Для довільних перерізів стержневих і пластинчастих елементів при складних впливах (випадки •фактично характерні для всіх елементів просторової схеми висотного будинку) рекомендується ВІ|користовувати апробовані комп’ютерні програми, що реалізують алгоритми, засновані на фун- Даментальних положеннях деформаційної теорії залізобетону (закон плоских перерізів, нелінійна жтче.-кпість між напруженнями й деформаціями, обмеження на значення лінійних деформацій тощо)
1 °аі а.чьіпгх вимогах’ відповідних нормативів.
Д.2.1.5 Складні просторові геометричні схеми спрощують шляхом заміни реальної конструкц, умовною схемою. Колоші й балки апроксимують стержнями, приведеними до осі, а плити й стіни, пластинами, приведеними до серединної площини.
Д.2.1.6 Допускається застосування континуальних, дискретно-континуальних і дискретних ро; рахункових моделей. Рекомендується використовувати розрахункові моделі, засновані на матенц тичній і геометричній дискретизації просторових конструкцій методом скінченних елементів (MCE;
Д.2.1.7 За необхідності допускається комп’ютерне моделювання окремих вузлів або фрагменті конструкцій на основі використання фізично нелінійних тривимірних скінченних елементів, СП( ціальних елементів, що моделюють тертя, проковзування, попередній натяг тощо. В особливо вд повідальних випадках результати комп’ютерного моделювання рекомендується підтверджуват натурними експериментами.
Д.2.1.8 Рекомендується застосовувати програмні комплекси, в яких реалізовані процедури ро, рахунку конструкцій з урахуванням фізичної й геометричної нелінійності, а також процесів, нов1! заних із життєвим циклом конструкції. У необхідних випадках рекомендується за цими програм ними комплексами здійснювати розрахунок з урахуванням фізичної нелінійності залізобетону ґрунтової (пальової) основи й виконувати комп’ютерне моделювання процесів зведення каркас висотного будинку з урахуванням зміни фізико-механічних властивостей бетону в процесі зведенні а також процесів, пов’язаних з динамічними впливами (сейсміка, вітер), та процесів, пов’язаних: форс мажорними ситуаціями (прогресуюче обвалення).
Д.2.2 Вимоги до розрахунку
Д.2.2.1 Розрахунок несучих конструктивних систем включає:
Д.2.2.2 Розрахунок несучої конструктивної системи, що включає надземні й підземні конструї ції й фундамент, слід проводити для всіх послідовних стадій зведення (у випадку істотної змій розрахункової ситуації) і для стадії експлуатації, приймаючи розрахункові схеми, що відповідаюіі розглянутим стадіям. При цьому слід ураховувати:
1
Д.2.2.3 Розрахунок несучої конструктивної системи в загальному випадку слід проводити просторовій постановці з урахуванням спільної роботи надземних і підземних конструкцій, ф даменту й основи під ним.
Д.2.2.4 Розрахунок несучих конструктивних систем слід проводити із використанням лінійній j
нелінійних жорсткостей залізобетонних елементів.
Лінійні жорсткості залізобетонних елементів визначають, як для суцільного пружного тіла. Нелінійні жорсткості залізобетонних елементів визначають за поперечним перерізом з ypatfi панням можливого утворення тріщин, а також з урахуванням розвитку непружних деформацій! бетоні й арматурі, що відповідають короткочасному й тривалому діям навантаження.
Д 2.2.5 Значення нелінійних жорсткостей залізобетонних елементів слід визначати залежно від сталії розрахунку, вимог до розрахунку й характеру напружено-деформованого стану елемента.
На першій стадії розрахунку конструктивної системи, коли армування залізобетонних елементів невідомо, нелінійну роботу елементів рекомендується враховувати шляхом зниження їх жорсткостей за допомогою умовних узагальнених коефіцієнтів.
На наступних стадіях розрахунку конструктивної системи, коли відоме армування залізобетонних елементів, у розрахунок слід уводити уточнені значення жорсткостей елементів, які визначені з урахуванням армування, утворення тріщин і розвитку непружних деформацій у бетоні й арматурі згідно із вказівками чинних нормативних документів із проектування залізобетонних конструкцій.
Ц.2.2.6 У результаті розрахунку несучої конструктивної системи повинні бути встановлені: v колонах - значення поздовжніх і поперечних сил, згинальних моментів, а в необхідних випадках - і кругних моментів; у плоских плитах перекриттів, покриттях й фундаментах - значення згинальних і крутшіх моментів, поперечних і поздовжніх сил.
