Конструктивные схемы сейсмозищиты крупнопанельных зданий
Крупнопанельные здания вне зависимости от этажности должны обладать необходимой прочностью и устойчивостью во время землетрясений, т. е. сейсмостойкостью. Она обеспечивается взаимосвязанной системой вертикальных продольных и поперечных диафрагм-стен, образующих коробчатую структуру высокой пространственной жесткости. Жесткостные характеристики крупнопанельных зданий зависят от частоты расположения (шага) поперечных и продольных стен. В настоящее время в нашей стране жилые здания проектируются с шагом, не превышающим 6,6 м. В зависимости от расстояния между поперечными стенами различают здания с узким и широким шагом.
Рис. 1.3. Конструктивные схемы зданий с прямоугольными планами В сейсмических районах первоначально было осуществлено строительство зданий с узким шагом стен, в основном серии 1-464АС. Конструктивные ячейки образовывались чередованием шага 2,6 и 3,2 м. Четырех-, пятиэтажные здания имели, как правило, одну внутреннюю продольную несущую стену. Перекрытия выполнялись из сплошных панелей с опиранием по контуру (рис. 1.3, а). В 70-х годах начали появляться региональные серии проектов, в которых шаг поперечных стен изменялся в достаточно широких пределах, но не превышал 5 м [43, 24] (табл. 1.1). В ряде случаев при переходе к шагу 4,8 м панели перекрытий конструктивной ячейки стали монтироваться не из одного, а из двух элементов с опиранием по трем сторонам.
В зданиях повышенной этажности могут предусматриваться по две внутренние продольные стены (рис. 1.3, б).
Объекты санаторно-курортного назначения при невысокой сейсмичности и этажности могут проектироваться с отдельными участками -наружных продольных стен, располагаемых по торцам внутренних поперечных.
Значительно больше возможностей в планировочном отношении дают системы с широким, вернее, смешанным шагом поперечных стен 6,6 и 3,3 м (рис. 1.3, в и г). Таким характерным представителем является серия 1-467 АС, разработанная Конструкторским Бюро по железобетону им. А.А. Якушева Госстроя РСФСР совместно с ЦНИИЭП лечебно-курортных зданий и Тбил-ЗНИИЭП при участии ЦНИИСК (табл. 1.2).
Рис. 1.4. Пример решения зданий пансионата в крупнопанельных конструкциях Крупнопанельные здания с ортогонально расположенными в плане поперечными и продольными несущими стенами наиболее приемлемы и с точки зрения расчета на действие сейсмических нагрузок. Однако представляют практический интерес и здания' с пересекающимися не под прямым углом внутренними стенами. Примером подобного решения является здание пансионата, разработанное Конструкторским Бюро по железобетону., им. А.А. Якушева (рис. 1.4). В продольном направлении сейсмостойкость обеспечивается двумя внутренними продольными несущими стенами и расположенными под; углом к ним поперечными.
Горизонтальные диски перекрытий формируются из сплошных железобетонных панелей, объединяемых в единое целое с помощью сварки выпусков арматуры и замоноличивания зон стыков бетоном. К недостаткам данной системы необходимо отнести нечеткость конструктивной схемы, усложняющей рассчет, использование значительного числа индивидуальных перекрытий, сложность решения стыковых соединений.
Рис. 1.5. Конструктивные схемы жилых зданий с тремя внутренними продольными стенами и эркерами Заслуживает внимания проект 12-этажного жилого дома для г. Иерюнгри, разработанный проектным институтом "Гипрогор" (рис. 1.5, а). Здание имеет три внутренние продольные несущие стены и располагаемые счшагами 3,6 и 4,8 м поперечные несущие стены. Симметрично относительно продольной оси по наружным стенам предусмотрены эркеры. Между внутренними стенами, в пределах которых устраиваются эркеры, наружные стены выполняются составными: из внутренних и наружных стеновых панелей. Такое же решение имеют и эркеры.
Наиболее надежными в части воспринятия сейсмических нагрузок считаются здания с круглыми и квадратными планами. Их жесткостные, а следовательно, и динамические характеристики во взаимно перпендикулярных направлениях, как правило, оказываются, практически одинаковыми. Компактность планов позволяет достичь максимальной унификации конструкций стен и перекрытий, а также стыковых соединений. В отечественной практике сейсмостойкого строительства крупнопанельных зданий круглые планы не применялись. Квадратные в плане здания, наоборот, широко распространены в сейсмических районах. В качестве примера на рис. 1.5, б показано одно из решений перспективной серии КПД-1, предложенной ЦНИИЭП жилища. Шаг стен принят равным 3 и 3,6 м, перекрытия на конструктивную ячейку.
К интересным и достаточно надежным конструктивным системам можно отнести 14-этажный жилой дом-трилистник, проект которого в изделиях серии 92-ОР -также разработан ЦНИИЭП жилища для строительства в районах с расчетной сейсмичностью для строительства в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов (рис. 1.5, в). Здание имеет пространственную структуру, насыщенную часто расположенными через 3 и 3,6 м внутренними несущими стенами.
Рис. 1.6. Варианты конструктивных схем вспомогательных зданий производственных предприятий В последние годы получило серьезное обоснование экономической эффективности строительство зданий общественного и производственного назначения из крупнопанельных конструкций, причем охватывается практически весь возможный набор таких объектов: школы, дошкольные учреждения, магазины, спортивные комплексы, здания служб быта, вспомогательные здания производственных предприятий и т. п. Однако переход к использованию для общественных и производственных зданий панельных конструкций потребовал значительного увеличения шага поперечных стен до 7,2—12 м. По конструктивной схеме такие здания оказались близки зданиям с несущими продольными стенами из кирпичной кладки. Поперечные диафрагмы в этом случае оказываются либо слабо пригруженными перекрытиями, либо вообще самонесущими. Подобный суперширокий шаг вызвал к жизни проблемы обеспечения устойчивости из плоскости наружных стен продольного направления, достижения требуемой жесткости в своей плоскости горизонтальных диафрагм, обеспечения надежной пространственной работы подобных систем зданий при сейсмических воздействиях. В качестве примеров на рис. 1.6 приведены конструктивные схемы трех- и двухпролетных вспомогательных зданий производственных предприятий, разработанных проектным институтом "Узгипротяжпром" в конструкциях серий 76 и 148 для строительства в сейсмических районах Узбекской ССР. В зданиях (рис. 1.6, а, б) принят широкий шаг поперечных, стен 6,0 - 7,8 м. В здании (рис. 1.6, в) суперширокий шаг (12 ми более) сочетается с широким шагом (6,0-6,3) поперечных стен. Расстояние между стенами продольного направления составляет 5,4 м, но в ряде других проектов, например школ в конструкциях серии 135, он достигает 7,2 м.
Характерными особенностями разработок "Узгипротяжпром" является развитие вовнутрь помещений зоны замоноличивания вертикальных не подкрепленных поперечными стенами стыков наружных панелей даже при шаге 6,0 и 6,3 м и введение в систему поперечных и продольных стен сборных П-образных рам. Заменяющие поперечные стены рамы могут также выполняться из монолитного железобетона.
