асчет на прогрессирующие обрушение.
ведение.
Выполнен расчет несущих конструкций секций проектируемого комплекса многоквартирных жилых домов со встроенными помещениями обслуживания, встроенно-пристроенными гаражами, встроенно-пристроенными дошкольными общеобразовательными учреждениями, встроенным амбулаторно-поликлиническим учреждением, молодежным клубом, проездом общего пользования и озеленением общего пользования, расположенного по адресу: Ленинградская область, Всеволожский район, территория ограниченная линией железной дороги Санкт-Петербург - Приозерск, границей МО "Муринское сельское поселение", полевой дорогой поселок Бугры - деревня Лаврики и границей населенного пункта деревня Лаврики.
сходные данные
2.1 Исходная документация.
· «Технический отчет об инженерно-геологических условиях строительства жилого комплекса» (шифр 26-13), выполненный ЗАО «Лен ТИСИЗ» в 2013г, рег. №452/13 от 27 февраля 2013г.
· Объемно - планировочные решения (раздел 2/05-3-АР), разработанные ООО «НСК-Проект».
2.2 Основные положения.
· За относительную отметку 0.000 принята отметка чистого пола жилых помещений первого этажа, которая соответствует абсолютной отметке +24.500 в БСК.
· Все основные несущие конструкции выполнены из железобетона.
· Уровень ответственности здания – II (нормальный).
· Степень огнестойкости –I.
| Несущие элементы здания | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные | Лестничные клетки | |
| Внутренние стены | Марши и площадки лестниц | |||
| R 120 | E 30 | REI 60 | REI 120 | R 60 |
Секции отделены друг от друга противопожарными преградами I-ого типа. Каждая секция делится противопожарной преградой Iтипа (перекрытия над подвалом и над встроенными помещениями) на два пожарных отсека. Предел огнестойкости противопожарной преграды I типа REI 150.
· Класс конструктивной пожарной опасности С0;
· Все конструкции обеспечивают противопожарные требования, предъявляемые к зданиям данной этажности. Строительные конструкции имеют класс пожарной опасности К0.
2.3 Техническая документация.
Разработка конструкций произведена с учетом требований следующих нормативных документов:
| · СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07.85*) | «Нагрузки и воздействия» |
| · ГОСТ 54257-2010 (ГОСТ 27751-88) | «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету» |
| · СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*) | «Основания зданий и сооружений» |
| · СП 50-101-2004 | «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» |
| · СП 24.13330.2011 (СНиП 2.02.03-85) | «Свайные фундаменты» |
| · СНиП 52-01-2003 | «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» |
| · СП 52-101-2003 | «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» |
| · СП 52-103-2007 | «Железобетонные монолитные конструкции зданий» |
| · СНиП 21-01-97* | «Пожарная безопасность зданий и сооружений» |
| · Пособие по проектированию жилых зданий, выпуск 3 | «Рекомендации по определению податливости соединений элементов несущих конструкций» |
| · ТСН 50-302-2004 | «Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге» |
2.4 Нагрузки принятые в расчете.
Нагрузки, участвующие в расчете (см.табл.1) приняты на основании СП 20.13330. 2011 «Нагрузки и воздействия».
Табл.1
| № | Наименование | qн, тс/м2 | f | q, тс/м2 |
| Собственный вес ж/б конструкций | 2,5·h | 1.1 | 2,75·h | |
| Полезная равномерно – распределенная нагрузка: | 0,15 | 1,3 | 0,2 | |
| 0,2 | 1,2 | 0,24 | ||
| 0,3 | 1,2 | 0,36 | ||
| 0,35 | 1,2 | 0,42 | ||
| 0,5 | 1,2 | 0,6 | ||
| Чистый пол | 0,09 | 1,3 | 0,12 | |
| Перегородки | 0,07 | 1,3 | 0,91 | |
| Покрытие кровли | 0,23 | 1,2 | 0,28 | |
| Наружные ограждающие конструкции | 0,8тс/м | 1,2 | 0,96тс/м | |
| Снеговая нагрузка | 0,128 | 1,4 | 0,18 | |
| Ветровая нагрузка | Принята по СП 20.13330. 2011 для II ветрового района, тип местности А |
Горизонтальная ветровая нагрузка рассчитана по СП 20.13330. 2011 «Нагрузки и воздействия» и представляет собой сумму средней и пульсационной составляющей. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm на высоте z над поверхностью земли рассчитано по формуле wm=w0·k·c, где w0=30 кг/см2, нормативное значение ветрового давления (для II-го ветрового района), k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте принят для типа местности А c=1.4, аэродинамический коэффициент по приложению 4 [ 4 ] Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки wр на высоте z над поверхностью земли приближенно рассчитано по формуле wp=wm·kр, где wр нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки (принят для II-го ветрового района) kp =0.7 коэффициент пульсационной составляющей ветровой нагрузки, принят постоянным по максимальному значению на высоте 76 м.
