книги из ГПНТБ / Ильин, Н. А. Проектирование железобетонных и каменных конструкций сооружений гражданской обороны лекции для студентов строительных специальностей

Рис. 4. Расчетная схема самонесущей каменной стены убежища

лентной статической нагрузке, приходящейся непосредственно на горизонтальное сечение стены.

При расчете стен учитывают также действие горизонтальной эквивалентной статической нагрузки.

Горизонтальные эквивалентные статические нагрузки при рас­

Горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку q\ — Яз на каменные стены и внецентренно сжатые с малым эксцентриси­ тетом железобетонные стены принимают для обвалованных стен и стен убежища с примыканием к помещению подвала, не защищенных от ударной волны (рис. 2 а, б, в и г), равной дина­

мической нагрузке, умноженной на &д=1.

Горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку q\ -f- ql

и q\^rq\ на каменные стены и внецентренно сжатые с малым эксцентриситетом железобетонные стены принимают для необвалованных стен (рис. 2д) и стен, расположенных ниже уровня грунтовых вод (рис. 2е), равной динамической нагрузке, умно­

женной на k\ =1,8. Для каменных стен без продольной армату-

10

ры q\^rq2 и ql-^ql равньг динамической нагрузке, умноженной

на k l = 2.

Вертикальную эквивалентную статическую нагрузку при рас­ чете фундаментов (ленточных и отдельно стоящих) принимают равной продольной силе в соответствующих стенах, колоннах и стойках рам.

Вертикальную эквивалентную статическую нагрузку при рас­ чете сплошных фундаментных плит (рис. 2г) принимают равной динамической нагрузке, определенной по формуле (6), умно­

женной на коэффициент динамичности k\. При этом величина коэффициента динамичности принята в зависимости от расчет­ ного состояния железобетонных фундаментов, т. е.

где р6 — динамическая нагрузка на стены убежища в местах расположения входов, определенная по формуле (7).

Горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку на сте­ ны внутри шлюза принимают по формуле

Горизонтальную эквивалентную нагрузку на оголовок аварий­ ного выхода, возвышающегося над поверхностью земли, опреде­ ляют по формуле

Вертикальная эквивалентная статическая нагрузка на козы­ рек над первой дверью убежища равна динамической нагрузке, определенной по формуле (10), т. е.

Равнодействующая от нагрузки ql приложена на козырек входа снизу. Кроме того, козырек проверяют расчетом на нагруз­

Стены горизонтальных открытых участков входов и лестнич­ ных спусков на действие нагрузок от ударной волны не рассчи­ тывают.

§ 4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КАМЕННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ УБЕЖИЩ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

При расчете конструкций убежища на воздействие ударной волны принимают повышенные величины прочностных характе­ ристик материалов, которые обусловлены упрочнением матери­ алов при действии взрывной нагрузки.

Бетонные блоки для стен по прочности на сжатие предусмат­ ривают не ниже М 200, а раствора для кладки — не ниже М 100.

В каменных и армокаменных конструкциях убежищ применя­ ют материалы с проектными марками по прочности на сжатие: кирпич — не нижр М 100, бутовый камень — не ниже М 160, рас­

сборных железобетонных конструкций принимают не ниже М 100. Расчетные динамические сопротивления кладки из каменных материалов и бетона в железобетонных конструкциях убежищ принимают равными расчетным сопротивлениям согласно нор­ мам [2, 3], умноженным на коэффициент динамического упроч­

нения ky = 1,2, т. е. упрочненные сопротивления равны

Расчетные динамические сопротивления кладки из каменных материалов, применяемых при проектировании убежищ, приве­

и А-Ш, мягкие стали, которые обладают более высокими пла­ стическими характеристиками. Упрочненные стали в изгибае­ мых конструкциях применяют при соблюдении условия, исклю­ чающего возможность разрыва арматуры в расчетных сечениях в момент достижения конструкцией расчетного предельного состо­ яния. При допущении этого условия расчет конструкции произ­

женных конструкциях при соответствующем обосновании.

12

Ь качестве конструктивной и монтажной арматуры применя­ ют арматурную сталь класса A-I.

