Кручение несимметричных конструкций

Управление кручением несимметричных конструкций

Многочисленные землетрясения показали, что при сейсмических воздействиях в несимметричных конструкциях возникают неизвестные компоненты крутящих усилий, что приводит к хрупкому разрушению конструкций. Принятые конструктивные решения высотных зданий должны согласовываться с заказчиком с максимальным удовлетворением требований норм по ограничению кручения, главными из которых являются следующие:

• длинные здания (более 60 м) разделяют на некоторые участки симметричной формы температурным швом, который одновременно является и антисейсмическим. Таким образом, уменьшается влияние не только температурных деформаций, но и снижается кручение здания и, соответственно, уменьшаются деформации конструкций от кручения;
• максимально усиливаются внешние несущие конструкции, симметрично располагаются ядра жесткости. В то же время снижается жесткость внутренних несущих конструкций, повышается жесткость конструкций, воспринимающих кручение. Это сокращает период колебаний кручения и уменьшает крутящие деформации.

Однако в некоторых высотных зданиях со сложной конструктивной схемой вынужденно превышаются показатели кручения несимметричных конструкций. Поэтому для таких зданий, во-первых, производится проектирование конструкций с заданными сейсмостойкими свойствами или другие аналогичные методы проектирования для усиления конструкций и обеспечения проектной сейсмичности. Во-вторых, при проектировании необходимо ограничивать несимметричность конструкций и необходимо избегать слишком слабых рабочих свойств реальных конструкций, учитывая при этом неопределенность сейсмических воздействий. Для двух основных показателей кручения несимметричных конструкций зданий (деформации кручения и период колебаний при кручении) проводится анализ:

• когда показатели деформаций кручения ξ=U_maX/Ü = 2, U_max/U_min =∞, θL/2Ü = 1, деформации при кручении равны деформациям от горизонтальных смещений. В то же время деформация от кручения монолитной конструкции является главным деформационным показателем, обеспечивающим сейсмостойкое свойство конструкции;
• когда показатель Т_t/Т₁ ≥ 1, тогда крутящие колебания оказывают главное влияние на сейсмическое движение. При этом в конструкциях могут возникать разрушения от кручения, что является недопустимым при проектировании.

При расчете несимметричных конструкций на кручение допустимо превышение одного из этих показателей, но предел превышения обязательно ограничивается следующими условиями: