РУКОВОДСТВО
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Часть II Промышленные и гражданские здания

Москва Стройиздат 1986

Рекомендовано к изданию решением секции Научно-технического совета НИИСК Госстроя СССР.

Разработано к СНиП II-8-78 «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях». Даны рекомендации по планировке и застройке подрабатываемых территорий; по выбору конструктивных решений; по расчету зданий различных конструктивных схем и отдельных конструкций на заданные деформации оснований, обусловленные подземной разработкой угольных пластов. Рассмотрены особенности проектирования зданий, приспособленных для защиты их методом поддомкрачивания, особенности расчета подрабатываемых зданий с учетом фактора времени.

Для работников проектных, строительных и научно-исследовательских организаций.

Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях

Часть II

Промышленные и гражданские здания

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Руководство составлено на основании результатов законченных научно-исследовательских работ, накопленного за последние годы опыта проектирования и строительства зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях (промышленные и гражданские здания), часть II, составили: разд. 1 - канд. техн. наук: Г.М. Григорьев, Н.С. Метелюк, А.Б. Соловьева (НИИСК); канд. техн. наук А.А. Петраков (Донецкий ПромстройНИИпроект), канд. техн. наук Б.П. Хакало (КиевЗНИИЭП); разд. 2 - канд. техн. наук В.Ф. Макухин, инженеры: Г.В. Рожков, Л.И. Тузова (КиевНИИПградостроительства); разд. 3 - канд. техн. наук: А.С. Торбанов, В.Е. Макиенко, А.А. Петраков, инж. Э.Я. Гонский (Донецкий ПромстройНИИпроект); разд. 4 - д-р техн. наук, проф. С.Н. Клепиков, канд. техн. наук: Г.М. Григорьев, А.И. Кисиль, Н.С. Метелюк, А.Б. Соловьева, А.С. Трегуб, В.П. Шумов-ский, инженеры: Т.Г. Горновесова, А.В. Машкин, (НИИСК); канд. техн. наук: Б.П. Хакало (КиевЗНИИЭП); Ю.Л. Бучинский, М.А.

Коваленко, В.Е. Макиенко, А.А. Петраков, инж Ф.И. Мавроди (Донецкий ПромстройНИИпроект); разд. 5 - канд. техн. наук: Ю.Л. Бучинский, М.А. Коваленко, В.Е. Макиенко, А.А. Петраков, инженеры: В.В. Азараев, А.Г. Глущенко (Донецкий ПромстройНИИпроект), Д.А. Симонов (Ворошиловградгражданпроект); разд. 6 - канд. техн. наук: Г.В. Афанасьев, В.Е. Макиенко, А.А. Петраков, инженеры: С.В. Маликов, М.В. Прядко, A.Н. Семенец (Донецкий ПромстройНИИпроект); разд. 7 - д-р техн. наук, проф. С.Н. Клепиков, канд. техн. наук: Ф.Н. Бородачева, А.И. Кисиль, И.В. Матвеев, А.С. Трегуб, инж. B.В. Гречко, (НИИСК); канд. техн. наук Б.П. Хакало (КиевЗНИИЭП) канд. техн. наук: Г.В. Афанасьев, А.А. Петраков, инженеры: В.X. Батрак, Ф.И. Мавроди, К.П. Холопченко (Донецкий ПромстройНИИпроект); при участии инж. Д.А. Симонова (Ворошиловградгражданпроект); разд. 8 - канд. техн. наук Н.С. Метелюк, А.Б. Соловьева, инж. 3.М.Варейкис, (НИИСК); канд. техн. наук: В.Е. Макиенко, А.А. Петраков (Донецкий ПромстройНИИпроект).

Под общей редакцией д-р техн. наук, проф. С.Н. Клепикова, канд. техн. наук: И.А. Лукашенко, Н.С. Метелюка, А.Б. Соловьевой (НИИСК); канд. техн. наук: Ю.Л. Бучинского, А.А. Петракова (Донецкий ПромстройНИИпроект).

В скобках даны номера пунктов главы СНиП II-8-78.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Руководство к главе СНиП II-8-78. «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях».

1.2 (1.1.). Рекомендации настоящей части Руководства распространяются на проектирование производственных, жилых, общественных зданий, возводимых на подрабатываемых территориях. Проектирование инженерных сооружений и коммуникаций промышленных предприятий должно выполняться по рекомендациям ч. III «Руководства по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях (башенные, транспортные и заглубленные сооружения, трубопроводы)».

1.3. Проектирование панельных зданий с учетом региональных условий территорий строительства и особенностей конструктивных схем зданий должно производиться с соблюдением требований следующих документов:

Руководство по проектированию конструкций панельных жилых зданий для особых грунтовых условий.- М.: Стройиздат, 1982;

Инструкция по проектированию конструкций панельных жилых зданий (ВСН 32-77);

Руководство по выбору рациональных строительных систем жилых зданий для массового строительства в различных условиях. (М.: Стройиздат, 1978);

Технико-экономический анализ проектных решений жилых домов для массового городского строительства (М.: Стройиздат, 1980).

1.4. (1.4). При проектировании объектов на территориях угольных месторождений, намечаемых к выемке подземным способом, следует применять специальные типовые и индивидуальные решения, разработанные с учетом прогнозируемых (ожидаемых) деформаций земной поверхности, или типовые решения для обычных условий, переработанные с учетом требований СНиП II-8-78 и включающие конструктивные мероприятия по защите объектов от вредного влияния подземных выработок.

1.5. Расчет деформаций земной поверхности выполняется по рекомендациям ч. I Руководства: «Исходные данные для проектирования зданий и сооружений на подрабатываемых территориях» (Стройиздат, 1983).

1.6. (1.10). Проектирование бескаркасных жилых и общественных зданий на подрабатываемых территориях, характеризующихся образованием на земной поверхности сосредоточенных деформаций в виде уступов и трещин при разработке крутопадающих угольных пластов, а также на участках с выходами тектонических нарушений и над старыми горными выработками следует выполнять с соблюдением требований «Инструкции по проектированию бескаркасных жилых зданий для строительства на ступенчато-оседающих подрабатываемых территориях Донецкого угольного бассейна Украинской ССР» (РСН 227-81).

2(3). ПЛАНИРОВКА И ЗАСТРОЙКА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

2.1. Разработке проектов детальной планировки жилых районов, проектов застройки микрорайонов должно предшествовать горно-геологическое обоснование, включающее картографический материал в соответствии с требованиями п. 3.4 главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

2.2. При разработке проектной документации в состав проектов детальной планировки и проектов застройки необходимо включать схемы горно-геологических ограничений, выполненные в масштабе основных чертежей. На схемах должны быть выделены угленосные территории: неподрабатываемые, подрабатываемые, пригодные, ограниченно пригодные и непригодные для застройки жилых районов и микрорайонов, выявленные на основании исходных данных, включенных в горно-геологическое обоснование.

2.3. К неподрабатываемым территориям относят участки земной поверхности, расположенные вне зоны влияния горных выработок, под которыми не планируется отработка запасов полезного ископаемого, а также участки, под которыми имеются горные выработки, расположенные на глубинах, исключающих возможность образования провалов, и процесс сдвижения земной поверхности от которых к моменту начала строительства полностью закончен, а дальнейшая отработка запасов не планируется.

2.4. Подрабатываемыми территориями, пригодными для строительства, считаются участки земной поверхности, расположенные вне зон: возможного образования провалов; возможного затопления атмосферными осадками и грунтовыми водами; выходов тектонических нарушений и осевых поверхностей синклинарных складок; возможного образования оползней.

По величинам прогнозируемых деформаций от влияния горных работ эти участки относятся к III-III, к и IV-IV, к группам территорий.

2.5. К ограниченно пригодным подрабатываемым территориям относятся участки земной поверхности, соответствующие по величине прогнозируемых деформаций I, -I, к и II, II к группам территорий.

2.6. Непригодными к застрбйке считаются участки, на которых возможно образование провалов; затопление грунтовыми водами; образование оползней; выходы тектонических нарушений и осевых поверхностей синклинарных складок, величины деформаций и точное расположение которых не поддается прогнозированию.

Примечание. Пригодность площадок для строительства определяется исходя из условий подработки, возможности обеспечения конструктивных мероприятий по защите и методов выравнивания зданий и сооружений с учетом технико-экономических показателей (СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях).

2.7. При освоении новых площадок для строительства в первую очередь необходимо застраивать неподрабатываемые территории.

Таблица 1

В случае отсутствия таких территорий освоению подлежат подрабатываемые территории с учетом степени пригодности для застройки (согласно требованиям п. 2.4-2.6 настоящего Руководства).

2.8. При планировке и застройке жилых районов и микрорайонов массового жилищного строительства на площадках с различным сочетанием групп по величине деформаций земной поверхности, рациональное размещение функциональных зон и отдельных зданий в соответствии с табл. 1, рис. 1, может быть обеспечено конструктивными мероприятиями, прошедшими испытание в натурных условиях и практике строительства.

Примечания: 1. Диапазон возможного размещения общественных и жилых зданий повышенной этажности по группам подрабатываемых территорий может быть увеличен по мере разработки для них новых конструктивных мероприятий, пригодных для массового жилищного строительства.

2. Размещение функциональных зон и элементов территории жилого района и микрорайона должен проводиться в пределах радиусов обслуживания в соответствии с главой СНиП по планировке и застройке городов, поселков и сельских населенных мест.

Рис. 1 Размещение функциональных зон на группах подрабатываемых территорий с учетом современных конструктивных мер защиты

а - жилой район; б - микрорайон; О-IV - группы подрабатываемых территорий; М - микрорайон; 5, 9, 16 эт. - жилые здания; Ц_жр - центр жилого района; Ц_м - центр микрорайона; Д - детские учреждения; Ш - школьные учреждения; У₁ - магистральные улицы; У₂ - жилые улицы и проезды

2.9. Зеленые насаждения общего пользования, не входящие в состав зон, перечисленных в табл. 1 настоящего Руководства, физкультурные, хозяйственные площадки, стоянки автомобилей, гаражи (наземные, подземные, полуподземные) размещаются на участках с наибольшей величиной деформаций земной поверхности в пределах площадок с различным сочетанием групп подрабатываемых территорий.

2.10. В микрорайонах, расположенных на площадках с различным сочетанием неподрабатываемых и подрабатываемых территорий, пригодных для строительства (IV, III, IV, к, III, к), школьные комплексы, детские учреждения и общественные центры размещаются на участках с большими в пределах данных групп величинами деформаций земной поверхности в случае, если это допускают градостроительные условия (рис. 2.).

Примечание. При застройке микрорайонов должно приниматься во внимание, что затраты на конструктивные мероприятия по защите жилых зданий, расположенных на территории, равной по величине участкам общественных зданий, больше, чем по защите зданий школ, детских учреждений или общественного центра.

2.11. При планировке и застройке жилых районов и микрорайонов на подрабатываемых территориях должны учитываться ситуации сочетания горно-геологических и градостроительных условий.

Горно-геологические условия необходимо принимать в соответствии со степенью пригодности для застройки согласно пп. 2.4-2.6 настоящего Руководства.

Градостроительные условия необходимо подразделять в зависимости от местоположения жилых районов и микрорайонов в плане города на два типа. К типу А следует относить жилые районы и микрорайоны, расположенные в центральной зоне города, у центров планировочных районов, участки, прилегающие к объектам эпизодического обслуживания вне центральной зоны города.

К типу Б, как правило, относятся жилые районы, расположенные в периферийной зоне города.

Рис. 2 Пример застройки микрорайона с учетом групп подрабатываемых территорий

1 - учреждения КБО; жилая застройка; 2 - 16-, 20-этажная; 3 - 16-, 9-этажная; 4 - 9-, 5-этажная застройка; 5 - школа; 6 - детское учреждение; 7 - спортивный комплекс; 8, 9 - группа подрабатываемых территорий; 10 - границы угленосных территорий различных групп

Таблица 2

2.12. Плотность жилого фонда (брутто) принимается в соответствии с ситуацией сочетания горно-геологических и градостроительных условий (табл. 2)

Примечание. Плотность жилого фонда (брутто) на неподрабатываемых и подрабатываемых территориях, пригодных для строительства (ситуации IА, Б, 2А), необходимо повышать, учитывая ограниченность таких площадок в городах угольных бассейнов, а также значительное увеличение стоимости конструктивных мероприятии по защите зданий и сооружений при их расположении на территориях с большими величинами деформаций земной поверхности.

2.13. При проектировании жилых районов и микрорайонов в ситуации 3, Б необходимо максимально учитывать планировочные методы защиты зданий и сооружений от влияния горных выработок такие, как функциональное зонирование территории с учетом величины деформаций земной поверхности, выбор застройки в соответствии с предельно допустимой по условиям горных выработок этажностью, постановку зданий относительно направления угольных пластов.

2.14. Приемы застройки в условиях горных выработок должны формироваться на базе блок-секций и блокировок (рис. 3), обеспечивающих необходимый уровень плотности жилого фонда (табл. 3) в соответствии с ситуацией сочетания горно-геологических и градостроительных условий (см. табл. 2, рис. 4).

2.15. На неподрабатываемых и подрабатываемых территориях, пригодных для строительства, в зависимости от применяемой номенклатуры блок-секций жилую застройку формируют с учетом одного или нескольких из указанных способов повышения плотности жилого фонда (см. табл. 3):

применение рациональных типов блок-секций и их блокировок (гр. 5, табл. 3);

обеспечение необходимого процента использования одной из блокировок среди рациональных типов в приеме застройки, максимально повышающей плотность жилого фонда (гр. 6, табл. 3):

применение точечных односекционных зданий (гр. 7. табл. 3);

применение рациональных типов блок-секций и их блокировок для повышения этажности в разноэтажных зданиях (гр. 8. табл. 3).

Примечания: 1. При формировании приемов застройки рациональными типами блок-секций и их блокировками возможно частичное их использование при условии сохранения одного из типов блокировок, максимально повышающих плотность жилого фонда.

2. Для типов точечных односекционных зданий, указанных в скобках, целесообразна блокировка точечных или точечного и протяженных зданий со сдвижкой на ширину корпуса (полкорпуса) здания.

2.16. При формировании жилых зданий из секций и блок-секций необходимо учитывать, что на подрабатываемых территориях IV, III, IV, к групп возможны любые блокировки блок-секций.

На подрабатываемых территориях II, I, III, к, II, к, I, к групп блокировки блок-секций необходимо выполнять только под прямым углом. При этом ориентация продольных осей здания должна приниматься по направлению простирания или перпендикулярно направлению простирания пластов полезных ископаемых.

Для групп III, к, II, к, I, к предпочтительным направлением продольной оси здания необходимо принимать направление перпендикулярно направлению простирания пластов полезных ископаемых.

2.17. Для обеспечения необходимой инсоляции на подрабатываемых территориях (группы II, I, III, к, II, к, I, к) жилые дома должны иметь неограниченную ориентацию.

Рис. 3. Типы применяемых в практике блокировок блок-секций и точечных зданий

Таблица 3

Рис. 4. Рациональные типы блок-секций и их блокировки для формирования застройки с учетом горно-геологических и градостроительных условий

а - ситуация 1А; б - ситуация 1Б, 2А; в - ситуация 3Б

При выборе типов блок-секций и вариантов их блокировок для застройки подрабатываемых территорий указанных групп проверяют возможность их применения построением графиков градостроительной маневренности жилых домов исходя из условий инсоляции и ориентации по направлению простирания и перпендикулярно направлению простирания пластов полезных ископаемых (рис. 5).

Примечания: 1. Метод построения графиков градостроительной маневренности жилых домов на подрабатываемых территориях II, I, III, к , II, к, I, к групп показан на примере различных типов блокировок блок-секций с соответствующей недопустимой ориентацией по условиям инсоляции для наиболее характерных в городах Донбасса направлений угольных пластов: северо-запад-юго-восток, северо-восток-юго-запад (рис. 6, 7).

2. Одновременное удовлетворение требований инсоляции и ориентации зданий по направлению угольных пластов возможно в этих условиях только при ориентации фасадов жилых секционных и блок-секционных домов в пределах секторов 125-145° и 215-235° на подрабатываемых территориях II - I групп, а на территориях III, к, II, к, I, к групп только в одном из секторов перпендикулярно направлению простирания полезных ископаемых.

3. Применение домов галерейного типа, блокировка двух рядом стоящих угловых блок-секций У-3, У'-3 как в многосекционных домах, так и в отдельно стоящих (точечных) зданиях на подрабатываемых территориях II, I, III, к, II, к, I, к групп при указанных осях угольных пластов недопустимо в связи с тем, что постановка блок-секций по направлению простирания угольных пластов нарушает требования инсоляции зданий.

Рис. 5. График градостроительной маневренности блок-секции в зависимости от условий инсоляции и ориентции по направлению угольных пластов

Рис. 6. Варианты блокировок поворотной блок-секции и их ориентация на подрабатываемых территориях II, I, III, к, II, к, I, к групп при наиболее характерном направлении простирания и падения угольных пластов (С3-ЮВ. СВ-Ю3)

Рис. 7. Типы блокировок блок-секций и их ориентация на подрабатываемых территориях II, I, III, к, II, к, I, к групп при наиболее характерном навправлении простирания и падения угольных пластов С3-ЮВ, СВ-Ю3.

3. ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ

3.1. При проведении инженерно-геологических изысканий на подрабатываемых территориях необходимо учитывать требования главы СНиП II-9-78.

3.2. Объем и состав инженерно-геологических изысканий для каждого подрабатываемого объекта или группы объектов определяется программой, которая разрабатывается с участием проектной организации и составляется с учетом особенностей геологического строения и условий разработки полезных ископаемых, а также типов проектируемых зданий и сооружений, их фундаментов, конструкций и способов защиты.

3.3. Полевым инженерно-геологическим изысканиям площадки строительства должны предшествовать сбор и тщательное изучение материалов об инженерно- и горно-геологических условиях района строительства на основании архивных данных и материалов натурного обследования.

3.4. (1.7). Собранные в соответствии с указаниями п. 3.3 настоящего Руководства и 1.7 СНиП II-8-78 материалы должны быть отражены на копиях геологических карт и разрезов участка строительства. На планах территории застройки должны быть нанесены контуры залежей полезных ископаемых и их выходов под наносы, границы горных отводов, тектонические нарушения, расположение старых и действующих горных выработок, устьев существующих стволов, шурфов, штолен, скважин и т.п.

3.5. (1.10.) При определении положения площадки строительства необходимо учитывать рекомендации пп. 3.5-3.8 и разд. 2 настоящего Руководства.

Площадки строительства по возможности необходимо располагать вне зон возможных провалов от подземных горных выработок, карстовых воронок и оползневых участков; при этом указанные явления надо увязывать с прогнозируемыми деформациями земной поверхности.

3.6. Неблагоприятными с точки зрения появления дополнительных усилий в конструкциях подрабатываемых зданий и сооружений являются площадки строительства со скальными, крупно-обломочными, плотными глинистыми грунтами с высокими или повышенными жесткостными свойствами. При выборе площадок с точки зрения инженерно-геологических условий предпочтение следует отдавать участкам с более слабыми грунтами в основании зданий и сооружений, если они обладают достаточной несущей способностью.

3.7. При оценке гидрогеологических условий площадок строительства на подрабатываемых территориях следует иметь в виду, что участки с высоким уровнем грунтовых вод, наличием рек, водоемов являются неблагоприятными для застройки, так как при оседании земной поверхности, существующий относительно нее уровень вод может повыситься, что может привести к затоплению зданий и подземных сооружений, траншей и санитарно-технических коммуникаций. Повышение уровня вод относительно земной поверхности может привести также к заболачиванию подработанного участка или активизации оползневых явлений. Следует также иметь в виду, что вызванное горными выработками или деформациями горных пород с появлением трещин понижение уровня грунтовых вод может привести к дополнительному уплотнению грунтов оснований и дополнительной осадке зданий и сооружений.

