Приложение И. Общие указания к расчетным моделям крупнопанельных зданий

Приложение И

Общие указания к расчетным моделям крупнопанельных зданий

И.1 Расчетные схемы крупнопанельных зданий классифицируются:

- по характеру учета пространственной работы (одно-, двух- и трехмерные);

- по виду неизвестных (дискретные, дискретно-континуальные и континуальные);

- по виду конструкции, положенной в основу расчетной схемы (стержневые, пластинчатые, комбинированные).

И.2 При одномерной расчетной схеме здание рассматривается как тонкостенный стержень или система стержней, упруго или жестко защемленных в основании. Предполагается, что поперечный контур стержня (системы стержней) неизменяем.

При двухмерной расчетной схеме здание рассматривается как плоская конструкция, способная воспринимать только такую внешнюю нагрузку, которая действует в ее плоскости. Для определения усилий в стенах от горизонтальной нагрузки условно принимается, что все стены, параллельные действию нагрузки, расположены в одной плоскости и имеют одинаковые горизонтальные перемещения в уровне перекрытий.

При трехмерной (пространственной) расчетной схеме здание рассматривается как пространственная система, способная воспринимать приложенную к ней пространственную систему сил. Трехмерная расчетная схема наиболее точно учитывает особенности взаимодействия несущих конструкций, но расчет на ее основе наиболее сложен.

И.3 При стержневых расчетных схемах несущая система здания рассматривается в виде набора параллельно расположенных балок с податливыми связями (составная балка), перекрестной системы балок, многоэтажной многопролетной рамы, решетчатой системы и др. Для определения динамических характеристик здания вся несущая система здания может рассматриваться как один консольный стержень.

В расчетных схемах в виде перекрестных стержневых систем несущие балочные элементы расположены в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной). Вертикальные несущие элементы эквивалентны по жесткости стенам, горизонтальные - перекрытиям здания. Принимается, что в местах пересечения несущих элементов их поперечные перемещения одинаковы. Перекрестная расчетная схема позволяет учесть изгиб перекрытий в собственной плоскости, и не позволяет учесть совместность продольных деформаций параллельно расположенных стен. Данную расчетную схему следует применять преимущественно для расчета на горизонтальные нагрузки только зданий с поперечными несущими стенами при ненесущих продольных стенах.

В рамных расчетных схемах стены с проемами рассматриваются как многоэтажные плоские или пространственные многопролетные рамы. Стойками рам являются глухие (без проемов) участки стен, а ригелями - перемычки и перекрытия. При расчете следует принимать, что ригели имеют переменную жесткость (бесконечно большую в пределах длины простенков и конечную в местах проемов). Для определения усилий в конструкциях зданий на основе рамной расчетной схемы расчет следует выполнять численными методами с использованием специальных верифицированных и сертифицированных в Российской Федерации программных комплексов (ПК).

При решетчатых расчетных схемах здание в целом или его отдельные элементы (например, стены) заменяют системой вертикальных, горизонтальных и наклонных стержней, шарнирно соединенных между собой.

И.4 При пластинчатых расчетных схемах стены и перекрытия здания рассматриваются как система тонкостенных плоскостных элементов (пластинок), соединенных преимущественно в отдельных узлах. Для расчета отдельных пластинок используют численные методы теории упругости (метод сеток, прямые вариационные, метод конечных элементов и др.).

И.5 При комбинированных расчетных схемах здание рассматривается как пластинчато-стержневая система. Такие расчетные схемы следует применять преимущественно для расчета зданий, в которых сочетаются каркасные элементы и стены (например, зданий с первыми нежилыми этажами).

И.6 Выбор расчетной схемы крупнопанельного здания обусловлен принятой конструктивной системой, а также учетом ограниченных областей применения различных расчетных схем, определяемыми положенными в их основу допущениями.

Наиболее совершенными являются расчетные схемы в виде пространственной (трехмерной) системы пластин или (и) стержней с дискретными связями между ними. При таких расчетных схемах следует использовать для расчета преимущественно метод конечных элементов. Расчетная схема конструктивной системы крупнопанельного здания с использованием метода конечных элементов должна состоять из элементов несущих внутренних и наружных стеновых панелей, плит перекрытий (покрытия), лестничных площадок и маршей, стальных связей, фундаментов и учитывать податливость растворных швов и работу основания.

Для расчета зданий, конструктивно-планировочные решения которых не изменяются по высоте (регулярная система) или изменяют небольшое число раз (ступенчато-регулярная система), допускается использовать расчетную схему в виде вертикальной составной системы. В составной системе различают несущие и связевые элементы. Несущими элементами многоэтажного здания являются участки стен, ограниченные в плане проемами или вертикальными стыковыми соединениями. Связевыми элементами являются диски перекрытий, надпроемные перемычки, соединения сборных элементов в вертикальных стыках. При расчете составных систем дискретные связевые элементы заменяют эквивалентными по жесткости (или податливости) непрерывными и используется дискретно-континуальная расчетная схема.

И.7 Податливость раствора в контактных и платформенных стыках учитывают в расчетах путем введения в расчетные модели специальных элементов или связей, учитывающих физические величины податливости раствора, которые следует принимать по приложению А.

И.8 Несущие конструкции нижних (нежилых) этажей следует рассчитывать совместно с опирающимися на них стеновыми конструкциями вышележащих типовых этажей. В расчете следует учитывать возможное изменение расчетной схемы в процессе ее деформирования, вызванное нерегулярностью системы несущих конструкций здания по высоте: несовпадение расположения и размеров проемов нижних (нежилых) этажей с проемами типовых этажей, а также при сопряжении различных архитектурно-планировочных решений типовых этажей.

И.9 Внутренние усилия в несущих конструкциях зданий на предварительных стадиях проектирования допускается определять приближенными методами.

И.10 Работа основания в общей расчетной модели здания учитывается путем использования общепринятых расчетных моделей основания.

При использовании метода конечных элементов применяют различные типы конечных элементов или краевые условия с заданной податливостью. При использовании свайных или свайно-плитных фундаментов сваи допускается моделировать отдельно или учитывать их совместную работу с грунтом обобщенно, как единое основание с использованием приведенного коэффициента постели.