отношении локальными грунтовыми условиями и, в частности, строительство относительно гибких зданий на слабых грунтах;
Toggle Dropdown
- неудовлетворительная работа каркаса на кручение вследствие его несимметричного очертания в плане;
Toggle Dropdown
- применение в многоэтажных зданиях гибких первых этажей;
Toggle Dropdown
- нерегулярное и несимметричное расположение несущих элементов в конструктивных схемах каркасов;
Toggle Dropdown
- значительные эксцентриситеты в узлах примыкания ригелей к колоннам;
Toggle Dropdown
- недостаточная прочность элементов каркаса при восприятии горизонтальных сейсмических сил;
Toggle Dropdown
- потеря местной устойчивости колонн, элементов связей, а также потеря устойчивости стальных несущих элементов вследствие малоцикловой усталости и хрупкого разрушения;
Toggle Dropdown
- появление трещин в сварных соединениях стальных каркасов;
Toggle Dropdown
- недостаточная жесткость каркаса для восприятия поперечных сил и интенсивные остаточные деформации каркасов;
Toggle Dropdown
- магнитуда землетрясения, глубина очага от земной поверхности и эпицентральное расстояние от очага землетрясения до больших городов;
Toggle Dropdown
- для высоких зданий и для зданий оснащенных системами сейсмоизоляции и т.п. не учитывалась вертикальная компонента при землетрясении;
Toggle Dropdown
- во многих случаях интенсивность землетрясений оказывается фактически намного выше, чем предполагаемая расчетная интенсивность, определенная по картам сейсмического районирования.
Toggle Dropdown
- соударения с соседними зданиями при недостаточной величине антисейсмических швов;
Toggle Dropdown
- из-за наличия в гибких зданиях жестких элементов, являющихся очагами разрушения ввиду передачи на них значительно большей, чем по расчету, нагрузки;
Toggle Dropdown
- материал несущих элементов каркасов. Японские специалисты сделали вывод о том, что в железобетонных каркасах необходимо применять жесткую арматуру в целях увеличения способности каркаса к восприятию поперечных сил и развития в несущих элементах железобетонного каркаса пластических деформаций;
Toggle Dropdown
- возраст зданий, поскольку с годами ухудшается фактическое состояние зданий, особенно в районах с высокой сейсмической активностью, проявляющейся в виде частых, но слабых землетрясений, от которых накапливаются микроповреждения в несущих конструкциях;
Toggle Dropdown
- эффективный контроль качества строительных работ;
Toggle Dropdown
- формальный характер экспертизы проектов, их согласование и выдача разрешений на начало строительства.
Toggle Dropdown
Землетрясения последних лет, имевшие место в районе г. Кобе (1995 г.), в Турции и на Тайване (1999 г.) дали большой объем новой информации о поведении конструкций при интенсивных сейсмических воздействиях, которая стала неожиданностью для большинства специалистов, занимающихся проектированием и научными исследованиями в области сейсмостойкого строительства. Так на основе этой информации в [27, 28] описан наиболее распространенный механизм обрушения каркасного здания во время сильного землетрясения, согласно которому существенно повреждаются один или несколько нижних этажей здания, после чего происходит общая потеря устойчивости конструкций. Повреждения верхних этажей, как правило, незначительны, поэтому все деформации и рассеяние энергии будут иметь место в пределах нижних этажей. Принимается, что при таком подходе к поведению здания во время землетрясения, здание может моделироваться в виде набора жестких блоков, которые соединены деформируемыми зонами, работающими не только на сдвиг, но и учитывающими повороты каждого этажа. Во многих случаях конструкции первых этажей имеют конструктивные отличия от остальных этажей, например, другая высота этажа или отличное в количественном и качественном отношении стеновое ограждение. Это приводит к большим амплитудам колебаний несущих колонн на уровне между первым и втором этажами, потере их устойчивости, при этом нарастают углы крена здания, что в свою очередь может вызвать его опрокидывание при неупругой стадии работы несущих конструкций.
Toggle Dropdown
Другими распространенными моделями зданий и сооружений являются стержневые системы с сосредоточенными массами. Обследование повреждений зданий, возникших во время интенсивных сейсмических воздействий, указывает на различные механизмы перехода несущих элементов в предельное состояние [29]: