• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий

     
     
ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ: МНИИТЭП (инженеры Шапиро Г.И. - руководитель работы, Эйсман Ю.А.) и РААСН (академик, д.т.н. Травуш В.И.).

2. ПОДГОТОВЛЕНЫ к изданию ГУП МНИИТЭП.

3. СОГЛАСОВАНЫ: ЦНИИСК им. Кучеренко, ЦНИИЭП жилища.

4. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением Управления научно-технической политики, развития и реконструкции города Москвы от 16.02.2006 г. N 9.

Введение


Рекомендации предназначены для проектирования и строительства новых, а также реконструкции и проверки построенных высотных (многофункциональных, административных, жилых) зданий, или высотной части разноэтажного здания, любых конструктивных систем высотой более 25 этажей (75 м) на устойчивость против прогрессирующего обрушения при возникновении локальных повреждений.

Необходимость в разработке данных рекомендаций возникла в связи с тем, что имеющиеся документы [1, 2, 3, 4] не охватывают вопросов, связанных с проектированием и проверкой высотных зданий. Высотные дома имеют ряд особенностей, связанных с более "свободными" архитектурно-планировочными решениями, широким шагом стен (или колонн), решениями несущих и ограждающих конструкций и т.п., что обусловливает специфику расчета высотных зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения при чрезвычайных ситуациях (ЧС).

Основная цель настоящей методики - обеспечение безопасности высотных зданий при запроектных ЧС.

Чрезвычайные ситуации (ЧС), вызванные запроектными источниками, в общем случае непредсказуемы и сводятся к локальным аварийным воздействиям на отдельные конструкции одного здания: взрывы, пожары, карстовые провалы, ДТП, дефекты конструкций и материалов, некомпетентная реконструкция (перепланировка) и т.п. случаи.

Как правило, воздействие рассматриваемого типа приводит 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".

1 Основные положения

1.1 Высотные здания должны быть защищены от прогрессирующего (цепного) обрушения в случае локального разрушения их несущих конструкций при аварийных воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации зданий (пожары, взрывы, ударные воздействия транспортных средств, несанкционированная перепланировка и т.п). Это требование означает, что в случае аварийных воздействий допускаются локальные разрушения отдельных вертикальных несущих элементов в пределах одного этажа или участка перекрытия одного этажа, но эти первоначальные разрушения не должны приводить к обрушению или разрушению конструкций, на которые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными аварийным воздействием.

Расчет здания в случае локального разрушения несущих конструкций производится только по предельным состояниям первой группы. Развитие неупругих деформаций, перемещения конструкций и раскрытие в них трещин в рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничиваются.

1.2 Устойчивость высотного здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать наиболее экономичными средствами:

- Рациональным конструктивно-планировочным решением здания с учетом возможности возникновения рассматриваемой аварийной ситуации;

- Конструктивными мерами, обеспечивающими неразрезность конструкций;

- Применением материалов и конструктивных решений, обеспечивающих развитие в элементах конструкций и их соединениях пластических деформаций.

1.3 Реконструкция высотного здания, в частности перепланировка и переустройство помещений, не должны снижать его устойчивость против прогрессирующего обрушения.

1.4 В качестве локального (гипотетического) разрушения следует рассматривать разрушение (удаление) вертикальных конструкций одного (любого) этажа здания, ограниченных кругом площадью до 80 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (диаметр 10 м) для зданий высотой до 200 м и до 100 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (диаметр 11,5 м) для зданий выше 200 м:

а) двух пересекающихся стен на участках от места их пересечения (в частности, от угла здания) до ближайшего проема в каждой стене или до следующего вертикального стыка со стеной другого направления или участке указанного размера;

б) колонн (пилонов) или колонн (пилонов) с примыкающими к ним участками стен, в том числе навесных ограждающих панелей, расположенных на участке, не превышающем указанный размер локального разрушения;

в) перекрытия на указанной площади.

