Защита каркасных зданий при чрезвычайных ситуациях
Главная » Статьи » Защита от ЧС (РСЧС)

Защита каркасных зданий при чрезвычайных ситуациях

Решение проблемы защиты жилых зданий, строящихся в Москве, в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) в соответствии с директивными и нормативными документами должно учитывать природные и техногенные чрезвычайные ситуации. Однако учет природных особенностей Московского региона и уроков многочисленных аварий зданий и сооружений в России и за рубежом показывает, что перечень ЧС, рассматриваемых при таком анализе, должен быть существенно уточнен и расширен. В него необходимо включить следующие чрезвычайные ситуации:

1. ПРИРОДНЫЕ ЧС:

а) сейсмические воздействия;

б) опасные метеорологические явления, приводящие к повышенным ветровым нагрузкам на здания;

в) образование карстовых воронок и провалов в основаниях зданий.

2. АНТРОПОГЕННЫЕ (В Т.Ч. ТЕХНОГЕННЫЕ) ЧС:

а) взрывы снаружи или внутри здания (бытовой газ, взрывоопасные газовые смеси и жидкости, бомбы и другие взрывные устройства, используемые террористами);

б) пожары[1];

в) транспортные аварии (ДТП, авиационные катастрофы);

г) аварии зданий и сооружений или значительные повреждения их несущих конструкций, вызванные одной из следующих причин:

- ошибки в проектах, в том числе вызванные несовершенством или несоблюдением СНиП;

- недоброкачественное производство работ (на заводе или при монтаже);

- дефекты материалов;

- недостатки эксплуатации зданий, в том числе их инженерного оборудования;

- небрежность, некомпетентность, а иногда и случаи вандализма жильцов, технического персонала или посторонних посетителей здания (в частности, самовольная перепланировка квартир с ослаблением несущих конструкций).

Указанные в приведенном перечне источники ЧС по аналогии с классификацией взрывов на производстве разделяются на проектные и запроектные. Защита зданий при ЧС, вызванных проектными источниками, определяется соответствующими СНиП; защита зданий при ЧС, вызванных запроектными источниками, требует специального анализа, конечной целью которого является разработка соответствующих норм и перевод рассматриваемых ЧС из разряда запроектных в категорию проектных. Основная цель представленных рекомендаций – это обеспечение безопасности жилых зданий при запроектных ЧС.

Как показывает анализ чрезвычайных ситуаций, перечисленных выше, наиболее вероятные для московских условий запроектные ЧС сводятся к локальным аварийным воздействиям на отдельные конструкции одного здания: взрывы, пожары, карстовые провалы, ДТП, дефекты конструкций и материалов, аварии инженерных систем здания, некомпетентная реконструкция и т.п. Это случайные, в общем случае непредсказуемые, нештатные ситуации. Как правило, воздействия рассматриваемого типа приводят к местным повреждениям несущих конструкций зданий. При этом в одних случаях ЧС этими первоначальными повреждениями и исчерпываются, а в других – несущие конструкции, сохранившиеся в первый момент аварии, не выдерживают дополнительной нагрузки, ранее воспринимавшейся поврежденными элементами, и тоже разрушаются. Аварии последнего типа получили в литературе наименование «прогрессирующее обрушение».

Термин «прогрессирующее обрушение» и формулировка проблемы защиты от него панельных зданий появились еще в 1968 г. в докладе комиссии, расследовавшей причины известной аварии 22-этажного панельного жилого дома «Роунан Пойнт» в Лондоне[2]. После публикации доклада практически во всех развитых странах были начаты исследования этой проблемы, и к концу 70-х годов анализ возможных средств защиты от прогрессирующего обрушения зданий различных конструктивных систем с учетом экономических критериев был в основном завершен. Основные выводы, полученные разными исследователями, и последовавшие за ними изменения норм проектирования, особенно для панельных зданий большинства развитых стран, оказались схожи. Для конструкций различных систем зданий основные рекомендации сводились к следующему.