3.8. При оценке гидрологических условий площадок строительства необходимо также учитывать возможное изменение режима и направления стока поверхностных и ливневых вод при деформациях земной поверхности, так как эти данные необходимы для проектирования дорог, каналов, гидротехнических и водопропускных сооружений. Проектирование и строительство на таких территориях необходимо вести с учетом водозащитных мероприятий.

3.9. На окончательной стадии проектирования и выбора площадок застройки необходимо производить технико-экономические расчеты и сравнения вариантов расположения зданий и сооружений на площадках с разными инженерно- и гидрогеологическими условиями с целью выбора наиболее экономичных и целесообразных решений.

3.10. На выбранных и согласованных площадках производятся тщательные общие и дополнительные инженерно-геологические изыскания и исследования физико-механических свойств грунтов в соответствии с программой, указанной в п. 3.2 и требованиями глав СНиП 2.02.01-83, II-9-78, II-8-78.

3.11. Физико-механические характеристики грунтов, для которых в соответствии с требованиями главы СНиП 2.02.01-83 необходим учет их реологических свойств, следует определять в соответствии с прил. 2 СНиП II-8-78 и рекомендациями прил. 2 настоящего Руководства. При этом сопротивление грунтов сжатию и сдвигу следует определять при их различной влажности, если по данным инженерно-геологического и гидрогеологического прогнозирования ожидается изменение уровня грунтовых вод и влажности грунтов.

4. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

4.1. Проектирование зданий для строительства на подрабатываемых территориях должно осуществляться с соблюдением требований как общестроительных, так и специальных, обусловленных особенностями строительства в этих условиях и приведенных в главе СНиП II-8-78, Инструкции РСН 227-81, Руководстве по проектированию конструкций панельных жилых зданий для особых грунтовых условий, а также в настоящем разделе Руководства.

4.2. К проекту здания и сооружения, возводимого на подрабатываемых территориях, прилагается паспорт по приведенной ниже форме (табл. 4)

4.3. Для обеспечения прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности зданий, проектируемых для строительства на подрабатываемых территориях, в проектах должны предусматриваться мероприятия (специальная инженерная подготовка площадки, конструктивные и горные меры защиты, мероприятия по выравниванию здания или его частей), обеспечивающие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений в период деформаций основания, а также после их завершения.

Таблица 4

Форма

4.4. Выполнение строительных и горных мер защиты в объеме, предусмотренном нормативными требованиями, не исключает возможности появления в несущих и ограждающих конструкциях допускаемых по условиям эксплуатации деформаций и трещин, устраняемых при проведении ремонта после подработки.

4.5. На территориях, под которыми предусматриваются подземные горные разработки, могут возводиться жилые, общественные и промышленные здания каркасной, бескаркасной и смешанной конструктивной системы.

Бескаркасные здания проектируются в кирпичном, крупноблочном, крупнопанельном, а также комбинированном панельно-блочном вариантах.

В случае необходимости устройства в зданиях помещений общественного назначения бескаркасную конструктивную систему в первых этажах допускается заменить на каркасную (смешанная конструктивная система). При этом следует производить контрольный расчет, а при необходимости корректировку всего проекта.

Выбор технических решений в проектах зданий должен осуществляться на основе технико-экономического анализа различных вариантов в зависимости от величины и характера ожидаемых деформаций земной поверхности, физико-механических характеристик грунтов основания, конструктивных особенностей проектируемых зданий.

4.6. При разработке типовых проектов зданий для подрабатываемых территорий необходимо стремиться к максимальной унификации проектов с целью их применения для строительства в различных грунтовых и горно-геологических условиях.

Унификацию следует осуществлять преимущественно за счет вариантного проектирования фундаментно-подвальной части.

Унифицированные типовые проекты зданий должны предусматривать общие объемно-планировочные и конструктивные решения надземной части. Конструктивные решения подземной части зданий должны разрабатываться в нескольких вариантах, применительно к различным условиям строительства с максимально возможным использованием принятой номенклатуры освоенных производством сборных элементов.

4.7. Конструкции зданий для особых горно-геологических условий должны проектироваться с учетом максимального использования формовочного и технологического оборудования, применяемого на заводах для производства изделий для обычных грунтовых условий.

4.8. При строительстве на территориях с выработанными угольными пластами и законченным процессом сдвижения земной поверхности разрешается возводить здания по проектам, разработанным для обычных грунтовых условий.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.9. При расчете зданий на воздействия от подработки в качестве исходных данных принимаются деформации земной поверхности в районе расположения объекта.

Расчет деформаций земной поверхности (оседание, кривизна, горизонтальные деформции, наклон, уступ и т.п.) производится горными инженерами-маркшейдерами по методике, изложенной в ч. 1 и разд. 8 ч. II настоящего Руководства.

4.10. (5.3-5.5). Возможное сочетание воздействий назначается с учетом требований глав СНиП II-6-74 и II-8-78.

При расчете конструкций и оснований на особые сочетания, состоящие из постоянных длительных, возможных кратковременных и особой нагрузки от воздействия деформаций земной поверхности в районах влияния горных выработок расчетные величины кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий должны умножаться на коэффициент сочетания n_с=0,8. При этом особая нагрузка должна приниматься без снижения.

4.11. (5.1). Расчетом по предельному состоянию первой группы необходимо проверять в период строительства и расчетного срока эксплуатации здания:

конструкции здания и их стыковые соединения для предотвращения разрушений;

здание в целом для предотвращения недопустимого крена и основание здания для предотвращения потери его несущей способности и ограничения развития недопустимых пластических деформаций.

Расчетом по предельным состояниям второй группы должны быть проверены:

панели перекрытий и связи между ними на усилия, возникающие в плоскости перекрытий, для предотвращения недопустимых перемещений;

стены здания для ограничения раскрытия трещин и взаимных смещений панелей.

4.12. (5.7). Выбор расчетной схемы здания должен производиться с учетом особенностей конструктивно-планировочного решения здания, характера и величин расчетных деформаций основания, степени точности исходных данных, требуемой точности расчета, возможностей использования ЭВМ.

Расчетные схемы зданий и сооружений могут приниматься в виде стержневых систем с дискретными связями (балочные, перекрестные, рамные, решетчатые) - упрощенная расчетная схема; то же, с непрерывными связями (вертикальный и горизонтальный составной стержень); плитных и пластинчато-стержневых систем; составных вертикальных и горизонтальных призматических оболочек; комбинированных систем - уточненная расчетная схема.

Характеристики видов и области применения расчетных схем приведены в «Руководстве по проектированию конструкций панельных жилых зданий для особых грунтовых условий» (М.: Стройиздат, 1982).

4.13. (5.12). Расчет зданий и сооружений по упрощенной расчетной схеме в виде балочных конструкций для бескаркасных или рамных - для каркасных зданий выполняется в общем случае с переменными по длине и во времени жесткостными характеристиками конструкции и основания (коэффициент жесткости); при необходимости следует учитывать физическую, конструктивную и геометрическую нелинейность, ползучесть материалов конструкции и основания. Расчет балочных и рамных конструкций рекомендуется выполнять численными методами с использованием соответствующих инструктивных материалов.

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.29. (5.17). Здания и сооружения для строительства на подрабатываемых территориях могут проектироваться по жесткой, податливой или комбинированной конструктивным схемам.

Жесткая конструктивная схема здания осуществляется путем объединения несущих элементов в единую пространственно-жесткую систему. При этом несущие элементы здания, их соединения и сопряжения должны быть рассчитаны на дополнительные усилия, вызванные неравномерными осадками основания в обычных условиях, а также неравномерными оседаниями и горизонтальными деформациями земной поверхности при горных подработках.

4.30. (5.15). Основной конструктивной мерой защиты зданий от неравномерных осадок и горизонтальных смещений основания является разрезка его на замкнутые прямоугольные отсеки поперечными деформационными швами. Деформационные швы должны располагаться на границах планировочных секций.

Дополнительной конструктивной мерой в случае необходимости является усиление конструкций замкнутых отсеков в соответствии с расчетом.

4.31. (5.17). При проектировании по жесткой конструктивной схеме кроме разрезки на отсеки рекомендуется применение следующих мер защиты:

усиление отдельных элементов несущих конструкций и связей между ними;

объединение несущих конструкций в жесткие пространственные системы;

устройство фундаментных и поэтажных железобетонных поясов - для бескаркасных и связей-распорок - для каркасных зданий;

устройство фундаментов в виде сплошных железобетонных плит, перекрестных балок, балок-стенок, фундаментных связей-распорок и т.п.

4.32.(5.17). При проектировании по податливым конструктивным схемам рекомендуется кроме разрезки на отсеки применение следующих защитных мероприятий:

устройство в фундаментной части зданий горизонтального шва скольжения;

введение шарнирных и податливых сопряжений между элементами несущих и ограждающих конструкций;

снижение жесткости несущих конструкций;

введение гибких вставок и компенсационных устройств.

4.33. При проектировании по комбинированной конструктивной схеме могут применяться сочетания мер защиты, рекомендуемых для жесткой и податливой схем.

При этом различные мероприятия могут применяться для подземной и надземной частей зданий, для их продольных и поперечных конструкций, при защите от горизонтальных и вертикальных деформаций основания,

4.34. Мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции зданий, должны предусматриваться в проектах зданий и сооружений в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

4.35. Для каждой длины отсека в типовом или повторно применяемом проекте необходимо установить на основании расчетов область возможного применения в зависимости от расчетных характеристик грунтов, величин прогнозируемых деформаций (вертикальных и горизонтальных) основания, особенностей принятого архитектурно-планировочного решения и этажности здания.

Длину рядовых и торцевых секций в типовых проектах рекомендуется принимать по возможности одинаковой. В случае если отсеки одного типа здания будут иметь различную протяженность, область применения такого проекта должна определяться по отсеку, имеющему наибольшую длину.

Назначаемая длина отсеков должна соответствовать требованиям унификации конструкций. Типовой проект здания должен содержать сведения о допустимой области его применения при различных вариантах блокировки.

4.36. Высоту зданий в пределах отсека рекомендуется принимать одинаковой. В местах изменения этажности здания необходимо устройство деформационных швов с разрезкой фундаментов.

