книги из ГПНТБ / Вопросы сейсмостойкого строительства [сборник статей]

В сборнике рассмотрены некоторые вопросы, представляю­ щие интерес для сейсмостойкого строительства в Молдавии, перспективы развития которого отражены в статье пред­ седателя Госстроя МССР Н. Д. Полякова.

Учитывая, что до настоящего времени в республике пре­ обладает каменное домостроение, ряд статей сборника по­ священ решению проблемы обеспечения сейсмостойкости ка­ менных зданий обычной и повышенной этажности.

В статье В. И. Коноводченко и Г. М. Михайлова (ЦНИИСК Госстроя СССР) рассматриваются вопросы проч­ ности и деформативности стыков объемно-блочных зданий.

В последние годы в Молдавии ведутся широкие исследо­

работников предполагается периодически публиковать в ана­ логичных сборниках.

Иэдательсттао ЦК КП Молдавии, 1974 г.

н . д . ПОЛЯКОВ

ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЙСМОСТОЙКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

В МОЛДАВСКОЙ ССР

Основными задачами в области строительства в соответ­ ствии с Директивами XXIV съезда КПСС являются увеличе­ ние производительности труда за пятилетие на 36%, сниже­ ние стоимости строительства за счет более рациональных проектных решений на 3—5%, разработка и внедрение авто­ матизированных систем проектирования и управления строи­ тельством.

Выполнение этих задач в условиях сейсмостойкого строи­ тельства сопряжено с целым рядом общих и специфических проблем, затрагивающих самые различные сферы строитель­ ного процесса: научные исследования, нормативные разработ­ ки, проектирование, заводскую индустрию, строительное про­ изводство, организацию и управление строительством.

К проблемам, решение которых позволит повысить эффек­ тивность сейсмостойкого строительства, нужно отнести сле­ дующие:

1. Проведение актуальных научно-исследовательских ра­ бот в области сейсмостойкости зданий и сооружений, совер­ шенствование методов расчета конструкций, разработка нор­ мативных документов на проектирование и строительство сейсмостойких зданий и сооружений, быстрейшее внедрение результатов научно-технических достижений в практику про­ ектирования и строительства.

Учитывая недостаточную изученность характера сейсми­ ческих воздействий на здания и сооружения и значительные сложности определения критериев их сейсмостойкости чисто теоретическим путем, особое внимание следует уделять экспе­ риментальным исследованиям.

Определенное внимание в проводимых исследованиях и конструктивных разработках должно быть уделено вопро-

3

сам сейсмостойкости зданий повышенной этажности, удель­ ный вес которых в городской застройке постоянно растет.

Стремление к рациональному использованию городских территорий и сокращению отчуждаемых под застройку сель­ скохозяйственных угодий, градостроительные требования дик­ туют необходимость повышения этажности гражданских зда­ ний при условии обеспечения их сейсмостойкости.

2.Чрезвычайно важным условием обеспечения сейсмо­ стойкости и экономичности зданий и сооружений является выбор рациональных объемно-планировочных решений, рас­ четных и конструктивных схем на стадии проектирования. Об­ ширный опыт проектирования показывает, что простые .и ло­ гичные объемно-планировочные схемы являются залогом на­ дежных и экономичных конструктивных решений.

3.Особую важность имеют вопросы снижения материало­ емкости конструкций и повышения коэффициента конструк­ тивного качества материалов, применяемых в сейсмостойком строительстве, или, иными словами, удельной прочности ма­ териалов.

Сравнивая прочностные свойства бетона М-200, стали, дю­ ралюминия и конструктивных стеклопластиков (табл. 1), мож­ но видеть, что коэффициент конструктивного качества пос­

ледних в 6—-12 раз выше, чем у бетона.