1. Не отказываясь в принципе от профилактических мер, направленных на предупреждение локальных ЧС или возникающих при них аварийных воздействий, самое серьезное внимание следует уделить предупреждению прогрессирующего обрушения. Это вызвано, во-первых, тем, что никакими экономически оправданными мерами невозможно полностью исключить возможность локальных разрушений несущих конструкций зданий; во-вторых, тем, что прогрессирующее обрушение ведет к наиболее тяжелым последствиям; в-третьих, тем, что при сравнительно небольших местных разрушениях несущих конструкций зданий обеспечение их устойчивости против прогрессирующего обрушения позволяет предотвратить эти последствия и защита может быть достигнута простыми и недорогостоящими техническими средствами.

2. Основной принцип предотвращения прогрессирующего обрушения – повышение неразрезности конструктивной системы здания посредством совершенствования стыков и связей между конструктивными элементами.

3. Эффективность конструктивной защиты зависит от развития в элементах конструкций и их связях пластических деформаций; для пластичности связей, в частности, требуется, чтобы прочность анкеровки связей в сборных элементах была «соответствующей», т.е. больше несущей способности самой связи, или больше усилий, вызывающих текучесть связи.

4. Отмечается качественное сходство рекомендуемых мер защиты от прогрессирующего обрушения с апробированными конструктивными антисейсмическими мероприятиями. В литературе приводятся многочисленные примеры сейсмостойких зданий, локальные разрушения которых не привели к прогрессирующему обрушению благодаря соответствующей сейсмозащите.

 

Разрушение башен Всемирного торгового центра в Нью-Йорке[3]

Отдельная история «прогрессирующего обрушения» – разрушение башен Всемирного торгового центра (ВТЦ). Это стало основным событием из тех, которые происходили в связи с террористическими актами 11 сентября 2001 года. Две главные башни комплекса ВТЦ были поражены угнанными коммерческими авиалайнерами: южная башня 2 WTC обрушилась в 09:59, через час после того, как в нее врезался самолет; северная башня 1 WTC последовала за ней в 10:28. В общей сложности в башнях погибло 2594 человека. Обрушение башен нанесло серьезный урон всем остальным строениям комплекса ВТЦ, а также окружающим зданиям.

Многие не знают, что в тот же день в 17:20 обрушилось 47-этажное здание 7 WTC, располагавшееся через улицу от главных башен, оно стало третьим полностью разрушенным зданием ВТЦ. В отличие от двух башен-близнецов, обрушение 7 WTC было предсказано за несколько часов, и все люди из здания были эвакуированы.

Разрушение башен ВТЦ оказалось неожиданностью для строительных инженеров. «До 11 сентября, – писал журнал New Civil Engineer, – мы совершенно искренне не могли предположить, что строение такого масштаба может постигнуть подобная судьба». Несмотря на то, что повреждения от ударов самолетов были весьма серьезны, они затронули всего несколько этажей каждого здания. Для инженеров стало вызовом выяснить, каким образом подобные локальные повреждения стали причиной полного прогрессирующего коллапса трех, одних из самых больших в мире, зданий.

Федеральное агентство чрезвычайных ситуаций (FEMA) завершило изучение обстоятельств трагедии в мае 2002 года. Агентство признало, что конструкция башен ВТЦ соответствовала требованиям, разрушение башен объясняется действием чрезвычайных факторов, находящихся вне возможностей контроля проектировщиков и строителей (по нашей терминологии – запроектные факторы). FEMA высказало предварительное мнение, что разрушение, возможно, было вызвано ослаблением конструкций, поддерживающих перекрытия этажей. В тот момент, когда поддерживающие фермы на этажах зоны удара отделились от центральных опорных колонн, верхние этажи стали падать на нижние, и здание «сложилось».

Предложенная FEMA версия была впоследствии отвергнута в процессе завершившегося в сентябре 2005 года более детального расследования, произведенного Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Так же как и FEMA, NIST не имел претензий к конструкции башен ВТЦ, отмечая, что сами атаки, а также величина нанесенных зданиям повреждений были далеко за пределами всего того, что когда-либо происходило в США. NIST объяснял разрушение башен тем, что оседающий пол (точнее, перекрытие) загнул внутрь внешние колонны здания, что вызвало обрушение верхних этажей.

