Руководство по проектированию одноэтажных и многоэтажных производственных зданий со стальным каркасом в сейсмических районах

ЦНИИПРОМЗДАНИЙ ГОССТРОЯ СССР ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ (КАЗАХСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ)

ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОДНОЭТАЖНЫХ И МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

СО СТАЛЬНЫМ КАРКАСОМ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

МОСКВА - 1977

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ ГОССТРОЯ СССР (ЦНИИпромзданий)

ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ (КАЗАХСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ)

ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОДНОЭТАЖНЫХ И МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

СО СТАЛЬНЫМ КАРКАСОМ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

МОСКВА СТРОЙ И13 ДАТ 1977

9)

Sⁿ Qⁿ f

lC+Л i/7^

q«    ₀я    qn    qn

q^a6Z^sT qnSl

^7 «гТ r'T

7П7    7777    7777    7П7

f sⁿ

Qⁿ Qⁿ

А л £ 'r

оГ/Д'О /7*0    n*0    nf+*0

7)77    77 *7    7777    7)77

о о

О    О    О    О qn qn qn Qn

о о 6 о

Рис. 3. Динамические расчетные схемы каркаса здания (отсека) при действии сейсмической нагрузки в поперечном (а, 6) и продольном (в) направлениях / — рассчитываемая поперечная рама; 2 стойка, заменяющая все другие поперечные рамы; 3 — стойка, заменяющая все фахверковые стойки

10

ной жесткости из минеральной ваты и стеклянного волокна на полимерной связке и др.).

Применение сборных железобетонных плит в покрытии должно быть ограничено. При этом плиты длиной 12 м в зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов применять не рекомендуется.

2.10.    Расчет каркасов одноэтажных зданий (отсеков) на горизонтальные сейсмические нагрузхи рекомендуется выполнять на ЭВМ с учетом их пространственной работы.

При расчете на поперечные сейомические нагрузки в качестве эквивалентной динамической модели каркаса принимается расчетная схема, состоящая из поперечных рам и фахверковых стоек, соединенных в уровне их верха стержнями бесконечной жесткости с условной продольной балкой, жесткость которой (EI_ус) эквивалентна суммарной горизонтальной жесткости диска покрытия в поперечном направлении здания (рис. 3, с). Вертикальные нагрузки, действующие на каркас, в расчетной схеме принимаются сосредоточенными в центрах приведения в соответствии с указаниями п. 2.11.

При покрытиях из профилированного стального настила, жестко связанного с прогонами (см. п. 2.24), или сборных железобетонных плит допускается принимать диск покрытия бесконечно жестким в поперечном направлении здания. В этом случае, в целях уменьшения вычислительных работ, поперечные рамы, кроме рассчитываемой, могут быть заменены в расчетной схеме каркаса одной эквивалентной стойкой, а все фахверковые стойки — одной эквивалентной стойкой (рис. 3, б).

При расчете на продольные сейсмические нагрузки в качестве эквивалентной динамической модели каркаса принимается расчетная схема, состоящая из связевых панелей всех рядов колонн, которые в уровне их верха соединены бесконечно жесткими стержнями с условной поперечной балкой, жесткость которой (Е1_7С) эквивалентна суммарной горизонтальной жесткости диска покрытия в продольном направлении здания (отсека) (ряс. 3, в). При отсутствии необходимых данных по оценке горизонтальной жесткости диска покрытия здания (отсека) расчет каркаса в продольном направлении выполняется в соответствии с указаниями пп. 2.12—2.14. Вертикальные нагрузки, действующие на каркас, принимаются сосредоточенными в уровне верха связевых панелей и определяются в соответствии с указаниями п. 2.11.

2.11.    Нагрузки на стойки (или свяэевые панели) в расчетных схемах, указанных в п. 2.10, определяются по действующим на них расчетным вертикальным нагрузкам, передающимся с прилегающих грузовых площадей с учетом указания п. 2.8. При этом нагрузки принимаются сосредоточенными в центрах приведения:

а)    в уровне верха стоек Q*—от собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков, промпроводок, путей подвесных кранов, собственно подвесных кра-нав, без веса тележек и груза, при катании их перпендикулярно к рассматриваемому направлению и др.), снега, стен (а также перегородок), расположенных выше верха колонн, и Ча собственного веса колонн и стен (а также перегородок), расположенных в пределах высоты колонн;

б)    в уровне низа подкрановых балок — от собственного веса подкрановых балок и тормозных конструкций (Q“*^e) и мостов кранов Q"*, которые учитываются только при расчете каркаса в поперечном направлении; при этом в каждом крановом пролете

И

рассчитываемой поперечной рамы устанавливается по одному крану; величина нагрузки Q*^p, действующей на /-ю стойку поперечной рамы расчетной схемы каркаса, в створе которой установлены мостовые краны, определяется по формуле

flt-ggC/*»*»,    ₍₇₎

2*

где EQ*p — суммарный вес мостов кранов (без учета веса тележек и грузов), расположенных в створе поперечной рамы расчетной схемы каркаса;

Cj — жесткость рассматриваемой /-й стойки в уровне низа подкрановых балок; а

^ Cj — сумма жесткостей стоек поперечной рамы (в уровне ни-/«!

за подкрановых балок), на которую передается нагрузка от кранов; k_x = 1,2 — коэффициент перегрузки;

*2 = 0,8 — коэффициент сочетания;

в) в уровне середины высоты стоек — от V₂ собственного веса: колонн Q* и стен (а также перегородок), расположенных в пределах высоты колонн Q®.

Нагрузки Qⁿ, Qⁿ ®, Q" и Q^c должны определяться с коэффициентами перегрузки и коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с указаниями п. 1.11.

2.12. В случае невозможности использования ЭВМ для расчета каркаса здания (отсека) на сейсмические нагрузки в соответствии с указаниями п. 2.10, а также при отсутствии необходимых данных по оценке горизонтальной жесткости диска покрытия, допускается выполнять упрощенный расчет каркаса, принимая динамическую расчетную схему в виде невесомой консольной стойки (рис. 4,6), защемленной на уровне верха фундамента, с массой, сосредоточенной на уровне верха колонн (система с одной степенью свободы). В этом случае коэффициент т\ равен единице, а период собственных колебаний системы в секундах определяется по формуле

где g— ускорение силы тяжести, м/с*.

Q — вертикальная нагрузка, тс, принимаемая сосредоточенной в уровне верха колонн; нагрузка Q (с учетом коэффициентов перегрузки и коэффициентов сочетаний, принимаемых в соответствии с указаниями п. 1.11, за исключением коэффициента сочетания для нагрузки от веса моста крана, который принимается равным 0,8) составляется из:

а) собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков, промпроводок и пр.) и стен (а также перегородок), расположенных выше верха колонн;

б) ’Л собственного веса; колонн, подкрановых балок, тормозных

12

конструкций и участков стен (а также перегородок), расположенных в пределах высоты колонн;

в)    собственного веса мостов кранов, расположенных в здании или отсеке (только при расчете в поперечном направлении);

г)    снеговых нагрузок.

При определении нагрузки Q учитываются указания п. 2.8.

С—жесткость рамы (или каркаса) здания (отсека) на уровне верха колонн, определяемая по формуле

п — число колонн (или рам) в раме (или каркасе) здания (отсека) ;

бкк — перемещение отдельной колонны (или рамы) на уровне ее верха от действия горизонтальной единичной аилы в том же уровне; перемещения продольных стальных рам допускается принимать равным перемещению их связевых панелей.

Определение периода собственных колебаний Т производится в зависимости от степени горизонтальной жесткости диска покрытия здания (отсека). При этом возможны два расчетных случая ко-

13

лебаний каркаса и соответствующие им значения периода собственных колебаний:

1- й случай. Покрытие рассматривается как жесткий диск. Каркас здания (отсека) колеблется как единая система. При этом в формуле (8) нагрузка Q вычисляется для всего здания (отсека) в целом, а жесткость С принимается равной жесткости каркаса здания (отсека) соответствующего направления.

2- й случай. Жесткость покрытия не учитывается. Рассмотрит а-ются колебания каждой рамы каркаса в отдельности. При этом в формуле (81 нагрузка Q вычисляется с грузовой площади, прилегающей к рассматриваемой раме, а жесткость С принимается равной жесткости этой рамы.

Периоды собственных колебаний рекомендуется определять при покрытиях:

а)    из профилированного стального настила: в поперечном направлении — по первому случаю; в продольном направлении — по первому и второму случаям;

б)    из асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов усиленного профиля: в поперечном и продольном направлениях — по второму случаю;

в)    из сборных железобетонных плит: в поперечном и продольном направлениях — по первому случаю.

2.13. При расчете каркаса здания (отсека) как системы с одной степенью свободы (см. п. 2.12) сейсмические нагрузки, действующие на рассматриваемую поперечную или продольную раму (связевую панель), определяются по формуле (I) и принимаются (рис. 4,в,д):

а)    от вертикальной нагрузки Q", расположенной выше уровня верха колонн,—сосредоточенными 5приложенными в уровне верха колонн. '

Нагрузка Qⁿ составляется из собственного веса покрытия (включая вес подвесных потолков, промпроводок, путей подвесных кранов, собственно подвесных кранов, без веса тележек и груза, при катании их перпендикулярно рассматриваемому направлению и др.), снега, стен (перегородок), расположенных выше верха колонн, а также 50% собственного веса стен (перегородок), связанных с покрытием с помощью фахверковых стоек.

В зависимости от решения диска покрытия сейсмическая нагрузка 5” на поперечную или продольную раму (или связевую панель) вычисляется для одного или двух случаев колебаний каркаса в соответствии с указаниями п. 2.14;

б)    от собственного веса колонн зданий — равномерно распределенными по длине колонн:

(10)

в) от собственного веса подкрановых балок в тормозных конструкций — сосредоточенными, приложенными в уровне низа подкрановых балок:

(И)

г) от собственного веса участков стен (а также перегородок), расположенных в пределах высоты колонн при определении сейсмических нагрузок, действующих в направлении, перпендикулярном

плоскости стен (перегородок), — равномерно распределенными по длине колонны:

(12)

д) от собственного веса навесных стен, расположенных в пределах высоты колонн, при определении сейомическнх нагрузок, действующих в плоскости этих стен,—сосредоточенными, приложенными в уровне опорных консолей навесных стен:

(13)

е) от собственного веса мостовых кранов — в соответствии с указаниями п. 2.15.

В формулах (10)—(13) принято:

Q^K — собственный вес колонны;

Qa.e — нагрузки от собственного веса подкрановых балок (включая вес тормозных конструкций), опирающихся на рассматриваемую колонну или раму каркаса;

Qc—собственный вес стены (перегородки), примыкающей к рассматриваемой колонне или раме;

Qb.°—нагрузха от собственного веса навесной стены в местах опирания на опорные консоли;

И — расстояние от верха фундаментов до верха колонн;

Кс—коэффициент сейсмичности, принимаемый по табл. 1; р_а—коэффициент динамичности, вычисленный для рассматриваемого случая колебания каркаса по формуле (4); при учете двух случаев колебаний для расчета принимается большее значение 3 _а из подсчитанных для этих двух случаев.

Нагрузки Q должны определяться с коэффициентами перегрузки и коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с указаниями л. 1.11. При определении сейсмических нагрузок от собственного веса стен (перегородок) должны учитываться указания п. 2.8.

Примечание. Овязевые панели продольных рядов стальных колонн допускается рассчитывать только на действие одной сейсмической нагрузки S|J в уровне верха колони, при этом в вертикальную нагрузку Q", определяемую по подпункту «а», следует добавить нагрузку от V* собственного веса: колони, подкрановых балок н стен (перегородок), расположенных в пределах высоты колонн.

2.14. Сейсмическая нагрузка    действующая в уровне верха

колонн рассматриваемой поперечной или продольной рамы (связе-вой панели) каркаса здания (отсека), рассчитываемого в соответствии с л. 2.13, определяется:

а) при покрытиях из профилированного стального настила: на поперечную раму—по формуле (14), на продольную раму (связе-вую панель) —по формулам (14) и (15), и принимается для расчета большее значение S”, подсчитанное по этим двум формулам:

<3^П — вертикальная нагрузка, вычисленная для всего каркаса здания (отсека);

Кс — коэффициент сейсмичности, принимаемый по табл. 1;

Ра — коэффициент динамичности, вычисленный для каркаса здания (отсека) по формуле (4);

С и С_р — жесткости на уровне верха колонн соответственно каркаса здания (отсека) и рассматриваемой рамы (или связевой панели), определяемые по формуле (9);

Sp =® QjJ Р« •    (16)

где Qp — вертикальная нагрузка, вычисленная с грузовой площади, прилегающей к рассматриваемой раме (связевой панели);

К с — коэффициент сейсмичности, принимаемой по табл. 1;

Р_а —коэффициент динамичности, вычисленной для рассматриваемой рамы (связевой панели) по формуле (4);

б)    при покрытиях из асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов усиленного профиля — по формуле (15);

в)    при покрытиях из сборных железобетонных плит: на поперечную раму—по формуле (14): на продольную раму (связевую панель)— по формулам (14) и (16), и принимается для расчета большее значение S{J, подсчитанное по этим двум формулам.

Q" К_л Ре F_p

р= ~р

где Qⁿ, Кс и р_а—обозначения те же, что в формуле (14);

F и F_p — грузовые площади соответственно здания (отсека) и рассматриваемой рамы (связевой панели).

