Проблемы соударения с соседними зданиями

Вопросы проектирования. Проблемы соударений с соседними зданиями или с частями одного здания, возникающие во время землетрясений, касаются прежде всего проектирования антисейсмических швов (в том случае, если конструктивные элементы с архитектурной точки зрения соединены так, что образуют одно здание) и определения жесткости (так как она оказывает влияние на перемещение конструкций и, следовательно, на количественную величину разделительного промежутка, требуемого для предотвращения контакта соответствующих элементов). Во время землетрясения в Манагуа, 1972, в результате таранного удара на уровне кровли двухэтажного дома, прилегающего к зданию пятиэтажной гостиницы, был полностью разрушен ее третий этаж. Шестиэтажное здание Ланг Билдинг серьезно пострадало на уровне, к которому примыкала кровля более низкого здания. Разрушение произошло из-за удара одного здания о другое, а также в результате эффекта мгновенного включения жесткости примыкающего здания (рис. 5.5.1).

Во время землетрясения на Аляске, 1964, четырнадцатиэтажное здание гостиницы Анкоридж Вестворд ударило более низкое здание концертного зала и примыкающее шестиэтажное крыло гостиницы, несмотря на расстояние между ними в 10,16 см. Удар в высотном здании был настолько сильным, что сдвинул металлический настил перекрытия со стальных опор-балок. Между одноэтажным и трехэтажным зданиями университета был предусмотрен антисейсмический зазор, равный 5,08 см; однако изоляционный заполнитель в зазоре оказался достаточно жестким, и разрушение наступило в результате удара. Во время землетрясения в Каракасе, 1967, от удара также пострадало несколько зданий: здание Макуто Шератон в результате соударений отдельных элементов конструкции; два жилых здания и угол здания Нобель в результате разрушения соседнего здания Миджакуал.

Рис. 5.5.1. Повреждение здания Лэнг Билдинг в результате соударений во время землетрясения в Манагуа, 1972.

Возможные решения. Одна из основных проблем при проектировании любого здания - выбор его месторасположения относительно участков частной собственности и прилегающих зданий. При этом обычно считается, что здания во время землетрясения наклоняются. Но наклон прилегающих зданий может осуществляться в разных фазах - сначала в разные стороны по отношению друг к другу, затем в одну, и при различных периодах собственных колебаний каждого из них. В том случае, если конструкцию зданий необходимо разделить на отдельные узлы (по причине температурных перемещений или других мотивов), предусматриваемые разделения не должны допускать возможности ударов. В районах большинства городов с плотной застройкой деловой части особую ценность представляет земля. Поэтому при строительстве нового здания в пределах такой застройки требования строительных норм в отношении величины разделения зданий обычно встречают упорное сопротивление. Проектирование и строительство всех частей зданий следует осуществлять исходя из того, что здание в условиях воздействия горизонтальных нагрузок должно работать как единое целое. Если же в соответствии с конструктивной схемой предусматривается антисейсмическое разделение, то расчетное расстояние должно быть достаточным для предотвращения контакта при прогибе, возникающем в результате воздействия сейсмических нагрузок или ветровых нагрузок. Ширина разделительного пространства определяется на основе инженерных расчетов. Произвольный выбор этой величины в ряде случаев может вызвать серьезные трудности при работе конструкций, а иногда может оказаться просто недостаточным.

Потенциальная возможность возникновения ударов обусловливается наличием перемещений конструкций или вертикальным отклонением примыкающих зданий (или частей зданий). Смещение определяется расчетным путем, при рассмотрении воздействия расчетных усилий на конструкцию. Поскольку расчетные значения усилий могут оказаться ниже реальных нагрузок, к расчетным величинам прогибов вводятся поправочные коэффициенты. Требуемая величина находится как сумма значений прогибов, определяемых для каждого здания в отдельности на основе поэтажных прогибов, с учетом развития пластических деформаций, при этом прогибы двух нижних этажей увеличивают, умножая полученное значение на коэффициент 2.

В нормах США значение смещения конструкций не должно превышать 0,5% высоты этажа; для высоты этажа, равной 5.08 м, эта величина будет равна 2,54 см. В нормах СССР предлагается значение разделения, равное 3 см для зданий высотой до 5 м, дополнительные 2 см на каждые следующие 5 м. Несмотря на то, что такие эмпирические правила имеют произвольный характер, их применение целесообразно на стадии эскизного проектирования, т.е. до того, как на основе соответствующего расчета будут получены более точные цифровые данные. Следует упомянуть о важности определения местоположения элементов жесткости: если они не примыкают друг к другу, то расчетная ситуация существенно ухудшается (рис. 5.5.2), кроме того, необходимо уделять особое внимание предотвращению соударений зданий.

Рис. 5.5.2. Возможность повреждения в уровне перекрытий расположенных рядом зданий

Дата добавления: 2015-07-13