5

Курс лекций

«Архитектура гражданских и промышленных зданий и сооружений»

Раздел «Промышленные здания и сооружения»

для студентов направления 270100.62 Строительство и специальности 270102.65 ПГС

В.Н. Ершов

Часть II Основы проектирования промышленных зданий. Конструкции промышленных зданий

8 Специальные вопросы проектирования промышленных объектов

8.1 Особенности промобъектов, проектируемых для строительства в сейсмически опасных районах

Сейсмически опасными называют районы, в которых возможны опасные землетрясения. Силы землетрясения измеряют в баллах. В России и ряде других стран принята 12-ти балльная шкала. Землетрясения интенсивностью до 6 баллов существенных повреждений зданиям и сооружениям не наносят. К примеру, землетрясение в 6 баллов может вызвать трещины в штукатурке. Поэтому такие землетрясения не учитывают. Опасными являются колебания почвы в 7 и более баллов. При 7 баллах отваливается штукатурка и появляются трещины в кирпичных стенах. При 8 баллах – значительные повреждения и отдельные разрушения зданий. При 9 баллах – сильные разрушения и обвалы зданий, если не принимались строителями специальные меры. В районах с ожидаемой сейсмичностью в 10 и более баллов здания не строят, т.к. они разрушаются до основания.

При прочих равных условиях, здания, выстроенные на рыхлых и водонасыщенных грунтах, разрушаются быстрее и сильнее чем на плотных и сухих грунтах.

Сейсмоопасными в России являются районы северного Кавказа, Горного Алтая и Саян, Прибайкалья и Забайкалья, Верхоянье, Дальний Восток, Чукотка, Камчатка, Сахалин, Курилы.

Землетрясения зарождаются на глубинах от сотен метров до сотен километров в зонах, которые называются гипоцентрами. Проекция гипоцентра на поверхность земли называется эпицентром. В районе эпицентра преобладают вертикальные составляющие колебаний почвы; при удалении на десятки и сотни километров преобладающими становятся более опасные горизонтальные составляющие.

Для сейсмоопасных районов проектируют сейсмостойкие объекты. Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений достигается градостроительными, объёмно-планировочными и конструктивными мерами:

- селитебные и промышленные территории зонируются с образованием расчленяющих незастраиваемых, но озеленяемых пространств, препятствующих распространению огня;

- ширина улиц, проездов и разрывов между зданиями увеличивается на 15-20 % против расчётных значений;

- здания должны быть симметричными относительно своих главных осей как в отношении основных масс, так и жёсткостей каркаса;

- объекты должны иметь простые формы в плане и по вертикали (круг, квадрат, прямоугольник), без пристроек, надстроек, выступов на фасадах. Лестницы располагаются симметрично;

- если запроектированный объект имеет в плане сложные очертания, большую протяжённость, а также разновысокие части, его следует расчленить на отсеки простой формы ограниченных размеров антисейсмическими швами;

- антисейсмические швы разрезают всю наземную часть здания, фундаменты могут не разрезаться. Такие швы часто совпадают с температурно-осадочными. Антисейсмические швы устраивают на парных колоннах и парных кирпичных стенах;

- если нужен подвал, то его устраивают под всем зданием;

- фундаменты делают одной глубины заложения;

- при прочих равных условиях предпочтение отдаётся ленточным фундаментам;

- среди свайных фундаментов предпочитают сваи-стойки;

- столбчатые фундаменты чаще всего делают монолитными и раскрепляют между собой фундаментными балками по всем осям (а не только по периметру здания);

- общим является стремление понизить уровень центра масс здания. Для этого: уменьшают этажность зданий, производства с тяжёлым оборудованием переводят на первый этаж, заменяют подвесные и мостовые краны на козловые и автомобильные;

- всем несущим конструкциям придают равную прочность и устойчивость;

- стремятся сократить число стыков и соединений, для чего увеличивают размеры конструкций;

- увеличивают долю лёгких несущих и ограждающих конструкций;

- в кирпичных стенах поэтажно по периметру здания устраивают монолитные или сборные антисейсмические железобетонные пояса (иногда стальные) высотой не менее 150 мм, шириной – на толщину стены. При толщине стены более 500 мм пояс может быть уже на 120 мм;

- углы и примыкания кирпичных стен армируются;

- междуэтажные перекрытия и покрытия устраивают из сборного железобетона с образованием единого жёсткого диска;

- в расчётах на сейсмические нагрузки следует учитывать, в основном, горизонтальные динамические усилия. Здание рассматривается как консоль, защемлённая в грунте;

- сейсмостойкие каркасные промышленные здания представляют в виде системы рам с жёсткими нижними и шарнирными верхними узлами.