онструктивные решения.
Строительная система секций здания со встроенными помещениями представляет собой монолитный железобетонный каркас с комбинированной колонно-стеновой и перекрестно-стеновой конструктивной схемой для секций без встроенных помешений с перекрестно-стеновой конструктивной схемой . Шаг вертикальных несущих конструкций не регулярный. Поперечные стены имеют шаг от 3 до 6,2 м, продольные стены расположены по центру секций на расстоянии 1,7 м друг от друга. Шаг колонн в подвале и 1 этаже секций со встроенными помещениями от 3,3 м до 5,01 м.
Прочность и устойчивость секций зданий обеспечивается за счет совместной работы монолитных железобетонных стен и колонн расположенных в 2-х направлениях, связанных между собой жесткими дисками плит перекрытий и покрытий.
Стены подвальной части здания выполнены из монолитного железобетона класса B25W8F100 толщиной 200 мм.
Перекрытие над подвалом из монолитного железобетона класса B25W4F100 толщиной 200 мм.
Несущие стены с 1 по 4 этаж из монолитного железобетона класса B25W4F75 толщиной 200 мм, несущие стены начиная с 5 этажа из монолитного железобетона класса B25W4F75 толщиной 160 мм.
Колонны расположенные в подвале и 1 этаже секций со встроенными помещениями имеют сечение 400х800 и 400х1000 мм. Материал колонн - монолитный железобетон класса B25W4F75.
Плиты перекрытий над жилыми этажами и плита покрытия запроектированы из монолитного железобетона класса B25W4F75 толщиной 160 мм.
Плиты перекрытий над встроенно-пристроенными помещениями и над техническим этажом запроектированы из монолитного железобетона класса B25W4F75 толщиной 200 мм.
Балки перекрытия имеют сечения 400х500(h), 400х600(h), 250х500(h), запроектированы из монолитного железобетона класса В25W4F75.
Лестничные марши сборные железобетонные с опиранием на монолитные железобетонные лестничные площадки.
Шахты лифтов отделены деформационным швом от плит перекрытий и выполнены из монолитного железобетона класса B25W4F75, толщина стен лифтовых шахт 200мм.
Фундаменты под здания свайные. В качестве ростверков принята сплошная железобетонная плита толщиной от 700 мм для 15 - ти этажных секций до 900 мм для 24 этажных секций. Материал всех плит ростверков - монолитный железобетон класса B25W8F100. Опорным слоем для плит ростверков является слой ИГЭ 2 супеси пластичные, пылеватые, тиксотропные, коричневые, с частыми прослоями песков пылеватых, насыщенных водой, с редким гравием. Плита ростверка выполнена по подбетонке из тощего бетона класса В7,5 толщиной 100мм. Оголовки свай заделаны в плиту ростверка на 50 мм, арматура свай заведена в плиту ростверка на 830 мм.
В проекте приняты забивные железобетонные сваи цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой марки 160.35-13 из бетона класса B30 по серии 1.011.1-10. Расчетная нагрузка на сваю принята равной 140 т для 24-этажных и 100т для 15-этажных секций по результатам статического зондирования. Опорным слоем для свай служит слой ИГЭ10 супеси твердые, пылеватые, с линзами песков пылеватых, насыщенных водой, с гравием и галькой до 20%.
Строительная система гаража представляет собой монолитный железобетонный каркас с колонной конструктивной схемой. Шаг колонн 6х6 м. По периметру гаража расположены монолитные железобетонные стены.
Прочность и устойчивость здания обеспечивается за счет совместной работы монолитных железобетонных стен расположенных в 2-х направлениях, связанных между собой жестким диском плиты покрытия.
Стены расположенные по периметру гаража из монолитного железобетона класса B25W8F100 толщиной 200 мм.
Колонны гаража имеют сечение 400х400 мм из монолитного железобетона класса B25W4F100.
Плита покрытия над гаражом из монолитного железобетона класса B25W4F100 толщиной 250 мм.