Зусилля в елементах конструктивної системи слід визначати від дії поздовжніх розрахункових постійних, тривалих, короткочасних і епізодичних навантажень, а також їх основних і аварійних сполучень.
На першій стадії розрахунку для оцінки зусиль в елементах конструктивної системи допускається приймати наближені значення жорсткостей елементів, маючи на увазі, що розподіл зусиль в елементах конструктивних систем залежить не від величини, а, в основному, від співвідношення жорсткостей цих елементів. Для більш точної оцінки розподілу зусиль в елементах конструктивної системи рекомендується приймати уточнені значення жорсткостей з понижувальними коефіцієнтами. Гіри цьому необхідно враховувати істотне зниження жорсткостей у плитних елементах, що згинаються (у результаті можливого утворення тріщин), у порівнянні з позацентрово стиснутими елементами. У першому наближенні рекомендується приймати модуль пружності матеріалу, який дорівнює Ев з понижувальними коефіцієнтами: 0,6 - для вертикальних стиснутих елементів; 0,3 - для плит перекриттів (покриттів) і балок з урахуванням тривалості дії навантаження.
Д.2.2.7 У результаті розрахунку несучої конструктивної системи повинні бути встановлені значення вертикальних переміщень (прогинів) перекриттів і покриттів, горизонтальні переміщення конструктивної системи, а також для будинків підвищеної поверховості - прискорення коливань перекриттів верхніх поверхів. Величини вказаних переміщень і прискорення коливань не повинні перевищувати допустимих значень, установлених відповідними нормативними документами.
І оризонтальні переміщення конструктивної системи слід визначати від дії експлуатаційних розрахункових (для граничних станів другої групи) значень постійних, тривалих, короткочасних горизонтальних і вертикальних навантажень. При цьому на першій стадії розрахунку рекомендуєшся приймати знижені значення жорсткостей елементів конструктивної системи, оскільки горизонтальні переміщення прямо залежать від властивостей жорсткості елементів.
Вертикальні переміщення (прогини) перекриттів і покриттів визначають від дії експлуатаційних значень постійних і тривалих вертикальних навантажень. При цьому на першій стадії розрахунку рекомендується приймати знижені значення жорсткостей елементів конструктивної системи, зокрема плит перекриттів, оскільки вертикальні переміщення (прогини) прямо залежать від деформаційних властивостей плит.
V
іершому наближенні значення понижувальних коефіцієнтів щодо початкового модуля пруж- Нос|і бетону з урахуванням тривалості дії навантаження рекомендується приймати: для вертикаль- "нх несучих елементів - 0,6, а для плит перекриттів (покриттів) - 0,3.
Па наступних стадіях розрахунку при відомому армуванні слід приймати уточнені жорсткості
11 • * 1 1' 1 -із'*І
• .'рахуванням армування, наявності тріщин і непружних деформацій у бетоні Й арматурі, що "Чачаються чинними нормативними документами
НІҐПІ
Прискорення коливань перекриттів верхніх поверхів будинку слід визначати при дії пульса 01 складової вітрового навантаження.
і
Д.2,2,8 При розрахунку на стійкість конструктивної системи слід перевіряти стійкість формі конструктивної системи, а також стійкість положення конструктивної системи на перекидання ijj зсув.І
Розрахунок на стійкість конструктивної системи слід проводити на дію поздовжніх розраху* кових постійних, тривалих, короткочасних і епізодичних вертикальних і горизонтальних наваї тажень.
При розрахунку стійкості форми конструктивної системи рекомендується приймати ЗНИЖЄ{ жорсткості елементів конструктивної системи (з огляду на нелінійну роботу матеріалу), оскільк стійкість конструктивної системи пов’язана з деформативніспо системи й окремих елементів, Пр цьому значення понижувальних коефіцієнтів у першому наближенні рекомендується приймати урахуванням того, що стійкість конструктивної системи залежить від опору в основному поз; центрово стиснутих вертикальних елементів при тривалій дії навантаження й у стадії, що паї шжається до граничної. Запас стійкості повинен бути не менше ніж двократним.|
При розрахунку на загальну стійкість конструкцій допускається перевіряти для сполучена навантажень, якому відповідають найбільші значення поздовжніх сил і знайдені коефіцієнти розр; хункової довжини, розповсюджувати на інші сполучення навантажень.
