17. Основные принципы проектирования сейсмостойких зданий.

Сейсмическими называют районы, в которых возможны землетрясения. Сейсмические воздействия относятся к динамическим. Силы землетрясения оцениваются по 12-ти бальной шкале  и принимают по картам сейсмического районирования.

Сейсмостойкость здания обеспечивается:

-Выбором благоприятной в сейсмическом отношение площадки строительства, конструктивно-планировочной схемы и материалами;

-Применение специальных конструктивных мероприятий;

-Соответствующим расчетом несущих и ограждающих конструкций; особенно высоким качеством выполнения строительно-монтажных работ.

Принципы проектирования сейсмостойких зданий и сооружений:

1) при выборе объемно-планировочных и конструктивных решений необходимо обеспечивать симметричное относительно их главных осей и равномерное в плане распределение масс и жесткостей. Несоблюдение этого условия может привести к интенсивному развитию крутящихся моментов в плане здания и приведение к концентрации усилий на отдельных несущих конструкциях.

2) здание в плане рекомендуется простое очертание (круг, квадрат, прямоугольник). Не рекомендуется возводить пристройки и ассиметрично располагать лестничные клетки.

3) здание большое по площади и со сложным очертанием расчленяют на отдельные блоки с антисейсмическими деформационными швами.

4) основные несущие конструкции должны быть монолитными и однородные. Им придают равнопрочность, так как преждевременный выход из строя слабых узлов и элементов может привести к разрушению здания до исчерпания несущей способности основных конструкций.

5) при проектирования сборных элементов по возможности укрупняют их, тем самым уменьшая количество стыков. Стыки располагают вне зоны максимальных усилий.

6) поскольку величина сейсмических нагрузок зависит от веса здания, стремятся уменьшить вес здания и полезных нагрузок.

Сейсмостойкие здания и сооружения проектируют по:

жесткой конструктивной схеме из несущих вертикальных элементов (диафрагм), работающих под действием сейсмической нагрузки преимущественно на сдвиг и обладающих малыми деформациями. Способствует затуханию колебаний;

по гибкой конструктивной схеме из несущих вертикальных элементов, работающих под действием сейсмических толчков преимущественно на изгиб. Снижает сейсмическую нагрузку на здание.

Конструктивные особенности сейсмостойких зданий:

В зданиях с несущими стенами предусматривают ленточные фундаменты, по подушке фундамента и по обрезу устраивают армированные пояса, выполненные укладкой 4 продольных стержней диаметром 8-12 м. связанные через 30-40 см поперечными стержнями диаметром 6 мм.

В каркасных зданиях колонны устанавливают на отдельно стоящие фундаменты стаканного типа, фундаментные балками служат распорками- связями, которые крепят к фундаментам сваркой закладных деталей. Фундаментные балки укладывают в обоих направлениях. Над стыками фундаментных балок укладывают симметрично оси ряда арматурную сетку длиной 2 м из стержней диаметром 8-10мм.

18.Расчет перемещений железобетонных элементов. Прогибы и кривизны железобетонных конструкций, работающих без трещин в растянутой зоне.

Расчет перемещений железобетонных элементов — прогибов и углов поворота — связан с определением кри­визны оси при изгибе или с определением жесткости эле­ментов. По длине железобетонного элемента в зависимо­сти от вида нагрузки и характера напряженного состояния могут быть участки без трещин (или участки, где трещины закрыты) и участки с трещинами в растя­нутой зоне. Считается, что элементы или участки эле­ментов не имеют трещин в растянутой зоне, если при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке γf= 1 трещины не образуются.

Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонных элементов на участках без трещин

Рисунок 1 - К определению кри­визны оси при изгибе элемента

Кривизну оси железобетонных элементов на участках, где не образуются трещины, определяют как для сплошного приведенного сечения в стадии I напряженно-деформированного состояния:

где М— изгибающий момент; В— жесткость приведенного сечения,

Для бетонов — тяжелого, мелкозернистого, легкого при плотном мелком заполнителе при кратковременном действии нагрузки

где 0,85 — коэффициент, учитывающий снижение жесткости под вли­янием неупругих деформаций бетона растянутой зоны.

При длительном действии нагрузки кривизна

где φ — коэффициент, учитывающий снижение жесткости (увеличение кривизны) при длительном действии нагрузки под влиянием ползу­чести бетона сжатой зоны: при средней относительной влажности воздуха выше 40 % φ = 2, при средней относительной влажности воз­духа 40 % и ниже φ = 3.

Кривизну оси, вызванную выгибом (1/r)3 от кратковременного действия усилия предварительного обжатия, также определяют по формуле при значении изгибающего момента

Кривизну оси, вызванную выгибом под влиянием пол­зучести бетона от усилия предварительного обжатия, принимают равной тангенсу угла наклона эпюры деформаций

где и —деформации бетона, вызванные ползучестью, на уровне центра тяжести растянутой арматуры и крайнего сжатого волокна бетона.

Потери

Полное значение кривизны:

для элементов без предварительного напряжения прини­мают .

Если начальные трещины в сжатой зоне при действии нагрузок закрыты, значение кривизны (1/r)4 увеличива­ется на 25 %, остальных кривизна — на 15 %.