2.15.    В колоннах, несущих крановую нагрузку, помимо моментов от сейсмических нагрузок, вычисленных в соответствии с п. 2.13 -са»—*д», в плоскости поперечной рамы каркаса должны учитываться моменты, вызванные местной сейсмической нагрузкой от собственного веса мостов кранов (рис. 5). При этом в расчетной схеме колонн верхняя опора принимается несмещаемой.

Сейсмическая сила от кранов, прикладываемая к колонне на уровне низа подкрановых балок, определяется по формуле (1) как для системы с одной степенью свободы. При этом величина нагрузки Q^kp, сосредоточенной на уровне низа подкрановых балок, принимается равной максимальному давлению на колонну от собственного веса мостов кранов (с учетом коэффициента перегрузки и коэффициента сочетания, принимаемых в соответствии с указаниями п. 1.11), располагаемых по одному в каждом пролете здания, а произведение коэффициентов 0_ог) принимается равным 3.

При определении горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих на колонны в продольном направлении, нагрузка от крана не учитывается.

2.16.    При расчете каркаса здания в поперечном н продольном направлениях на особое сочетание нагрузок с учетом действия сейсмических нагрузок вертикальная нагрузка от кранов принимается от одного крана в каждом пролете и определяется при максимальном давлении на колеса крана (включая вес тележки и груза) с ко-

16

эффицкеятами перегрузки и сочетали я, принимаемыми в соответствии с указаниями п. 1,11.

2.17. Фахверковые стойки поперечных или продольных стен, шарнирно-соединенные вверху с конструкциями покрытия и внизу с фундамента ми, должны быть проверены расчетом на изтб от действия местных сейсмических нагрузок от собственного веса навесных или самонесущих стен (рис. 6,6). При этом в стойках продольного фахверка, опирающихся также в уровне верха подкрановых балок.

должны учитываться усилия, которые возникают в стойках при изгибе их в момент сейсмического воздействия (ввиду большего смещения каркаса в уровне верха колонн, чем в уровне подкрановых балок) (рис. 6,г).

Величина местной сейсмической нагрузки от собственного веса навесных или самонесущих стен определяется по формуле (1), при этом произведение коэффициентов р_а т] принимается как для каркаса соответствующего направления, но не меньше 2.

2.18. Деформация (перемещение) каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн от действия расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок определяется по формуле

(17)

где 5 — расчетная горизонтальная сейсмическая нагрузка на каркас здания (отсека), вычисленная для соответствующего направления и приложенная статически на уровне верха колонн;

С — жесткость каркаса здания (отсека) на уровне верха колонн, определяемая по формуле (9).

17

Рис. в. Схемы к

а, в — детали разрезов зданий; б, г — расчетные схемы фахверковых стоек; J — навесные участки стены; 2— опорные консоли; 3—фахверковая стойка

/ — вертикальная связь покрытии, 2 — вертикальная связь между колоннами;

3 — дополнительные распорки

2.19.    Места расположения вертикальных связей в продольном ряду колонн и узлы их сопряжения с колоннами принимаются как для несейсмических районов (рис. 7). Связи верхнего яруса, примыкающие к верху колони, для улучшения условий передачи сейсмических усилий с покрытия на колонны рекомендуется решать сжаторастянутыми.

С<вяэи и их крепления к колоннам, а также закладные детали и их заделка в железобетонных колоннах должны быть проверены расчетом на прочность (или устойчивость) от действия расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок.

В тех случаях, когда горизонтальные сейсмические усилия, передающиеся с опорных стоек ферм покрытия на вертикальную связь по колоннам, превышают несущую способность сварных игвов крепления опорных стоек ферм к колоннам, следует установить между колоннами дополнительные распорки с целью включения необходимого числа опорных стоек в передачу сейсмической нагрузки на связи по колоннам (рис. 7,в).

2.20.    Подкрановые и тормозные конструкции, запроектированные для несейсмических районов, при применении в сейсмических районах должны быть проверены расчетом:

а)    на особое сочетание нагрузок с учетом расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок, действующих в поперечном направлении здания (отсека); при этом величина сейсмической нагрузки определяется по формуле (1) от каждого колеса одного крана; нагрузка Q в формуле (1) принимается равной давлению колеса от веса моста крана (без учета веса тележки и груза) при его невыгоднейшем расположении в пролете подкрановой балки, а значение произведения коэффициента Р_а л принимается, как при расчете каркаса в поперечном направлении здания; в особом сочетании нагрузок вертикальная нагрузка от кранов определяется при максимальном давлении на колеса, включая вес тележки и груза; нагрузка Q в формуле (1) и вертикальная нагрузка от кранов в особом сочетании нагрузок должны определяться с коэффициентами перегрузки и коэффициентами сочетаний, принимаемыми в соответствии с указаниями п. 1.11;

б)    на усилия, возникающие в подкрановых балках при передаче продольных расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок иа связевую панель рамы.