Для оценки устойчивости здания против прогрессирующего обрушения разрешается рассматривать лишь наиболее опасные расчетные схемы разрушения. Необходимо проверить защищенность от прогрессирующего обрушения конструкций всех типовых, технических и подземных этажей, а также чердака.

2 Расчетные нагрузки и сопротивление материалов

2.1 Расчет по прочности и устойчивости производят на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и длительные временные нагрузки, а также воздействие на конструкцию здания локальных гипотетических разрушений по п.1.4. Локальное разрушение может быть расположено в любом месте здания.

2.2 Постоянная и длительная временная нагрузки принимаются согласно действующим нормативным документам (или по специальному заданию) с коэффициентами сочетания нагрузок и коэффициентами надежности по нагрузкам, равными единице.

2.3 Расчетные прочностные и деформационные характеристики материалов принимаются равными их нормативным значениям согласно действующим нормам проектирования железобетонных и стальных конструкций.

3 Расчет высотных зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения

3.1 Для расчета высотных зданий рекомендуется использовать пространственную расчетную модель. В модели могут учитываться элементы, которые при нормальных эксплуатационных условиях являются ненесущими (например, навесные наружные стеновые панели, железобетонные ограждения балконов и т.п.), а при наличии локальных воздействий активно участвуют в перераспределении усилий в элементах конструктивной системы.

Расчетная модель здания должна предусматривать возможность удаления (разрушения) отдельных вертикальных конструктивных элементов в соответствии с п.1.4.

Удаление одного или нескольких элементов изменяет конструктивную схему и характер работы элементов, примыкающих к месту разрушения либо зависших над ним, что необходимо учитывать при назначении жесткостных характеристик элементов и их связей.

Расчетная модель здания должна быть рассчитана отдельно с учетом каждого (одного) из локальных разрушений.

3.2 Расчет здания можно выполнять с использованием различных программных комплексов, в том числе основанных на методе конечного элемента. Использование программных комплексов, допускающих возможность учета физической и геометрической нелинейности жесткостных характеристик элементов, обеспечивает наибольшую достоверность результатов расчета и снижение дополнительных материалозатрат.

Полученные на основании статического расчета усилия в отдельных конструктивных элементах должны сравниваться с предельными усилиями, которые могут быть восприняты этими элементами. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения обеспечена, если для любого элемента соблюдается условие Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения и Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения соответственно усилие в конструктивном элементе, найденное из выполненного статического расчета, и его расчетная несущая способность, найденная с учетом указаний п.2.3. Конструкции, для которых требования по прочности не удовлетворяются, должны быть усилены, либо должны быть приняты другие меры, повышающие сопротивление конструкций прогрессирующему обрушению.

3.3 При определении предельных усилий в элементах (их несущей способности) следует принимать:

а) длительно действующую часть усилий - из расчета конструктивной схемы при расчетной схеме без локальных разрушений на нагрузки, указанные в п.2.2;

б) кратковременно действующую часть усилий - как разность усилий, полученных из расчета конструктивной схемы при расчетной схеме с учетом удаления (разрушения) одного из несущих элементов (см. п.1.4) на действие тех же нагрузок, и усилий, полученных из расчета по п.а).

3.4 В случае обеспечения пластичной работы конструктивной системы в предельном состоянии проверку устойчивости против прогрессирующего обрушения элементов, расположенных над локальными разрушениями, рекомендуется проводить кинематическим методом теории предельного равновесия, дающим наиболее экономичное решение. В этом случае расчет здания при каждой выбранной схеме выполняется по следующей процедуре:

- задаются наиболее вероятные механизмы прогрессирующего (вторичного) обрушения элементов здания, потерявших опору (задать механизм разрушения значит определить все разрушаемые связи, в том числе и образовавшиеся пластические шарниры, и найти возможные обобщенные перемещения (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения) по направлению усилий в этих связях);

- для каждого из выбранных механизмов прогрессирующего обрушения определяются предельные усилия, которые могут быть восприняты сечениями всех пластично разрушаемых элементов и связей (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения), в том числе и пластических шарниров; находятся равнодействующие (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения) внешних сил, приложенных к отдельным звеньям механизма, то есть к отдельным неразрушаемым элементам или их частям, и перемещения по направлению их действия (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения);

