Динамічний підхід у визначенні сейсмічних навантажень. Розрахункові схеми будівель та відповідні рішення динаміки

Рух механізмів і машин, для яких розробляється динамічний підхід, представляють собою циклічні процеси, тобто рух матеріальної точки по колу, тоді функція цього руху по колу може змінюватися.

W – частота обертання матеріальної точки навколо центру;

X= R cos wt Y = R sin wt

В загальному випадку, при землетрусі відбувається зміщення будівлі разом з землею, крім того за рахунок пружності – деякий прогин будівлі. Тому в загальному випадку можна виділити 2 складові зміщення системи.

У – прогин системи

У۪۪ – зміщення основи

Якщо будівля має масу m, коефіцієнт жорсткості k, коефіціент затухання власних коливань æ, тоді:

m(ÿ۪ + ÿ) + (k + iæ)y= 0 (1)

m ÿ + (k + iæ)y= - mÿ۪

ÿ – прискорення основи

mÿ۪ - вимушуюча сила, в системі основа-будівля

нульовий рух розкладається по синусоїду

y۪ (t) = A۪sin w۪t y۪ (t) = A۪cosw۪t y۪ (t) = - A۪ w۪² sin w۪t

Якщо підставити цю функцію у 1, отримаємо: y(t) = [ A۪ w²/(w۪² -w²) sin wt (w۪²/ w²) sin w۪t ] w = √(k/m)

K – пружня константа

m – маса конструкції

A۪, w۪- амплітуда і частота коливань грунту

Такий підхід дає можливість визначити, на основі прогину системи, величину сили S = ky(t).

Розрахункові схеми будівель

Люба будівля складається з ряду конструкцій, які знаходяться на певній віддалі від основи, тому прогин будівлі на різних висотах буде різний. Виходячи з того, що для будівель найбільш небезпечними є горизонтальні зміщення, вводиться консольна схема для побудови консольних схем будівелью

У випадку одноповерхової будівлі, вона зображується у вигляді деякої точкової маси (m), яка з основою звязана коефіцієнтом жорсткості (k).m вибирають від середини висоти стіни. Якщо багатоповерхова будівля – розрахункова схема матиме вигляд наступної консолі, де у вагу включають вагу перекриття даного поверху і ½ стіни від перекриття (вверх і вниз).

Для одноповерхової будівлі m ÿ + (k + iæ)y= - mÿ۪

При багатоповерових будівлях: кожен поверх може зміщуватися, і тоді впливати на зміщення інших поверхів

æ ) + æ ) +…..+ æ ) =-

 

 

76.Особливості планувальних і конструктивних рішень сейсмостійких будівель

В рснові розробки сейсмостійких будівель мають бути враховані основні заходи:

· Будівля має концентрувати основну масу на нижніх поверхах, з поступовим зменшенням до верху;

· Для конструкцій сейсмостійких будівель бажано використовувати пластичні і легкі матеріали;

· Існування розподільників навантаження на будівлю, тобто вертикальних і горизонтальних діафрагм жорсткості;

· Наближення до ізометричних форм будівель в плані.

Планувальна структура будівель

Найкращою формою в плані є кругла, але найчастіше вибирають наближену до неї квадратну. Співвідношення складає 1:2; 1:3. Якщо будівля має складну архітектурно-планувальну структуру, то її розділяють на окремі блоки антисейсмічними швами. Шов залежить від висоти будинку: до 5м. – ширина шва 3см., а далі на кожні 5м збільшується на 2см.

Якщо будівля має різні архітектурно-висотні рішення, то кожний блок вибирається приблизно однакової висоти. Антисейсмічні шви найчастіше співпадають з осадочними швами.

Внутрішнє планування має бути якомога симетричнішим, з метою співпадання маси і жорсткості. Найбільш вразливими є місця спряження елементів з різними напрямками. Тому, як правило слід уникати спорудження стін, які стикаються з перпендикулярною стіною без компенсації.

Перекриттям відводиться важлива роль, з метою звязування в одне ціле стіни перекрить, і цим забезпечується більш-менш рівномірний розподіл сейсмічного навантаження в межах поверху.

Сжеми дії сейсмічного навантаження в залежності від власних коливань

Т≤0.5с – жорстка Т›6с – гнучка

Найкраще рішення сейсмостійкості будівлі має забезпечуватись сумісною роботою горизонтальнтх і вертикальних елементів, за рахунок жорстких зв’язків.

Цегляні будівлі

Вони мають невеликий опір динамічним навантаженням і мають найбільші пошкодження. Міцність цегляної кладки визначають такими параметрами: ▫ якість цегли; ▫ якість і міцність розчину ▫ міцність зчеплення між розчином і цеглою.

Фактична міцність, по-досвіду, може бути міцність зчеплення в 4,5 раз ‹ запроетованої. При здійсненні антисейсмічнтх заходів, можна досягнути достатньої сейсмічної стійкості.