При компоновке отсека несущие стены необходимо располагать, как правило, симметрично относительно продольной и поперечной осей зданий и обеспечивать по возможности относительно равномерное распределение жесткостей по длине и ширине отсека, простенки и проемы - принимать одинаковых размеров, распределяя их равномерно по длине и высоте отсека. Поперечные стены рекомендуется проектировать сквозными на всю ширину здания. В случае если по планировочным требованиям нарушается сквозное расположение поперечных стен, необходимо предусматривать устройство их связей с внутренней продольной стеной, которые должны обеспечить совместную работу продольных и смещенных поперечных стен как единой перекрестной системы.

4.37. Подвалы и подполья располагают, как правило, под всей площадью отсека на одном уровне. Отступление от этого требования в каждом отдельном случае должно быть обосновано расчетом, подтверждающим экономическую и техническую целесообразность принятого решения.

4.38 (5.24). При проектировании зданий для строительства на подрабатываемых территориях особое внимание должно уделяться мерам защиты подземных конструкций от действия горизонтальных подвижек грунтового основания.

Кроме разрезки здания на замкнутые отсеки в качестве конструктивной меры защиты, снижающей дополнительные усилия от воздействия горизонтальных деформаций основания, рекомендуется предусматривать устройство горизонтального шва скольжения, разделяющего надземную и фундаментную части здания.

При этом по контуру всех несущих стен здания над швом скольжения, а при необходимости по верху стен подвала предусматривается непрерывный пояс.

4.39 (5.24). Глубина заложения фундаментов назначается минимально возможной в соответствии с требованиями главы СНиП 2.02.01-83. При этом необходимо стремиться к уменьшению контакта боковых поверхностей фундаментов с грунтом.

Таблица 5

Наружные вертикальные плоскости подземной части здания необходимо защищать от действия горизонтальных деформаций при сдвижении грунта в направлении, перпендикулярном к вертикальным плоскостям подземной части здания. Если подработка здания или сооружения предполагается в период менее 10 лет после его строительства, для грунта засыпки пазух допускается принимать уменьшенные значения прочностных и деформационных характеристик, которые устанавливаются изыскательской организацией на основе обобщения имеющегося опыта исследования грунтов.

Пазухи котлована засыпают грунтом обладающим малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундамента. Рекомендуемые материалы засыпок помещены в табл. 5.

Заложение фундаментов, как правило, принимается в пределах отсека на одной отметке. При необходимости заглубления части фундаментов на разных отметках под ними выполняется подбетонка или подбутка, которые отделяются от подошвы фундаментов швом скольжения.

При строительстве на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами, рекомендуется устройство под фундаментами грунтовых подушек.

4.40 (5.19). Фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1,5 м от деформационного шва и обеспечивать самостоятельность перемещений поперечных стен, образующих эти швы.

В этом случае фундаментный пояс должен устраиваться в одной плоскости на самой высокой отметке заложения фундаментов.

Ниже пояса кладка фундаментов может выполняться из бетонных блоков.

4.41. При резком изменении рельефа строительной площадки входы и полы этажей соседних отсеков в пределах здания допускается принимать на разных отметках.

4.42. При устройстве местных заглублений необходимо обеспечить прочность и устойчивость конструкций в месте заглубления от влияния бокового давления грунта при горизонтальном его перемещении.

4.43. При выполнении стен подземной части здания из крупных блоков должна быть обеспечена перевязка кладки в каждом ряду, а также во всех углах и пересечениях.

Расстояние между вертикальными швами фундаментной кладки из крупных блоков в соседних горизонтальных рядах должно быть  не менее их высоты.

4.44. В случае, когда прогнозируемые деформации основания вызывают крен здания, превышающий допустимый по СНиП 2.02.01-83, необходимо предусматривать в проекте мероприятия по ликвидации крена при помощи выравнивающих устройств или инженерных мероприятий.

Рис. 8. Обособленная регулируемая шахта лифта

а - общий вид; б - вид верхней части; в - вид нижней части; 1 - ствол шахты; 2 - фундамент шахты; 3 - плита перекрытия верхнего этажа; 4 - шарнирное устройство; 5 - ннша для установки домкрата; 6 - фаркопф; 7 - закладные детали

4.45 (5.20). Шахты грузопассажирских лифтов должны проектироваться с учетом наклонов, вызываемых деформациями земной поверхности.

При проектировании оборудованных лифтами зданий на подрабатываемых территориях должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие безаварийную работу лифтов или возможность нетрудоемкой рихтовки положения шахты лифта.

4.46. Одним из способов рихтовки является устройство шахты лифта, обособленной от смежных конструкций здания с возможностью регулирования ее положения по вертикали, представленное на рис. 8, а.

Для обособления шахты в междуэтажных перекрытиях по ее периметру устраивается зазор, размер которого определяется из расчета прогнозируемых деформаций поверхности земли по величине ожидаемого крена здания.

Связь шахты с конструкциями здания осуществляется в верхней и нижней ее части, а при необходимости дополнительными связями с междуэтажными перекрытиями.

Нижняя часть шахты (рис. 8, в) опирается посредством шарнирного устройства на фундамент шахты, жестко связанный с фундаментом здания. В качестве шарнирного устройства можно использовать резино-металлические слоистые опоры, разработанные Киевским филиалом Союздорпроекта и применяемые для автодорожных мостов. Слоистые опоры устанавливаются по четырем углам шахты. При проектировании необходимо предусмотреть возможность замены слоистых опор, для чего в фундаменте шахты устроить ниши для установки домкратов.

Верхняя часть шахты (рис. 8, б) соединяется системой фаркоп-фов с перекрытием верхнего этажа здания. Для крепления фаркопфов в перекрытии верхнего этажа и в наружных стенках шахты необходимо предусмотреть закладные детали с петлей.

При необходимости соединения шахты с междуэтажными перекрытиями необходимо предусмотреть закладные детали для крепления фаркопфов в плитах перекрытия и наружных стенках шахты.

4.47. Для устройства обособленной шахты лифта применяют железобетонные конструкции (монолитные или сборные) из объемных элементов. Узлы соединения объемных блоков должны обеспечить монолитность ствола шахты. Проектирование шахт лифтов необходимо производить с учетом требований «Альбома заданий на проектирование строительной части лифтовых установок стандартных конструкций» ЦПКБ Союзлифтмаш, серия AT 6.00. - М., 1979, главы СНиП II-21-75.

Расчет конструкций шахты лифта, закладных деталей для соединения объемных блоков шахты и крепления фаркопфов, слоистых резинометаллических опор и сечения фаркопфов производится на нагрузки от массы шахты лифта, лифтового оборудования с учетом максимально возможного отклонения шахты от вертикали и динамических воздействий от работающего лифтового оборудования.

Зазор вокруг шахты на перекрытиях необходимо закрыть, что можно выполнить с помощью металлического листа, согнутого под прямым углом и закрепленного на стенке шахты.

4.48. При кренах зданий или отсеков, превышающих пределы возможного регулирования вертикальности направляющих или лифтовых шахт, производится выравнивание здания или отсека в целом.

4.49. Крыши зданий рекомендуется проектировать с устройством внутренних водостоков с отводом воды в ливнесточную сеть.

Применение организованного наружного водоотвода допускается только в III и IV строительно-климатических районах для зданий высотой до 5 этажей включительно.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ, ПРИСПОСОБЛЕННЫХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИХ МЕТОДОМ ВЫРАВНИВАНИЯ ДОМКРАТАМИ

4.50. При проектировании зданий и сооружений для строительства на подрабатываемых территориях, где при выемке полезных ископаемых возможно возникновение суммарных деформаций земной поверхности, превышающих допускаемые для здания, например, ступенчатое оседание земной поверхности величиной 10-25 см, необходимо предусматривать возможность их выравнивания в процессе эксплуатации.

4.51. Для выравнивания зданий применяются гидродомкратные системы на основе плоских и поршневых домкратов.

4.52. Техническая возможность выравнивания зданий и сооружений обеспечивается введением при их проектировании специального комплекса конструктивных мероприятий.

4.53. Конструктивные решения зданий, проектируемых с учетом их возможного выравнивания, необходимо принимать в соответствии собщими требованиями СНиП II-8-78, РСН 227-81 и настоящего Руководства. При этом в подземной части зданий должны быть предусмотрены: подвал или техническое подполье; проемы для домкратов; распределительные железобетонные пояса.

4.54. Проемы для домкратов рекомендуется располагать в углах здания; в местах пересечения капитальных, стен; на прямолинейных участках стен под простенками.

4.55. Размеры проемов определяются размерами применяемых домкратов и должны обеспечивать возможность установки оборудования для выравнивания размером до 600´600 (h) мм. Для плоских домкратов, применение которых предпочтительнее, размеры проемов составляют: высота 250-300 мм, длина 600 мм. Ширина проемов определяется шириной распределительного пояса, но не должна быть меньше 350 мм.

4.56. Цокольный и фундаментный пояса должны образовывать в плане замкнутый контур без разрезки и устанавливаться преимущественно в одном уровне каждый. В необходимых случаях, например у входных проемов, допускается устройство излома цокольного пояса с утолщенными вертикальными участками, размеры и армирование которых определяют расчетом в зависимости от высоты излома.

4.57. При выполнении стен подвалов из крупных бетонных блоков проемы для домкратов рекомендуется располагать непосредственно под цокольным поясом. Проемы образуются путем соответствующей раскладки блоков с раздвижкой в местах установки домкратов.

4.58. При выполнении стен подвала из цокольных панелей проемы располагают в цокольных панелях, устанавливаемых непосредственно на фундаментный пояс либо в промежутке между фундаментным распределительным поясом и нижней гранью цокольной панели, заполненном монолитным бетоном или сборными блоками. В первом случае необходимо предусматривать цокольные панели с проемами, устанавливаемые в местах расположения домкратов, во втором - проемы образуются раздвижкой блоков или укладкой монолитного бетона с промежутками в требуемых местах.

4.59. Домкратные проемы в стенах по периметру здания закладывают заподлицо с наружной гранью стены кирпичной кладкой в  кирпича на слабом растворе.

4.60. Цокольный и фундаментный пояса должны проверяться расчетом на нагрузки от домкратов.

