[Jull]

Доброе время суток!
Не могли бы вы помочь выяснить, чем вызваны деформации здания?
А то совсем темно как-то в этом вопросе.
Конструктивное решение см. ниже, схемы связей покрытия - в прикрепеленном файле.

Здание общественное – это ледовый каток. Район строительства – г. Междуреченск, сейсмичность – 7 баллов.

Конструктивное решение здания – рамно-связевой каркас. В поперечном направлении устойчивость здания обеспечивается поперечными трехпролетными рамами и жестким горизонтальным диском покрытия. Крайние пролеты поперечных рам 6м, средний пролет 36м. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается вертикальными связями и жестким горизонтальным диском покрытия. Шаг крайних колонн 6м, шаг средних колонн – 18м, при этом в торцах здания колонны смещены во внутрь на 500 мм. Колонны рамы жестко заделаны в фундамент и имеют шарнирные узлы сопряжения с фермами покрытия.
Несущими конструкциями покрытия являются стропильные и подстропильные фермы. Стропильные фермы выполнены с шагом 6м, пролетами 36 м (в осях 3-11) и 6 м (в осях 1-3,11-13). Стропильные фермы пролетом 36м выполнены с параллельными поясами, с двухсторонним уклоном поясов 0.015, с высотой ферм по обушкам поясов 3.15 м. Стропильные фермы пролетом 6 м выполнены с односторонним уклоном верхнего пояса 0.0015. Стропильные фермы опираются через опорные стойки по крайним рядам на железобетонные колонны, по средним рядам на подстропильные фермы. Стропильные фермы состоят из трех отправочных элементов, монтажные стыки ферм выполнены сварные с листовыми накладками. Подстропильные фермы с параллельными поясами пролетом 18м выполнены по средним рядам колонн.
Горизонтальный диск покрытия состоит из поперечных горизонтальных связевых ферм в плоскости верхнего и нижнего поясов стропильных ферм, связей и продольных горизонтальных связевых ферм в плоскости нижних поясов ферм вдоль рядов колонн среднего пролета, вертикальных связей между стропильными фермами и прогонов покрытия. Поперечные горизонтальные связи и вертикальные связи между стропильными фермами выполнены по торцам и посредине здания в осях Л-М. Прогоны покрытия опираются на верхний пояс в узлах стропильных ферм.
Вертикальные связи между колоннами портальные, выполнены в торце здания. По средним рядам колонн вертикальные связи выполнены в осях Г-Ж, по крайним рядам в осях Д-Ж.
Колонны здания по крайним рядам выполнены железобетонные, сечением 400х400 мм. Колонны по средним рядам выполнены металлические двутаврового сечения с огнезащитным покрытием. Колонны торцевого фахверка по оси Т выполнены железобетонные.
По оси Г торцевого фахверка нет, ограждающей конструкцией по оси Г является стена АБК, никак не связанная с каркасом здания.

Вопросы такие:
1. Чем может быть вызвано:
- деформация растяжек в-1 (см. чертеж), а именно их искривление в плоскости и из плоскости до 100 мм?
- деформация вертикальных связей между фермами в осях Л-М (посередине здания), а именно выгиб верхнего пояса вверх, а нижнего вниз?
И возможно ли это выявить с помощью расчета? При расчете на сейсмику по «Пособию по проектированию каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах (к СНиП II-7-81*)» по плоской и по пространственной схеме подобные деформации ну никак не возникают. А что касается растяжек, вообще непонятно как их считать.
В 2003 году у нас здесь было небольшое землетрясение, могло ли оно быть причиной подобных деформаций?

Хотелось бы услышать любые мысли и предположения..
Заранее спасибо.
[ATTACH]1149652086.zip[/ATTACH]

[Pek]

Про сейсмичность не знаю, а на потерю устойчивости похоже.
На то что это от температуры не похоже - длина не большая. А вот вертикалность колонн проверить стоит, может они внутрь завалились из-за крена фундамента. А причин такого крена может быть много.. хотя-бы та-же сейсмика

[Romka]

Сообщение от Jull - деформация растяжек в-1 (см. чертеж), а именно их искривление в плоскости и из плоскости до 100 мм? - деформация вертикальных связей между фермами в осях Л-М (посередине здания), а именно выгиб верхнего пояса вверх, а нижнего вниз?