При розрахунку стійкості положення конструктивної системи слід розглядати як жорстке нед формоване тіло, При розрахунку на перекидання утримуючий момент від вертикального н; таження повинен перевищувати перекидний момент від горизонтального навантаження з коеф цієнтом не менше 1,5. При розрахунку на зсув утримуюча горизонтальна сила повинна перевищуват- діючу зсувну силу з коефіцієнтом 1,2, При цьому слід ураховувати найбільш несприятливі значенн коефіцієнтів надійності щодо навантаження.
Д.2,2,9 Несучу здатність і деформації основи слід оцінювати згідно з відповідними нормативним документами за зусиллями, що діють на основу, знайденими при розрахунку конструктивної систем: будинку.
Розрахунок перекосів від нерівномірних вертикальних деформацій сусідніх, несучих конструкції (стін і колон) слід проводити з урахуванням фактичного порядку зведення будинку, а також часу; тривалості прикладення навантажень для врахування нелінійних деформацій у залізобетонних кок струкціях,
Д.2.3 Методи розрахунку
Д,2.3.1 Просторова конструктивна система є статично невизначеною системою. Для розрахунг несччих конструктивних систем рекомендується використовувати дискретні розрахункові моде® що розраховуються методом скінченних елементів,
Д.2.3.2 Дискретизацію конструктивних систем проводять із застосуванням оболонкових, стерж невих і об’ємних (якщо це необхідно) скінченних елементів, які використані у прийнятій ро; рахунковій програмі,
При створенні просторової моделі конструктивної системи необхідно враховувати характеі спільної роботи стержневих, оболонкових і об’ємних скінченних елементів, пов'язаний з різної кількістю ступенів свободи для кожного із указаних елементів.І
Д.2.3,3 Деформативні властивості основи слід ураховувати шляхом використання загальноприі нятих розрахункових моделей основи Вінклера або Пастернака.І
Коефіцієнти постелі слід визначати відповідно до осідання основи, яка може бути обчислея| за схемами лінійно деформованого півпростору або лінійно деформованого шару. При розрахуй»* на динамічні впливи допускається вводити коефіцієнт збільшення жорсткості основи, який доп)'" кається визначати у відповідності зі СНиГІ 2.02.05,
При використанні пальових або яальово -плитних фундаментів палі слід моделювати як залі# • бетонні конструкції або враховувати їх спільну роботу з фундаментом узагальнено, як єдину осноь з використанням приведеного коефіцієнта постелі основи.
Д 2 3.4 Модель пальової основи рекомендується розглядати у фізично нелінійній постановці, щоб урахувати вирівнювання початково нерівномірних зусиль у палях, обумовлених більшою жорсткістю па н, па периферії пальового поля.
ІІалі моделюються вертикальними елементами, жорсткість яких визначається за нормативними документами, або в результаті натурних випробувань пробних кущів паль, Палі можуть також моделюватися стержневим елементом (залізобетонна колона) у ґрунтовому масиві. Сприйняття горизонтальних зусиль ґрунтовою або пальовою основою допускається моделювати введенням горизонтальних в’язей скінченної жорсткості у вузли, які лежать у рівні контакту основи і фун- цамептної плити,
Ц.2.3.5 За необхідності врахування різних факторів поширення вимушених коливань у ґрунті (вплив наявних включень, моделювання роботи баретів і паль у ґрунті тощо) рекомендується масив грунтової основи моделювати плоскими або тривимірними скінченними елементами грунту, що враховують фізичну нелінійність його роботи.
Д.2.3.6 При побудові скінченно-елементної розрахункової моделі розміри й конфігурацію скінченних елементів слід задавати, виходячи з можливостей застосовуваних конкретних розрахункових програм, і приймати такими, щоб була забезпечена необхідна точність визначення зусиль по довжині колон і по площі плит перекриттів, фундаментів і стін з урахуванням спільного числа скінченних елементів у розрахунковій схемі, що впливає на тривалість розрахунку.
Рекомендується при розрахунку спільної схеми будинку й окремих елементів застосовувати принципи фрагментації. При розрахунку загальної схеми будинку на горизонтальні й вертикальні навантаження слід використовувати модель із досить рідкою скінченно-елементною сіткою, Розміри скінченних елементів у цьому випадку можуть не перевищувати Н2 -Є і/4 висоти поверху. Розрахунки окремих елементів будинку (плити перекриттів, стіни, фундаментні плити) у цьому випадку проводяться як розрахунки окремих конструктивних схем із більш густою скінченно- елементною сіткою на місцеве навантаження й переміщення вузлів, спільних із вузлами загальної схеми.