Т а б л и ц а 1

Вполне очевидно, что повышение коэффициента конструк­ тивного качества применяемых материалов позволит весьма существенно снизить вес и повысить надежность сейсмостой­ ких конструкций. Эта сложная и крупномасштабная задача может быть решена совместными усилиями ученых, проекти­

струкций, особенно в области каркасного строительства. Вы­ бор оптимальной крупносерийной номенклатуры позволил бы заводам ЖБИ резко увеличить темпы и объемы изготов­ ления конструкций и обеспечить сокращение сроков монта­ жа зданий.

5. Весьма важное значение имеет дальнейший рост в рес­ публике объема крупнопанельного домостроения. Новый за­ вод КПД в г. Кишиневе, строящийся завод крупнопанельно­

4

го домостроения в шр. Кагуле позволят в ближайшие годы коренным образом улучшить структуру жилищного .строитель­ ства в республике в пользу полносборности не только в го­ родском, но и в сельском строительстве.

6. Достойное место в многоэтажном сейсмостойком строи­ тельстве должны занять монолитные здания, возводимые в скользящей и переставной опалубке. Конструктивные преи­ мущества монолитных зданий в .сейсмических условиях оче­ видны, а современный уровень технологии их возведения де­ лает монолитные здания конкурентно-способными с крупно­ панельными домами, однако противопоставлять эти виды строительства не следует.

7.Весьма важно дальнейшее повышение уровня индуст­ риализации сейсмостойкого каменного строительства, учиты­ вая, что в настоящее время доля каменных зданий только в жилищном строительстве в среднем по республике состав­ ляет около 75 %L

8.Серьезного внимания заслуживают вопросы внедрения

впрактику проектирования и строительства пространствен­ ных конструкций средних и больших пролетов, в особенности вантовых и мембранных, в которых наиболее эффективно мо­ гут быть использованы высокопрочные стали при работе на растяжение. Минимальный собственный вес и весьма благо­ приятные динамические характеристики висячих простран­ ственных покрытий определяют их перспективность при про­ ектировании торговых, культурно-бытовых и спортивно-зре­ лищных зданий в сейсмических районах. Уместно будет ска­ зать, что здания с пространственными покрытиями способны существенно обогатить облик наших городов.

9.Весьма важным резервом снижения стоимости сейсмо­ стойкого строительства является фундаментостроение, в осо­ бенности на просадочных, слабых, водонасыщенных грунтах. Наряду с традиционными типами фундаментов более широ­ кое применение при неблагоприятных геологических условиях должны найти фундаменты в виде балок и плит на упругом основании.

Использование ЭВМ устраняет трудности проектирования таких фундаментов, расчеты которых до недавнего времени выполнялись вручную.

10.Особо следует сказать о внедрении в практику проек­ тирования сейсмостойких зданий расчетов с помощью ЭВМ.

В настоящее время достигнуто наиболее благоприятное положение с обеспечением программами и постановкой рас­ четов сейсмостойких рамных каркасов. Освоение программ по расчету каменных зданий, каркасов с диафрагмами жестко­ сти, каркасов с каменным заполнением, фундаментов, ферм покрытий, пространственных конструкций находится практи­ чески в начальной стадии.

5

Эту работу следует проводить значительно интенсивнее. Следует помнить, что комплексность и быстродействие ма­

шинных расчетов являются основой надежных и экономичных инженерных решений.

11. В промышленности и сельскохозяйственном строитель­ стве наметилась и получит широкое развитие в будущем тен­ денция к резкому снижению собственного веса несущих и ограждающих конструкций. Применение стальных ферм для покрытий, оцинкованного профилированного настила, стено­ вых и кровельных панелей из плоского асбоцемента с пено­ полистирольным утеплителем, использование изделий из ми­ неральной ваты позволяют коренным образом снизить вес и сейсмические нагрузки на производственные здания.

В ближайшие годы расширится также сфера применения облегченных железобетонных конструкций при строительстве сельскохозяйственных .производственных зданий.