20 ноября 2008 года NIST опубликовал окончательный отчет по падению 7 WTC. В отчете NIST основной причиной разрушения назывался пожар вместе с отсутствием воды для борьбы с огнем у пожарных и в системе автоматического пожаротушения. NIST восстанавливает последовательность событий следующим образом: в 10:28 обломки от падающего 1 WTC вызвали повреждения в рядом стоящем 7 WTC. Также возникли возгорания, вероятно, от горящих обломков из 1 WTC. К 7 WTC сразу приехали пожарные, но в 11:30 обнаружили, что в пожарных гидрантах нет воды для борьбы с огнем – вода поступала из городской системы водоснабжения, разрушенной в результате падений башен 1 WTC и 2 WTC. Пожарный департамент Нью-Йорка, опасаясь за жизнь пожарных в случае разрушения 7 WTC, в 14:30 отозвал пожарных и прекратил борьбу за сохранение здания. Огонь наблюдался на 10 этажах от 7-го до 30-го, а на этажах 7-9 и 11-13 пожар вышел из под контроля. Тепловое расширение нагревшихся до приблизительно 400°C балок вокруг колонны 79 в восточной части здания в районе 13-14 этажа привело к провалу ослабленных пожаром перекрытий (сталь не теряет свои прочностные характеристики при температуре 400 градусов, но начинает ослабевать при температурах выше 800 градусов), смежных с колонной 79, с 13-го до 5-го этажа. Разрушение перекрытий лишило колонну 79 горизонтальной поддержки, и она начала изгибаться, что стало непосредственной причиной полного разрушения здания через несколько секунд. Изгиб колонны 79 привел к переносу нагрузки на колонны 80 и 81, которые также начали изгибаться, в результате чего были разрушены все связанные с этими колоннами перекрытия до верха здания. Падающие перекрытия разрушили ферму 2, что привело к падению колонн 77, 78 и 76. В результате увеличения нагрузки, перешедшей с согнувшихся колонн, падения сверху обломков перекрытий и отсутствию горизонтальной поддержки со стороны разрушенных перекрытий все внутренние колонны с востока на запад стали последовательно изгибаться. Вслед за этим в районе этажей 7-14 начали изгибаться и внешние колонны, на которые перешла нагрузка с опустившихся внутренних колонн и центра, и все этажи выше согнутых колонн начали опускаться вниз как единое целое, что завершило окончательное разрушение здания в 17:20.

Некоторые авторы критиковали решение городских властей о размещении на 23-м этаже 7 WTC штаб-квартиры Офиса чрезвычайных ситуаций (англ. Office of Emergency Management). Предполагалось, что это могло стать существенным фактором в разрушении здания. Особенно отмечалось размещение в здании больших резервуаров с дизельным топливом, которые должны были служить для питания аварийных электрогенераторов. NIST пришел к выводу, что дизельное топливо не сыграло роли в разрушении здания, но быстрая эвакуация Офиса чрезвычайных ситуаций стала одной из причин плохого взаимодействия различных служб и потери контроля над ситуацией. Основной причиной разрушения здания стал пожар, повреждения от обломков падающего 1 WTC ускорило падение здания, но расчеты NIST показали, что 7 WTC разрушилось бы и от одного только неконтролируемого пожара.

 

Теория FEMA «стопка блинов»

В своих ранних расследованиях FEMA разработало теорию, объясняющую коллапс башен ВТЦ, названную «теорией стопки блинов» (англ. pancake theory). Согласно этой теории произошло разрушение соединения между поддерживающими пол фермами и колоннами здания, в результате чего пол провалился этажом ниже, создав для его конструкции нагрузки, на которые тот не был рассчитан. Некоторые отдельные публикации предлагали другие наборы факторов, вызвавших коллапс башен, но в целом большинство приняло эту теорию.

