[novinkov]

Производственное двухпролетное одноэтажное здание (24+12)х84м. Отметка до низа несущих конструкций 9.6 м. Перекрыто сегментными фермами и двутавровыми ж/б балками. Плиты покрытия - ребристые, пролет 6 м. Колонны ступенчатые, но подкрановые конструции демонтированы. На момент проектирования (1972 г) расчетная сейсмичность площадки - 6 баллов, соответственно конструктивное решение каркаса несейсмостойкое.
В связи с изменением карт сейсмического районирования площадка относится к расчетной сесмичности 7 баллов по картам А и B. Требуется выполнить технические мероприятия для повышения сейсмостойкости с учетом неопределенности дальнейшего срока эксплуатации (но не более 15 лет)
Интересует альтернатива традиционным способам формирования жесткого диска покрытия - т.е. замоноличиванию стыков с прокладкой арматурных каркасов и т.д. Заказчик просит рассмотреть возможность формирования жесткого диска без вскрытия кровли, возможно готов пойти на увеличение стоимости решения.
Можем ли мы обеспечить работу покрытия как жесткого диска за счет дополнительной системы связей по покрытию и предотвращения выпадения плит покрытий иными способами? На первый взгляд кажется, что это возможно. Но "дъявол - в деталях", может быть мы что-то недооцениваем. Хотелось бы услышать АРГУМЕНТИРОВАННЫЕ "за" и "против" от тех, кто НЕПОСРЕДСТВЕННО проектирует для сейсмических районов.

[wjea]

Njvinkоv
Полигональное расположение плит покрытия, естественным путём, обеспечивает жесткость диска покрытия и исключает необходимость постановки над опорных каркасов в швах плит, да и заливки швов тоже. Вам надо разработать узел приварки накладного элемента крепления опор плит к ферме. Так, чтобы обеспечить надёжное крепление каждой плиты, во всех четырёх точках её опоры, к поясу, и так, по всему диску покрытия. Я это к тому, что в не сейсмических районах, приварка, зачастую только в трёх точках.
Возьмите « Руководство по проектированию производственных зданий с каркасом из железобетонных конструкций для сейсмических районов» и обеспечьте постановку системы связей по фермам.
Раз вы сняли подкрановые балки, возможно у Вас пройдёт здание и без вертикальных связей по колоннам. Просмотрите все узлы крепления ферм к колоннам.

[novinkov]

to wjea:
1. Поясните, пожалуйста, для какой цели требуется приварка плит покрытия в ЧЕТЫРЕХ точках? В условиях данного объекта это не реализуемо. К тому же в "Пособии по проектированию ..." достаточно трех точек - п.3.29 (а). Если это связано с опасностью выпадения плит, то мы прорабатывем другие варианты их закрепления. Если это направлено на формирование жесткого диска, то это не избавляет от необходимости введения дополнительной системы горизонтальных и вертикальных связей по покрытию.
2. Поясните, пожалуйста, фразу о ЕСТЕСТВЕННОМ формировании жесткого диска покрытия в полигональных фермах. Я исхожу из того, что жесткий диск покрытия требуется для равномерного перераспределения сейсмических нагрузок между всеми рамами при возможной перегрузке некоторых из них. В чем особенность работы диска покрытия полигональных ферм при перераспределении сейсмических нагрузок между поперечными рамами. Даже в фермах с параллельными поясами мы вынуждены выполнять ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ мероприятия для создания этогго диска. А по мере увеличения угла наклона плит (ближе к опорам ферм), жесткость диска будет уменьшаться. В пределе - вертикальная плита => близкая к нулю жесткость. Или я здесь в чем-то ошибаюсь?
3. По расстановке связей. "Пособие по проектированию каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах" регламентирует дополнительные требования по постановке ВЕРТИКАЛЬНЫХ связей по покрытию. Но речь идет о дополнительной системе ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ связей по периметру пролетов с целью перераспределить сейсмическую нагрузку между несколькими рамами в случае перегрузки одной из них. Вопрос в том, будет ли эта система полноценной заменой традиционному диску покрытия с зачеканкой швов, прокладкой каркасов, наличием шпонок и т.п.
4. Вопрос к теоретикам сейсмостойкости. СНиП II-7-81* п.3.9 и 3.10 жестко регламентирует способы формирования диска покрытия. Эти фиксированные требования связаны только с ЭКОНОМИЧЕСКОЙ нецелесообразностью других способов или с низкой надежностью и ТЕХНИЧЕСКОЙ неэффективностью других способов?
5. А каково, собственно, предназначение жестких дисков покрытия? Перераспределение сесмических нагрзок? Предотвращение выпадение плит покрытия? Или иное?

[wjea]

Novinkov

Давайте проследим с Вами действие сейсмической силы на здание, и из этого, попробуем осознано вывести мероприятия по обеспечению его прочности , и сравним с требованием нормативов.

Сейсмический толчок, на здание. Первая форма колебания, она даёт в Вашем здании, максимальное усилие на основные конструкции. Рассматриваем продольное направление. Сейсмическая волна мгновенно старается через фундамент и колонны, узлами сопряжения колонн и ферм сдвинуть весь блок покрытия, то есть вывести его из состояния покоя.
Основная масса блока покрытия это плиты со всем пирогом, надстройками и снегом, Вся эта масса, сопротивляется смещению, только в точках приварки опор плит к закладным деталям ферм, больше нечем.
И ещё примечание. Сейсмический удар, по зданию, только для удобства расчета приведен к упорядоченному направлению, а фактически наряду с направлением основного удара, происходят колебания во всех направлениях, это то, что яйцеголовые называют стохастическим колебанием.
Теперь рассмотрим мероприятия сверху, в низ.
Для того, что бы максимально равномерно передать горизонтальные силы от покрытия на пояса ферм, надо по возможности превратить его в жесткий диск.
При плоском покрытии -- плиты с залитыми швами, шпонками и над опорными каркасами, обеспечивают жесткость диска, и не провар, некоторых опор плит может компенсироваться перераспределением усилия на остальные узлы по всему диску.
При полигональном изгибе диска (Ваш случай), общее перераспределение, обеспечивается за счет жесткости изогнутой скорлупы которую организует форма поясов ферм. Но для этого необходима надлежащая приварка всех опор плит. Если Вы не приварите по одному углу в Вашем случае. То из всего покрытия, в одном пролёте может произойти сочетание совпадения , когда две плиты рядом не приварены, а в соседнем пролете две плиты рядом приварены, и мы получим таран, на верхний пояс фермы.
Я не понял , что Вы сказали о связях по фермам. Их надо выполнить, согласно руководству и вашей сейсмичности. При том, если у Вас проходят на прочность колонны без связей, а это скорее всего, то систему связей по фермам ни с какими рамами связывать не надо.
Они просто должны обеспечить устойчивость ферм в блоке покрытия.

[Emil]

Я так понял что сеймичность района 7 баллов. По результатам геологии к кокому типу грунта относятся грунты плошадки (по Таб.1 СНиП II-7-81) Сейсмичность площадки в зовисимости от типа грунта может увеличиться или снизится. Кроме этого какое назначение у здания?(посмотрите Таб.5 СНиП II-7-81) А насчет приварки панелей покрытия я согласен с wjea, надо делать жесткий диск.

А требования пунктов 3.9 и 3.10 связаны и с общей устойчивостю здания в целом а также напряжениями местного характера.

И еше расчитайте здание в обеих направлениях на сейсмику.( Скорее всего пройдет. Но будте внимательны при выборе расчетный схемы в продольном направлении. )

[novinkov]

to Emil:
1. Речь идет о сейсмичности ПЛОЩАДКИ. Это однозначно сказано в самом первом сообщении.
2. О какой таблице 5 идет речь? Табл. 4 и 5 исключены из действующей редакции СНиПа (ред 2000 г.).
3. Насчет п.3.9 и 3.10, я думаю, Вы ошибаетесь (см. ниже).