Известно, что скорость деформирования значительно влияет на изменение прочностных характеристик мягких сталей и в меньшей степени — упрочненных сталей.

С учетом динамического упрочнения сталей при больших скоростях деформаций при расчете на особое сочетание нагрузок динамические сопротивления растянутой арматуры железобетон­ ных конструкций принимают равными

сталей.

Коэффициент динамического упрочнения зависит от класса стали и частоты собственных колебаний конструкций, которые учитывают только для отдельно стоящих убежищ и для мягких арматурных сталей определяют по формуле

где со — частота собственных колебаний конструкций (в 1/сек). Рекомендуемые коэффициенты динамического упрочнения рас­ тянутой арматуры железобетонных элементов приведены в

табл. 13.

Динамические сопротивления сжатой арматуры в железобе­ тонных элементах принимают равными расчетным сопротивлени­

§ 5. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

И ОСНОВАНИЙ УБЕЖИЩ

При расчете на особое сочетание нагрузок расчетное дина­ мическое сопротивление для листового и профильного проката стальных элементов конструкций принимают по формуле

13

Ra — расчетные сопротивления стали согласно СНиП

[8]-

Нормативные динамические давления на грунты основания принимают равными

где k y =S — коэффициент динамического упрочнения;

R% — нормативные давления на грунты согласно СНиП [5]. Расчетные динамические сопротивления оснований из скаль­

ных грунтов принимают равными

»

I § 6. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ УБЕЖИЩ ПО ПРОЧНОСТИ

6.1. Общие указания

Для обеспечения прочности и устойчивости строительных конструкций убежищ от ударной волны их расчет производят на особое сочетание нагрузок. Расчет конструкций убежищ прово­ дят только по предельным состояниям первой группы [9], в дан­ ном случае он обеспечивает требуемую несущую способность кон­ струкции убежищ — прочность и устойчивость.

Расчет конструкций из обычного железобетона производят с учетом пластических свойств материалов и появления трещин в растянутой зоне бетрна.

Преднапряженные конструкции, в которых арматура не име­ ет сцепления с бетоном, в убежищах не применяют.

Расчет железобетонных конструкций производят по случаю, когда разрушение элемента начинается с растянутой грани сече­ ния. При этом исходят из следующих предпосылок:

—сопротивление растянутого бетона не учитывают, и все растягивающие усилия передаются на арматуру, имеющую уп­ рочненные сопротивления растяжению (табл. 14);

—эпюру нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны при­

нимают прямоугольной, а величину напряжений — равной рас­ четным упрочненным сопротивлениям бетона (табл. 12).

Определение внутренних усилий М, N и Q в конструкциях убе­ жищ производят по правилам строительной механики от дей­ ствия эквивалентных статических нагрузок.

При расчете статически неопределимых железобетонных кон­ струкций допускают перераспределение усилий вследствие раз­ вития пластических деформаций и раскрытия трещин.

14

Величину изгибающих моментов уменьшают в сборно-моно­ литных плитах на 15% и в монолитных плитах — на 20%. если они окаймлены по контуру монолитно связанными с ними бал­ ками. Исключение составляет расчет плит крайних пролетов и безбалочных перекрытий.

Частоты собственных колебаний конструкций ю принимают по справочным данным. При этом частоту назначают соответст­ венно величине эквивалентной статической нагрузки.

Жесткость железобетонных конструкций принимают с учетом раскрытия трещин в растянутой зоне бетона, а для перекрытий убежищ учитывают массу грунтовой засыпки. Жесткость изгиба­ емых железобетонных конструкций с учетом раскрытия трещин определяют по формуле (6. 21) (см. п. 6. 9. [2]) или по формуле

где £ а — модуль упругости арматуры (табл. 2. 8. [2]);

х— высота сжатой зоны бетона, определяемая по фор­ муле

где h0 — рабочая высота сечения железобетонной конструкции; а — коэффициент армирования растянутой' арматуры;

R\ и 7?пр—расчетные динамические сопротивления арматуры при растяжении и бетона—при сжатии (табл. 12 и 14).

