Методы расчёта на сейсмические воздействия

Существуют два метода

1. спектральный – применяется для зданий простой формы в плане и высотой не более 50м и с наибольшим размером в плане до 30м;

2. прямой динамический метод – для экспериментальных и уникальных сооружений; позволяет рассчитать здание на действие аксилерограммы.

Спектральный метод

Сейсмическая сила – произвед. массы на ускор. и на коэф.: S=m·a·k.

По ДБН сейсмическая сила определ. По формуле: S=k₁·k₂·k₃·Q_k·a₀·k_грунта·β·η

Q_k – нагрузка сооветственная массе, принятая в качестве сосредоточенной

a₀ – относительное ускорение грунта, которое принимается:

• 0,05м/с² при 6 баллах

• 0,1м/с² при 7 баллах

• 0,2м/с² при 8 баллах

• 0,4м/с² при 9 баллах

• 0,8м/с² при 10 баллах

k₁ – коэффициент, учитывающий неупругие деформации и локальные повреждения элементов здания (для жб – 0,3, для каменных – 0,35);

k₂ – коэффициент, учитывающий ответственность здания, от 0,5 (для временных складов) до 1,5 (для особо ответственных объектов);

k₃ – коэффициент, учитывающий влияние этажности, определяется по формуле:

k₃=1+0,06(n-5) ≤ 2

k₃=1+0,04(n-25) ≤ 2 – для высотных зданий

«эффект хлыста», иногда верхние этажи приходятся армировать больше.

K_грунта – коэффициент, учитывающий нелинейные деформации грунта;

β – спектральный коэффициент динамичности β=1+a/g

mg+ma → m(g+a) → mg(1+a/g)

η – коэффициент, учитывающий форму колебания ( от него зависит количество модальных масс при колебании здания)

Лекция 7 - 29.11.12

Предельные величины перекосов

• Для зданий со стальным каркасом: 1/150;

• Ж/б каркас без диафрагм и ядер жёсткости: 1/150;

• Ж/б каркас с диафрагмами и ядрами жёсткости: 1/250;

• Со стенами из монолитного железобетона или ж/б панели: 1/350;

• Каменные, кирпичные и каркасно-каменные: 1/400.

Конструктивные мероприятия по повышению сейсмической стойкости зданий

Правило 1: принимать конструктивные и объёмно-планировочные решения, обеспечивающие симметричность и регулярность распределения в плане и по высоте здания масс, жёсткостей и нагрузок на перекрытие; располагать тяжёлое оборудование на минимально возможном уровне по высоте здания.

Правило 2: применять материалы, конструкции, конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок (лёгкие пластичные материалы).

Правило 3: создавать возможность развития, в определённых элементах конструкции, допустимых неупругих деформаций; применять сейсмоизоляцию. Для зданий сложных в плане - деление антисейсмическими швами на простые.

Конструктивные схемы сейсмостойких зданий

Конструктивные схемы будут рассмотрены на примере зданий, возводящихся на площадках с интенсивностью сейсмических воздействий 7 (8) баллов.

Наибольшей сейсмостойкостью обладают здания:

1. снабжённые системами сейсмоизоляции;

2. со стальным каркасом;

3. здания с монолитными перекрёстными железобетонными стенами (24 этажа – при 7 баллах, 20 – при 8 баллах).

Лекция 8 - 13.12.12

4. здания с панельными стенами (20 этажей при 7 баллах, 16 этажей – при 8);

5. железобетонный каркас связевой или рамно-связевой с диафрагмами и ядрами жёсткости (16 и 12 этажей);

6. безригельный каркас с диафрагмами и ядрами жёсткости (12 этажей и 9 эт.);

7. каркасно-каменные здания– здания, в которых каменная или кирпичная кладка используется в качестве несъёмной опалубки для железобетонных сердечников (10 и 7 этажей);

8. безригельный каркас без диафрагм и ядер жёсткости ( 4 и 3 этажа);

9. здания со стенами комплексной конструкции (5 и 4 этажей);

10. в зданиях из каменной или кирпичной кладки применяются железобетонные включения (сердечники) не образующие каркас (5 и 4 этажа);

11. кирпичные (не больше 4 и 3 этажей);

12. здания из ячеистых бетонов не больше чем 2 этажа.

Проёмы должны быть такими что б не ослаблять конструкцию. Пролёт не более 20м. Антисейсмический шов: 5 м – 2 см шов. В безригельном каркасе заполняющая стена должна быть изолирована от несущих элементов не менее, чем на 20мм.