Основным ключевым фактором в данной теории оставались пожары. Томас Ига, профессор материаловедения MIT, описывал пожары как «наиболее непонятную часть коллапса башен ВТЦ». Несмотря на то, что первоначально считалось, что пожары «расплавили» стальные конструкции, Ига заявил, что «температура пожаров в башнях ВТЦ была необычно большой, но все же определенно недостаточной для того, чтобы вызвать расплавление или серьезное размягчение стали». Возгорание авиационного керосина как правило приводит к обширным пожарам, но эти пожары не имеют очень высокой температуры. Это привело Ига, FEMA и других исследователей к мнению, что существовала слабая точка, и этой точкой были названы крепления пола к несущим конструкциям здания. Из-за пожара эти крепления ослабли и, когда они разрушились под весом пола, начался коллапс. С другой стороны, отчет NIST полностью и недвусмысленно заявляет о том, что эти крепления не были разрушены. Мало того, именно их прочность и явилась одной из основных причин обрушения, поскольку через них на периферийные колонны было передано усилие, согнувшее колонны внутрь. Напомним, что при температурах выше 400-500 °C происходит резкое снижение предела прочности и предела текучести (в 3-4 раза), при 600 °C они близки к нулю и несущая способность стали исчерпывается.

Более подробно о трагедии Всемирного торгового центра будет рассказано в N 9/2021 нашего журнала (20 лет со дня трагедии).

 

Рекомендации по защите жилых каркасных зданий при чрезвычайных ситуациях

Вернемся из США к рекомендациям по защите жилых каркасных зданий при чрезвычайных ситуациях, утвержденных указанием Москомархитектуры от 18.10.2002 N 68.

Пожары являются частным случаем ЧС. Мероприятия по выполнению требований противопожарных норм защищают отдельные элементы здания только от воздействия пожара, а в случае других ЧС могут оказаться бесполезными. Поэтому в Московских нормах было принято положение о необходимости защиты здания в целом от прогрессирующего обрушения при ЧС любого типа, а требования по огнестойкости отдельных конструктивных элементов трактуются с учетом защищенности здания от прогрессирующего обрушения.

Рекомендации составлены на основе анализа обширной научной и нормативной зарубежной литературы и по результатам научных исследований проблемы защиты зданий от прогрессирующего обрушения.

 

Основные положения

Жилые каркасные здания должны быть защищены от прогрессирующего (цепного) обрушения в случае локального разрушения их несущих конструкций при аварийных воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации зданий (взрывы, пожары, ударные воздействия транспортных средств и т.п.).

Каркасные здания имеют несущие элементы, которые невозможно защитить от прогрессирующего обрушения конструктивными мероприятиями. Это ключевые элементы каркаса (в первую очередь колонны), и для повышения устойчивости здания против прогрессирующего обрушения при ЧС следует резервировать для этих элементов дополнительную прочность, поэтому то понимание защиты от прогрессирующего обрушения, которое пришло от панельных зданий[4], для каркасных зданий трактуется иначе.

Конструктивная система каркасного здания должна обеспечивать его прочность и устойчивость в случае локального воздействия на отдельные элементы, не предусмотренного условиями нормальной эксплуатации здания как минимум на время, необходимое для эвакуации людей. Перемещения конструкций и раскрытие в них трещин в рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничивается.

Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать:

- конструктивными мерами, способствующими развитию в ригелях и их соединениях пластических деформаций при предельных нагрузках;

- рациональным решением системы конструктивных связей, отдельных узлов и элементов соединений и стыков.

Реконструкция здания (в частности, перепланировка квартир) не должна снижать устойчивости здания против прогрессирующего обрушения.

 

Расчет каркасных жилых зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения

Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения проверяется расчетом на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и временные длительные нагрузки, а также одно из гипотетических воздействий на конструкции здания.

Постоянная и временная длительная нагрузка должна определяться по «СП 20.13330.2016. Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»[5]. При этом коэффициенты сочетаний нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузкам к постоянным и длительным нагрузкам следует принимать равными единице.

Гипотетические воздействия на несущие конструкции учитываются тем, что проводятся расчеты здания при различных локальных воздействиях, каждое из которых соответствует одному из возможных ЧС.

Рекомендуется принимать следующие локальные воздействия:

- карстовая воронка диаметром 6 м, расположенная в любом месте под фундаментом здания (для карстоопасных районов);

- повреждение перекрытия общей площадью до 40 кв. м;

- неравномерные осадки основания;

- горизонтальная нагрузка на вертикальные несущие элементы 3,5 т для стержневых и 1 т для пластинчатых на 1 кв. м поверхности рассматриваемого элемента в пределах одного этажа (коэффициент надежности по нагрузке равен единице).

