ar-net.ru 6.1.9 Сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с разделом 6 СП 20.13330.2016.
6.2 Расчетная схема каркаса здания
6.2.1 Расчет каркасной конструктивной системы включает:
- расчет несущей системы с определением усилий и деформаций;
расчет элементов конструктивной системы (колонн, стропильных и подстропильных конструкций, плит покрытия, фундаментов) по первой и второй группам предельных состояний;
расчет зданий на прогрессирующее обрушение для обеспечения прочности и устойчивости каркаса при возможной аварийной ситуации, которую следует предусматривать для зданий классов КС-3 и КС-2 с массовым нахождением людей согласно 5.2.6 ГОСТ 27751–2014;
- оценку несущей способности основания и деформации фундаментов.
6.2.2 Расчет несущей конструктивной системы следует производить в пространственной постановке с учетом совместной работы каркаса, фундаментов и основания под ним.
Для расчета рекомендуется применять дискретные расчетные модели, используя программные комплексы с методом конечных элементов (МКЭ), в инструкциях к которым содержатся детализированные указания по их применению, в том числе по разбивке на участки.
6.2.3 Расчет несущей системы производят с применением фактических значений жесткостей железобетонных элементов.
Значения жесткости железобетонных элементов определяют по поперечному сечению с учетом образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре по диаграммам состояния, соответствующим кратковременному и длительному действиям нагрузки.
При применении упрощенных диаграмм состояния бетона и арматуры значение жесткости железобетонных элементов на ее начальном участке определяется как для упругого тела. На следующих участках необходимо учитывать напряженное состояние по принятой диаграмме в соответствии с разделом 6 СП 63.13330.2012.
6.2.4 Для определения армирования (первый этап) железобетонных элементов конструктивной системы рекомендуется учитывать нелинейную работу снижением значений их жесткостей с помощью понижающих коэффициентов.
Учитывая, что распределение усилий в элементах конструктивных систем, в основном, зависит не от значений жесткостей, а от соотношения жесткостей этих элементов, рекомендуется принимать модуль упругости бетона Еb с понижающими коэффициентом 0,85.
6.2.5 На стадии уточнения расчета конструктивной системы используются в качестве исходных данных значения сечения элементов и начального армирования, полученные на первом этапе.
6.2.6 При расчете на устойчивость конструктивной системы следует проверять устойчивость формы конструктивной системы, а также устойчивость положения конструктивной системы на опрокидывание и на сдвиг.
Запас по устойчивости должен быть не менее чем двукратным.
При расчете устойчивости положения конструктивные системы следует рассматривать как жесткое недеформированное тело. При расчете на опрокидывание удерживающий момент от вертикальной нагрузки должен превышать опрокидывающий момент от горизонтальной нагрузки с коэффициентом 1,5. При расчете на сдвиг удерживающая горизонтальная сила должна превышать действующую сдвигающую силу с коэффициентом 1,2. При этом следует учитывать наиболее неблагоприятные значения коэффициентов надежности по нагрузке.
6.2.7 Каркас здания – нелинейно деформируемая статически неопределимая система, находящаяся под воздействием длительных и кратковременных нагрузок. Нелинейность работы этой системы обусловлена геометрическими факторами – наличием продольного выгиба колонн, прогиба изгибаемых элементов и физическими факторами, т. е. влиянием на жесткость трещин и неупругих деформаций бетона, зависящих от значений усилий и длительности действия нагрузки.
6.2.8 Размеры пролетов рам следует принимать равными расстоянию между геометрическими осями колонн, т. е. осями, проходящими через центры тяжести сечений. Для крановых колонн крайних рядов учитывается сдвиг оси в месте изменения высоты сечения.
6.2.9 Конструкции, образующие раму – стропильные и подстропильные, подкрановые балки и т. п., считаются примыкающими в уровне их опирания. Геометрические оси стропильных конструкций совпадают с линиями, соединяющими места их опирания.
6.2.10 Сопряжения стропильных конструкций с колоннами и плит со стропильными конструкциями моделируются в виде неподвижных шарниров, обеспечивающих свободный поворот в плоскости рам.