Будівля має бути єдиною, цілісною системою, знадійним звязком всіх несучих конструкцій: поздовжніх і поперечних стін і перекрить. З цією метою облаштовуються антисейсмічними обвязками і поясами, замонолічуються перекриття, армуються кути і перетини кладки; застосовуються вертикальні звязуючі конструкції у вигляді сердечників. Шпонки – це заглиблення на боковій поверхні в будівлі, які замонолічуються.

Антисейсмічний пояс – конструкція, яка має місце в зоні спряження перекриття з несучими стінами. Пояс перешкоджає таранній перекриття на стіну. Антисейсмічні пояси замонолічують, встановлюються на всю ширину стіни у випадку, коли вона › 50см, то ширина їх може бути на 10..15 см менша.

Поздовжні стержні виконуються з арматури А1 при 7-8 балах 4Ø10, для 9б - 4Ø12. як правило, бетон марки В12,5. основою сейсмостійкості цегляних будівель служать комплексні конструкції, коли додатково до згаданих, в цегляних стінах влаштовують окремі вертикальні залізобетонні включення, які називають сердечниками. Влаштовуюють на кути через кожні 2-3м. Завжди встановлюють на краях пройомів. Конструктивно – це 4 арматурні стержні вздовж сердечника, звязані арматурою Ø 4,6, через кожні 25..40см. з кладкою такі сердечники звязуються випускамитонкої арматури, порядка 50см.

 

77. Вертикальне планування міськ. тер. Кількісна та якісна оцінка рельєфу. Схема верт. планування на стадії ген плану.

Вертикальне планування міськ. тер відображае загальну техн. можливість здійснення рішень ген плану відповідно до ув’язки вул.. мережі з рельєфом., інж спорудами.

Схема верт. планування міськ. тер може включати схему інж. підготовки тер. на якій вказується зрізка, підсипка, водовідвід, дренаж, водостоки… Часто обмежуються обч-ям вузлових чорних і червоних відміток на перетинах осн. транс. магістралей. Вздовж осей трансп. магістралей вказують: Ухил ділянки та її протяжність.

На стадію детального планування схема інж. підготовки тер. верт. планування і водостоків виконують на копії осн. креслення, тобто ескізозабудова.

На стадії верт. планування показують:

-осн. інж. мироприемства і додаткові роботи невказані на генплані;

-висотне рішення дається горизонталями з висотою перерізу h=0,5м.

Осн. вимогам верт. планування є:

-макс. збереження природного рельєфу

-забезпечення поверхневого водовідводу за швидкостями які забезпечують мін. ерозію

-забезпечення допустимих для пішоходів і транспорту уклонів.

Проектні горизонталі назив червоними горизонталями. Вони відображають майбутній рельєф тер-її. Перш ніж приступити до верт. планування до розробки поверхневого рельєфу необхідно проаналізувати існуючий рельєф.

Категорії рельєфу за енергією:

1. Плоскорівнинна. Ухил 2 – 6 ‰ Е=20м/5км.

2. Пересічно-рівнинна та горбиста і=20÷60‰ Е=175м/5км

3. Передгірська та гірська Е=500...900м/5км

4. Високогірна Е=1000...3000м/5км

Схема верт планування на стадії ген плану. Це схема відображає загальну технічну можливість здійснення рішень ген плану відповідно до увязки вуличної мережі з рельєфом, водотоками, інж спорудами. Осн даними схеми верт планування на 1-й і 2-й стадії розробки проекту є точки перетину всіх магістральних, житлових вулиць та проїздів з даними природньої та проектної відмітки.

При аналізі рельєфу розріз. ділянки з різною крутизною схилів відповідно:

0-5‰ 5-60‰ 60-100‰ 100-150‰ >150‰

 

78. Вертикальне планування елементів вуличної мережі.Повздовжні та поперечні профілі.Побудова проектних горизонталей.Розмостка вулиць та тротуарів.

Вертикальне планування елементів вуличної мережі. Проект детального проектування здійснюється в М1:2000. Він здійсн горизонталями які викреслюються тільки в межах проїздної част. вулиць або в межах червоних ліній по узгодженні з замовником. Тут також показується водозбірні басейни, відкриті і закриті водостоки, їх ухили, протяжність, діаметри труб, розрахункові точки, місця випуску води з водостоку.

Поздовжні та поперечні профілі. За допомогою профілів можна провести проектування деякої ділянки, якщо розбити її на відповідну сітку квадратів. Проектування профілів пров на основі існуючих чорних горизонталей.

Повздовжній профіль проектується вздовж осі проїжджої частини дороги. Може проектуватися вздовж лотків (бровки). Відмічаються відмітки бровки, відмітки смуг озеленення, тротуари, відмостки будинків. Починаємо з розбивки пікетажу по трасі на плані даної вулиці, визнач чорних та черв відміток пікетів, плюсових відміток і точок перетину траси з іншими вулицями. Побудова профіля вик на основі нівелювання даної траси. Нівелюв пров по попередньо розбитих пікетах. Якшо дана траса має деякий кут повороту a та расдіус кривої R, то треба вирахувати елементи кривої Т, бісектрису Б та домір Д.

