Конфигурации здания и нормы проектирования

В большинстве стран вопросы долговечности и надежности конструкций зданий и сооружений включены в национальные нормы и правила на проектирование и строительство.

Рис 4.2.1. Изображение понятия "конструкции нерегулярной формы и рамные каркасы":

I - здания неправильной конфигурации в плане: а - Т-образный план; б - L-образный план; в - U -образный план; г - крестообразный план; д - другие сложные формы плана; е - уступы; ж - башни; з - разные уровни этажей; и - необычно высокий первый этаж; к - необычно низкий первый этаж; л - однородное архитектурно-планировочное решение снаружи, но неравномерное распределение массы, или наоборот;

II - здания с резким изменением несущей способности при горизонтальных нагрузках; а - гибкие нижние уровни; б - большие проемы в вертикальных диафрагмах; в - прерывистость колонн; г - прерывистость балок; д - отверстия в горизонтальных диафрагмах;

III - здания с резким изменением горизонтальной жесткости: а - диафрагмы в одних этажах рамные каркасы - в других; б - несоосность вертикальных несущих элемен тов; в - резкие изменения размеров элементов; г - большая неравномерность распределения массы по высоте;

IV - необычные или новые элементы конструкций: а - вантовые конструкции; б -оболочки; в - фермы, расположенные в зигзагообразном порядке; г - здания на склонах.

Например, в нормах США упомянуто, что для сооружений, имеющих неправильную форму в плане или в каркасных системах при большом различии величин сопротивления поперечному сдвигу или жесткости соседних этажей, а также в других конструктивных особенностях, распределение горизонтальных сил следует определять с учетом динамических характеристик сооружения. Почему в нормативных документах эту проблему рассматривают только с общих позиций? Возможно это потому, что, несмотря на понимаемое всеми значение вопроса, его трудно охарактеризовать определенными правилами и привести к форме, соответствующей стилю нормативной литературы. Имеющаяся нормативная литература составлялась для зданий правильной конфигурации в плане, а количество различных неправильных конфигураций зданий может быть огромно.

На рис. 3.10.1 приведены их основные виды. Выявлено, что 65-80% зданий, построенных в последние годы, относятся к одной из указанных категорий зданий неправильной формы в плане. Важно отметить, что такие неправильные формы создаются по произволу самих проектировщиков, а не определяются функциями данного типа зданий. Эти здания не соответствуют условиям технических норм, составленных для зданий простой архитектурной формы, и поэтому в большей или меньшей степени расчетные усилия, учтенные при проектировании и вычисленные по этим нормам, не соответствуют фактическим.

Следует сказать, что если проектирование крупных объектов осуществляется на основе изучения соответствующих инженерных концепций и тщательного анализа расчетных факторов, то небольшие объекты неправильной формы часто проектируются без учета требований нормативной документации, поэтому возможные изменения работы конструкции в условиях воздействия сейсмической нагрузки, создаваемые за счет неправильной конфигурации, не всегда рассматриваются и включаются в расчет.

Общее понимание проблем усложнения конфигурации зданий не менее важно, чем аналитические выкладки. Большая часть информации, которой располагают специалисты сегодня, носит эмпирический характер: наиболее ранние наблюдения работы конструкций в условиях воздействия сейсмических сил проводились для зданий, выполненных из определенных типов материалов определенной конфигурации и на основе той или иной строительной технологии. Но такой подход создает дополнительную опасность для проектировщика, который, полагаясь целиком на нормативные расчетные положения, не всегда старается вникнуть в характер динамического воздействия окружающей среды и оценить соответствующую ответную реакцию здания.

Дата добавления: 2015-07-13