На нагрузки, указанные в подпункте «а», рассчитываются верхние пояса подкрановых балок, элементы тормозных конструкций и их креплений к колоннам.

На усилия, указанные в подпункте сб», рассчитываются элементы крепления подкрановых балок к колоннам в местах установки вертикальных связей по колоннам и болты, соединяющие подкрановые балки между собой.

2.21.    В целях обеспечения пространственной жесткости каркаса, а также устойчивости покрытия в целом и его элементов в отдельности необходимо предусматривать систему связей между несущими конструкциями покрытия (фермами) в плоскости их верхних и нижних поясов и в вертикальных плоскостях.

2.22 В покрытиях из стального профилированного настила, асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов (по стальным прогонам и фермам) система связей в плоскости верхних поясов стропильных ферм состоит из поперечных овя-зевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны. Связе-

19

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Руководство распространяется на проектирование производственных зданий с числом этажей не более семи (при общей высоте зданий не более 35 м) со стальными и смешанными каркасами по обычным конструктивным схемам, применяемым в массовом промышленном строительстве. При проектировании зданий для сейсмических районов, как правило, должны применяться типовые конструкции, разработанные для этих районов.

1.2.    При выборе типов зданий для строительства в сейсмических районах при прочих равных условиях следует отдавать предпочтение одноэтажным бесфонарным зданиям. Б зданиях с фонарями рекомендуется применять зенитные фонари.

Здания рекомендуется проектировать прямоугольной формы в плане, с параллельно расположенными пролетами, без перепада высот смежных пролетов. При сложных очертаниях в плане или с размерами, превышающими указанные в п. 1.3, здания должны разделяться антисейсмическими швами на отдельные отсеки прямоугольной формы.

Антисейсмическими швами должны разделяться также участки здания, имеющие различные высоты.

Примечание. В отдельных обоснованных случаях небольшие пристройки к зданию или внутренние площадки разрешается проектировать с опираянем несущих элементов покрытий и перекрытий на колонны каркасов.

1.3.    Размеры одноэтажных и многоэтажных зданий (отсекав) в плане принимаются в соответствии с требованиями для несейсмиче-скнх районов и не должны превышать 150 м. При этом длину одноэтажных зданий (отсеков) с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов рекомендуется принимать соответственно не более 120 и 96 м.

1.4.    Температурные и осадочные швы следует выполнять как антисейсмические швы.

1.5.    Антисейсмические швы в несущих и ограждающих конструкциях должны разделять смежные отсеки зданий по всей высоте. Допускается не устраивать шва в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным швом.

1.6.    Антисейсмические швы в каркасных зданиях осуществляются постановкой парных колонн со вставкой. Размеры вставок назначаются в зависимости от ширины антисейсмического шва, определяемой в соответствии с п. 2.7, и величины привязки несущих конструкций к разбивочным осям здания.

Заделка швов в стенах, перекрытиях и покрытиях не должна препятствовать взаимному смещению стен и каркасов.

1.7.    Каркасные здания должны проектироваться таким образом, чтобы все сейсмические силы были восприняты самим каркасом или, в необходимых случаях, вертикальными стальными связями между колоннами, диафрагмами и пр.

При этом должны соблюдаться следующие требования:

а)    между поверхностями стен н гранями колонн каркаса должен быть предусмотрен зазор шириной не менее 2 см;

б)    в местдх пересечения торцевых и поперечных стен с продольными должны устраиваться вертикальные антисейсмические швы на всю высоту стен;

в)    в навесных стенах должны устраиваться горизонтальные антисейсмические швы по всей длине стен, при этом расположение их

Зак. 373

3

по высоте стен определяется в соответствии с указаниями пп. 3.9, 3.13 и 3.14 в зависимости от принятой конструкции стеи;

г)    крепления стен к конструкциям каркаса не должны претят-ствовать горизонтальным смещениям каркаса вдоль самонесущих стен или смещениям каркаса в пределах высот навесных участков стен (при навесных стенах);

д)    лестничные клетки, устанавливаемые на каркас здания, а также внутренние перегородки следует проектировать таким образов, чтобы они не создавали дополнительной жести ости;

е)    лестничные клетки с несущими стенами или с каркасом, встроенные н пристроенные к зданию до 5 этажей, должны быть отделены от каркаса здания антисейсмическими швами по всей их высоте.

1.8.    При выборе конструкций для зданий, возводимых в сейсмических районах, следует руководствоваться действующими Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов.