to wjea и Emil:
За выходные я ответил на некоторые вопросы, которые сам себе и поставил. Попутно выяснил причину взаимного непонимания.
Мне кажется, что Вы меняете местами причину и следствие. Причина - это назначение (или цель создания) жесткого диска покрытия. Следствие - обеспечить условия при которых он будет выполнять свои функции. Мне кажется, что Вы приписываете жесткому диску не те функции, ради которых он создается. Основная задача жесткого диска покрытия заставить здание (или отсек здания) совершать колебания как единое целое. Это дает возможность свести СМЕШАННУЮ пространственную систему с РАЗЛИЧНЫМИ жесткостными характеристиками (колонны каркаса, фахверка, несущие стены) к плоской расчетной динамической модели (расчетная динамическая модель по СНиП). В подтверждение сказанному достаточно обратиться к истокам нормативной документации в области сейсмостойкого строительства. Сошлюсь лишь на "Инструкцию по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений. М.,1962, с.5, 9 и п. 7, 25 и 27". Это аналог нынешних "Пособий по проектированию..", дополняет и разъясняет СНиП II-А.12-62 - наш первый СНиП в области проектирования для сейсмических районов. Можно дать другие источники, но этот наиболее близок к нормативному стилю. Вторая функция жесткого диска - резервирующая. Он позволяет перераспределить горизонтальную сейсмическую нагрузку между работоспособными элементами каркаса в случае изменения жесткостных характеристик отдельных элементов в результате повреждения, а также при неравномерном распределении масс на покрытии. Только ПОСЛЕ того, как принято решение о том как будет выглядеть диск (в соответствии со СНиП II-7-81* это - диск с замоноличенными стыками), говорят об условиях передачи нагрузки с него на рамы каркаса. И для этого оговаривают конструктивные требования к сварным швам, замоноличиванию стыков и пр. мероприятия по п3.29-3.30 "Пособия по проектированию ...". Если функции жесткого диска с замоноличенными стыками будет выполнять другая система, то указанные положения теряют смысл и должны быть заменены другими требованиями.
Если Вы настаиваете, что главное назначение жесткого диска покрытия не в обеспечении колебаний здания как единого целого, а создании условий для передачи нагрузки с покрытия на рамы каркаса, то я хотел бы увидеть аргументированные ссылки, подобные тем, что былы предоставлены выше. В динамике сооружений я немного разбираюсь, со мной можно говорить на нормальном инженерном уровне - я пойму.
ТЕПЕРЬ ГЛАВНОЕ. ВСЕ ПЕРЕЧИСЛЕННЫЕ ВЫШЕ ФУНКЦИИ ЖЕСТКОГО ДИСКА С ЗАМОНОЛИЧЕННЫМИ СТЫКАМИ В ПРИНЦИПЕ МОЖЕТ ВЗЯТЬ НА СЕБЯ СИСТЕМА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ ПО ПОКРЫТИЮ. Оговорюсь, что далеко не всегда. Но я рассматриваю варианты, когда эффективность подтверждена анализом.
Мы уже дважды давали такие малобюджетные конструктивные решения для повышения сейсмостойкости объектов в исходно несейсмостойком исполнении, но оба случая были достаточно специфичны (например, наличие подстропильной фермы с нулевой жесткостью в горизонтальной плоскости в месте входа в здание подземной галереи). Провели серию расчетов по оценке степени включения соседних каркасов в совместную работу, провели динамические испытания здания на микросейсмах. Хотя натурные замеры показали относительное выравнивание спектров собственных частот по продольному профилю покрытия, сомнения в надежности такой схемы остались. Возможно, мы не учли какие-то нюансы. По этой причине и была создана эта тема.

Может быть есть другие МАЛОБЮДЖЕТНЫЕ способы повышения сейсмостойкости исходно несейсмостойких объектов?

[wjea]

