Сейсмостойкое проектирование конструкций несимметричных в плане перекрытий (по нормам Китая)

Проектирование конструкции дискретных несимметричных в плане перекрытий аналогично проектированию перекрытий зданий испытывающих кручение. При этом конструкции могут соответствовать уровням А, В, С, D проектирования сейсмостойких зданий. Минимально должен быть достигнут уровень D. Хорошо, когда достигается уровень С и, если условия позволяют, достигаются уровни А и В.

Монолитные конструкции рассчитываются по линейной модели упруго деформируемых перекрытий

Если несимметричные в плане перекрытия невозможно разделить на симметричные участки, при расчете монолитной конструкции необходимо принимать линейную модель расчета упруго деформируемых перекрытий. При расчете на кручение принимать самое большое значение случайного эксцентриситета или эксцентриситеты от воздействий по двум направлениям и определять ослабленные сечения.

Перекрытия работают в упругом состоянии.

При проектировании конструкций перекрытий несимметричных в плане необходимо стремиться к максимальному учету различных адаптационных мероприятий, с таким расчетом, чтобы перекрытия при воздействии большого землетрясения все же сохранили упругое рабочее состояние с достижением показателей уровня С. Напряжения при сейсмических воздействиях от больших землетрясений должны удовлетворять требованиям текучести. Монолитные перекрытия должны сохранять упругое рабочее состояние при больших землетрясениях, передавая сейсмическое воздействие и обеспечивая совместную работу конструкций. В этом случае достигается проектная сейсмостойкость конструкций, при которой здание при больших землетрясениях испытает средние разрушения, и не возникает лавинообразное обрушение всей конструкций здания.

При сейсмических воздействиях, свойственных показателю С для ослабленных связующих перекрытий, выполняется сейсмостойкое проектирование уровня 3.

Усилия, воспринимаемые ослабленными связующими перекрытиями весьма значительны при передаче эффекта сейсмического воздействия для перекрытий, работающих в упругом состоянии. При этом необходимо учитывать влияние разницы фазы при передаче сейсмической волны, регулировать силы, которые ослабленные связующие перекрытия воспринимают при больших землетрясениях, необходимо обеспечивать монолитность перекрытия, а также сохранить упругое рабочее состояние конструкций под воздействием больших землетрясений. Ослабленные связующие перекрытия при сейсмических воздействиях рассчитывают в линейно упругой постановке с введением повышающего коэффициента внутренних усилий η:

η_i = F_i/V_i

где η_i - коэффициент внутренних усилий i-го этажа; F_i - горизонтальное сейсмическое воздействие малого землетрясения спектра упругого эффекта i-го этажа; V_i- - горизонтальные поперечные усилия спектра упругого эффекта i-го этажа при малых землетрясениях.

По вычисленному значению коэффициента η_i можно получить эффект больших землетрясений ослабленных связующих перекрытий S_EDi (продольная сила, поперечная сила, изгибающий момент):

S_EDi = η_iβ_больш.S_ESi

где β_больш. - отношение воздействия большого землетрясения к воздействию среднего землетрясения; S_Esi - эффект малых землетрясений ослабленных связующих перекрытий S_EDi (продольная сила, поперечная сила, момент).

Для ослабленных связующих перекрытий удовлетворяющих при сейсмическом проектировании показателю уровня С, при учете комбинированного эффекта сейсмических воздействий ограничение для значений нормативных напряжений S_Di определяются по формуле:

S_Di = S_Gi + S_EDi ≤ R_b

где S_Di - значение нормативных напряжений от силы тяжести при упругом расчете ослабленных связующих перекрытий i-го этажа; S_EDi - значение нормативных напряжений для ослабленных связующих перекрытий i-го этажа при больших землетрясениях; R_b - нормативное сопротивление материала сечения элемента (нормативная прочность материала).

Ослабленные связующие перекрытия не удовлетворяют требованиям упругого рабочего состояния.

Если несимметричность перекрытия большая, ослабленные связующие перекрытия не удовлетворяют требованиям, конструкции из двух отсеков должны рассчитываться отдельно. При этом минимально должен быть достигнут уровень D, и вполне достаточно достигать уровня С. При больших землетрясениях элементы практически находятся в упругом рабочем состоянии, и лишь локальные элементы могут достигнуть состояния текучести. Такие конструкции выдерживают средние разрушения и подлежат восстановлению.

Усиливающие мероприятия

1. Сейсмостойкий уровень. Если дискретные перекрытия с выступающими и западающими участками значительно превышают нормируемые параметры симметрии, необходимо повышать сейсмостойкость конструкции на один уровень. Необходимо проводить мероприятия по повышению пластичности форм в плане для несимметричных конструкций.
2. Усиление мест сосредоточения напряжений в перекрытиях. Ослабленные связующие перекрытия и перекрытия с выступающими или западающими участками плана необходимо утолщать. Армирование необходимо выполнять в двух направлениях, чтобы предотвращать эффект излома перекрытия в плане. Иногда на высоконапряженных участках можно применять стальные конструкции перекрытий. При этом допускается выполнять отверстия, необходимые для бетонирования и сохранения монолитности перекрытия.
3. Усиливающие мероприятия крайних элементов. Если крутящий момент в дискретных перекрытиях с выступающими и западающими участками значителен, повышается процент армирования ослабленных сечений главной конструкции обычно крайних участков здания.