4.61. Расчетная нагрузка Р от домкратов может быть определена из следующей зависимости:

P = Q/n,                                                                                                                       (1)

где Q - расчетная суммарная нагрузка от массы конструкций здания (отсека), включая нагрузки на перекрытия, кН;

n - общее количество проемов для домкратов в здании (отсека) за вычетом проемов, под которыми возможно нарушение контакта грунта с подошвой фундамента при неравномерных оседаниях основания.

4.62. Швы скольжения, устраиваемые для снижения усилий, передаваемых на конструкции здания от горизонтальных деформаций основания, рекомендуется устраивать под фундаментным распределительным поясом.

4.63. Для облегчения отрыва здания от фундамента следует предусматривать прокладки из двух слоев рубероида (пергамина) по плоскости отрыва.

4.64. В цоколе здания у домкратных проемов должны быть заложены геодезические марки.

4.65. При проектировании инженерных коммуникаций, проходящих через фундаментно-подвальную часть здания, следует предусматривать меры, исключающие повреждение коммуникаций и максимальное сокращение времени перерыва в их функционировании при выравнивании здания (устройство компенсаторов или разъемных соединений на трубопроводах, компенсирующие петли на электрическом и телефонном кабелях и т.п.).

4.66. Техническая документация должна содержать паспорт, составленный по установленной форме (см. 4.2). По одному экземпляру паспортов передается заказчику и организации, эксплуатирующей здания.

4.67. При сдаче здания в эксплуатацию проводится нивелирование марок, результаты которого передаются организации, эксплуатирующей здание для занесения в паспорт.

5. КАРКАСНЫЕ ЗДАНИЯ. ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1. Каркасы одноэтажных производственных зданий проектируются в сборном железобетоне и в металле. Металлическим каркасам следует отдавать предпочтение в тех случаях, когда согласно расчету ожидаются деформации земной поверхности I и 1, к групп подрабатываемых территорий.

Каркасные здания целесообразно проектировать в виде шарнир-но-связевых систем, как наименее чувствительных к неравномерным деформациям основания.

Применение в проектах рамно-связевых и рамных систем допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

5.2. Сборные железобетонные конструкции назначаются в соответствии с действующими типовыми сериями индустриальных изделий для промышленного строительства. В некоторых случаях они могут быть усилены дополнительной арматурой или отличаться закладными деталями.

5.3. В тех случаях, когда несущая способность колонн недостаточна для восприятия усилий, вызванных деформациями земной поверхности, а усиление колонн или уменьшение длины отсеков нецелесообразно, рекомендуется между фундаментами предусматривать связи-распорки.

5.4. Фундаменты каркасных зданий необходимо проектировать монолитными или сборно-монолитными. Основными типами должны быть приняты отдельно стоящие фундаменты. Ленточные фундаменты целесообразно применять при слабых, неоднородных грунтах. Применение фундаментов в виде балок и балок-стенок рекомендуется при проектировании на территориях I и I, к групп.

5.5. В случае применения свайных фундаментов ростверк и сваи должны быть рассчитаны на дополнительные усилия, вызванные смещением грунта от влияния горных выработок. В случае применения связей-распорок для защиты каркаса здания рекомендуется устройство шва скольжения между ростверком и подошвой фундамента.

5.6. При наличии скальных грунтов в основании следует предусматривать под фундаментами устройство уплотненных грунтовых (песчаных) подушек высотой 0,3-0,5 м. Вокруг фундаментных конструкций могут предусматриваться компенсационные пазухи, заполненные сильно сжимаемым материалом, например древесными опилками, смешанными с суглинком или глиной и пр.

5.7. В зданиях в качестве подъемно-транспортных средств допускается использовать мостовые, подвесные и козловые краны. Рекомендуется применять подвесное и напольное подъемно-транспортное оборудование.

В зданиях с мостовыми кранами применяются разрезные железобетонные и металлические подкрановые балки. Более целесообразны - металлические.

Узлы опирания подкрановых конструкций рекомендуется проектировать с таким расчетом, чтобы не возникало препятствий при выполнении рихтовки их как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При этом должны соблюдаться установленные габариты приближения кранового оборудования к элементам здания.

5.8. Для каркасных зданий, возводимых на подрабатываемых территориях, в качестве мер защиты допускается предусматривать выравнивание каркаса с помощью домкратов или других выравнивающих устройств, например, с применением термопластичных элементов.

Проектирование зданий с применением средств выравнивания необходимо выполнять по рекомендациям специализированных научно-исследовательских институтов.

ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

5.9. Одноэтажные каркасные производственные здания следует проектировать, как правило, по податливым конструктивным схемам. В качестве строительных мер защиты от влияния горных выработок необходимо предусматривать: разделение зданий на отсеки с устройством между ними деформационных швов; устройство связей-распорок и швов скольжения в фундаментных конструкциях, шарнирных и шарнирно-подвижных сопряжений и стыков несущих и ограждающих конструкций; снижение жесткости колонн и т.п.

5.10. Рекомендуются следующие конструктивные схемы одноэтажных производственных зданий:

обычные - с поперечными рамами, имеющими шарнирно-не-подвижное соединение колонн с ригелями и защемление в уровне верха фундаментов (рис. 9, а);

комбинированные - поперечных рам с качающимися крайними стойками (рис. 9, б) или шарнирно-подвижным опиранием ригелей на средние колонны (рис. 9, в)

поперечных рам с фундаментными связями-распорками в одном и двух уровнях (рис. 9, г, д);

поперечников с трехшарнирными рамами (рис. 9, е, ж);

продольных рам с постановкой (при необходимости) фундаментных связей-распорок и устройством в средней части крестовых или портальных связевых панелей, жестких или податливых в вертикальной плоскости (рис. 10).

5.11. Схемы поперечников, имеющие шарнирно-неподвижное соединение колонн с ригелями и защемление в фундаментах, рекомендуется применять для зданий, проектируемых на подрабатываемых территориях III, IV и IV, к групп. Комбинированные схемы поперечников рекомендуются для зданий, проектируемых на территориях I, II и III, к групп. Схемы поперечников с фундаментными связями-распорками в одном или двух уровнях, а также с применением трехшарнирных рам рекомендуются для зданий, проектируемых на территориях I, I, к, II, к групп и при технико-экономическом обосновании на внекатегорийных территориях.

5.12. Продольные рамы без фундаментных связей-распорок (за исключением шага, где устраивается блок жесткости) рекомендуются для зданий, проектируемых на территориях IV и IV, к групп. Продольные рамы с фундаментными связями-распорками в одном уровне рекомендуются при проектировании на территориях II, III групп, в двух уровнях и с устройством податливых связевых панелей в вертикальной плоскости - на территориях I, I, к - III, к групп.

Примечание. Не исключается возможность применения обычных схем одноэтажных каркасных зданий для более тяжелых горно-геологических условий, а комбинированных и других специальных схем - для менее тяжелых условий при соответствующем технико-экономическом обосновании.

5.13. Применение каркасов с подстропильными фермами на территориях I, II, I, к -III, к групп не рекомендуется.

5.14. Устойчивость одноэтажных каркасных зданий (отсеков) в поперечном направлении следует обеспечивать путем защемления колонн в фундаментах или введения трехшарнирных рам (см. рис. 9). В продольном направлении по каждому ряду колонн в его средней части необходимо устраивать блок жесткости путем установки вертикальных связей между колоннами и пролетными конструкциями. Фундаменты колонн в пределах блока жесткости соединяются связями-распорками.

Рис. 9. Схемы поперечных рам

a - с шарнирно-неподвижным опиранием ригелей на стойки; б, в - комбинированные, с качающимися крайними стойками и с шарнирно-подвижным опиранием ригелей на стойки в средних пролетах; г, д - с фундаментными связями-распорками в одном или двух уровнях; е, ж - из Г-образных элементов с шарнирным опиранием

Вертикальные связи, обеспечивающие пространственную устойчивость здания или отдельных его отсеков, следует группировать в пространственные блоки в средней части здания и рассчитывать на восприятие усилий от горизонтальных нагрузок и деформаций земной поверхности. При этом перекрытия должны иметь достаточную жесткость в горизонтальной плоскости для обеспечения совместной работы каркаса и пространственных блоков.

Рис. 10. Схемы продольных рам

а, б - бескрановых и кранозых здание с крестовыми связевыми панелями в блоке жесткости; в, г - то же, с фундаментными связями-распорками в одном уровне; д - с фундаментными связями-распорками в двух уровнях при прохождении уступов вне предела блоков жесткости; е, ж - с податливыми связевыми панелями, при прохождении уступа в пределах блока жесткости

5.16. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, подкрановые балки рассматриваются как распорки вертикальных связей. Крепление их должно быть рассчитано на передачу соответствующих усилий. Если имеются подстропильные фермы, то они выполняют функции распорок по колоннам, и связи-распорки, по верху колонн не предусматриваются.

5.16. Проектирование одноэтажных производственных зданий рекомендуется выполнять из условия соблюдения предельных размеров, которые для подрабатываемых территорий II - IV, III, к и IV, к групп необходимо принимать не более 72 м, а для подрабатываемых территорий I, I, к, II, к групп не более 48 м. Окончательные размеры зданий (отсеков) определяются с учетом комплексов дополнительных конструктивных мероприятий и расчетов конструкций.

5.17. Деформационные швы в одноэтажных каркасных зданиях выполняются путем установки дополнительных поперечных, продольных парных рам. Продольные деформационные швы рекомендуется образовывать увеличением общих габаритов зданий с сохранением типовых пролетов, поперечные деформационные швы - уменьшением шага между колоннами, примыкающими к швам. Размеры между плоскостями парных рам рекомендуется принимать минимальными. При этом отдельно стоящие фундаменты парных рам допускается проектировать уменьшенных габаритов, вытянутой формы в направлении деформационных швов и обрезанными со стороны деформационных зазоров. В обоснованных случаях смежные фундаменты парных рам допускается располагать вразбежку.

5.18. Деформационные зазоры между конструкциями фундаментов, стенового ограждения и покрытия рекомендуется устанавливать с учетом необходимой компенсационной линейной податливости деформационных швов в соответствии с формулами СНиП II-8-78, При этом максимальные значения линейной податливости следует ограничивать конструктивными возможностями элементов, перекрывающих зазоры.