При расчете зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения нормативные сопротивления материалов принимаются в соответствии с «СНиП 2.03.01-84*. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции[6]« и СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»[7]. Расчетные характеристики сопротивления материалов, определяемые делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности для бетонных и железобетонных конструкций, повышают за счет использования коэффициентов надежности, указанных в табл. 1. Кроме того, расчетные сопротивления умножают на коэффициенты условий работы, учитывающие малую вероятность аварийных воздействий и интенсивный рост прочности бетона в первый период после возведения здания, а также возможность использования арматуры и металлических конструкций и элементов за пределом текучести материала.

Коэффициенты условий работы для бетона принимают по таблице 2, для арматуры всех классов вводится единый коэффициент «гамма»s = 1,1.

Расчетные сопротивления прокатной стали принимаются по СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции» с учетом допустимости работы пластичных сталей за пределом текучести. Коэффициент условий работы для пластичных сталей принимается равным 1,1.

 

Таблица 1

 

Материал

Напряженное состояние или характеристика материала

Условное обозначение

Коэффициент надежности по материалу

Бетон

Сжатие

«гамма»b

1,15

Растяжение

«гамма»bt

1,25

 

Для расчета зданий на устойчивость к прогрессирующему обрушению рекомендуется использовать пространственную расчетную модель.

Такая модель может учитывать элементы, которые при нормальных эксплуатационных условиях являются ненесущими, а при наличии локальных воздействий активно участвуют в перераспределении нагрузки.

 

Таблица 2

 

Факторы, обуславливающие введение коэффициентов

Условное обозначение

Коэффициент условий работы

1. Конструкции бетонные

«гамма»b1

0,9

2. Нарастание прочности бетона во времени, кроме бетонов класса В50 и выше, бетонов на глиноземистом цементе, алюминатных и алитовых портландцементах

«гамма»b2

1,25

3. Элементы заводского изготовления (бетонные и железобетонные)

«гамма»b3

1,15

 

Упругая модель здания должна быть рассчитана на локальное воздействие и позволять учитывать изменившийся характер работы элементов.

Полученные при упругом расчете усилия в отдельных элементах должны сравниваться с их расчетными несущими способностями. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения при этом будет обеспечена, если для любого элемента соблюдается условие F <= S, где F и S – соответственно усилие в элементе, найденное из упругого расчета, и его расчетная несущая способность.

В случае обеспечения пластичной работы конструктивной системы в предельном состоянии расчет рекомендуется проводить методом теории предельного равновесия.

Каркасные здания, надземная часть которых запроектирована на расчетную сейсмику 6 баллов (независимо от категории грунтов основания), можно не рассчитывать на устойчивость против прогрессирующего обрушения. При этом для расчета в соответствии с СП 14.13330.2018 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»[8] принимать необходимые коэффициенты по экстраполяции. По результатам этого расчета должны быть запроектированы узлы и связи в соответствии с «СНиП 2.03.01-84*. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции»[9] и СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»[10].

При расчетах на воздействие ЧС нормальные силы в колоннах, усилия сдвига между колоннами и диафрагмами, полученные без учета неравномерных осадок фундаментов[11], рекомендуется увеличивать на 15%.

Связи, соединяющие перекрытия с колоннами, ригелями, диафрагмами и стенами, должны удерживать перекрытие от падения (в случае его разрушения) на нижележащий этаж. Связи должны быть рассчитаны на нормативный вес половины пролета перекрытия с расположенным на нем полом.

В перекрытиях необходимо предусматривать участки (скрытые распорки), запроектированные в соответствии с требованиями пожарной безопасности по степени огнестойкости, предъявляемыми к несущим конструкциям. Эти участки, имеющие арматуру, расположенную с увеличенным защитным слоем, соединяют вертикальные несущие конструкции и обеспечивают устойчивость здания при ЧС (прогибы конструкций и раскрытие в них трещин не ограничиваются). Количество и места расположения арматуры определяются расчетом. Указанная арматура может учитываться при расчетах на эксплуатационные и монтажные нагрузки.

