Коефіцієнти жорсткості та демпфування основи допускається визначати за методикою СНиП 2.02.05 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками". При цьому відносне демпфування основи належить приймати не більше 10% від критичного затухання коливань (логарифмічний декремент коливань ????0,6).
Доповнення, зауваження та пропозиції:
Додаток Д
(рекомендований)
ЗАГАЛЬНА МЕТОДИКА РОЗРАХУНКІВ ВИСОТНИХ БУДІВЕЛЬ ЯК СИСТЕМИ «ОСНОВА ?? ФУНДАМЕНТ ?? НАДФУНДАМЕНТНА БУДОВА»
Д.1Загальні положення
Д.1.1Рекомендації даного ДП поширюються на проектування різних конструктивних систем будівель, у яких усі основні несучі конструкції (колони, пілони, стіни, перекриття, покриття, фундаменти) виконуються з монолітного залізобетону із жорсткими й податливими сполученнями між ними.
Д.1.2Значення навантажень та впливів, що діють на будівлю, слід визначати відповідно до ДБН В.1.2-2:2006 з урахуванням Зміни № 1 від 13.08.07.
Для перевірки граничних станів першої групи використовуються граничні розрахункові значення навантажень.
Для перевірки граничних станів другої групи використовуються експлуатаційні розрахункові значення навантажень, що залежать від установленого терміну експлуатації споруди.
Значення вітрових навантажень слід визначати відповідно до ДБН В.1.2-2:2006 з урахуванням Зміни №1 від 13.08.2007.
Урахування пульсаційної складової вітрового навантаження слід визначати на підставі спеціального динамічного розрахунку.
Розрахунок будівлі на сейсмічний вплив слід виконувати відповідно до ДБН В.1.1-12:2006 і з урахуванням обов'язкового додатка С (розрахунок висотних будівель на дію сейсмічного навантаження).
Д.1.3 Розрахунок і конструювання будівель при сейсмічних впливах слід виконувати згідно з ДБН В.1.1-12:2006. Вогнестійкість конструкцій і вогнезбереження будівель повинні відповідати вимогам ДБН В.1.1.7-2002.
Д.1.4Значення граничних деформацій основи будівель регламентуються СНиП 2.02.01-83*. Граничні прогини, переміщення конструкцій і перекоси вертикальних і горизонтальних гнізд будівель не повинні перевищувати припустимих значень, приведених у ДСТУ Б.В.1.2-3:2006.
Д.1.5 Для будівель, що розраховуються на спільний вплив вертикальних і горизонтальних навантажень за недеформованою схемою, прогин верху будівлі з урахуванням піддатливості основи рекомендується приймати не більше 0,001 висоти будівлі. При більших значеннях прогинів допускається виконувати розрахунок за деформованою схемою. При цьому значення прогину будівлі не повинно перевищувати 0.002 його висоти.
Д.1.6Дане ДП слід застосовувати спільно з ДБН «Проектування будівель і споруд житлово-громадського призначення».
Д.1.7Залізобетонні конструкції повинні бути сконструйовані таким чином, щоб з достатньою надійністю запобігти виникненню всіх видів граничних станів. Це досягається вибором показників якості матеріалів, призначенням розмірів і конструюванням згідно з рекомендаціями даного ДП і чинних нормативних документів. При цьому повинні бути виконані технологічні вимоги до виготовлення конструкцій, дотримані вимоги з експлуатації будівель, а також вимоги по екології, енергозбереженню, протипожежній безпеці й довговічності, що установлені відповідними нормативними документами.
Д.1.8При проектуванні залізобетонних конструкцій їхня надійність повинна бути встановлена розрахунком по граничних станах першої й другої груп шляхом використання розрахункових значень навантажень, характеристик матеріалів, які визначаються за допомогою відповідних коефіцієнтів надійності за нормативними значенням цих характеристик з урахуванням ступеня відповідальності будівель.
Нормативні значення навантажень, коефіцієнтів сполучень навантажень і коефіцієнтів надійності відповідальності конструкцій, а також розподіл навантажень на постійні й тимчасові (тривалі й короткочасні) слід приймати згідно ДБН В.1.2-2:2006.
Порядок прикладення постійних і тривало діючих навантажень повинен визначатися графіком провадження робіт або по факту.