12. Важным резервом снижения стоимости сейсмостойкого строительства являются проводимые АН МССР работы по микросейсморайонированию. Эти работы будут производить­ ся и впредь с широким использованием инструментальных методов оценки сейсмичности территорий. Следует отметить, что в практике проектирования нередко имеют место случаи формального подхода к определению расчетной сейсмичности площадок и необоснованного завышения расчетной сейсмич­ ности зданий. В связи с этим данные по микросейсморайони­ рованию территорий должны стать одним из главных крите­ риев при оценке сейсмичности площадок, отводимых под за­ стройку.

Таков краткий перечень основных направлений развития и проблем сейсмостойкого строительства в республике на бли­ жайшие годы.

На некоторых из перечисленных проблем целесообразно остановиться несколько подробнее.

Каркасные здания

Наиболее широкое распространение в республике полу­

Проектируются и строятся отдельные каркасные здания высотой 16—18 этажей. Освоены серии каркасных зданий ИИС-04 и ИИС-20 (взамен ИИС-60).

• Каждый из перечисленных каркасов имеет свои достоин­

ства и недостатки.

Основным недостатком перечисленных серий являются весьма обширная номенклатура сборных изделий в составе

6

каждой серии и практическое отсутствие взаимозаменяемо­ сти изделий, сложность стыков и узлов.

В применяемых сериях каркасных зданий весьма значи­ телен объем трудоемких работ по устройству стен, перего­ родок, лифтовых шахт из мелкоштучных каменных и плитных, материалов.

Обладая значительной массой и жесткостью, эти элемен­ ты вызывают увеличение сейсмических нагрузок на каркасы, что усложняет проектирование, строительство и ухудшает эко­ номические показатели каркасных зданий.

Применение только чисто рамных каркасов, особенно в многоэтажном строительстве, вряд ли является целесообраз­ ным, так как приводит к сложностям в решениях узлов и большому расходу стали.

Поэтому самого пристального внимания заслуживают кон­ структивные решения каркасных зданий с рамно-связевой схемой, безригельные каркасы с диафрагмами и ядрами жест­ кости, позволяющие значительно сократить номенклатуру сборных изделий и существенно улучшить объемно-планиро­ вочные решения каркасных зданий.

Значительные резервы повышения сейсмостойкости кар­ касных зданий кроются в правильном выборе конструктивных схем и материалов.

Приведем характерный пример.

В каркасных зданиях широко используются гипсобетонные перегородки из мелкоштучных плит.

Двойная гипсобетонна.я перегородка (2X8 см) по весу, жесткости, звукоизоляции, стоимости равноценна сплошной панели толщиной 12 см из железобетона М-200, но несущая способность гипсобетонной перегородки равна нулю, в то время как несущая способность железобетонной панели равна около 100 т/п. м. на вертикальные нагрузки и до 30 т на гори­ зонтальные воздействия.

Расчетами установлено, что повышение в элементах се­ рии УК-I марки бетона с 300 до 400 на двух нижних этажах дает возможность возводить 9-этажные здания из конструк­ ций УК-I, применяемых для 7-этажных зданий.

Иными словами, повышение коэффициента конструктив­ ного качества даже традиционных материалов позволяет на­ ходить эффективные инженерные решения.

По мере уменьшения дефицитности строительных сталей следует считать перспективным применение для многоэтаж­ ных сейсмостойких каркасов стальных конструкций.

Учитывая увеличение удельного веса каркасных конструк­ ций в строительстве общественных (особенно многоэтажных) зданий, главные усилия ученых, проектировщиков, специали1

7

стов стройиндустрии и строительства следует сосредоточить на разработке более совершенных конструктивных схем и методов расчета, дальнейшей унификации и сокращении но­ менклатуры сборных изделий, совершенствовании технологии изготовления и монтажа каркасных конструкций.

Крупнопанельные здания

Высокая индустрияльность и экономичность крупнопанель­ ного домостроения обусловила его массовое распростране­ ние во всех районах нашей страны, включая сейсмические.