6.2. Центрально-сжатые элементы

Расчет по прочности центрально-сжатых железобетонных конструкций на особое сочетание нагрузок производят из •усло­ вия

где ф — коэффициент продольного изгиба, принимаемый в за­ висимости от гибкости элемента по табл. 4.3 [2];

Nn — приведенная продольная сила, определяемая по фор­ муле

Nn = 4 r-~ + N«’ (29>

т дл

где Агдл — расчетная продольная сила от длительно-действую­ щей части нагрузки, равная величине постоянной на­ грузки;

NK — расчетная продольная сила от кратковременной

действующей части нагрузки, равная величине экви­ валентной статической нагрузки.

Расчетные длины /0 при расчете центрально-сжатых конст­ рукций принимают в зависимости от способа возведения конст­ рукций и замоноличивания узлов (табл. 15).

При расчете сечений сборно-монолитных конструкций сжатых элементов вводят коэффициент условий работы т = 0,9.

6.3. Центрально-растянутые элементы

Расчет прочности центрально-растянутых железобетонных элементов в предельном состоянии производят по условию

где N р — расчетное усилие в элементе, определяемое при рас­ четном значении нагрузок особого сочетания;

R\ — расчетное динамическое сопротивление арматуры при растяжении (табл. 14).

Случай 16. В расчете учитывают работу арматуры в упругой стадии аа < R*- у; а6 < Ryp.

В расчетной схеме усилий принимают, что на элемент дейст­

вует изгибающий момент Мэр , вычисленный от расчетных нагру­ зок при воздействии ударной волны. В арматуре и бетоне дейст­ вуют усилия, которые определяют при напряжениях, равных рас­ четным динамическим сопротивлениям (рис. 5).

Расчет сечений производят из условия

являются статическими моментами относительно оси а—а пло­ щадей сжатой зоны бетона и арматуры, расположенной в ней (с учетом расчетных динамических сопротивлений).

"Для предотвращения возможности разрушения сжатой зоны бетона до достижения конструкцией предельного состояния по прочности сечение изгибаемого элемента должно удовлетворять условию

16

где £max — коэффициент, максимальное значение которого для прямоугольных сечений элементов принимают по табл. 16;

S0 — статический момент площади сечения высотой h0 относительно оси а—а (рис. 5).

Рис. 5. Схема усилий при расчете прочности изгибаемых железобетонных элементов по нормальному сечению от действия ударной волны

Элементы прямоугольного, таврового, двутаврового и короб­ чатого сечений при расчете на эквивалентную поперечную силу

где Qp — расчетная перерезывающая сила от эквивалентной статической нагрузки.

При расчете изгибаемых элементов по случаю 1а необходимо обеспечить соблюдение условия

где еа — относительная деформация растянутой арматуры в

где е' и k' — величины, соответствующие началу разрушения сжатой зоны бетона; их принимают по табл. 18.

При дуговой сварке пересекающихся стержней арматурных каркасов еа определяют по формуле (46).

Соблюдение условия (38) исключает возможность разрыва арматуры в расчетных сечениях в момент достижения конструк­ цией предельного состояния.

Предельные состояния по прочности прямолинейных статиче­ ски определимых изгибаемых элементов характеризуются вели­ чиной

где УПр — полный прогиб конструкции в предельном состоянии по прочности;

Уо — упругий прогиб конструкции.

Величины коэффициента К и полного прогиба конструкций принимают по табл. 19.

По случаю 1а рассчитывают элементы основных несущих и ограждающих конструкций убежищ и галереи аварийных вы­ ходов.

По случаю 16 рассчитывают элементы конструкций, в кото­ рых не допускают возникновения остаточных прогибов после сня­ тия нагрузки. К ним относят конструкции, возводимые в водона­ сыщенных грунтах или подвергающиеся действию повторных ди­ намических нагрузок от вторичных факторов. По этому же со­ стоянию рассчитывают лреднапряженные конструкции с армату­ рой классов А-Пв и А-Шв; A-IV и Ат-IV; A-V и At-V.

Расчетный пролет изгибаемого элемента принимают в зави­ симости от закрепления концов конструкций (табл. 20).

Расчет сечений изгибаемых элементов сборно-монолитной конструкции производят аналогично монолитной. Рабочую высо­ ту сечения принимают с включением высоты сборные элементов.

18