На мой взгляд причины следующие:
- связи по нижним поясам не крестовые, а значит некоторые из связей будут работать на сжатие (их предельная гибкость 200), а при 8,5 м между точками закрепления нужно мощное сечение. Иначе будет провисание связи и как следствие для сжатых стержней - невключение в работу по обеспечению пространственное жесткости здания.
-нет связей по продольным сторонам покрытия, поэтому возможен общий перекос здания от той же ветровой нагрузки.
- от общего перекоса могут деформироваться и вертикальные связи.
Выход: посмотрите самую толстую книгу по МК (в которой описано назначение каждого вида связей) и попробуйте расставить связи по ней. А также проверьте все связи по гибкости.

[wjea]

Jull
У Вас крайне неудачно, если не сказать хуже, выбрана конструктивная схема здания.
Здесь сделано всё, что бы каждый элемент в отдельности, и здание в целом, работало на пределе, или за пределом своих возможностей. (Я полагаю, Вы учитываете, что это моё, сугубо личное мнение, и я не претендую на какие-то там вердикты). Постараюсь Вам его объяснить. К сожалению Вы не дали поперечника. И на сказали из чего крыша.
Сделалано сочетание консольных, стальных колонн шагом 18м, несущих основную массу всего покрытия, с большим количеством железобетонных, шагом 6м, являющихся ещё и связевыми. Перераспределение сейсмических и температурных деформаций, между этим элементами, происходит путём передачи усилий, через, систему связей. Вертикальные связи по колоннам, у Вас стоят по крайним рядам железобетонных колонн.
Что произошло. После замыкания всей системы, в процессе эксплуатации. ---- От блока вертикальных связей в осях Д-Ж вдоль осей 1, 13, началось накопление температурных деформаций, от связевого блока (вертик. связи по колоннам). В сторону колонн по осям С – Т придав им максимальное смещение, но так как они являются неподвижно – шарнирными опорами связевого блока покрытия, в осях С-Т, то этот блок соответственно, получил смещение в сторону фахверковых колонн, являющимися, в горизонтальном направлении шарнирно проседающими опорами в точках с оси 3 по ось 11. для связевого блока покрытия. Отсюда потеря устойчивости элементов связей и распорок, по осям 3 –11. И если на первое время эксплуатации, на произошло больших деформаций, то ветер в торец, или сейсмика. Довели это дело до кондиции.
Но это мне кажется пол беды, а вот беда, может произойти при поперечном сейсмическом толчке. Вы сместили центр жесткости к оси Т, соответственно, есть опасность поворота.
Что усугубит и без того. совершенно не желательную схему, работы нижних поясов подстропильных ферм, в направлении из плоскости, они получают горизонтальные усилия,
от системы распорок и связей опирающихся на железобетонные опоры, в горизонтальной плоскости. Разве можно соизмерить допускаемую деформацию отклонения нижнего пояса подстропильной фермы, со смещениями системы распорок и связей по нижнему поясу.
Горизонтальная связь, удерживающая нижний пояс подстропильной, имеет сомнительную жесткость, для этого дела. При том, постоянно вмешиваются железобетонные колонны, внося, какой –то сумбур, между перемещением стальной колонны, и рядами железобетонных, где и здесь эта связь, должна как - то перераспределять усилия.

[Jull]

Прежде всего хочу отметить, что я не проектировщик сего шедевра, мы делаем только усиление. Проектировали его в смутное время - конец 80-х - начало 90-х. Проекта толком нет. КМ, КМД, КЖ - все смешано-перемешано, также как и в конструктивной схеме.

- связи по нижним поясам не крестовые, а значит некоторые из связей будут работать на сжатие (их предельная гибкость 200), а при 8,5 м между точками закрепления нужно мощное сечение. Иначе будет провисание связи и как следствие для сжатых стержней - невключение в работу по обеспечению пространственное жесткости здания.