- определяются работы внутренних сил (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения) и внешних нагрузок (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения) на возможных перемещениях рассматриваемого механизма

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения

и проверяется условие равновесия

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения. (1)


При оценке возможности одновременного обрушения конструкций всех этажей условия равновесия (1) заменяются условием

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, (2)


где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения и Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - соответственно работа внутренних и внешних сил на перемещениях конструкций одного этажа; этажи разделяются нижней поверхностью перекрытия, которое относится к этажу, расположенному над перекрытием.

Указанная расчетная процедура применима лишь при условии выполнения требований п.4.2, 4.3 об обеспечении пластичной работы отдельных конструктивных элементов и связей между ними в предельном состоянии. Если пластичность какого-либо элемента или связи не обеспечена, их работа учитываться не должна (элемент или связь считаются отсутствующими). Если таких элементов и связей, которые могут разрушаться хрупко, слишком много, и их формальное исключение слишком сильно уменьшает оценку сопротивления здания прогрессирующему обрушению, следует или обеспечить пластичность связей, или использовать другую расчетную модель здания (см. п.3.2).

При каждом выбранном локальном разрушении необходимо рассмотреть все указанные ниже механизмы прогрессирующего обрушения:

- Первый механизм прогрессирующего обрушения характеризуется одновременным поступательным смещением вниз всех вертикальных конструкций (или отдельных их частей), расположенных над локальным разрушением.

- Механизм прогрессирующего обрушения второго типа характеризуется одновременным поворотом каждой конструктивной части здания, расположенной над локальным разрушением, вокруг своего центра вращения. Такое смещение требует разрушения имеющихся связей этих конструкций с неповрежденными элементами здания; разрушения связей сдвига вертикальных элементов с перекрытием.

- Третий механизм обрушения - это условие необрушения только участка перекрытия, расположенного непосредственно над выбитой вертикальной конструкцией и первоначально на нее опертого.

- Четвертый механизм предусматривает перемещения конструкций лишь одного этажа, расположенного непосредственно над выбитым вертикальным элементом. В этом случае происходит отрыв вертикальных конструкций от перекрытия, расположенного над ними.

Если при какой-либо расчетной схеме условие (1) или (2) не выполняется, необходимо усилением конструктивных элементов либо иными мероприятиями добиться его выполнения.

3.5 В некоторых случаях целесообразно рассматривать работу перекрытий над удаленной колонной (пилоном, стеной) при больших прогибах как элементов висячей системы или с учетом мембранного эффекта.

3.6 В несущих колоннах (пилонах, стенах), не расположенных над гипотетическим локальным разрушением, его воздействие приводит к увеличению напряжений и усилий. Необходимо выполнить проверку прочности этих элементов. Оценку усилий, действующих в элементах, допускается выполнять приближенными методами.

3.7 Каждое перекрытие высотного здания должно быть рассчитано на восприятие веса участка перекрытия вышележащего этажа (постоянная и длительная нагрузки с коэффициентом динамичности Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1,5) на площади 80 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения для зданий до 200 м и 100 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения для зданий выше 200 м.

4 Конструктивные требования

4.1 Основное средство защиты высотных зданий от прогрессирующего обрушения - обеспечение необходимой прочности конструктивных элементов в соответствии с расчетами; повышение пластических свойств применяемой арматуры и стальных связей между конструкциями (в виде арматуры соединяемых конструкций, закладных деталей и т.п.); включение в работу пространственной системы ненесущих элементов. Эффективная работа связей, препятствующих прогрессирующему обрушению, возможна лишь при обеспечении их пластичности в предельном состоянии, с тем чтобы они не выключались из работы и допускали без разрушения развитие необходимых деформаций. Для выполнения этого требования связи следует проектировать из пластичной листовой или арматурной стали, а прочность анкеровки связей должна быть больше усилий, вызывающих их текучесть.