5.19. В случаях, не противоречащих технологическим процессам, размещению и работе подъемно-транспортного оборудования, деформационные швы в одноэтажных каркасных зданиях допускается устраивать в типовом шаге или пролете колонн с помощью каткового или скользящего опирания несущих конструкций (рис. 11).

Опорные части несущих конструкций покрытия и колонн в шар-нирно-подвижных соединениях следит рассчитывать на дополнительные усилия, возникающие при перемещениях элементов соединений в крайние положения до ограничителей.

5.20. Для одноэтажных каркасных промышленных зданий наиболее благоприятным расположением на подрабатываемой территории является ориентирование плоскости поперечных рам по направлению простирания пластов полезного ископаемого или с отклонением не более 15°.

Рис. 11. Шарнирно-подвижное опирание ригелей на колонну

а - катковое; 6 - скользящее; 1 - пролетом конструкция; 2- колонна; 3 - косынка; 4 - ограничитель; 5 - опорный лист; 6 - каток; 7 - закладная деталь пролетной конструкции; 8 - шоп скольжении; 9 - металлический лист; 10 - опорный столик; 11 - вкладыш; 12 - реборда катка; 13 - подвижная плоская опора

При проектировании одноэтажных промышленных зданий на территориях с известным положением зон сосредоточенных деформаций следует здания размещать между этими зонами. Допускается членить здания на отсеки таким образом, чтобы деформационные швы располагались в указанных зонах.

5.21. При разрезке протяженных производственных зданий деформационными швами следует принимать равные размеры отсеков. Отличающиеся в силу необходимости размеры отсеков рекомендуется между собой располагать так, чтобы компенсационные зазоры деформационных швов были минимальными.

5.22. Шарнирно-неподвижные соединения колонн с ригелями рекомендуется устраивать с помощью центрирующих опорных вкладышей, размещаемых непосредственно между верхним обрезом колонн и опорной частью ригелей. Площадь вкладышей рекомендуется определять расчетом на местное сжатие с учетом неравномерное-тей эпюры давления, возникающих при угловых деформациях соединений.

При увеличении надкрановых габаритов зданий шарнирно-неподвижные соединения допускается образовывать на стальных опорных столиках, размеры которых определяются расчетом на действие максимальных продольных и поперечных сил (рис. 12).

5.23. Для оценки возможной применимости одноэтажных промышленных зданий и выбора их габаритных схем разрешается руководствоваться таблицей применимости поперечных рам (табл. 6).

5.24. Граница применимости зданий (отсеков) определяется показателем суммарных деформаций еп, который вычисляется по формуле:

                                                                                              (2)

где e, R - величины ожидаемых деформаций земной поверхности; n_e, n_к, m_e, m_e- коэффициенты перегрузки и условий работы, определяемые по указаниям СНиП II-8-78;

Н - высота здания от Подошвы фундаментов до низа пролетных конструкций (ферм, балок).

5.25. В зданиях с мостовыми кранами при типовом шаге колонн у деформационных швов допускается применять доборные элементы подкрановых балок, не стесняющие необходимую компенсационную податливость деформационных швов, а при уменьшенном шаге колонн у деформационных швов - консольное опирание подкрановых балок (рис. 13, а, б).

5.26. Размеры деформационных зазоров между торцами подкрановых балок рекомендуется назначать в зависимости от величин деформаций земной поверхности, но не менее 60 мм. При проектировании допускается принимать значения деформационных зазоров δ_д^пр по табл. 7 в зависимости от групп подрабатываемых территорий, длин отсеков, расстояний  и h_т (измеряемых соответственно от подошвы фундаментов и от головки подкрановых рельсов до плоскости верхнего обреза колонн) при выполнении условия

δ^пр_д ≤ а_р,                                                                                                                      (3)

где а_р - допустимый пролет рельса в свету между рельсовыми подкладами по прочности на изгиб.

Рис. 12. Шарнирно-подвижное опирание ригелей на колонну

а - высокое; б - низкое; 1 - колонна; 2 - пролетная конструкция; 3 - вкладыш; 4 - опорный столик 5 - столик для стеновой панели

5.27. Узлы сопряжения подкрановых балок с колоннами следует проектировать с учетом возможности рихтовок подкрановых конструкций в процессе эксплуатации зданий. Рекомендуется отдавать предпочтение узлам, рбеспечивающим рихтовку подкрановых балок (рис. 13, в).

Узлы сопряжения рекомендуется выполнять:

в верхней части линейно-подвижными в вертикальном направлении с резьбовым креплением опорных элементов;

в нижней части с опорными устройствами, позволяющими непосредственно корректировать положение подкрановых балок в вертикальном и горизонтальном направлениях, например, с винтовыми стойками опорных столиков.

При обосновании допускается опорные устройства выполнять из пакетов листовых или плитных подкладок.

Таблица 6

Продолжение табл. 6

Примечание. Обозначение принятых типов отсеков:

Продолжение

Рис. 13. Крепление подкрановых балок к колоннам

а - с типовым шагом у деформационного шва; б - с уменьшенным шагом у деформационного шва; в - в средней части отсека (здания); 1 - колонна; 2- подкрановая балка; 3 - доборный элемент балки; 4 - кронштейн; 5 - опорный стержень; 6 - направляющие с ползуном; 7 - опорный лист; 8 - винтовой столик; 9- накладной уголок; δ_Г - величина рихтовки по горизонтали; δ_В - величина рихтовки по вертикали; О -ось деформационного шва

5.28. Габариты приближения кранового оборудования к элементам зданий рекомендуется назначать из условий:

Г_г ≥ 60+δ_гε;                                                                                                                                                        (4)

Г_в ≥ 100+δ_в,                                                                                                                                                      (5)

где Г_г - габарит приближения мостового крана в горизонтальном направлении к граням надкрановой части колонн или к элементам, закрепленным на них (мм); δ_гε - необходимая величина горизонтальной рихтовки подкрановых балок на один подкрановый путь в соответствии с деформациями земной поверхности.

Таблица 7

Допускается значения принимать по табл. 8. равными расчетным величинам рихтовок δ_р^п в зависимости от групп подрабатываемых территорий, количества и ширины пролетов, расстояний h_к+h_ф и h_т (мм); Г_в - габарит приближения мостового крана в вертикальном направлении к нижним граням пролетных конструкций покрытия или к элементам, закрепленным на них (мм); δ_в - необходимая величина вертикальной рихтовки подкрановых балок в соответствии с деформациями земной поверхности (мм), принимаемая по большему значению по формулам:

при наклонах i

                                                                                                        (6)

Таблица 8

при радиусах кривизны R

                                                                                                             (7)

где n_i, n_к, m_i m_к, - коэффициенты перегрузки и условий работы, определяемые по главе СНиП II-8-78; 1_п - размер подкрановых путей в продольном или поперечном направлениях здания.

Допускается значения d_в при проектировании принимать по табл. 9, 10 как сумму соответствующих расчетных величин рихтовок в продольном и поперечном направлениях в зависимости от групп подрабатываемых территорий, количества и ширины пролетов и длины подкрановых путей.

Таблица 9

5.29. Для зданий с мостовыми кранами рекомендуется применять подкрановые пути с бесстыковыми рельсами, пропущенными в здании через все отсеки при общей длине одной петли, не превышающей 288 м (рис. 14). Крепление рельсовых плетей рекомендуется осуществлять:

линейно-подвижным фрикционным при помощи профильных тоннельных подкладок, не препятствующих продольным перемещениям плетей относительно подкрановых конструкций при взаимных смещениях отсеков;

неподвижным для предотвращения их угона в средней части плетей на длине одного шага, в котором размещен блок жесткости.

Допускается применять подкрановые пути с неподвижными креплениями рельсов к подкрановым балкам при условии выполнения у деформационных швов сменных рельсовых вставок с одинарным или двойным подвижным стыком (рис. 15).

5.30. Стеновые панели ограждения следует проектировать по податливым схемам, допускающим взаимные линейные и угловые подвижки панелей без нарушения прочности крепления панелей к колоннам и без разгерметизации вертикальных и горизонтальных швов между панелями (рис. 16).

Крепление панелей рекомендуется осуществлять по четырем углам шарнирными соединениями, например стержневыми накладными элементами: с одной стороны, при укороченных стержнях (шарнирно-неподвижно), с другой - при удлиненных стержнях (шарнирно-подвижно).

Таблица 10

Крепление панелей в углах зданий и у деформационных швов рекомендуется выполнять при укороченных стержнях (рис. 17).

Для навески стеновых панелей рекомендуется устраивать опорные консольные столики:

на колоннах в уровнях цоколя и верха оконных проемов;

на колоннах в других местах по высоте из условий прочности панелей от воздействия массы вышележащих участков стен;

на торцах пролетных конструкций покрытия в уровне их низа.

5.31. Деформационные зазоры между отсеками производственных зданий в стеновых ограждениях следует перекрывать с наружных и внутренних сторон панелей компенсационными устройствами из железобетона, армоцемента, асбофанеры, поливинилхлорида, стеклопластика и других материалов в зависимости от технологических и архитектурных требований (рис. 17).

Зазоры допускается перекрывать накладками:

гибкими фигурными, например, V-образного профиля с неподвижными креплениями к панелям; плоскими с фрикционным креплением, например, со щелевыми-горизонтальными отверстиями, обеспечивающими линейную податливость устройств, и нательниками, обеспечивающими герметичность деформационных швов.