6.2.11 Сборные диски покрытия из плит сложных поперечных сечений моделируются в виде сплошных анизотропных пластин, работающих по балочной схеме, в направлении ортогонально расположенных стропильных конструкций, и объединенных связями сдвига в плоскости и из плоскости покрытия. Продольные швы между плитами воспринимают только сжимающие и сдвигающие усилия
6.2.12 Стержневые элементы каркаса (стропильные балки и колонны), наряду с диском покрытия (плиты) являются гибкими элементами несущей системы. При изгибе их продольная ось получает значительную кривизну, возникающие местные деформации отличаются по длине элементов. Для достаточной точности учета изменения жесткости по длине таких элементов, их следует разбивать с шагом, равным высоте сечения элемента в направлении наибольшего изгибающего момента. При этом для прямоугольных колонн за высоту следует принимать больший размер сечения.
6.2.13 Расчеты напряженно-деформированного состояния железобетонных линейных, плоскостных и объемных элементов и узловых сопряжений по нормальным сечениям следует производить в соответствии с разделами 8 и 9 СП 63.13330.2012.
Расчеты наклонных и пространственных сечений железобетонных элементов следует производить на основе полученных комбинаций усилий по схемам, приведенным в СП 63.13330.
6.2.14 Расчеты по упрощенным схемам, приведенным в приложении А, допускается производить на стадии вариантного проектирования для выбора рациональной конструктивной схемы каркаса.
7 Проектирование конструктивных элементов
7.1 Фундаменты
7.1.1 Для фундаментов многоэтажных каркасных зданий применяют следующие типы:
- столбчатые фундаменты на естественном основании;
- ленточные фундаменты на естественном основании;
- сплошные (плитные) фундаменты на естественном основании;
- свайные фундаменты.
Расчет оснований
7.1.2 Расчет оснований по деформациям и по несущей способности следует выполнять на сочетания нагрузок, приведенных в 5.2.3 СП 22.13330.2016, с коэффициентами надежности по нагрузке – в соответствии с 5.2.2 СП 22.13330.2016.
7.1.3 Усилия в конструкциях, вызываемые климатическими температурными воздействиями, при расчете оснований по деформациям допускается не учитывать, если расстояние между температурно-осадочными швами не превышает значений, указанных в НД по проектированию соответствующих конструкций, в соответствии с 5.2.7 СП 22.13330.2016.
При расчете фундаментов по прочности и по раскрытию трещин возникающие в них усилия от температурных и им подобных деформаций принимаются изменяющимися вертикально по прямой от полного значения усилия у места заделки колонны в фундамент до половинного значения на уровне подошвы фундамента
7.1.4 Расчет оснований по несущей способности следует выполнять в соответствии с 5.7 СП 22.13330.2016, по деформациям – в соответствии с 5.6 СП 22.13330.2016. В процессе расчета получают размеры подошвы фундамента.
Столбчатые фундаменты на естественном основании
Общие данные
7.1.5 Для фундаментов одноэтажных зданий производственного назначения следует применять столбчатые фундаменты, в том числе стаканного типа под сборные железобетонные колонны, которые состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части.
Площадь сечения подошвы фундамента следует принимать по расчету, исходя из усилий, передаваемых колонной и допускаемых удельным давлением грунта, определенным в соответствии с 5.6.26–5.6.30 СП 22.13330.2016.
7.1.6 При устройстве фундамента следует предусматривать бетонную подготовку толщиной 100 мм из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие не ниже В7,5.
7.1.7 Высоту ступеней плитной части следует принимать 300 или 450 мм.
7.1.8 С целью унификации применяемой для устройства форм инвентарной опалубки, все размеры в плане следует принимать кратными 300 мм. Требования к инвентарной опалубке приведены в ГОСТ Р 52085.
7.1.9 Обрез верха фундамента следует располагать на отметке 0,15 м.
7.1.10 Для обеспечения прочности при монтажных и постоянных нагрузках минимальную толщину стенки стаканной части фундамента по верху следует принимать не менее 175 мм.
7.1.11 Зазор между гранями колонн и стенками стаканной части фундамента следует принимать не менее по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм.
7.1.12 Подколонник для ветвей двухветвевых колонн следует устраивать общим. Подколонник следует изготавливать из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие не ниже В15. Заливку стаканной части, после установки колонн, следует производить мелкозернистым бетоном по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие не ниже В15 на мелком гравии.