Выбор марок сталей для стальных конструкций должен производиться в соответствии с указаниями главы СНиП П-В.3-72 «Стальные конструкции. Нормы проектирования».

Сварные швы в соединениях должны выполняться электродами, обеспечивающими достаточную пластичность швов. При ручной дуговой сварке рекомендуется применять электроды типа Э42А, Э46А и Э50А.

1.9.    Особое внимание при проектировании стальных каркасов зданий следует уделять обеспечению условий для развития пластических деформаций в наиболее напряженных сечениях конструкций.

В связи с этим при подборе сечений конструкций необходимо предусматривать удаление зоны максимальных напряжений, в которых могут возникнуть пластические шарниры, от сварных стыков взаимного сопряжения конструктивных элементов, так как в зонах сварных соединений при сейсмическом воздействии могут развиваться хрупкие разрушения. Принцип такого соединения поясняется на рис. 1, где показано сопряжение ригеля со стойкой. Опорное сечение ригеля 0—О развито по отношению к пролетному сечению в такой мере, чтобы в то время, когда в месте перехода от основного сечения ригеля к развитому опорному сечению (сеч. /'—./) возникает пластический шарнир, напряжения в опорном сечении не превышали расчетных сопротивлений. С появлением пластического шарнира рост усилий в опорном сечении прекратится. Таким образом, пластический шарнир будет играть роль предохранителя сварного соединения ригеля со стойкой от хрупкого разрушения.

4

В то же время при развитии пластических деформаций следует учитывать возможность потери устойчивости. Поэтому в таких элементах, как колонны, которые воспринимают постоянную осевую нагрузку, следует избегать развития пластических деформаций.

В связях, обеспечивающих прочность каркасов зданий при расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов (см. пп. 2.19 и 2.42), рекомендуется предусматривать специальные конструктивные элементы, в которых могут при сейсмическом воздействии развиваться знакопеременные пластические деформации (см. прил. 2).

1.10.    Расчет конструкций зданий с учеюм сейсмического воздействия производится по первой группе предельных состояний (по несущей способности).

1.11.    Конструкции зданий, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должны удовлетворять расчетам:

на основное сочетание нагрузок в соответствии с требованиями главы СНиП 11-6-74 «Нагрузки и воздействия»;

на особое сочетание нагрузок при сейсмическом воздействии. Расчет конструкций зданий на особое сочетание нагрузок производится на совместное действие постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок и сейсмических нагрузок. Классификация нагрузок и значения коэффициентов перегрузки принимаются в соответствии с главой СНиП 11-6-74.

К расчетным величинам нагрузок (кроме сейсмических) в особом сочетании и нагрузок, учитываемых при определении расчетных величин сейсмических нагрузок, вводятся коэффициенты сочетания: для постоянных нагрузок — 0,9; для временных длительных нагрузок — 0,8; для кратковременных нагрузок — 0,5.

Примечания: 1. При расчете на сейсмические воздействия снижение нагрузок на перекрытия, предусмотренное пп. 3.8 н 3.9 главы СНиП II-6-74, не учитывается.

2. Кратковременными нагрузками, которые необходимо учитывать з особом сочетании, являются нагрузки на перекрытия (по пп. 1.8 «а» и «д» главы СНиП II-6-74), снеговые нагрузки, нагрузки от веса мостовых и подвесных кранов.

При расчете конструкций с учетом сейсмического воздействия нагрузки от ветра, усилия от температурных деформаций каркаса при климатическом изменении температуры, усилия от удлинений нижних растянутых элементов несущих конструкций, динамические воздействия от машин и оборудования, тормозные и боковые усилия от движения кранов, горизонтальные инерционные силы от грузов на гибких подвесках не учитываются. Грузоподъемность крана и вес тележки учитываются только при определении вертикальной сейсмической силы. При этом грузоподъемность принимается с коэффициентом 0,3.

При расчете конструкций на нагрузки, возникающие в период монтажа здания, сейсмические воздействия не учитываются.

1.12.    При проектировании конструкций зданий следует учитывать, что сейсмические нагрузки могут иметь любое направление в пространстве.

При расчете ни сейсмическое воздействие зданий (отсеков) в целом или при расчете их отдельных несущих элементов, за исключением оговоренных в пп. 2.5, 2.38, 3.5 и 3.14, сейсмические нагрузки принимаются действующими горизонтально в направлениях

5

продольной и поперечной осей здания (отсека). Действие сейсмических нагрузок в обоих направлениях учитывается раздельно.

