Многоэтажные каркасные и стеновые здания и сооружения. Конструктивные мероприятия по защите зданий и сооружений различных конструктивных систем от прогрессирующего обрушения (*)
Основные конструктивные мероприятия по защите зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения – обеспечение:
- необходимой несущей способности конструктивных элементов и соединений между ними при аварийной ситуации, вызванной удалением одного несущего элемента;
- развития пластических деформаций в соединениях конструктивных элементов;
- в шпоночных соединениях прочности отдельных шпонок на срез в 1,5 раза выше их прочности на смятие;
- в болтовых соединениях прочности отдельных болтов на срез в 1,1 раза выше их прочности на смятие;
- пластичной работы сварных соединений в предельном состоянии в соответствии с СП 16.13330 и СП 266.1325800;
- достаточности длины зон анкеровки арматуры при ее работе как связи сдвига и растяжения в соответствии с СП 63.13330 и СП 266.1325800;
- в сечениях надпроемных перемычек, балок, ригелей, плит в предельном состоянии разрушения по изгибу, а не по срезу. СП 385.1325800.2018, пункт 9.1
Многоэтажные каркасные и стеновые здания и сооружения
Устанавливают внутренние связи в уровне каждого перекрытия или покрытия в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обеспечивающие несущую способность дисков перекрытий при растяжении и сдвиге и работающих на всей длине (рисунок 1).
Устанавливают контурные периферийные связи на расстоянии не более чем 1,2 м от края в каждом перекрытии или покрытии. Этими связями необходимо обеспечивать несущую способность дисков перекрытий и покрытий при растяжении и сдвиге. Связи следует проектировать на основании расчета на восприятие растягивающего усилия одной связью не менее 10 кН (1 тс) на 1 пог.м контура здания (сооружения).
Устанавливают горизонтальные связи по наружным колоннам или стенам в пределах перекрытий и покрытия. Этими связями следует обеспечивать восприятие усилий растяжения не менее 20 кН (2 тс) на 1 пог.м фасада здания (сооружения).
Устанавливают вертикальные связи, которые связывают колонны каркасного здания или сооружения на всю его высоту. Эти связи следует рассчитывать на растягивающие усилия, равные значению осевой продольной силы, которая действует в колонне любого из этажей при основных сочетаниях нагрузок. Стыковку связей не допускается выполнять в опорных узлах и середине высоты колонны, ее рекомендуется выполнять на 1/3–1/4 высоты этажа. СП 385.1325800.2018, пункт 9.2.4
Для обеспечения объединения балок перекрытия с плитой перекрытия расчетными связями (например, для сталежелезобетонного перекрытия) следует предусматривать объединение стальных балок с монолитным перекрытием с помощью стад-болтов или специальных упоров в соответствии с СП 266.1325800.
Обеспечивают жесткое сопряжение балок с колоннами минимум одного направления.
Вводят в несущую систему многоэтажного здания или сооружения аутригерные конструкции (рисунок 2, а) в виде систем перекрестных сплошных или сквозных ферм (рисунок 2, б, в), рассчитанных на восприятие усилий, определяемых в соответствии с результатами расчетов по первичной и вторичной расчетным схемам.
Предусматривают дополнительные конструктивные мероприятия для монолитных железобетонных зданий и сооружений:
- обеспечение восприятия вертикальными связями между низом колонн (пилонов, стен) и перекрытиями (балками, ригелями) растягивающих усилий, определенных в результате расчетов, но не менее 10 кН (1 тс) на м2 грузовой площади этой колонны (пилона, стены);
- покрытие и перекрытия следует связывать с колоннами (пилонами, стенами, балками, ригелями) расчетными связями;
- минимальную площадь сечения горизонтальной арматуры (суммарной для нижней и верхней арматуры) в монолитных железобетонных перекрытиях и покрытиях, как в продольном, так и в поперечном направлении, следует принимать не менее 0,25 % площади сечения бетона.
При этом необходимо обеспечить непрерывность указанной арматуры и стыковку (в том числе при возможном изменении расчетной схемы работы перекрытия или покрытия в результате локального разрушения) в соответствии с требованиями действующих нормативных документов СП 385.1325800.2018, пункт 9.2.4.
Для зданий и сооружений со стальным каркасом предусматривают следующие дополнительные конструктивные мероприятия:
- при проектировании стальных конструкций следует исключить возможность хрупкого разрушения конструктивных элементов и их узлов с соблюдением требований, изложенных в СП 16.13330, для исключения сочетания неблагоприятных факторов;
- для обеспечения пластичной работы конструктивной системы следует применять малоуглеродистые и низколегированные стали с относительным удлинением не менее 20 %;
- для повышения пространственной жесткости и устойчивости к прогрессирующему обрушению конструкций со стальным каркасом следует предусматривать эффективную систему связей. СП 385.1325800.2018, пункт 9.2.9
Связи должны быть запроектированы таким образом, чтобы они не выключались из работы и допускали без разрушения развитие необходимых деформаций для перераспределения силовых потоков после локального разрушения одного из несущих элементов.
(*) Пособие по проектированию мероприятий по защите зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Минстрой РФ. Москва 2020.