Вся остальная арматура может проектироваться в соответствии с требованиями пожарной безопасности к перекрытиям междуэтажным, в том числе чердачным и над подвалом.

В случае применения сборных плит перекрытия, в которых нет такой арматуры, необходимо устраивать специальные монолитные участки или проводить альтернативные мероприятия (например, устройство специальных распорок).

 

Конструктивные требования

Основное средство защиты жилых зданий от прогрессирующего обрушения – резервирование прочности несущих элементов, обеспечение необходимой несущей способности колонн, ригелей, диафрагм, дисков перекрытий и стыков конструкций. Создание неразрезности перекрытий, повышение пластических свойств связей между колоннами и ригелями, между перекрытиями и конструкциями каркаса, вовлечение в работу пространственной системы ненесущих элементов.

Связи между сборными элементами, устанавливаемые по расчету на нормальные эксплуатационные или монтажные нагрузки или по конструктивным соображениям, следует проектировать с учетом возможности аварийных локальных разрушений. Для эффективного решения проблемы защиты зданий от прогрессирующего обрушения с учетом всех задач проектирования при нормальных эксплуатационных и монтажных условиях наиболее предпочтительна следующая система связей:

- горизонтальные продольные и поперечные связи между плитами перекрытий, обеспечивающие необходимую прочность дисков перекрытий при растяжении и сдвиге;

- горизонтальные связи между навесными наружными стенами и дисками перекрытий, обеспечивающие устойчивость и работу на ветровые и температурные воздействия навесных стеновых панелей.

Эффективная работа связей, препятствующих прогрессирующему обрушению, возможна лишь при обеспечении их пластичности в предельном состоянии: необходимо, чтобы после исчерпания несущей способности связь не выключалась из работы и допускала без разрушения сравнительно большие абсолютные деформации (порядка нескольких миллиметров).

Для обеспечения пластичности соединений сборных элементов они должны включать специальные пластичные элементы, выполненные из пластичной листовой или арматурной стали.

Растянутая линейная связь между сборными элементами, как правило, представляет цепочку последовательно соединенных элементов: анкер закладной детали, закладная деталь, собственно связь, закладная деталь второго элемента и ее анкер. В силу случайной изменчивости сопротивлений отдельных элементов этой цепи и их соединений предельное состояние всего стыка определяется слабейшим звеном. Соответственно реальная пластичность всего соединения зависит от того, какой элемент окажется слабейшим:

- если произойдет выкалывание бетона, в котором анкеруется закладная деталь, то разрушение будет носить хрупкий характер с весьма незначительными абсолютными деформациями, предшествующими выключению связи из работы;

- если разрушится одно из сварных соединений, то, хотя при качественной сварке пластичность и проявится, в силу малой протяженности самого разрушаемого звена абсолютные деформации, предшествующие выключению связи из работы, будут сравнительно невелики;

- только в том случае, когда слабейшим звеном соединения окажется собственно металлическая связь, все соединение проявит максимально возможные пластические свойства.

Соединения сборных элементов, препятствующие прогрессирующему обрушению каркасных зданий, должны проектироваться неравнопрочными; при этом элемент, предельное состояние которого обеспечивает наибольшие пластические деформации соединения, должен быть наименее прочным. Для выполнения этого условия рекомендуется рассчитывать все элементы соединения, кроме наиболее пластичного, на усилие, в 1,5 раза превышающее несущую способность пластичного элемента: например, анкеровку закладных деталей и сварные соединения рекомендуется рассчитывать на усилие в 1,5 раза большее, чем несущая способность самой связи.

При этом несущую способность связи следует определять в соответствии со СНиП II-23-81* по формуле:

 

N = AnRy «гамма»с

 

при «гамма»с = 1.

 

Необходимо особо следить за фактически точным исполнением проектных решений пластичных элементов – замена их более прочными недопустима.

Эффективность сопротивления прогрессирующему обрушению здания требует пластичной работы в предельном состоянии не только связей, но и других конструктивных элементов. В частности, необходимо:

- несущие конструкции каркаса здания проектировать так, чтобы пластические шарниры образовывались в ригелях, а не в колоннах каркаса;

- шпоночные соединения проектировать так, чтобы прочность отдельных шпонок на срез была в 1,5 раза больше их прочности при смятии.