1-13. Расчетные величины действующих сейсмических нагрузок для зданий определяются по формуле

^si A = Q*K_CP/TU*,    (1)

где Sik — расчетная величина сейсмической нагрузки (соответствующая i-й форме собственных колебаний), статически приложенной в какой-либо точке k, где согласно расчетной схеме здания сосредоточена нагрузка Qk;

Qk—нагрузка, вызывающая инерционную силу (собственный вес конструкций здания, вес стационарного оборудования, временная нагрузка на перекрытие, нагрузка от снега и др.), которая в соответствии с расчетной схемой здания принята сосредоточенной в точке k; при определении величины Qk значения коэффициентов перегрузки и коэффициентов сочетания принимаются в соответствии с указаниями п. 1.11;

Кс — коэффициент сейсмичности (принимается по табл. 1);

— коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний;

r\ik — коэффициент, зависящий от формы деформаций каркаса при его собственных колебаниях по /-й форме и от места расположения нагрузки Q.

Таблица 1

Расчетная сейсмичность в баллах . . . 7 8 9 Коэффициент сейсмичности Кс . . 0,025 0,05 0,1

Расчетная сейсмическая нагрузка для одноэтажных зданий, высота которых до низа балок или ферм не более 8 м и с пролетами не более 18 м, определяется с дополнительным коэффициентом 0.8.

Значение р< определяется по формуле (2) или по графику рис. 2 с учетом указания п. 1.14:

Р* = ~- = 0,159р,    (2)

* i

где Ti — численное значение периода собственных колебаний, с;

pi — численное значение круговой частоты собственных колебаний, рад/с.

Величина должна приниматься не менее 0,8 и не более 3. Значение ц*а определяется по формуле

Xik^QiXi

/*=1

где Хщ и Хц— смещения каркаса здания при его собственных колебаниях соответственно в рассматриваемой точке k и во всех точках j, т. е. в точках, отвечающих расположению масс в рассматриваемой динамической схеме.

Рис. 2. Определение коэффициент* динамичности ^

1.14.    При расчете каркасов зданий (отсеков), в которых ограждающие конструкции и перегородки не учитываются при определении деформат явности каркаса (см. п. 1.7), в формуле (1) вместо коэффициента динамичности должен приниматься коэффициент динамичности, р/а , определяемый по формуле

Р,« = Р/«.    И)

Коэффициент а, учитывающий динамические характеристики конструкций (затухание, жесткость с учетом работы креплений и сил трения), принимается на основании экспериментальных данных. При отсутствии экспериментальных данных принимается <х~1,5. При этом коэффициент, указанный в п. 2.6 СНиП П-А. 12-69, не учитывается.

Для железобетонных колонн и стальных вертикальных связей между ними (в смешанных каркасах) коэффициент а принимается в соответствии с указанием п. 1.13 «Руководства по проектированию производственных зданий с каркасом из железобетонных конструкций для сейсмических районов» (Стройиздат, 1972).

1.15.    Каркасы зданий (отсеков), у которых центр жесткости не совпадает в плане с центром массы (при несимметричном расположении масс или жесткостей), а также каркасы зданий (отсеков), протяженных и плане (при соизмеримости их размеров с длинами сейсмических волн), рассчитываются с учетом крутильных колебаний в соответствии с указаниями «Руководства по проектированию жилых и общественных каркасных зданий для сейсмических районов» (Стройиздат, 1976).

Примечание. Для отсеков одноэтажных каркасных зданий, у которых имеется эксцентрицитет между центром жесткости и центром масс вследствие несимметричного расположения наружных навесных стен, допускается при расчете каркаса на действие сейсмических нагрузок не учитывать влияние поворота; при этом величины сейсмических нагрузок следует вычислять в предположении наличия наружных стен по всему контуру отсека.

7

1.16.    При расчете стальных конструкций на прочность, помимо коэффициентов условий работы, принимаемых в соответствии с главой СНиП II-B.3-72 -«Стальные конструкции. Нормы проектирования», учитывается ввиду кратковременности действия нагрузки дополнительный коэффициент условий работы т_кр, который принимается равным 1,4; в случае расчета сварных соединений т_кр—1.

При расчете на устойчивость сжатых стальных элементов гибкостью более 100 принимается коэффициент т_кр = 1, а для элементов гибкостью от 20 до 100 — по интерполяции между т_кр= 1,25 и

/Икр = 1.

При расчете стальных несущих конструкций, находящихся в неотапливаемых помещениях или на открытом воздухе при расчетной температуре ниже минус 40°С, принимается коэффициент

/Икр — 1.

1.17.    Расчет оснований зданий следует производить согласно главам СНиП И-15-74 «Основания зданий и сооружений», Н-Б.5-67* «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» и «Рекомендациям по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах» (Стройиздат, 1975). При этом расчет производится по первой группе предельных состояний согласно указаниям пп. 3.6—3.17 главы СНиП П-А.12-69.