T=Rtg(a/2), Б=Rsec(a/2)-R=R(sec(a/2)-1), K=apR/180°, Д=2Т-К.

Поперечні профілі проектуються в напрямку перпендикулярному до проїжджої частини і через кожні 50м. існуючий рельєф наноситься на профіль на основі даних нівелювання. На попереч профілі відображають тротуари, проїжджу част, трамвайні лінії, велосипедні доріжки, полоси зелених насаджень. Попер профіль має бути ув’язаний з планом в межах даного кварталу. Попер профіль може бути вгнутий, односкатний або двоскатний параболічний.

Побудова проектних горизонталей. Вона ведеться від осьової част вулиці на основі заданих поздовжніх і поперечних ухилів, висоти бордюрного каменю та заданого профілю дороги, котрий може бути односкатним, двоскатним, випуклим.

1) визнач l – проекцію горизонталі l=ai2/i1,

2) S– величина закладення S=h/i1

3) ЕК=hБ/i1

4) Визнач проекції f=bi3/i1

Розмостка вулиць та тротуарів. На перехрестях вулиць виникає необхідність поступового переходу поверхні однієї вулиці до іншої. Це здійсн за допомогою розмостки – поступового переходу від двоскатного профілю до односкатного і навпаки. Розмостка здійсн двома способами:1.способом зміщення гребня, 2.зміна поперечного ухилу.

Дуже часто в окремих випадках застосовують змішаний метод вертикального планування. Найчастіше він викор.при проектування міських вулиць і прилеглих територій. Вміщує розробку плану методом горизонталів і його доповнення поперечним чи поздовжнім профілем.З практичної точки зору цей метод є найбільш представницьким.

 

79. Вертикальне планування міжвуличних територій.Принципи висотної організації території. Висотна привязка будівель на схилах різної крутизни.

Вертикальне планування тротуарних частинок.

Вертикальне планування тротуарів здійснюється після планування проїзджої частини. Висотні відмітки тротуару збоку проїзджої част.визн.додаванням висоти бортового каменю. Поверхня тротуар.част. планується залежно від сполучення напрямків повздовжніх схилів.

У вертик.план.тротуарів можливі 3 варіанти:

Вертикальне планування майданів.

Крім транспортної розв’язки та водовідведення необхідно враховувати умови зорового сприйняття.

Правила верт.план. майдану:

1.Якщо майдан проектної форми,то йому найчастіше надають двократну поверхню з гребенем по осі головної вулиці.

2. Невеликим майданом може надаватися односкатна поверхня по схилу.

3. Якщо окремі зони майдану не потребують транспортного зв’язку і мають значні уклони (>30‰) майдан проектують у вигляді терас, підпірних стіни, укоси, сходи, пандуси.

4. Вихідними для верт.план.майдану є відмітки існуючих магістралей і споруд,що сходяться на майдані.

5. Для проектування майдану використ.метод горизонталей з залученням методу профілю.

6. При проектуванні транспортних майданів з кільцевим рухом і висотне рішення проводиться на основі положення вулиць з водовідводом і бік тротуарів.

Осн об’єкти при верт планув міжвул тер можут бути площадки під забудови, дит майданчики, автостоянки, тераси. Результуючий ухил любої площадки має бути 5-10%.

На стадії детального планування (М1:2000) встановлюється висотне положення вулиць. Визначаються відмітки червоних ліній, відмітки осей вулиць,уклонів та відстані між переломами.Відведення поверхневих вод вимагає відображення лотків водопропустих труб,дощових колекторів і т.д.

Схема верт.планування і інж.забезпечення можуть виконуватись на двох різних проспектах. Стадія робочого проекту (М1:1000,М1:500) вимагають встановлення висотного положення, не тільки мережі, але і всієї внутріквартальної території.

Проїзджа частина вулиць найчастіше має двоскатний характер,вгнутий профіль – надається лише нешироким проїздом на міжвуличних територіях.

Поверхня вулиць завжди має бути нижча,ніж міжвуличні території.

Односкатний поперечний профіль надається проїздним частинам з розподільною смугою.

В загальному вулиці поділ:

магістральні вулиці – розподільча центральна смуга;

загальноміські вулиці – двоскатні;

вул.районного призначення;

живі вулиці – одно-то двоскатні;

проїзди з одностороннім і двостороннім рухом але односкатні.

Висотна прив’язка споруд. Сучасні індустріальні методи зведеная будівель і споруд вимагають мінімальних перепадів висот на буд.майданчиках. Гранична висота укосів в насипу має бути від глибини закладання фундаменту на 0.5 см.

Ширина ділянки під будинок повинна бути: 5 м до укосу. Вирівняна ділянка під б-цтво має мати мін.ухил для стоку води до 5‰. Гранична довжина будинку при розміщенні на окремій ділянці.

У випадку, якщо ми маємо напів насип чи напів зрізку, то