Уважаемый Novinkov

Наш разговор принял форму, какого-то пьяного толковища. Когда дуг другу объясняют вещи не о том.
Из за того , что Вы не постарались понять сути того, что говорит собеседник, а начали ссылаться, на норматив, который Вы поверхностно поняли, т.е. прочли пункты инструкции, посмотрели пример 9 на странице 97. И сделали не верный вывод.
Главная цель создания диска, это перераспределение, просто перераспределение массы покрытия на ниже лежащие конструкции отсека, и естественно, в расчёте принимается вся масса как единая, за счёт организации, того самого диска. И никакой возможности, свести расчёт к плоской системе, как Вы выражаетесь, он не даёт, да что Вы! В примере 9, из которого Вы это вывели, показан простой случай, когда можно вырезать поперечник. И суть примера, показать, как считается здание с одной степенью свободы. Но если вы обратитесь, к как Вы выразились , «к документации в области сейсмостойкого строительства», то Вы обнаружите, что ни к каким плоским рамам,что бы нормально привести расчёт здания, нельзя. Считается масса на диск, считается, сумма жесткостей, всех разных колонн , разных сечений , и всего того , что создаёт жесткость , в выбранном направлении, находят периоды собственных колебаний и сейсмическую силу.
И перераспределяется она, пропорционально жесткостям всех этих элементов. При том, с учётом смещения центра масс , и центра жесткости всего здания, А не по каким то рамам. Наоборот, прибегают, к расчёту рамы, тогда, когда, диск по каким то причинам в данном месте нарушен, выбирается рама и расчёт ведётся по грузовым площадям.
Ваши слова, --- «Теперь главное…….и далее по тексту» это грубейшая ошибка. Я бы порекомендовал Вам, озадачить себя ещё раз, и разобраться в сути вопроса.
Система связей по фермам (балкам) никогда не может заменить диск покрытия. У них разные функции. Система связей по фермам ---это фиксированная устойчивость ферм. Это передача сейсмической силы от диска, на ниже лежащие конструкции (колонны, связи и т.д) при сохранении геометрической неизменяемости установленных ферм, т.е. через срез соединения в узлах, а не через изгиб пояса.
Масса, в плоскости диска, получив сейсмический удар, как бы опирается на систему, вертикальных связей по фермам, и через горизонтальную систему связей, в продольном направлении передаёт силу на опорные элементы. Я обратил Ваше внимание, на случай не провара опор плит, именно по этой причине( а ведь при высокой сейсмичности рекомендуется ещё соединение и верха плит тоже). В горизонтальной плоскости, верхний пояс фермы –это балка, опёртая на связи в точках их постановки. Так как же будет работать ферма, при замене диска связями? Устанавливать узел связи в каждой точке опоры плит, т. е. приложения горизонтальной силы? Иначе произойдёт потеря устойчивости пояса, как я Вам сказал таран.
И последнее, на счёт нормального инженерного языка. Я прошу пардону, за простонародную речь, дурная привычка, говорить как думать. Не люблю выкопанных научных фраз. Мне кажется, они создают ложную иллюзию знаний и смешное наукообразие.
На этом думаю сделаем перерыв.
Благодарю поболтали.

[novinkov]

Именно, поболтали.
Еще одна аналогия - продольные связи по нижнему поясу стальных ферм. Служат для перераспределения нагрузок от сил поперечного торможения мостовых кранов, обеспечивают включение в работу соседних рам при стоянке крана под одной из них. Что мешает такой системе связей обеспечить в некоторых случаях колебания здания как единого целого при сейсмическом толчке, т.е. принять на себя некоторые функции жесткого диска покрытия? Обеспечение передачи сейсмической нагрузки с плит покрытия на нижележащие конструкции - это другой вопрос, он не связан с жесткостью диска. Нагрузка с плиты может передаваться на нижележащую конструкцию, например через те же три сварных шва, но при этом плиты покрытия могут не образовывать жесткий диск. Устойчивость ферм покрытия при этом продолжается обеспечиваться так же, как обеспечивалась и до перевода площадки в сейсмически опасный район. Просто вводится ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ система горизонтальных связей, заставляющая все рамы работать как единое целое. Что тут непонятного? Прочел еще раз Ваше последнее сообщение, но увидел только непонятное раздражение. Если ненароком обидел - мои извинения. Наверное, действительно пора закрыть тему, пока не начали плеваться друг в друга. Форум слишком хорош для этого.

[v_alex]

Сообщение от wjea Так, чтобы обеспечить надёжное крепление каждой плиты, во всех четырёх точках её опоры, к поясу, и так, по всему диску покрытия. Я это к тому, что в не сейсмических районах, приварка, зачастую только в трёх точках.

Насколько я помню технологию монтажа, приварить плиту в 4х точках невозможно... искючительно поэтому требуется приваривать в 3х точках... :roll: если я заблуждаюсь, то поясните мне каким образом сварщик подлезет к закрытому 4му углу???...