Конструктивно-планировочные решения крупнопанельных зданий, заводское изготовление панелей, значительно мень­ ший вес панельных зданий по сравнению с каменными и положительные результаты динамических испытаний дают ос­ нование считать, что здания КПД при надлежащем кон­ структивном решении и выполнении стыков обладают необ­ ходимой сейсмостойкостью.

В республике в настоящее время в основном осуществ­ ляется строительство 5—9-этажных жилых домов КПД по сериям 1-464МС и 1-464МСВ.

Весьма важное значение имеет расширение номенклату­ ры зданий из крупных панелей при проектировании общежи­ тий, пансионатов, гостиниц, школ, детских учреждений, куль­ турно-бытовых объектов. Для решения этой задачи следует расширять сотрудничество с ЦНИИЭПжилища, исследова­ тельскими и проектными организациями других республик.

На базе комплексной крупнопанельной серии 25с (взаимен 1-467АС), разрабатываемой КБ по железобетону, планирует­ ся организовать производство домов КПД и культурно-бы­ товых объектов для сельского строительства на строящемся заводе КПД в г. Кагуле. Это позволит коренным образом по­ высить технический уровень строительства на селе.

Основными задачами в области крупнопанельного домо­ строения следует считать: совершенствование расчетов на сейсмические воздействия с учетом пространственной работы зданий, совершенствование конструкций и герметизации сты­ ков, расширение объема изделий из легких конструктивных бетонов, совершенствование объемно-планировочных решений, технологии изготовления и монтажа.

Здания )из монолитного железобетона

Здания из монолитного железобетона высотой до 18 эта­ жей возведены в Сочи, Туле, Адлере, Ялте и других городах страны. Широко практикуется строительство таких зданий в США, Англии, Франции, Польше и Румынии.

8

В последние годы строительство таких зданий начало осуществляться и в Молдавии. Первый 11-этажный дом был возведен с использованием скользящей опалубки.

Одним из важных достоинств метода скользящей опалуб­ ки является возможность возведения зданий повышенной этажности без создания предприятий по производству несу­ щих и ограждающих конструкций, строительство которых, как известно, требует значительных капиталовложений. При­ менение этого метода позволяет сокращать сроки сооруже­ ния объектов и снижать на 6—8% сметную стоимость, в 1,5—2,0 раза уменьшать расход металла по сравнению с рас­ ходом его на возведение каркасно-панельных домов.

В настоящее время в республике осваивается способ строительства монолитных зданий с помощью объемно-пере­ ставной опалубки. Этим способом в Кишиневе возведен 140-квартирный дом о несущими внутренними стенами из мо­ нолитного железобетона и наружными — из крупных блоков, изготавливаемых из пильного известняка. Сейсмическая на­ грузка воспринимается в поперечном направлении железобе­ тонными стенами толщиной 16 ом, в продольном — в основ­ ном средней стеной толщиной 20 см и частично наружными стенами.

Несущие стены и перекрытия возводят с помощью объем­ но-переставной металлической опалубки размером на ком­ нату. В отличие от зарубежной практики, требующей после бетонирования выкатывания опалубки на специально подве­ шенные кронштейны по всему фасаду здания, в Кишиневе применяют, по нашему мнению, более рациональный способ. Опалубка разделяется на три части по длине комнаты и из­ влекается через специально оставляемый проем в перекры­ тии. Это дает возможность одновременно с бетонированием внутренних стен выкладывать из блоков и наружные стены, что придает зданию еще большую жесткость. Опалубка сконструирована так, что легко уменьшается в размере по высоте и ширине.

Этот метод строительства зданий позволяет полностью механизировать работы, а также обеспечить сооружению не­ обходимую сейсмостойкость без увеличения материальных за­ трат. Кроме того, по сравнению со строительством кирпич­ ных домов почти в два раза возрастает темп возведения зда­ ний. По экономическим показателям оба рассмотренных спо­ соба строительства зданий примерно равнозначны. Примене­ ние скользящей опалубки более целесообразно при возведе­ нии зданий башенного типа, а переставной — при строитель­ стве зданий, протяженных в плане.

9