Рис. 14. Крепление бесстыковых рельсов к подкрановым балкам

а - схема; б - неподвижное; в - подвижное; 1 - колонна; 2 - блок жесткости; 3 -подкрановая балка; 4 - крановый рельс; 5 - упругая прокладка; в - профильная стальная подкладка 7 - зажим; 8 - профильная тоннельная подкладка; 9 - анкерный болт; 10 - шайба; 11 - гайка; 12 - упор; 13 - ограничитель; l - шаг колонн

Рис. 15. Соединение рельсов у деформационного шва

а - с двойным подвижным стыкам; б - с одинарным подвижным стыком; 1 - колонна; 2 - подкрановая балка; 3 - крановый рельс; 4 - сменная вставка; 5 - плоская накладка; 6 - фигурная накладка; 7 - болт; 8 - гайка; 9 - шайба; δ_п - предельная величина подвижки; О - ось дьформанионного шва (на сечениях 1-1. 2-2, 9-3 подкрановые балкн условно не показаны)

Рис. 16. Стеновое панельное ограждение

1 - колонна; 2 - пролетная конструкция; 3 -вкладыш; 4 - фундамент; 5 - фундаментная балка; 6 - отмостка; 7 - противоморозная засыпка; 8 - стеновая панель; 9 - столик для стеновой панели; 10- закладная деталь колонны; 11 - укороченный крепежный стержень; 12 - удлиненный крепежный стержень; 13 - закладная деталь панелн; 14 - закладная деталь пролетной конструкции; 15 - упругие прокладки; а₁, а₂ - толщина горизонтальных швов; а₃ - толщина вертикального шва между панелями

5.32. В производственных зданиях диски покрытий рекомендуется выполнять простой формы, без выступающих над дисками световых или аэрационных фонарных конструкций, из сборных железобетонных плит, соединенных с верхними поясами ригелей, обеспечивающих необходимую вертикальную податливость и жесткость в горизонтальной плоскости при передаче нагрузок.

В зданиях с разным шагом колонн не рекомендуется применять подстропильные конструкции.

Рис. 17. Деформационный шов в стеновом панельном ограждении

а - с неподаижным внутренним креплением; б - с подвижным креплением; 1 - колонна; 2 - стеновая панель; 3 - компенсатор из оцинкованной стали; 4 - плоская листовая накладка; 5 - щелевое отверстие; 6 - пащслькик с зубом; 7 - шпилька; 8 - шайба; 9 - гайка; 10 - закладная деталь колонны; 11 - укороченный крепежный стержень; 12 - закладная деталь стеновой панели; 13 - зуб; а_ш - компенсационная способность деформационного шва; Δ - ширина щелевого отверстия; О - ось деформационного шва

На подрабатываемых территориях II-IV; IV, к групп допускается осуществлять крепление плит покрытий к ригелям на сварке через закладные детали не менее чем по трем углам, а швы между плитами рекомендуется замоноличивать мелкозернистым бетоном. Для усиления дисков допускается в замоноличенных швах устанавливать арматуру.

На подрабатываемых территориях I; I, к - III, к групп крепление плит покрытий к ригелям допускается осуществлять стержневыми элементами по четырем углам, а под опорами плит устраивать упругие прокладки. Швы между плитами вдоль ригелей допускается заполнять эластичными материалами, например поролластом макропористой резиной и др.

5.33. Деформационные зазоры в кровлях покрытий в продольном, и поперечном направлениях рекомендуется перекрывать гибкими листовыми элементами:

нижними в виде накладок фигурного профиля, например, V-образного;

верхними в виде цилиндрических лотковых приставок.

К плитам покрытий гибкие элементы рекомендуется закреплять неподвижно. С наружной стороны цилиндрических лотковых приставок рекомендуется размещать соответственно пароизоляционные, утеплительные и гидроизоляционные слои. Допускается устраивать пароизоляцию с нижней стороны фигурных накладок (рис. 18).

Толщину и высоту гибких элементов следует определять расчетом их на прочность и компенсационную способность, при этом из конструктивных соображений высоту гибких элементов рекомендуется принимать не менее 0,6 ширины деформационных зазоров и не менее 100 мм.

В местах деформационных швов рекомендуется укладывать дополнительный гидроизоляционный слой с запуском его за грани деформационных зазоров не менее 500 мм.

5.34. Для всех групп подрабатываемых территорий в одноэтажных каркасных зданиях (отсеках) необходимо устраивать системы вертикальных и горизонтальных связей, соединяющие конструкции в продольном направлении и обеспечивающие каркасам устойчивость и малую деформативность. Связи рекомендуется выполнять из стального проката и присоединять к железобетонным конструкциям через закладные детали на сварке. При специальном обосновании связи допускается выполнять из других материалов.

На подрабатываемых территориях IV группы системы связей по каркасам допускается не устраивать при пролетах не более 12 м, высоте колонн не более 4,2 м и количестве колонн по каждой продольной раме не менее 5 при условии восприятия каркасами всех действующих горизонтальных нагрузок.

5.35. В одноэтажных каркасных зданиях для III, IV, IV, к подрабатываемых территорий вертикальные связи следует выполнять в каждом отсеке в виде геометрически неизменяемых связевых панелей, сгруппированных в блок жесткости в одном шаге.

Вертикальные панели по каждой продольной раме между колоннами рекомендуется устраивать:

при шаге колонн 6 м и высоте до 8,4 м с применением одного крестообразного элемента;

при шаге колонн 6 м и высоте более 8,4 м с применением двух крестообразных элементов сочлененных в двух уровнях;

Рис. 18. Деформационный шов в покрытии

а - поперечный; б - продольный; 1 - верхний пояс пролетной конструкции; 2 - плита покрытия; 3, 4, 5 - компенсаторы из оцинкованной стали; 6 - неподвижное крепление компенсатора к плите; 7 - утеплитель; 8 -рулонная кровля; 9 - дополнительный рулонный ковер; 10- пароизолядня; а_ш - компенсационная способность деформационного шва; δ₁, δ₂ - зазор в свету между торцами плит покрытия или пролетных конструкций; О -ось деформационного шва

при шаге колонн 12 ми высоте более 8,4 м с применением одного или двойных крестообразных элементов с общим центром пересечения в средней части шага.

При необходимости конфигурацию решетки вертикальных связевых панелей допускается принимать в виде портала или другой формы.

Как правило, в блоках жесткости в системах вертикальных панелей следует предусматривать замыкающие горизонтальные связи между колоннами (в том числе в уровне верха колонн) и связи-распорки между фундаментами в пределах блоков жесткости.

5.36. Для II, III, IV, к групп подрабатываемых территорий в покрытиях со стропильными фермами длиной 18 м и более рекомендуется выполнять между фермами в блоках жесткости вертикальные связевые панели в середине каждого пролета.

5.37. Для I, II, к; III, к групп подрабатываемых территорий вертикальные связевые панели между колоннами следует выполнять податливыми (рис. 19, а). Для этих же условий рекомендуется выполнять податливыми вертикальные связевые панели между ригелями.

При необходимости податливые связевые панели рекомендуется применять при проектировании зданий на подрабатываемых территориях I, к группы.

При специальном обосновании податливые связевые панели допускается проектировать с различными формами решетки и с разными размерами составляющих элементов.

5.38. Блоки жесткости рекомендуется размещать по осям симметрии отсеков или близко к осям симметрии. Блоки жесткости с вертикальными податливыми связевыми панелями допускается размещать в разных частях отсеков за исключением крайних шагов.

5.39. В пределах блоков жесткости в плоскости нижних поясов стропильных ферм следует предусматривать горизонтальные связевые панели для I; I, к, II, к групп подрабатываемых территорий, а также для II; III, к групп подрабатываемых территорий в тех случаях, когда центральные оси зданий отклонены от главных осей мульд сдвижения на угол более 20°. В остальных случаях необходимость применения горизонтальных связевых панелей рекомендуется устанавливать расчетом.

Горизонтальные связевые панели рекомендуется проектировать так, чтобы их узлы сходились с узлами стропильных ферм и вертикальных связевых панелей.

5.40. Вне блоков жесткости горизонтальные связи по покрытиям и в уровне верха колонн следует выполнять в случаях, когда через элементы дисков, ригели и опорные узлы не обеспечивается передача й восприятие горизонтальных нагрузок.

5.41. Для I, к, II, к групп подрабатываемых территорий узлы крепления горизонтальных связей и связевых панелей к колоннам и ригелям следует проектировать из условия обеспечения расчетных неравномерных перемещений смежных рам в вертикальном направлении.

5.42. При наличии в одноэтажных каркасных зданиях мостовых кранов податливые связевые панели по п. 5.37 следует устанавливать относительно подкрановых балок в двух уровнях.

Для ступенчатых колонн податливые связевые панели следует размещать в пределах каждой части колонны в вертикальной плоскости, проходящей через центры тяжести сечений.

При применении в зданиях двухветвевых колонн податливые связевые панели следует устраивать в двух вертикальных плоскостях, проходящих через центры тяжести сечении каждой ветви.

5.43. При проектировании податливых связевых панелей по пункту 5.37 рекомендуется выполнять:

Рис. 19. Податливая связевая панель

а - конструктивная схема; б - расчетная схема; 1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - фундаментная связь; 4 - ригель; 5 - горизонтальная связь по верху колонн; 6 - диагональная связь; 7 - горизонтальная связь податливой панели; 8 - ползун; 9 - цилиндрическая открытая опора; 10- косынка; 11 - фланец; Δ_п - характеристика податливости панели; О - ось колонны; О₁- ось элементов податливой связевой панели

верхние узлы по характеристикам податливости Δ с ползунами обеспечивающими неравномерное перемещение наклонных элемемтов в вертикальном направлении относительно открытых цилиндрических опор, закрепленных на колоннах;

средние узлы по характеристике податливости Δ с накладками, обеспечивающими взаимное перемещение наклонных элементов, расположенных в одной плоскости;

нижние узлы в обычном исполнении путем соединения наклонных элементов с закладными деталями колонн на косынках.

При обосновании конструкции крепления направляющих пар трения к колоннам и наклонным элементам, а также форму сечений элементов допускается изменять.

5.44. Вертикальные и горизонтальные связи в одноэтажных каркасных зданиях следует рассчитывать на особые сочетания нагрузок с учетом различных комбинаций деформаций земной поверхности.

Связи в зданиях допускается рассчитывать как отдельные системы, части систем и элементы, полностью воспринимающие и передающие нагрузки или их часть от конструкций на основание.