4.2 В зданиях следует отдавать предпочтение монолитным и сборно-монолитным перекрытиям, которые должны быть надежно соединены с вертикальными несущими конструкциями здания стальными связями.

4.3 Соединения сборных элементов с монолитными конструкциями, препятствующие прогрессирующему обрушению зданий, должны проектироваться неравнопрочными, при этом элемент, предельное состояние которого обеспечивает наибольшие пластические деформации соединения, должен быть наименее прочным.

Для выполнения этого условия рекомендуется рассчитать 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 больше, чем несущая способность самой связи. Необходимо особо следить за фактически точным исполнением проектных решений пластичных элементов, замена их более прочными недопустима.

4.4 Для повышения эффективности сопротивления прогрессирующему обрушению здания рекомендуется:

- надпроемные перемычки, работающие как связи сдвига, проектировать так, чтобы они разрушались от изгиба, а не от действия поперечной силы;

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

- обеспечивать достаточность длины анкеровки арматуры при ее работе как связи сдвига;

- опорные сечения балок и ригелей, а также узлы их соединений с колоннами (стенами, пилонами), должны иметь прочность по поперечной силе в 1,5 раза выше, чем их несущая способность по изгибу с учетом пластических свойств в пролете.

4.5 Минимальная площадь сечения (суммарная для нижней и верхней арматуры) горизонтальной арматуры, как продольной, так и поперечной в железобетонных перекрытиях и покрытии должна составлять не менее 0,25% от площади сечения бетона.

При этом указанная арматура должна быть непрерывной и стыковаться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов на проектирование железобетонных конструкций.

4.6 Горизонтальные связи бетонных или железобетонных навесных наружных панелей с несущими элементами здания должны воспринимать растягивающие усилия не менее: 10 кН (1 тс) на 1 м длины панели при высоте этажа 3,0 м; 12 кП на 1 м длины панели при высоте этажа 3,5 м; 14 кН на 1 м длины панели при высоте этажа 4,0 м и выше, если по расчету не требуется более.

4.7 Продольная (вертикальная) междуэтажная арматура пилона (колонны, стены) должна воспринимать растягивающие усилия не менее 10 кН (1 тс) на каждый квадратный метр грузовой площади этого пилона (колонны, стены).

4.8 В зданиях с применением металлических конструкций предусматривать сталежелезобетонные перекрытия, избегать гибких соединений ригелей с колоннами. Горизонтальные ветровые связи должны обеспечивать объединение диска перекрытия. Использовать стали с повышенной пластичностью и вязкостью.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА


ПРИЛОЖЕНИЕ А


В данном приложении рассмотрены два примера расчета*:
_______________
* В расчете примеров принимал участие студент МГСУ Юрьев Р.В.

- В первом примере А1 рассмотрена устойчивость против прогрессирующего обрушения для нескольких схем локального разрушения несущих конструкций одной секции жилого тридцатипятиэтажного дома высотой 123,2 м. Расчет перекрытий проведен с использованием кинематического метода предельного равновесия, а вертикальных конструкций - с использованием программного комплекса "Мономах 4.0".

- Во втором примере А2 рассмотрена устойчивость против прогрессирующего обрушения многофункционального 74-этажного дома подобного башне Москва-Сити, высотой 266,4 м. Расчет конструкций для отдельных схем локальных разрушений проведен с использованием программных комплексов "Лира 9.2" и "ОМ СНиП Железобетон - прогрессирующее обрушение".

Для обоих примеров приведены результаты расчетов отдельных схем локального разрушения.

