Архитектурное проектирование сейсмостойких зданий и сооружений.

Проектирование зданий и сооружений осуществляется с соблюдением следующих общих принципов: • объемно-планировочное и конструктивное решение зданий и сооружений должно удовлетворять условиям симметрии и равномерного распределения масс и жесткостей; • основные несущие конструкции должны быть по возможности монолитными и однородными, а в сборных железобетонных конструкциях следует стремиться к укрупнению типоразмеров элементов; • стыки сборных элементов должны быть простыми, надежными и располагаться вне зон максимальных усилий; • при проектировании металлических и железобетонных конструкций необходимо предусматривать мероприятия, облегчающие или обеспечивающие возможность пластических деформаций в элементах или в стыках между ними; при этом должна обеспечиваться общая устойчивость сооружения; • на строительных площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения не допускается. Мероприятия по обеспечению сейсмостойкости зданий и сооружений зависят от их расчетной сейсмичности и назначения. Следует избегать изломов стен в плане, так как это приводит к появлению изгибающих из плоскости стен моментов, концентрациям в них напряжений и возможным обвалам. Особенно в случае маложестких перекрытий. Наиболее целесообразной формой плана является прямоугольник. Следует избегать весьма протяженных отсеков зданий в целях снижения величин сейсмических сил, степени их неравномерности по длине и, следовательно, перегрузки отдельных элементов. Рекомендуется снижать центр тяжести здания путем облегчения вышележащих этажей, переноса тяжелого технологического оборудования вниз, замены мостовых кранов напольными. Увеличение высоты здания, при прочих равных условиях, приводит к увеличению его массы, сейсмических сил и внутренних усилий в элементах. Антисейсмические швы разделяют здание или сооружение на отсеки, если здание имеет сложную форму в плане (рис. 9 а), или если смежные участки имеют перепады высот 5 м и более. Антисейсмические швы должны разделять здание по всей высоте, а в фундаменте допускается не устраивать антисейсмический шов, если этот шов не совмещен с осадочным. Антисейсмические швы выполняют путем возведения парных стен или рам. Ширину шва назначают по расчету здания на горизонтальное сейсмическое воздействие такой, чтобы смежные отсеки не соударялись. Ширина антисейсмического шва а_Ш определяется по формуле а_Ш = а₁ + а₂ + а₃ , где а₁ , а₂ - величины горизонтальных прогибов смежных отсеков здания в уровне верхнего этажа; а₃ = 3 см при h < 5 м; при h > 5 м величина а₃ увеличивается на 2 см на каждые 5 м высоты.

17. Экспертное заключение о сейсмической опасности проектируемых зданий и сооружений.

Чтобы проектируемое здание и сооружение прошло проверку некой экспертной службы на сейсмическую безопасность, оно должно проектироваться в соответствии с СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. Если проектируемое здание и сооружение не будет соответствовать этим нормам, т.е. будет сейсмически опасным, то проект так и останется проектом, если проектировщик не исправит ошибки. Экспертиза проекта даёт точные цифры уровня надежности проекта, ожидаемого риска аварии после возведения.

Сейсмостойкость зданий и сооружений обеспечивается следующими мерами: выбором благоприятной в сейсмическом отношении площадки строительства, рациональной конструктивно-планировочной схемой здания или сооружения и его материалом, применением специальных антисейсмических мероприятий в комплексе с соответствующими динамическими, статическими и конструктивными расчетами, а также должным качеством строительно-монтажных работ.

Проектирование зданий и сооружений осуществляется с соблюдением следующих общих принципов:

• необходимо уменьшать сейсмические нагрузки за счет применения эффективных конструктивных схем и облегченных несущих и ограждающих конструкций;

• объемно-планировочное и конструктивное решение зданий и сооружений должно удовлетворять условиям симметрии и равномерного распределения масс и жесткостей;

• основные несущие конструкции должны быть по возможности монолитными и однородными, а в сборных железобетонных конструкциях следует стремиться к укрупнению типоразмеров элементов;

• стыки сборных элементов должны быть простыми, надежными и располагаться вне зон максимальных усилий;

• при проектировании металлических и железобетонных конструкций необходимо предусматривать мероприятия, облегчающие или обеспечивающие возможность пластических деформаций в элементах или в стыках между ними; при этом должна обеспечиваться общая устойчивость сооружения;

• на строительных площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения не допускается.

18 Требования к основаниям при строительстве в сейсмоопасных районах

Сейсмостойкость сооружений, их фундаментов и оснований оценивается расчетом по первой группе предельных состояний на особое сочетание нагрузок (включая сейсмическое воздействие).

В задачах сейсмостойкости сооружений их основание рассматривается как источник колебаний сооружения и одновременно как один из элементов самого сооружения, прочность которого должна быть обеспечена и при сейсмических нагрузках.

Верхние слои грунта изменяют параметры подходящих из глубин сейсмических волн и тем самым могут изменить интенсивность сейсмических колебаний. Как элемент сооружения грунтовое основание вносит дополнительную податливость по сравнению с расчетной схемой, в которой фундаменты считаются жесткозаделанными, что влияет на частоты и формы собственных колебаний сооружения и как следствие на сейсмические колебания, действующие на сооружения.

При неоднородном составе грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунта по сейсмическим свойствам, если в пределах 10-метровой толщи грунта (считая от планировочной отметки) слой, относящийся к этой категории, имеет суммарную толщину более 5 м.

Категорию грунта при прогнозировании подъема уровня подземных вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации сооружения следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии.

Если при строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, то грунты основания не следует рассматривать как вечномерзлые, а учитывать их фактическое состояние после оттаивания.

Для особо ответственных зданий и сооружений, строящихся в районах с сейсмичностью 6 баллов на площадках строительства с грунтами III категории по сейсмическим свойствам, сейсмичность площадки строительства следует принимать равной 7 баллов.

В том случае если данные о консистенции или влажности отсутствуют, глинистые и песчаные грунты при уровне подземных вод выше 5 м относятся к III категории по сейсмическим свойствам.

Для определения интенсивности сейсмических колебаний строительных площадок по табл. 12.8 категория грунта назначается в зависимости от типа грунта и его физических свойств, в частности плотности, влажности, консистенции.

При возможности местного замачивания грунтов в основании здания необходимо учитывать изменения прочностных свойств грунтов, и расчет основания по несущей способности на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий производить с использованием характеристик грунта в замоченном состоянии.

Уточнение сейсмичности строительных площадок зданий и сооружений по табл. 12.7 производится без учета глубины заложения и типа фундамента. Устройство свайного фундамента оказывает благоприятное воздействие на сейсмостойкость основания, однако сейсмичность площадки при этом не снижается.

Табл. 12.8 учитывает влияние грунтовых условий в основании здания или сооружения на интенсивность сейсмических колебаний, выражаемую в баллах, но это влияние сказывается также и на частотном составе сейсмических колебаний, передаваемых от грунта зданию или сооружению, и на проявлении их резонансных колебаний, что учтено коэффициентом динамичности β, зависящим от периодов собственных колебаний Т зданий или сооружений (рис. 12.9):

для грунтов I категории

β = 1/ T (но не более 3);

для грунтов II категории

β = 1,1/ T (но не более 2,7);

для грунтов III категории

β = 1,5/ T (но не более 2).

Во всех трех случаях минимальные значения β принимаются равными 0,8.