Д.1.9Поряд з контролем міцності бетону по зразках, контроль міцності бетону в готовій конструкції рекомендується проводити з використанням неруйнуючих методів.
Д.2Розрахунок несучих конструктивних систем
Д.2.1 Розрахункова схема
Д.2.1.1 Розрахункова схема будівлі включає дані про навантаження та фізичну модель.
Д.2.1.2 Фізична модель будівлі являє собою тривимірну систему з колон, стін, плит, балок і їхніх сполучень, а також дані про фізико-механічні властивості матеріалів і навантаження.
Д.2.1.3 Розподіл зусиль у просторових системах у значній мірі обумовлюється жорсткісними характеристиками елементів і їхніми сполученнями, які залежать як від матеріалу і його напруженого стану, так і від якості виготовлення й монтажу, наявності дефектів, передісторії навантаження, типу конструкції, вологості матеріалу, ступеню пошкодження (зношення), температури й інших факторів. Вплив всіх цих факторів при проектуванні врахувати складно. Тому геометричні параметри й фізичні характеристики матеріалів і конструкцій у розрахунках приймаються заданими з імовірним урахуванням перерахованих вище факторів
Д.2.1.4Розрахунки напружено-деформованого стану залізобетонних стрижневих, пластинчастих і об'ємних елементів і їхніх сполучень розроблені в існуючих нормативних документах тільки для нормальних перерізів при простих впливах.
Для довільних перерізів стрижневих і пластинчастих елементів при складних впливах (випадки практично характерні для всіх елементів просторової схеми висотної будівлі) рекомендується використовувати апробовані комп'ютерні програми, що реалізують алгоритми, засновані на фундаментальних положеннях деформаційної теорії залізобетону (закон плоских перерізів, нелінійна залежність між напруженнями й деформаціями, обмеження на значення лінійних деформацій і ін.) і загальних вимогах відповідних нормативів.
Д.2.1.5Складні просторові геометричні схеми спрощують шляхом заміни реальної конструкції умовною схемою. Колони й балки апроксимують стрижнями, приведеними до осі, а плити й стіни — пластинами, приведеними до серединної площини.
Д.2.1.6Допускається застосування континуальних, дискретно-континуальних і дискретних розрахункових моделей. Рекомендується використовувати розрахункові моделі, засновані на математичній і геометричній дискретизації просторових конструкцій методом кінцевих елементів (МКЕ).
Д.2.1.7При необхідності допускається комп'ютерне моделювання окремих вузлів або фрагментів конструкцій на основі використання фізично нелінійних тривимірних кінцевих елементів, спеціальних елементів, що моделюють тертя, проковзування, попередній натяг та ін. В особливо відповідальних випадках результати комп'ютерного моделювання рекомендується підтверджувати натурними експериментами.
Д.2.1.8Рекомендується застосовувати програмні комплекси в яких реалізовані процедури розрахунку конструкцій з урахуванням фізичної й геометричної нелінійності, а також процесів пов'язаних з життєвим циклом конструкції. До таких програмних комплексів, що дозволяють створювати й аналізувати адекватні розрахункові моделі «ґрунтова основа – фундамент – надфундаментна споруда» належать ПК ЛІРА та ін. У необхідних випадках рекомендується по цих програмних комплексах здійснювати розрахунок з урахуванням фізичної нелінійності залізобетону й ґрунтової (пальової) основи й виконувати комп'ютерне моделювання процесів зведення каркаса висотної будівлі з урахуванням зміни фізико-механічних властивостей бетону в процесі зведення, процесів пов'язаних з динамічними впливами (сейсміка, вітер), процесів пов'язаних з форс-мажорними ситуаціями (прогресуюче обвалення). Особливу увагу необхідно приділити верифікації комп'ютерних моделей.
Д.2.2 Вимоги до розрахунку
Д.2.2.1Розрахунок несучих конструктивних систем включає:
визначення зусиль в елементах конструктивної системи (колонах, плитах перекриттів і покриття, фундаментних плитах, стінах, ґрунтовій або пальовій основах);
визначення переміщень конструктивної системи в цілому й окремих її елементів, а також прискорень коливання перекриттів верхніх поверхів;
розрахунок на стійкість конструктивної системи (стійкість форми й положення);
оцінку опору конструктивної системи прогресуючому обваленню;
оцінку несучої здатності й деформації основи.