А1 ПРИМЕР РАСЧЕТА ТРИДЦАТИПЯТИЭТАЖНОГО МОНОЛИТНОГО ЖИЛОГО ДОМА
НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ

А1.1 Исходные данные

А1.1.1 Описание конструктивной системы

Несущие конструкции здания выполнены в монолитном железобетоне. План типового этажа здания представлен на рисунке А1. Конструктивная система здания смешанная. Лестнично-лифтовой узел образует ядро жесткости. Толщина несущих внутренних стен 35 см, толщина пилонов 40-50 см, длина пилонов до 200 см. Перекрытия и покрытие - монолитные, толщиной 22 см, защитный слой бетона 2,5 см. Все вертикальные несущие конструкции здания выполнены из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В45, перекрытие из бетона класса В25. Фоновое армирование перекрытий непрерывное симметричное одинаковое вдоль обоих направлений осей здания: верхняя арматура равна нижней и составляет Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения12А400 с ячейкой 30 см. Высота этажа Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=3,52 м. Наружные стены навесные из небетонных мелкоштучных материалов.

РИСУНОК А1.1 ПЛАН ТИПОВОГО ЭТАЖА МОНОЛИТНОГО ВЫСОТНОГО ЖИЛОГО ДОМА

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения


РИСУНОК А1.1 ПЛАН ТИПОВОГО ЭТАЖА МОНОЛИТНОГО ВЫСОТНОГО ЖИЛОГО ДОМА

А1.1.2 Нагрузки

Нормативные равномерно распределенные нагрузки на перекрытии: собственный вес 5,5 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; вес пола в квартирах 2 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; вес пола на балконе 1,2 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; вес перегородок внутри квартир 1,1 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; длительная временная нагрузка от людей в квартирах и на балконах 0,3 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения [5]. Полная равномерно распределенная нагрузка: в квартирах 8,9 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; на балконах 7 кН/мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения. Вес наружных стен 11,1 кН/пог.м; ограждения балконов 3,5 кН/пог.м.

А1.1.3 Расчетные сопротивления материалов

Буквенные обозначения величин, не оговоренные в настоящем расчете, приняты по СНиП 2.03.02-84*Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушенияРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, СНиП 52-01-2003Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения и СП 52-101-03 [6, 7, 8].
_______________
Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения Действует до вступления в силу соответствующего технического регламента.

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения Носит рекомендательный характер до регистрации Минюстом России.

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения Вероятно ошибка оригинала. Следует читать СНиП 2.03.02-86. - Примечание изготовителя базы данных.

Бетон класса по прочности на сжатие В25 [7]: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения18,5 МПа;
Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения1,55 МПа.

Бетон класса по прочности на сжатие В45 [7]: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения32 МПа;
Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения2,2 МПа.

Арматура Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения12А400 [7]: сопротивление растяжению Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения400 МПа;
срезу Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения400*0,8=320 МПа.

Несущие способности элементов определяются по требованиям СП 52-101-03 с использованием программы ОМ "СНиП железобетон" [9].

А1.1.4 Расчетные схемы гипотетических локальных разрушений

Варианты расположения гипотетических локальных разрушений типового этажа, рассмотренные в настоящем примере, показаны на рисунке А1.

По высоте здания локальное разрушение может быть расположено на любом этаже, поэтому если в здании несколько видов типовых этажей, то проверять нужно самый опасный (или все). Кроме того, необходимо проверить невозможность прогрессирующего обрушения конструкций чердака, технических и подземных этажей. Здесь в качестве примера рассмотрены три наиболее опасные схемы локальных разрушений конструкций типового этажа, отвечающих требованию п.4.5, в том числе три возможных варианта образования пластических шарниров для схемы 1.

А1.2 Расчет конструкций, расположенных над локальным разрушением, кинематическим методом теории предельного равновесия

А1.2.1 Несущая способность отдельных конструктивных элементов

А1.2.1.1 Перекрытие

Погонная несущая способность поперечных сечений с фоновым армированием по изгибу при растяжении нижних (или верхних) волокон при изгибе вдоль направлений буквенных и цифровых осей одинакова, определяется при Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=100 см; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=19,5 см; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=3,77 смРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (3,3 стержня диаметром 12 мм из стали класса А400); Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=400 МПа, бетон класса В25, Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=18,5 МПа и равна Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения28 кН·м/пог.м. Площадь арматуры составляет: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=3,77*2/(22*100)*100%=0,34%>0,25%, т.е. больше минимального армирования по п.4.5 данных рекомендаций.