[wjea]

V_ alex
Так это ясно, что четвёртый угол просто технологически не варится с верху, да и Руководство, допускает его не варить , но при новом возведении, есть возможность четвёртый угол да и все, дополнительно в четвёртом углу, соединить верхней закладной, есть возможность, замены длины опорного узла плиты и сварки боковой накладкой из нутри. То есть, имеется возможность сцепить все четыре точки, и каркасами ,и замоноличенными швами обеспечить монолитность диска. Здесь же, всё уже выполнено, в смысле покрытия, по этому и поднялся вопрос, о не проваре четвёртой точки, единственном месте , куда ещё можно попасть в данной ситуации, и попытаться обследовать опоры плит. Да и место опоры плиты, для дополнительной подварки, размером порядка 20 см по глубине, и 25см по высоте, из цеха, кропотливо, но не так уж, не досягаемо.

[v_alex]

2 wjea

а нельзя ребра плит стянуть между собой дополнительно болтами с накладками в нейтральной зоне бетона?... тоже вариант... или это дилетанство? :roll:

[novinkov]

Выдержки из "Инструкции по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений, М., 1962" для всех тех кто интересуется причиной спора (т.е назначением жесткого диска покрытия).
с.5:
"Предполагается, что сооружение (отсек) колеблется как единая конструкция, поэтому масса и горизонтальная жесткость конструкций в динамической расчетной схеме должны учитываться для всего сооружения в целом. ... <Подстраничная ссылка: "В значительной мере это обусловливается монолитностью перекрытий. Во всяком случае при проектировании и на строительстве следует стремиться к созданию в отдельных уровнях сооружений монолитных прочных обвязок или жестких дисков покрытий">".
с.9:
"Проектируя сооружение следует всегда стремиться создать жесткие монолитные диски-перекрытия, так как подобная конструкция в значительной мере увеличивает сейсмостойкость сооружения. В этом случае при симметричном решении сооружения в плане и симметричной нагрузке сейсмические силы распределяются между отдельными вертикальными конструкциями пропорционально их жесткости. Если перекрытия почему-то не являются жесткими дисками, то сейсмическая нагрузка передается на отдельные конструкции по их грузовым площадям...".
п.7:
"Периоды и формы свободных колебаний сооружения в каком-либо направлении, вычисляются на основе динамической расчетной схемы сооружения. Такая расчетная схема представляется в виде консольной упругой системы, на которой выявлены распределение веса (массы) сооружения по высоте ии жесткость его основных конструкций в рассматриваемом направлении. Нагрузка и горизонтальная жесткость определяются, как правило, для всего сооружения в целом. Если же здание и сооружение расчленено на отдельные отсеки, тот расчитывается каждый отсек в отдельности".
п.26:
"При расчете конструкций сооружений, горизонтальные связи в которых жесткими дисками считаться не могут (например, зданий с деревянными перекрытиями или с перекрытиями сильно ослабленными большими отверстиями), распределение горизонтальных нагрузки между отдельными вертикальными конструкциями можно производить по их грузовым площадям. При проектировании таких сооружений жесткость вертикальных конструкций на участках с различной нагрузкой целесообразно подбирать так, чтобы периоды свободных колебаний таких участков (если их рассматривать самостоятельно) были близки между собой". Мой комментарий - опять-таки, чтобы заставить весь отсек колебаться совместно, т.е. исключить движение смежных конструкций в противофазе.
На основании выше сказанного мной был сделан вывод, что назначение жесткого диска покрытия - в создании условий для совместной работы здания или отсека. Предполагается, что в какой-то мере, того же результата, можно добиться с помошью дополнительной системы горизонтальных связей по покрытию, т.е. обеспечить совместную работу группы поперечных рам и исключить их колебания в противофазе. Что здесь криминального? Какие иные пути повышения сесмостойкости исходно несейсмостойких зданий известны и применялись на практике?

[Vlamos]

известно ли многоуважаемому ALL - где можно взять напрокат приборы для планируемых динамических (сейсмостойкость ) испытаний конструкций (вибрографы,велосиографы,акселерографы и др) здания .
Время - возможно,лето этого года,место - краснодарский край.
Финансирование - скромное,своими силами.