5.45. Расчет и проверку прочности податливых связевых панелей и их элементов по п. 5.37 следует выполнять для двухсостояний:

при статическом положении конструкций на совместные воздействия расчетных горизонтальных нагрузок и деформаций земной поверхности по расчетным характеристикам материалов;

при динамическом положении конструкций на совместные воздействия расчетных горизонтальных нагрузок, деформаций земной поверхности и дополнительных сил, возникающих в момент движения конструкций при вынужденных сдвижениях основания за счет изменения схемы их работы, по нормативным характеристикам материалов.

5.46. Расчет податливых связевых панелей рекомендуется выполнять в соответствии с расчетной схемой, представленной на рис. 19. Допускается разделять вертикальные связевые панели на простейшие системы. Каждую систему рекомендуется проектировать из условия работы наклонных элементов на растяжение и сжатие с изгибом.

5.47. При проектировании вертикальных связевых панелей напряженно-деформированное состояние элементов следует регулировать путем изменения углов наклона α, плеч ползунов а и b, коэффициентов трения покоя f_тр.п и коэффициентов трения движения f_тр.д, a также материалов трущихся пар.

5.48. Расчет вертикальных податливых панелей блоков жесткости производится с учетом указаний специальных рекомендаций.

РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНЫХ РАМ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

5.49. При расчете поперечных рам одноэтажного каркасного здания на обычные нагрузки (снеговые, ветровые, крановые) и воздействие от деформаций земной поверхности рекомендуется учитывать упругое защемление стоек в основание (упругий поворот фундаментов). Исключением могут быть поперечные рамы зданий, проектируемых на практически несжимаемом основании (скальных грунтах).

Определение усилий в элементах поперечной рамы следует производить с учетом продольно-пвяеречного изгиба и работы колонн в упругой или упругопластической стадиях напряженно-деформированного состояния. Продольно-поперечный изгиб учитывается при условии

                                                                                                                                    (8)

где SN - сумма всех вертикальных сил, действующих на рассматриваемую колонну;

h_k - высота колонны;

[B_н]- эквивалентная жесткость нижней (подкрановой) части колонны.

Если условие (8) не соблюдается, то каркасы одноэтажных зданий рассматриваются как упруго-изгибаемые системы. Влияние продольного изгиба при этом учитывается введением коэффициента h>1 (СНиП Н-21-75)

5.50. При расчете каркасного здания с учетом деформационных воздействий от влияния горных выработок рекомендуется:

проверить несущую способность колонн и при необходимости назначить соответствующее армирование, марку бетона или изменить расчетную схему;

проверить общую устойчивость здания и при необходимости назначить дополнительное усиление конструкций и конструктивные мероприятия;

при устройстве фундаментных связей-распорок назначить их сечение, армирование и марку бетона;

5.51. При расчете поперечных рам наиболее приемлемым является метод перемещений. Единственным неизвестным для поперечных рам будет D_р - горизонтальное перемещение ригеля плоской (загружаемой) рамы.

Вводя по направлению неизвестного перемещения стерженек связи (в узле сопряжения стойки с ригелем), получим основную систему. От действия единичного неизвестного в стойках плоской рамы возникают реакции r₁₁. В стерженьке связи возникает реакция R_с, равная сумме реакций верха колонн плоской рамы от перемещения D_р = 1. Для каждого вида загружения составляется каноническое уравнение

                                                                                                           (9)

где R_p- сумма реакций верха колонн плоской рамы от нагрузки;

D_р - горизонтальное перемещение ригеля плоской рамы от нагрузки.

Упругая реакция в уровне верха рассматриваемой колонны от нагрузки определяется по формуле:

                                                                                                            (10)

где r_1p, r₁₁- реакции в уровне верха рассматриваемой колонны плоской рамы в основной системе соответственно от нагрузки и единичного смещения, определяемые согласно указаниям пп. 5.55, 5.56.

Горизонтальное перемещение ригеля плоской рамы от нагрузки D_р определяется из уравнения (9).

5.52. Усилия в сечениях колонн (М, Q, N) определяют как для консольной балки, загруженной нагрузкой и упругой реакцией r_yn.

Обычно расчетными являются три сечения по длине колонн; 1-1 - над крановой консолью, 2-2 - под крановой консолью, 3-3-у верха фундамента (опорное сечение).

5.53. Расчет поперечных рам одноэтажных каркасных зданий выполняется при следующих исходных предпосылках:

ригели и фундаменты принимаются бесконечно жесткими; продольные деформации в ригелях и колоннах не учитываются;

При горизонтальных деформациях земной поверхности отсутствует взаимное горизонтальное смещение деформируемого основания и фундаментов;

жесткость сечений железобетонных колонн определяется с учетом их работы в упругой или упругопластической стадиях напряженно-деформированного состояния в зависимости от действующих усилий (п. 5.60).

жесткость сечений металлических колонн определяется как произведение модуля упругости металла (Е) и момента инерции (I),

Податливость грунта в основании фундамента оценивается величиной А, которая определяется по формуле:

                                                                                                               (11)

где I_ф - момент инерции подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной плоскости поперечной рамы и проходящей через точку приложения равнодействующей вертикальных сил, в плоскости подошвы фундамента; С_j - коэффициент жесткости, определяемый по формуле:

                                                                                                      (12)

 - модуль длительных деформаций, принимаемый для глинистых грунтов по табл. 2 прил. 2 СНиП II-8-78;

w_j - безразмерный коэффициент формы, определяемый по табл. 11 в зависимости от соотношения сторон подошвы фундамента - сторона подошвы фундамента в направлении горизонтальных деформаций грунта);

F - площадь подошвы фундамента (при F > 10 м² принимать F = 10 м²);

m_г - коэффициент Пуассона грунта

Таблица 11

5.54. Значения величин, входящих в формулы расчета поперечных рам, определяются следующими выражениями в зависимости от геометрических и жесткостных параметров и нагрузок

                                                                           (13)

5.55. Реакции в уровне верха колонн плоской рамы основной системы при единичном смещении основания (Δ = 1) следует определять по формуле:

                                                                                      (14)

где K^D_R - коэффициент, определяемый по номограмме (рис. 20) или по формуле:

                                                                           (15)

или

                                                                                    (16)

где K^рD_R - коэффициент, определяемый по номограммам (рис. 21-36), построенным в соответствии с формулой

                                                                                                (17)

где

                                                                 (18)

Рис. 20. Номограмма для определения коэффициента K^D_R

В тригонометрических функциях величина β, определяемая по формуле: (8), принимается в радианах.

5.56. Реакции в уровне верха колонн плоской рамы основной системы определяются следующим образом:

от действия момента M_п приложенного в верхнем конце колонны

                                                                                                         (19)

от действия момента M_k, приложенного к колонне на уровне консоли подкрановой части

                                                                                                         (20)

Рис. 21. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф =0,15; β = 0,16; λ=0,25

Рис. 22. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,16; λ =0,45

Рис. 23. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,3; λ =0,25

Рис. 24. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,3; λ =0,45

Рис. 25. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,5; λ =0,25

Рис. 26. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,5; λ =0,45

Рис. 27. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,7; λ =0,25

Рис. 28. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 0,7; λ =0,25

Рис. 29. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1; λ =0,25

Рнс. 30. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1,0; λ =0,45

Рис. 31. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1,3; λ =0,25

Рис. 32. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1,3; λ =0,45

Рис. 33. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1,5; λ =0,25

Рис. 34. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 1,5; λ =0,45

Рис.35. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 2; λ =0,25

Рис. 36. Номограмма для определения коэффициента K^рD_R при λ_ф = 0,15; β = 2; λ =0,45

от действия поперечной силы Т

                                                                                                                                                 (21)

от действия горизонтальной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q

                                                                                                             (22)

от действия горизонтальных сдвижений основания на величину D_l

                                                                                                                    (23)

от поворота основания фундамента на угол φ

                                                                                                      (24)

где φ - определяется в случае плавныx деформаций земной поверхности по формуле: (5) СНиП II-8-78; в случае образования уступа в основании фундаментов - по формуле:

                                                                                      (25)

где h_y - расчетная величина уступа;

H_н - мощность наносов, принимаемая не более 15 м, или толщина грунтовой подушки (в случае скальных грунтов), равная половине минимального размера подошвы фундамента;

j_г - расчетный угол внутреннего трения грунтов основания; m_П, m_к, m_Т, m_q  - коэффициенты, определяемые по номограммам (рис. 37, 38), построенным в соответствии с формулами:

                                               26)

5.57. Расчет поперечных рам по комбинированным схемам (см. рис. 9, б) отличается определением реакции верхнего конца колонн основной системы с шарнирным опиранием на фундаменты.

Исходные данные принимаются те же, что и для колонн с шарнирно-неподвижным опиранием ригелей и защемлением в фундаменте, но без учета высоты фундамента.

Рис. 37. Номограмма для определения коэффициентов m_п и m_к

Рис. 38 Номограмма для определения коэффициентов m_g и m_т

5.58. Реакция в уровне верха колонн основной системы с шарнирным опиранием на фундаменты при единичном смещении основания определяется по формулам:

                                                                                                                                                 (27)

где

                                                              (28)

5.59. Реакция в уровне верха колонн основной системы с шарнирным опмраиием на фундаменты определяется следующим образом:

от действия момента М_п, приложенного в верхнем конце колонны

                                                                                                       (29)

где:

                                                                                      (30)

от действия момента М_к, приложенного к колонне на уровне консоли подкрановой части

где:

                                                                                                                      (31)

от действия поперечной силы Т

                                                                                                            (32)

где

                                                                                                                       (33)

от действия горизонтальной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q

                                                                                                          (34)

Рис. 39. Определение эквивалентной жесткости колонны

а - номограмма для определения отношения эквивалентной жесткости В_экв рассматриваемой части колонны к жесткости опорного сечения В_н; б - расчетное определение В_экв

Примечание: Знак момента М_Т В формулах пп. 7, 8 принимается таким же, как для момента М_н.

Рис. 40. Номограмма предельных моментов в железобетонных колоннах сечением 30´30 см при ξ≤ξ_R

Рис. 41. Номограмма предельных моментов в железобетонных колоннах сечением 30´30 см при ξ < ξ_R, где ξ = ξ₁ + ξ₂

Рис. 42. Номограмма предельных моментов в железобетонных колоннах сечением 40´40 см при ξ≤ξ_R