2. СТАЛЬНОЙ КАРКАС

2.1.    Расчет каркаса здания (отсека) на действие сейсмических нагрузок должен производиться раздельно в поперечном и продольном направлениях, и соответственно в этих направлениях должны быть определены сейсмические силы.

2.2.    При расчетах каркасов зданий (отсеков) с учетом сейсмических воздействий деформации конструкций не ограничиваются, если расчет конструкций удовлетворяет условиям прочности и устойчивости.

2.3.    При определении жесткости стоек каркаса жесткость стен, запроектированных с соблюдением требований п. 1.7, не учитывается, за исключением жесткости самонесущих камен-ных стен в направлении, перпендикулярном их плоскости, которая учитывается в соответствии с указаниями п. 4.25 «Руководства по проектированию производственных зданий с каркасом из железобетонных конструкций для сейсмических районов» (Стройиздат, 1972).

2.4.    Покрытия и перекрытия зданий, объединяющие рамы каркаса в единый пространственный блок, должны быть возможно более жесткими в горизонтальной плоскости. Для увеличения жесткости диска покрытия с применением стального профилированного настила, асбестоцементных плит (каркасных и бескаркасных) или волнистых листов и т. п. должны предусматриваться мероприятия в соответствии с пп. 2.21—2.24, 2.40, а для покрытия и перекрытия из сборных железобетонных плит — в соответствии с пп. 2.25, 2.40, 2.43.

2.5.    Пролетные конструкции покрытий (фермы, балки) и перекрытий (ригели, балки и др.) зданий с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов должны быть проверены расчетом на особое сочетание нагрузок с учетом вертикальной сейсмической нагрузки. При этом сейсмическая нагруз-ка определяется по формуле (1), где коэффициенты р< и Til* принимаются в соответствии с периодом и формой собственных вертикальных колебаний рассчитываемых конструкций. Конструкции, имеющие период первого (основного) тона собст-

8

венных колебаний больше 0,5 с, следует рассчитывать с учетом высших форм колебаний, как правило, не более трех. При периодах основного тона 7^0,5 с учитывается только первая форма колебаний.

2.в. Расчетные усилия в рассматриваемом сечении конструкции каркаса от действия сейсмической нагрузки при учете высших форм колебаний определяются по формуле

где ЛГ_Р — расчетное значение усилия (поперечной или нормальной силы, изгибающего момента) в рассматриваемом сечении от действия сейсмической нагрузки;

Ломано — наибольшее значение данного усилия в рассматриваемом сечении, определяемое из сопоставления эпюр усилий, вызываемых сейсмическими нагрузками, отвечающими учитываемым формам собственных колебаний каркаса;

Ni — значения усилия в том же сечении по эпюрам для других форм колебаний (кроме значения Ломано).

2.7. Ширина антисейсмического шва, см, в покрытиях и перекрытиях определяется по формуле (6) и принимается кратной 5 см:

я = А, + А,+ 2 см.

где Л] и Д_а — максимальные перемещения, см, двух смежных каркасов здания (отсеков), разделенных антисейсмическим швом, при действии расчетных горизонтальных сейсмических нагрузок.

2.8. В зданиях со стенами, запроектированными в соответствии с требованиями п. 1.7, при расчете каркаса необходимо учитывать сейсмическую нагрузку от самонесущих стен, расположенных только в плоскостях, перпендикулярных направлению действующих сейсмических нагрузок. Сейсмическая нагрузха от поперечных и продольных навесных стен при расчете каркаса должна учитываться в обоих направлениях.

КАРКАС ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

2.9. Каркасы одноэтажных производственных зданий с габаритами и нагрузками, соответствующими действующим сериям типовых конструкций, проектируются, как правило, по обычной конструктивной схеме — со стойками, защемленными в фундаментах и шарнирно-сопряженными с ригелями покрытия.

В каркасах зданий с размерами большими, чем предусмотрено унифицированными габаритными схемами, сопряжения колонн с ригелями покрытия рекомендуется выполнять в виде жестких рамных узлов с целью ограничения деформаций и уменьшения моментов в колоннах от сейсмических и вертикальных нагрузок.

Покрытия зданий следует проектировать из конструкций, максимально снижающих их вес; рекомендуется преимущественно применять профилированный стальной настил, асбестоцементные плиты (каркасные н бескаркасные) или волнистые листы. В качестве утеплителя рекомендуется применять эффективные теплоизоляционные материалы (плиты из полимерных материалов, плиты повышен-

9