Фундамент под гаражом запроектирован плитным, на естественном основании. Опорным слоем для фундаментной плиты является слой ИГЭ2 супеси пылеватые пластичные, коричневые, с прослоями песков пылеватых, влажных насыщенных водой. Плита фундамента толщиной 550 мм выполнена по подбетонке из тощего бетона класса В7,5 толщиной 100мм. Материал плиты фундамента - монолитный железобетон класса B25W8F100.
Осадки плитного фундамента определены с использованием коэфициентов постели С1 и С2 в программном комплексе "ЛИРА-САПР". Максимальная осадка плиты гаража - 10 мм. Максимальное давление под подошвой фундамента составляет - 5,2 т/м2.
езультаты расчета
Выполнены следующие расчеты пространственной схемы здания:
- Расчет пространственной схемы здания на свайном основании на расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки для определения усилий, передаваемых на фундаменты и усилий в колоннах и стенах.
- Расчет пространственной схемы секций для определения величин собственных колебаний, величин максимальных ускорений и величины пульсационной составляющей ветровой нагрузки.
- Расчет пространственной схемы на вертикальные и горизонтальные нагрузки для определения перемещений верха здания.
Результаты расчетов в графической форме представлены в «Приложении 2».
По результатам выполненных расчетов можно сделать следующие выводы:
Максимальное перемещение верха здания от ветровых нагрузок с учетом пульсации ветра - 70,4 мм. Полученные величины горизонтальных отклонений верха здания менее чем предельные равные 0.001·h = 0.001·76=0.076 м = 76 мм.
Величина максимального ускорения колебаний верхних этажей здания от действия пульсационной составляющей ветровой нагрузки с учетом 1 формы колебаний составляет 0,078 м/сек2, что меньше, чем максимально допустимое равное 0.08 м/сек2.
Осадки свайного фундамента определены с использованием модели условного фундамента на естественном основании в соответствии с пп. 7.4.6-7.4.9 СП 24.13330.2011. Максимальная осадка составляет -44 мм. Расчет осадки представлен в приложении "П1". Максимальная осадка сваи полученная при расчете пространственной модели секций в ПК "ЛИРА-САПР" составила - 15 мм.
Полученные значения осадки зданий меньше максимально-допустимой осадки равной 180 мм.
асчет на прогрессирующие обрушение.
Расчет на прогрессирующее обрушение производится согласно требованиям СТО-008-02495342-2009 «Предотвращение прогрессирующего обрушения железобетонных монолитных конструкций зданий».
Для расчета конструктивных систем комплекса на прогрессирующее разрушение рассматривается монолитный железобетонный каркас секции Х, так как в конструктивной схеме указанных секций явно присутствуют элементы, повреждение которых наиболее вероятно и может привести к наиболее тяжелым последствиям. К таким элементам относится стена по оси Д/Х м/о 1/Х-2/Х. При выключении из работы каркаса указанной стены образуются наибольшие пролеты, многократно увеличивается грузовая площадь.
При расчете монолитного железобетонного каркаса секций на прогрессирующее разрушение была использована пространственная расчетная модель секции Х дома №1, выполненная в программном комплексе "ЛИРА-САПР".
Расчет на прогрессирующее разрушение производился при действии нормативных постоянных и временных длительных нагрузок с расчетными значениями сопротивления бетона и арматуры; при расчете были приняты линейные жесткости элементов конструктивной системы.
Расчетная модель секций предусматривает возможность удаления (разрушения) отдельных вертикальных конструктивных элементов. Удаление одного или нескольких элементов изменяет конструктивную схему и характер работы элементов, примыкающих к месту разрушения либо зависших над ним. Модель здания была рассчитана отдельно с учетом данных локальных разрушений.
В качестве расчетной схемы гипотетических локальных разрушений была принята схема с удалением вышеназванной стены на отм. -4,000, так как в данном случае резко увеличивается грузовая площадь и увеличивается пролет перекрытия, то есть удаление данного элемента вероятнее всего может привести к прогрессирующему разрушению в прилегающей зоне.
Анализ результатов армирования показал, что установленная арматура (верхняя и нижняя фоновая арматура Ø12 А500С с шагом 200 в обоих направлениях, арматура усиления Ø12 А500С с шагом 100 — 200 мм) удовлетворяет результатам расчета, несущие конструкции способны противостоять прогрессирующему разрушению при данной схеме разрушения.
ыводы
По результатам расчета несущие конструкции здания удовлетворяют нормативным требованиям прочности, жесткости и устойчивости.
7. Приложение 1. Определение осадки условного фундамента.