Д.2.2.2Розрахунок несучої конструктивної системи, що включає надземні й підземні конструкції й фундамент, слід проводити для всіх послідовних стадій зведення (у випадку істотної зміни розрахункової ситуації) і для стадії експлуатації, приймаючи розрахункові схеми, що відповідають розглянутим стадіям. При цьому слід ураховувати:
порядок прикладення й зміни вертикального навантаження й жорсткостей елементів у процесі монтажу й експлуатації;
утворення тріщин від температурно-усадочних деформацій бетону в процесі твердіння й наявність технологічних швів при бетонуванні захватками;
величину міцності й жорсткості бетону в момент звільнення конструкції від опалубки й передачі навантаження від вище розташованих поверхів.
Д.2.2.3Розрахунок несучої конструктивної системи в загальному випадку слід проводити в просторовій постановці з урахуванням спільної роботи надземних і підземних конструкцій, фундаменту й основи під ним.
Д.2.2.4Розрахунок несучих конструктивних систем слід проводити із використанням лінійних і нелінійних жорсткостей залізобетонних елементів.
Лінійні жорсткості залізобетонних елементів визначають як для суцільного пружного тіла.
Нелінійні жорсткості залізобетонних елементів визначають по поперечному перерізу з урахуванням можливого утворення тріщин, а також з урахуванням розвитку непружних деформацій у бетоні й арматурах, що відповідають короткочасному й тривалому діям навантаження.
Д.2.2.5Значення нелінійних жорсткостей залізобетонних елементів слід визначати залежно від стадії 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 їхніх 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 по проектуванню залізобетонних конструкцій.
Д.2.2.6У результаті розрахунку несучої конструктивної системи повинні бути встановлені: у колонах ?? значення подовжніх і поперечних сил, згинальних моментів, а в необхідних випадках ?? і крутних моментів; у пласких плитах перекриттів, покриттю й фундаментах ?? значення згинаючих і крутних моментів, поперечних і подовжніх сил.
Визначення зусиль в елементах конструктивної системи слід проводити від дії подовжніх розрахункових постійних, тривалих, короткочасних і епізодичних навантажень, а також їхніх 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. При цьому необхідно враховувати істотне зниження жорсткостей у плитних елементах, що згинаються (у результаті можливого утворення тріщин) у порівнянні із позацентрово стиснутими елементами. У першому наближенні рекомендується приймати модуль пружності матеріалу рівним Ев з понижувальними коефіцієнтами: 0,6 ?? для вертикальних стиснутих елементів; 0,3 ?? для плит перекриттів (покриттів) з урахуванням тривалості дії навантаження.
Д.2.2.7У результаті розрахунку несучої конструктивної системи повинні бути встановлені значення вертикальних переміщень (прогинів) перекриттів і покриттів, горизонтальні переміщення конструктивної системи, а також для будівель підвищеної поверховості — прискорення коливань перекриттів верхніх поверхів. Величини указаних переміщень і прискорення коливань не повинні перевищувати припустимих значень, установлених відповідними нормативними документами.
Визначення горизонтальних переміщень конструктивної системи слід проводити від дії експлуатаційних розрахункових (для граничних станів другої групи??) значень постійних, тривалих, короткочасних горизонтальних і вертикальних навантажень. При цьому на першій стадії розрахунку рекомендується приймати знижені значення жорсткостей елементів конструктивної системи, оскільки горизонтальні переміщення прямо залежать від жорсткісних властивостей елементів.
Визначення вертикальних переміщень (прогинів) перекриттів і покриттів провадять 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.
У першому наближенні значення понижувальних коефіцієнтів щодо початкового модуля пружності бетону з урахуванням тривалості дії навантаження рекомендується приймати: для вертикальних несучих елементів ?? 0,6, а для плит перекриттів (покриттів) ?? 0,3.
На наступних стадіях розрахунку при відомому армуванні слід приймати уточнені жорсткості плит з урахуванням армування, наявності тріщин і непружних деформацій у бетоні й арматурах, обумовлені відповідно чинним нормативним документам.