Связи по нижним поясам сквозного сечения из гнутых швеллеров 180. Сечение достаточное по гибкости, да и нижние пояса вообщем-то в порядке. Деформировались только растяжки (по крайней мере так они названы в проекте), да и в Белене я про них нашел только, что они ставятся для уменьшения вибраций нижнего пояса ферм от крана. Здесь же у меня краном и не пахнет. И я никак не могу сообразить их работу. Растяжки эти из одиночного уголка 80х6, естественно потеряна их устойчивость. Но вот и пытаюсь понять почему.

Выход: посмотрите самую толстую книгу по МК (в которой описано назначение каждого вида связей) и попробуйте расставить связи по ней.

эх, проектировал бы я его... Конешно расставил бы по Белене да по сейсмическому пособию.

У Вас крайне неудачно, если не сказать хуже, выбрана конструктивная схема здания.

и не говорите, сами балдеем.

К сожалению Вы не дали поперечника. И на сказали из чего крыша.

Да, я прошу прощения. Поперечник постараюсь завтра выложить, просто нету его в электронном виде. Крыша - мягкая по профлисту Н75-750-0,9.

wjea
Спасибо за подробный ответ. Очень интересно. Нужно обдумать. У меня мысли насчет вертикальных связей по колоннам были, но как-то уперся в покрытие.

У моего руководителя мнение таково, что связеые горизонтальные фермы сработали на сейсмику или на ветер и надавили на растяжки, которые и потеряли устойчивость. Это про растяжки.

Ясно, что конструктивная схема никудышная, плюс смонтировано все ужасно. На нижних поясах стропильных ферм внеузловая нагрузка в виде переходных мостиков, да еще и фермы не несут увеличенную снеговую нагрузку (она тут у нас каждый год - новая). Так что совсем страшно.

А какой может быть выход из этой ситуации? Изменение конструктивной схемы здания, то есть равномерное распределение жесткостей и масс, насколько это возможно + устранение существующих дефектов?

[AIK]

Сообщение от Jull мы делаем только усиление.

Делаем - это в смысле проектируем?
Обязательно нужна исполнительная схема по фактическим смещениям и отклонениям колонн. Если связи теряют устойчивость, значит пошли гулять колонны (поворот относительно фундаментов). При расчете усиления эти перемещения надо включать в задачку.
Заманчиво было бы добавить еще раму и разбить здание на два отсека- для сейсмики домик длинноват. А в каждом отсеке связевые панели покрытия по периметру. А вместо растяжек -распорки.

[Jull]

Делаем - это в смысле проектируем?

ну да, проектируем, конечно.

Заманчиво было бы добавить еще раму и разбить здание на два отсека- для сейсмики домик длинноват. А в каждом отсеке связевые панели покрытия по периметру. А вместо растяжек -распорки.

Вот это сразу говорю, что нереально. По причине заказчика, естественно. Попросту очень дорого. А заманчиво - это да. Еще заманчиво списать здание, и запроектировать новое. Только заманчивость эта проектировщика, а не заказчика.

Обязательно нужна исполнительная схема по фактическим смещениям и отклонениям колонн. Если связи теряют устойчивость, значит пошли гулять колонны (поворот относительно фундаментов). При расчете усиления эти перемещения надо включать в задачку.

А вот это я бы тоже с удовольствием получил, но у нас хитрый договор, где написано - усиление конструкций покрытия по рекомендациям обследования. В обследовании написано: выполнить расчет и усиление связей покрытия, выполнить пространственный расчет, выполнить расчет с учетом закручивания. Про колонны и фундаменты ни слова. Конечно, пространственный и с учетом закручивания подразумевает собой все это, но... Вообщем, вмешивается политика, да плюс еще сроки - до конца месяца.

[julichka]

Мне кажется такой косяк получился из-за неправильно запроектированных вертикальных связей между колоннами. По канонам они должны стоять в крайних пролетах (лучше во вторых с краю из-за температуры) и в середине, причем они должны быть в плоскости вертикальных связей между стропильными фермами и между металлическими колоннами тоже. От этого непосредственно зависит передача горизонтальных усилий на фундамент (связи работают только на растяжение). В этом проекте они стоят только в осях Д-Ж да и связей между стропильными фермами в этих осях нет, и видимо из-за этого растяжки работают как распорки. И из-за этого их потеря устойчивости и большой выгиб.