А1.2.2 Проверка устойчивости здания при локальном разрушении его несущих конструкций по схеме N 1

РИСУНОК А1.2 СХЕМА 1. МЕХАНИЗМ ОБРУШЕНИЯ ПЕРВОГО ТИПА

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения

РИСУНОК А1.2 СХЕМА 1. МЕХАНИЗМ ОБРУШЕНИЯ ПЕРВОГО ТИПА


Рассматривается обрушение конструктивной ячейки между осями А-В и 1-3. Первично разрушается пилон Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения-го этажа на пересечении осей 1 и Б. Проверяется невозможность обрушения зависших над локальным разрушением участков перекрытий и пилонов. Поскольку пилон с другими вертикальными конструкциями соединяется только через перекрытие, прогрессирующему обрушению в данном случае сопротивляется на каждом этаже только перекрытие, разрушающееся с образованием пластических шарниров, и стык перекрытия с пилоном.

А1.2.2.1 Оценка возможности возникновения механизма прогрессирующего обрушения первого типа

Гипотетическая схема прогрессирующего обрушения представлена на рисунке А1.2. Пилоны всех этажей, зависших над "разрушенным" пилоном на Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения-том этаже, поступательно смещаются вниз вместе с примыкающими участками перекрытий, в перекрытиях образуются пластические шарниры с растяжением верхней (на рисунках обозначены сплошной линией) и нижней (пунктирной линией) арматуры.

Работа пилона

Пилон (сечение 40х200 смРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения) поступательно смещается вниз без разрушения, работа внутренних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=0. Вес пилона Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=25*0,4*2*3,3=66 кН; вертикальное перемещение Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1; работа внешних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=66*1=66 кН.

Сопротивление обрушению перекрытий

Работа внутренних сил перекрытия суммируется по всем показанным на рисунке А1.2 и пронумерованным цифрами в кружках пластическим шарнирам Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1, ...8). Для каждого пластического шарнира Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - изгибающий момент, воспринимаемый сечением перекрытия вдоль рассматриваемого пластического шарнира; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - угол излома плиты, Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - длина пластического шарнира. Для шарниров, наклонных к направлению осей здания, Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - острый угол между направлением Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения-го шарнира и направлением цифровой оси.

В целях стандартизации расчета углы излома перекрытия в пластических шарнирах, образованные двумя наклонными плоскостями, рассматривались как сумма двух углов (каждой наклонной плоскости с горизонтальной), например шарниры 7 и 8. Тогда Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - длина перпендикуляра к линии Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения-го пластического шарнира, соединяющего 2 точки рассматриваемой плоскости, разность перемещений которых равна единице.

Работа внутренних сил на перемещениях пластических шарниров:

шарнир 1: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*2,2=60,6 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,4=0,22 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=60,6*0,22=13 кН;

шарнир 2: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*2,2=60,6 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,3=0,233 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=60,6*0,233=14 кН;

шарнир 3: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(соsРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения3°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения3°)*6,7=187 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,3=0,233 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=187*0,233=44 кН;

шapниp 4: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения14°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения14°)*15,4=431 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,2=0,24 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=431*0,24=104 кН;

шapниp 5: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения35°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения35°)*9,7=272 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/5,7=0,175 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=272*0,175=48 кН;

шарнир 6: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения45°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения45°)*5,8=162 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/6,3=0,16 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=162*0,16=26 кН;

шарнир 7: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения7°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения7°)*12=336 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,5=0,222 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=336*0,222=75 кН;

шарнир 8: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=336 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/6,5=0,154 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=336*0,154=52 кН;

всего по перекрытию Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=13+14+44+104+48+26+75+52=374 кН.

Работа внешних сил на перемещениях перекрытия

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1, 2, 3). Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - распределенные внешние нагрузки; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - площадь обрушаемой части плиты перекрытия, к которой эти нагрузки приложены; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - перемещение центра тяжести части плиты. Величины Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения и Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения указаны на рисунке А1.2. Работа внешних сил

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=8,9*(38*0,381+14,4*0,325+27,6*0,333)=255 кН.