Сечения связей в дисках перекрытия (указанных в п. 3.2 типов) должны определяться расчетом на эксплуатационные, монтажные или рассматриваемые здесь аварийные воздействия, но не менее требуемых для обеспечения восприятия растягивающих усилий следующих величин:

- для горизонтальных связей, расположенных в перекрытиях вдоль длины протяженного в плане здания, – 15 кН (1,5 тс) на 1 м ширины здания;

- для горизонтальных связей, расположенных в перекрытиях перпендикулярно длине протяженного в плане здания, а также для горизонтальных связей в зданиях с компактным планом – 10 кН (1,0 тс) на 1 м длины здания;

- для горизонтальных связей между бетонными и железобетонными навесными наружными панелями и дисками перекрытий – не менее 10 кН (1 тс) на 1 м длины стены.

Расстояние между связями следует назначать не более чем 3,6 м.

В каркасных зданиях следует отдавать предпочтение монолитным перекрытиям, особенно в зданиях, где имеются помещения с большими площадями (более 40 кв. м).

Плиты покрытия и перекрытий, как сборные, так и монолитные, должны быть надежно связаны с несущими конструкциями каркаса связями, а сборные плиты – друг с другом.

Предпочтительно перегородки проектировать из листовых материалов по каркасу либо едиными сборными элементами – железобетонными или гипсолитовыми. Перегородки из штучных материалов объемной массой менее 500 кг/куб. м не рекомендуются.

Перегородки должны быть надежно соединены с перекрытиями связями, исключающими горизонтальные перемещения, но допускающими взаимное вертикальное перемещение, т.е. свободный прогиб перекрытий при статической нагрузке. Вместе с тем конструкция крепления перегородки к вышележащему перекрытию должна обеспечивать ее зависание в случае обрушения нижележащего перекрытия. Это относится в первую очередь к помещениям над нежилыми первыми этажами.

Перегородки рекомендуется соединять вертикальными стыками с соседними перегородками, колоннами, стенами металлическими связями. Связи должны быть рассчитаны на восприятие собственного веса перегородок.

 

Источник: журнал «Гражданская оборона и защита от чрезвычайных ситуаций в учреждениях, организациях и на предприятиях» N 6/2021.

 

 

 

 

[1] Пожары могут быть отнесены и к природным ЧС, но чаще они возникают по причинам, связанным с деятельностью людей.

[2] Взрыв в одной из квартир 22-этажного дома Ronan Point в Лондоне, где были соблюдены все строительные нормы и правила, повлек за собой прогрессирующее обрушение. Авария произошла из-за того, что схема конструкции была аналогична карточному домику. Эта трагедия унесла жизни четверых человек.

[3] Раздел подготовлен по материалам https://ru.wikipedia.org/wiki/

[4] Для панельных зданий это требование означает следующее. В случае аварийных воздействий допускаются локальные разрушения несущих конструкций (полное или частичное разрушение отдельных стен в пределах одного этажа и двух смежных осей здания), но эти первичные разрушения не должны приводить к обрушению или к разрушению конструкций, на которые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными аварийным воздействием.

[5] Утверждено приказом Минстроя России от 03.12.2016 N 891/пр (ред. от 28.01.2019).

[6] Утверждено Постановлением Госстроя СССР от 20.08.1984 N 136 (ред. от 12.11.1991).

[7] Утверждено приказом Минстроя России от 27.02.2017 N 126/пр.

[8] Утверждено приказом Минстроя России от 24.05.2018 N 309/пр.

[9] Утверждено Постановлением Госстроя СССР от 20.08.1984 N 136 (ред. от 12.11.1991).

[10] Утверждено приказом Минстроя России от 27.02.2017 N 126/пр.

[11] Эта рекомендация не относится к расчетам на образование карста под фундаментом.

 

Другие статьи по теме
Категория: Защита от ЧС (РСЧС) | Добавил: ЦИПЗО (21.07.2022)
Просмотров: 58