Наружные стены (условно на рисунке А1.2 показаны только на планах)

Работа внутренних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=0.

Работа внешних сил на перемещениях наружных стен Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1, 2). Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - распределенные по длине внешние нагрузки от веса наружных стен или ограждения балконов; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - длина наружной стены; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - вертикальное перемещение центра тяжести наружной стены.

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=11,1*(5,6*0,5+4,7*0,5)=57 кН.

Проверка общего условия невозможности образования механизма первого типа

Проверка производится по формуле (2) данных Рекомендаций

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения377 кН;

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения66+255+57=378 кНРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения377 кН.

Условие устойчивости конструкций выполнено Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения. Прогрессирующее обрушение первого типа невозможно.

А1.2.2.2 Оценка возможности возникновения механизма прогрессирующего обрушения второго типа

Гипотетическая схема прогрессирующего обрушения представлена на рисунке А1.3. В перекрытии образуются пластические шарниры с растяжением верхней и нижней арматуры. Пилоны всех этажей, зависших над "исчезнувшим" пилоном на Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения-том этаже, поворачиваются вместе с нижним перекрытием вокруг мгновенного центра вращения на пересечении осей Б и 3, стык пилона с верхним перекрытием разрушается по срезу.

РИСУНОК А1.3 СХЕМА 1. МЕХАНИЗМ ОБРУШЕНИЯ ВТОРОГО ТИПА

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения

РИСУНОК А1.3 СХЕМА 1. МЕХАНИЗМ ОБРУШЕНИЯ ВТОРОГО ТИПА



Работа пилона

Вес пилона Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=66 кН; перемещение под центром тяжести пилона Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=13/14=0,93; работа внешних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=66*0,93=61 кН.

Сопротивление обрушению перекрытия

Работа внутренних сил перекрытия суммируется по всем показанным на рисунке А1.3 и пронумерованным цифрами пластическим шарнирам Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения (Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1, ...4).

Для каждого пластического шарнира Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения, где Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - изгибающий момент, воспринимаемый сечением перекрытия вдоль рассматриваемого пластического шарнира; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения - угол излома плиты.

Работа внутренних сил на перемещениях пластических шарниров:

шарнир 1: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения24°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения24°)*16,3=456 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,3=0,233 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=456*0,233=106 кН;

шарнир 2: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения14°+sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения14°)*15,5 =434 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,7=0,213 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=434*0,213=92 кН;

шарнир 3: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=28*(cosРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения6°+ sinРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения6°)*14,2=398 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/4,5=0,222 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=398*0,222=88 кН;

шарнир 4: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=398 кНм; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=1/5=0,2 мРекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения; Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=398*0,2=80 кН

всего по перекрытию: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=106+92+88+80=366 кН.

Работа внешних сил на перемещениях перекрытия (см. рисунок А1.3)

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=8,9*(38*0,34+29*0,28)=187 кН.

Наружные стены

Работа внутренних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=0.

Работа внешних сил Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения=11,1*(5,4*0,5+6*0,5)=61 кН.

Проверка общего условия невозможности образования механизма второго типа

Проверка производится по формуле (2) данных Рекомендаций

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения366 кН (без учета работы пилона на срез);

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения61+187+61+309 кН<366 кН.

Условие устойчивости выполнено Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения даже без учета работы пилона на срез. Прогрессирующее обрушение второго типа невозможно.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения

Название документа: Рекомендации по защите высотных зданий от прогрессирующего обрушения

Номер документа: 9

Вид документа: Приказ Управления экономической, научно-технической и промышленной политики в строительной отрасли Правительства Москвы

Принявший орган: Управление экономической, научно-технической и промышленной политики в строительной отрасли Правительства Москвы

Статус: Действующий

Опубликован: научно-техническое издание

/ Правительство Москвы; Москомархитектура. - М.: ГУП "НИАЦ", 2006 год

Дата принятия: 16 февраля 2006

Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах