Text
                    Федеральное агентство по управлению государственным имуществом
Открытое акционерное общество
’’Научно-исследовательский центр ’’Строительство"
(ОАО "НИЦ "Строительство")
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ
ЖИЛЫХ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ДОМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ
БЕССВАРНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ
СТЫКОВ НА ТРОСОВЫХ ПЕТЛЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И
МНОГОПУСТОТНЫМИ ПЛИТАМИ БЕЗОПАЛУБОЧНОГО
ФОРМОВАНИЯ
СТО 36554501-026-2012
ЭС НТИ "Техэксперт1
Москва 2012

СТО 36554501-026-2012 Предисловие Цели и задачи разработки, а также использование стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения». Сведения о стандарте 1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией теории железобетона и конструктивных систем НИИЖБ им. А.А. Гвоздева - институтом ОАО «НИЦ «Строительство» (|А С- Залесов|, д-р техн, наук; С.А Зенин канд. техн, наук, А.А. Пащанин, инж., О.В. Кудинов, инж.) при участии ОАО «ПО «Баррикада» (Л.Б. Дыдалин, инж., А.А. Кокарев, инж., Ю.В. Константинов, инж.). 2 РЕКОМЕНДОВАН К УТВЕРЖДЕНИЮ И ОПЫТНОМУ ПРИМЕНЕНИЮ конструктивной секцией НТС НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом по ОАО «НИЦ «Строительство» от 27.01.2012 г., № 12. 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ. Замечания и предложения следует направлять в НИИЖБ им. А.А. Гвоздева - институт ОАО «НИЦ «Строительство» по адресу: Россия, 109428, Москва, 2-ая Институтская ул., дом 6. тел./факс (499)174-75-17, (499)174-75-10; e-mail: lab01@mail.ru. ЭС НТИ "Техэксперт1 Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения ОАО «НИЦ «Строительство». © ОАО «НИЦ «Строительство», 2012
СТО 36554501-026-2012 Содержание 1 Область применения...................................................1 2 Нормативные ссылки..................................................1 3 Термины и определения...............................................3 4 Конструктивные решения крупнопанельных зданий.......................4 4.1 Конструктивные системы...........................................4 4.2 Конструктивные элементы и узлы сопряжений........................6 Общие положения....................................................6 Фундаменты.........................................................6 Стены..............................................................6 Плиты..............................................................7 Узлы сопряжений....................................................7 5 Расчет конструктивных систем крупнопанельных зданий................12 5.1 Общие положения.................................................12 5.2 Требования к расчету конструктивных систем......................13 5.3 Нагрузки и воздействия..........................................15 5.4 Методы расчета и расчетные схемы конструктивных систем..........16 Общие положения...................................................16 Расчет конструктивных систем методом конечных элементов...........16 Расчет конструктивных систем упрощенными методами (без использования МКЭ)...........................................24 5.5 Расчет на устойчивость против прогрессирующего обрушения........31 6 Расчеты несущих элементов и узлов сопряжений.......................34 6.1 Общие положения.................................................34 6.2 Фундаменты......................................................35 6.3 Стены...........................................................35 6.4 Плиты...........................................................35 6.5 Узлы сопряжений и связи.........................................36 7 Конструирование несущих элементов и узлов сопряжений...............47 7.1 Общие положения.................................................47 7.2 Фундаменты......................................................47 7.3 Плиты перекрытий................................................48 7.4 Стены...........................................................48 7.5 Узлы сопряжений и связи.........................................50 8 Общие требования к качеству бетонирования стыковых соединений......52 ЭС НТИ "Техэксперт1 III
СТО 36554501-026-2012 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ЭС НТИ "Техэксперт* 1 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ЖИЛЫХ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ДОМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕССВАРНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТЫКОВ НА ТРОСОВЫХ ПЕТЛЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И МНОГОПУСТОТНЫМИ ПЛИТАМИ БЕЗОПАЛУБОЧНОГО ФОРМОВАНИЯ Recommendations for calculation and design of residential large-panel houses with application vertical and horizontal no-welding joints at wire cable loop connections and no formwork multihollow plates Дата введения 2012-01-27 1 Область применения Настоящий документ содержит общие рекомендации по расчету и конструированию типовых крупнопанельных жилых зданий с применением гибких стальных петлевых соединений элементов без сварки. Разработанные рекомендации распространяются на крупнопанельные здания из сборных железобетонных элементов с бессварными соединениями, и содержат указания и рекомендации по расчету и конструированию крупнопанельных зданий из тяжелого бетона с указанным типом соединений с учетом требований действующих в РФ нормативных документов. Проектирование крупнопанельных зданий в соответствии с данным документом следует выполнять при научно-техническом сопровождении НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. 2 Нормативные ссылки В настоящих рекомендациях использованы нормативные ссылки на следующие стандарты и классификаторы: 1. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции. 2. СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. 3. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. 4. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. 5. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. 6. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. 7. СП 14.13330.2011. Свод правил. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП П-7-81*. 8. СП 16.13330.2011. Свод правил. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП П-23-81*. 9. СП 20.13330.2011. Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. 10. СП 22.13330.2011. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. 1
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 11. СП 24.13330.2011. Свод правил. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. 12. СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85. 13. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. 14. СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции. 15. Пособие по проектированию жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). Выпуск 3. ЦНИИЭП Жилища. 16. ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. 17. ГОСТ 3070-88 Канаты стальные. Сортамент. Канат двойной свивки типа ТК конструкции 6-19(1+6+12)+1 о.с. 18. ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия. 19. ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия. 20. ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. 21. ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения. 22. ГОСТ 17625-83 Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры. 23. ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования. 24. ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. 25. ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования. 26. Рекомендации по применению и расчету экструзионных плит ПБ, толщиной 220 мм, производства ЗЖБИ-2 (Назиевского комбината строительных материалов) ЗАО «ПО «Баррикада», ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко; 27. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». 28. Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». 29. EN 1992-1-1. Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings. 30. FIB Bulletin 43: Structural connections for precast concrete buildings. (2008) 31. FIB Bulletin 6: Special design considerations for precast prestressed hollow core floors. (2000) Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими рекомендациями следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 2
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 3 Термины и определения В настоящих рекомендациях применяются следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 Анкеровка арматуры - обеспечение восприятия арматурой действующих на нее усилий путем заведения ее на определенную длину за расчетное сечение или устройства на концах специальных анкеров. 3.2 Арматура конструктивная - арматура, устанавливаемая без расчета из конструктивных соображений 3.3 Арматура предварительно напряженная - арматура, получающая начальные (предварительные) напряжения в процессе изготовления конструкций до приложения внешних нагрузок в стадии эксплуатации. 3.4 Арматура рабочая - арматура, устанавливаемая по расчету. 3.5 Бетоны легкие - бетоны на цементном вяжущем, пористом крупном и пористом или плотном мелком заполнителе. 3.6 Бетоны мелкозернистые (пескобетоны) - бетоны плотной структуры на цементном вяжущем и плотных мелких заполнителях. 3.7 Бетоны тяжелые - бетоны плотные на цементном вяжущем и плотных крупных и мелких заполнителях. 3.8 Жесткость - способность конструктивных элементов деформироваться при внешнем воздействии. Основной характеристикой жёсткости является коэффициент жёсткости, равный силовому воздействию, вызывающему единичное перемещение 3.9 Защитный слой бетона - толщина слоя бетона от грани элемента до ближайшей поверхности арматурного стержня. 3.10 Конструкции бетонные - конструкции, выполненные из бетона без арматуры или с арматурой, устанавливаемой по конструктивным соображениям и не учитываемой в расчете; расчетные усилия от всех воздействий в бетонных конструкциях должны быть восприняты бетоном. 3.11 Конструкции железобетонные - конструкции, выполненные из бетона с рабочей и конструктивной арматурой (армированные бетонные конструкции), расчетные усилия от всех воздействий в железобетонных конструкциях должны быть восприняты бетоном и рабочей арматурой. 3.12 Коэффициент армирования железобетона р - отношение площади сечения арматуры к рабочей площади сечения бетона, выраженное в %. 3.13 Нормальное сечение - сечение элемента плоскостью, перпендикулярной к его продольной оси 3.14 Наклонное сечение - сечение элемента плоскостью, наклонной к его продольной оси и перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось элемента 3.15 Огнестойкость бетона - способность бетона в конструкции сохранять несущую и огнепреграждающую способность при пожаре (воздействии огня). 3.16 Податливость - величина, обратная жесткости. Основной характеристикой податливости является коэффициент податливости, равный перемещению, вызванному единичным силовым воздействием. 3.17 Предельное усилие - наибольшее усилие, которое может быть воспринято элементом, его сечением при принятых характеристиках материалов. 3.18 Рабочая высота сечения - расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести растянутой продольной арматуры. 3
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 3.19 Стыки арматуры внахлестку - соединение арматурных стержней по их длине без сварки путем заведения конца одного арматурного стержня за конец другого. 3.20 Тросовое петлевое соединение - бессварное соединение сборных железобетонных элементов стеновых панелей при помощи гибких стальных связей заводского изготовления (стальных тросовых петель с коробками), устанавливаемых в вертикальных стыках сборных панелей стен с анкеровкой в торцах панелей. 3.21 Трос - стальное канатное изделие, применяемое в бессварном соединении сборных элементов 4 Конструктивные решения крупнопанельных зданий 4.1 Конструктивные системы 4.1.1 Конструктивные системы крупнопанельных зданий с применением соединения элементов без сварки выполняются по связевой схеме и состоят из фундамента, вертикальных несущих конструкций (стен) и горизонтальных несущих конструкций (пустотных плит). Соединения элементов без сварки выполняются в виде гибких стальных связей (тросовых петель), устанавливаемых в вертикальных стыках сборных панелей стен с анкеровкой в торцах панелей. С целью обеспечения необходимой прочности анкеровки без перерасхода стали части петлевых анкеров, заделываемых в бетон панелей, снабжены внутренними анкерами и имеют криволинейное очертание. Для ограничения образования коррозионных поражений применяются троса с оцинкованным покрытием. Соединение тросовых петель двух элементов осуществляется в замковый стык с пропусканием через петли вертикального арматурного стержня с последующим замоноличиванием. Заполнение вертикальных стыков осуществляется мелкозернистым бетоном. Допускается заполнение выполнять высокопрочным безусадочным раствором под давлением. В местах установки гибких стальных связей в соединении образуются шпонки из мелкозернистого бетона. Данные шпоночные соединения воспринимают сдвигающие, растягивающие (совместно со связями) и сжимающие усилия в вертикальных стыках сборных панелей стен. Также могут устраиваться дополнительные бетонные шпонки между стальными связями путем устройства выемок в торцах стеновых панелей при их изготовлении. Данные стыки рекомендуется применять как дополнительные к основным узлам жесткого типа. __ Выбор стыковых соединений стеновых панелей в зданиях целесообразно выполнять конструктивно по схеме с жесткими узлами, ограничивая применение гибких узлов случаями, когда сопряжение отдельных конструктивных элементов другими способами невозможно или требует внесения существенных изменений в конструкциях сопрягаемых элементов. 4.1.2 Здания с соединениями элементов без сварки следует конструировать преимущественно в виде перекрестно-стеновой конструктивной системы. Распределение жесткостей вертикальных конструкций в плане рекомендуется проектировать по возможности симметрично. Критерием рационального распределения жесткостей системы может служить наличие первых двух поступательных форм собственных колебаний. 4
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Максимальная высота крупнопанельных зданий с использованием бессварных соединений определяется расчетами из условия обеспечения прочности, устойчивости трещиностойкости и деформативности всего здания и его несущих конструкций. Рекомендуется принимать этажность здания с бессварными гибкими связями не более 17 этажей. 4.1.3 Шаг стен следует назначать, исходя из несущей способности пустотных плит перекрытия, и обосновывать расчетом конструктивной системы. Максимальный шаг стен рекомендуется принимать не более 9 м. 4.1.4 Конструктивную систему зданий рекомендуется разделять осадочными швами при переменной высоте здания, а также температурно-усадочными швами в зависимости от длины здания. Требуемые расстояния между температурно-усадочными швами по длине здания следует устанавливать расчетом. Расчет допускается не производить, если при расчетной температуре наружного воздуха минус 40 °C и выше расстояние между температурно-усадочными швами не превышает 60 м. 4.1.5 Горизонтальные соединения (стыки) сборных элементов стен и плит принимают платформенными, контактными и комбинированными с замоноличиванием мелкозернистым бетоном. 4.1.6 Сборные плиты перекрытий образуют горизонтальный диск жесткости, который воспринимает горизонтальные (ветровые) нагрузки на конструктивную систему и передает их на вертикальные несущие конструкции стен. Для повышения жесткости и обеспечения передачи горизонтальных нагрузок на стены следует предусматривать установку арматуры в швы между плитами перекрытий с последующим замоноличиванием швов. Для обеспечения целостности всего диска и лучшего восприятия сдвиговых усилий между плитами арматуру в швах рекомендуется устанавливать в продольном и поперечном направлениях. Указанное армирование швов допускается учитывать при расчетах на устойчивость здания против прогрессирующего обрушения. Допускается для повышения жесткости горизонтального диска перекрытий по верхней грани плит перекрытий предусматривать стяжку из монолитного бетона толщиной не менее 30 мм с конструктивным армированием из сварных сеток, которое разрешается учитывать при расчетах здания на устойчивость против прогрессирующего обрушения и расчетах на сейсмические воздействия. 4.1.7 Для крупнопанельных жилых зданий с применением гибких стальных петлевых соединений элементов без сварки должны учитываться общие требования пожаробезопасности, надежности, долговечности, коррозионной стойкости и пр., установленные действующими нормативными документами (ГОСТ Р 54257—2010, СНиП 2.03.11-85, СНиП 3.03.01-87, СНиП 21-01-97*, СНиП 52-01-2003 и пр.), которым должны удовлетворять конструктивные системы зданий, основные несущие элементы, а также узлы их сопряжений. 4.1.8 Пожарная безопасность конструктивных систем жилых крупнопанельных зданий должна отвечать требованиям Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и прочими нормативными документами, составленными в его развитие. 4.1.9 При проектировании крупнопанельных зданий, расположенных в сейсмоопасных районах, применение стыков с бессварными соединениями из гибких стальных связей не рекомендуется. 5
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 4.2 Конструктивные элементы и узлы сопряжений Общие положения 4.2.1 Основными представителями несущих конструкций крупнопанельных зданий являются фундаменты, стены и плиты. 4.2.2 Основными конструктивными параметрами несущих бетонных и железобетонных элементов являются размеры поперечных сечений, класс бетона по прочности на сжатие, класс арматуры и ее содержание в элементе (процент армирования), устанавливаемые согласно СП 52-101-2003. 4.2.3 При проектировании следует принимать оптимальные конструктивные параметры для несущих конструкций с учетом принятых конструктивных решений (пролетов, высот этажей, нагрузок и пр.). При этом конструктивные параметры несущих элементов и их связей и стыков должны отвечать требованиям надежности, долговечности, прочности, деформативности и огнестойкости. Фундаменты 4.2.4 Для жилых крупнопанельных зданий рекомендуется принимать следующие типы фундаментов: ленточные (сборные и монолитные), плитные и свайные. Также при соответствующем расчетном обосновании допускается использование прочих видов фундаментов (ребристых, коробчатых и пр.). 4.2.5 Ленточные фундаменты из сборных элементов рекомендуется проектировать с использованием типовых фундаментных лент или блоков. Монолитные ленточные фундаменты рекомендуется выполнять в виде отдельных или перекрестных лент, имеющих прямоугольное или ступенчатое поперечное сечение. 4.2.6 Плитные фундаменты следует выполнять из монолитного железобетона под всей площадью крупнопанельного здания постоянной или переменной толщины. Толщину фундаментной плиты следует определять расчетом, при этом рекомендуется принимать в пределах 0,5-2 м. 4.2.7 Свайные фундаменты выполняют из монолитных ростверков в виде общих фундаментных плит или ленточных фундаментных плит и свай (забивных, буронабивных, буроинъекционных и пр.). 4.2.8 Класс бетона по прочности на сжатие для фундаментов рекомендуется принимать не менее В20, марку по водонепроницаемости - не менее W6. Рекомендуемое содержание арматуры в плитных фундаментах - не менее 0,3 %. Стены 4.2.9 Сборные элементы стен крупнопанельных зданий делятся на три категории: - по восприятию нагрузки (несущие, самонесущие и ненесущие); - по назначению (наружные и внутренние); - по конструкции (однослойные и слоистые: двух и трехслойные). 4.2.10 Размеры поперечного сечения стен в общем случае следует назначать с учетом требований прочности, размещения арматуры в стыках, анкеровки связей, обеспечения звукоизоляции, теплоизоляции и огнестойкости. Толщина стен, как правило, принимается 180-250 мм 4.2.11 Класс бетона по прочности на сжатие для стен принимается В25-В40. Максимальный процент армирования железобетонных стен - не более 3,5 %. Минимальный процент армирования стен принимается в соответствии с СП 52-101-2003. Допускается принимать минимальный процент армирования в 6
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 элементах, несущая способность которых при расчетном эксцентриситете используется менее чем на 50 %, принимать равным 0,1 % независимо от гибкости элемента. 4.2.12 В качестве рабочей продольной арматуры железобетонных стен, устанавливаемой по расчету, рекомендуется применять арматуру класса А400, А500 или В500. 4.2.13 Разрезку стен на панели рекомендуется совмещать с осями конструктивно- планировочных ячеек и соответственно этому размещать стыки между панелями. 4.2.14 Несущие и самонесущие стены рекомендуется выполнять с разрезкой на этаж, высотой 2.7-3.3 м. 4.2.15 По торцевым вертикальным граням стен следует предусматривать установку закладных деталей (гибких связей). Конструкция, диаметр тросов, стержневой арматуры и шаг размещения связей определяется расчетом. Плиты 4.2.16 В рамках данного СТО рассматривается применение в перекрытиях многопустотных преднапряженных плит безопалубочного формования с опиранием по двум сторонам. 4.2.17 Класс бетона по прочности на сжатие для плит перекрытий рекомендуется принимать не менее В40. Толщина плит перекрытий назначается с учетом воспринимаемых нагрузок, а также исходя из требований обеспечения звукоизоляции и огнестойкости. Рекомендуется принимать толщину плит перекрытий равной 220-265 мм. 4.2.18 Плиты армируются предварительно напряженными семипроволочными канатами К-7 по ГОСТ 13840-68, а также проволочной арматурой Вр-11. 4.2.19 Пролеты плит перекрытий и характер опирания определяются с учетом расположения несущих стен. Узлы сопряжений 4.2.20 Вертикальные стыковые сопряжения конструкций крупнопанельных зданий содержат гибкие стальные связи (тросовые петли), установленные с шагом 250-750 мм (по расчету) в торцах смежных стеновых панелей (см. рис. 4.1—4.3). Петли размещаются в торцах панелей, расстояние между которыми в свету составляет 100— 140 мм (между наружными краями коробок закладных деталей). Шаг петель в торцах смежных панелей принимается одинаковым. Соединение петель в стыке выполняется внахлестку без сварки. В петли пропускается арматурный стержень, препятствующий смещению тросовых петель во время бетонирования стыка и воспринимающий горизонтальные растягивающие усилия в стыке при эксплуатации. Бетон замоноличивания, попадая в углубления коробки тросовых петель на торцах панелей, образует бетонные шпонки, которые совместно с тросами обеспечивают работу вертикального соединения на сдвиг. При необходимости предусматривают дополнительные бетонные шпонки на торцах панелей. Класс бетона замоноличивания стыка принимается по расчету, но не менее В25. Принятая конструкция вертикальных стыков стеновых панелей с гибкими связями из тросовых петель обеспечивает восприятие вертикальных и горизонтальных сдвиговых усилий (шпонки), горизонтальных растягивающих усилий (стальные тросовые петли), горизонтальных сжимающих усилий (бетон замоноличивания). 7
СТО 36554501-026-2012 4.2.21 В вертикальных стыках внутренних и наружных стеновых панелей следует предусмотреть установку арматурных «П»-образных выпусков из внутренних стен в стык между наружными панелями с обеспечением необходимой анкеровки и охватом вертикального арматурного стержня в соединении наружных панелей из гибких связей (см. рис. 4.3). Рисунок 4,1 - Вертикальный стык стеновых панелей с гибкими стальными связями (тросовыми петлями) без сварки. Общий вид. - Мелкозернистый бетон Стеновые панели Арматурный стержень Тросовая петля Рисунок 4.2 - Вертикальный стык внутренних стеновых панелей с гибкими стальными связями. План. ЭС НТИ "Техэксперт1 8
СТО 36554501-026-2012 Петлевой выпуск Рисунок 4.3 - Вертикальный стык наружных и внутренней стеновых панелей с гибкими стальными связями. План. 4.2.22 В горизонтальных стыковых сопряжениях панелей стен следует предусматривать установку связей, препятствующих взаимному смещению конструкций и раскрытию швов, в виде установки вертикальных стержней (анкеров) между верхней и нижней панелью с шагом не более 2 м с обеспечением требуемой анкеровки при необходимости восприятия горизонтальных сдвигающих или вертикальных растягивающих усилий (см. рис. 4.4-4.6). Класс бетона замоноличивания горизонтального стыка принимается не менее В25 и не менее класса бетона стеновых панелей. Допускается применять для горизонтальных стыков раствор марки не ниже Ml50, при условии обеспечения прочности стыков. 4.2.23 В узлах опирания многопустотных плит на несущие стены следует предусматривать установку «Г»- образных арматурных выпусков, установленных в швах между плитами и заанкеренных в горизонтальный стык стеновых панелей (Рис. 4.7.). Допускается для обеспечения устойчивости здания к прогрессирующему обрушению устанавливать «Г»-образные арматурные выпуски в пустоты сборных плит с соответствующей анкеровкой в плиты и стеновые панели. 4.2.24 Глубину опирания плит на стены принимают не менее 70 мм. При толщине плит перекрытий более 250 мм глубину опирания плит на стены следует принимать не менее 100 мм. 4.2.25 Конструкция связей должна отвечать требованиям прочности и деформативности. ЭС НТИ "Техэксперт1 9
СТО 36554501-026-2012 Вырез в стене Косвенная П-образная арматура в панели (елкозернистый бетон >777777^777/7777^. Армирование между пустотными плитами Периметровая арматура Косвенная П-образная арматура в панели Анкер Рисунок 4.4 - Платформенный стык двухстороннего опирания плит перекрытия на внутреннюю стену. Косвенная П-образная арматура в панели Вырез в стене Г77777777777///^7777, К77////777777тШ Армирование между пустотными плитами Периметровая арматура Косвенная П-образная арматура в панели Анкер Рисунок 4.5 - Платформенный стык одностороннего опирания плит перекрытия на внутреннюю стену ЭС НТИ "Техэксперт1 10
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 4.6- Соединение плиты перекрытия с ненесущей стеной Рисунок 4.7 - Платформенный стык одностороннего опирания плит перекрытия на внешнюю трехслойную стену 4.2.26 Необходимо предусматривать анкеровку свободного края плит, примыкающих к стенам, в соответствии с рис. 4.8, или иным аналогичным решением. 11
СТО 36554501-026-2012 v- Косвенная П-образная арматура в панели Косвенная арматура ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 4.8 - Соединение плиты перекрытия с ненесущей трехслойной стеной 5 Расчет конструктивных систем крупнопанельных зданий 5.1 Общие положения Расчет крупнопанельных зданий выполняется в 2 этапа. 1 этап - расчет конструктивной системы. 2 этап - расчет элементов конструктивной системы. По результатам первого этапа оценивается эксплуатационная пригодность конструктивной системы здания в целом. Для этого определяется ряд основных параметров конструктивной системы, значения которых сравнивают с предельно допустимыми значениями, приведенными в соответствующих нормативных документах и данных рекомендациях. Также по результатам расчета на первом этапе определяются усилия и деформации, возникающие в основных представителях несущих конструкций, а также узлах их сопряжений. На втором этапе выполняются расчеты по прочности, трещиностойкости и деформациям несущих элементов конструктивной системы и узлов их сопряжений на основе усилий, полученных на первом этапе. По результатам указанных расчетов 12
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 производится конструирование элементов и узлов их сопряжений с учетом требований действующих нормативных документов и данных рекомендаций. 5.2 Требования к расчету конструктивных систем 5.2.1 Для конструктивной системы с тросовыми узловыми соединениями необходимо выполнять следующие расчеты: - расчет горизонтальных перемещений верха; - расчет форм собственных колебаний; - расчет устойчивости формы и устойчивости положения (опрокидывание); - расчет перекосов этажных ячеек; - расчет максимальной осадки, разности осадок и крена здания; - расчет прогибов плит перекрытий; - расчет ускорений колебаний перекрытий верхних этажей; - расчет усилий и перемещений, возникающих в основных представителях несущих железобетонных элементах (стенах и плитах), а также узлах их сопряжений по результатам общего расчета конструктивной системы, в том числе расчета на прогрессирующее обрушение, а также транспортных и монтажных нагрузок. 5.2.2 Расчеты конструктивной системы следует выполнять с учетом стадийности возведения (при существенном изменении расчетной ситуации), и для стадии эксплуатации. 5.2.3 Расчеты конструктивной системы в общем случае следует выполнять в пространственной постановке с учетом совместной работы надземной и подземной части здания, а также фундамента и основания под ним. 5.2.4 Расчет несущих конструктивных систем выполняют с учетом линейных (упругих) и нелинейных (неупругих) жесткостей железобетонных элементов. Линейные жесткости элементов определяются как для сплошного упругого тела. Нелинейные жесткости определяются по поперечному сечению с учетом фактически установленного армирования, возможного образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре, отвечающих кратковременному и длительному действиям нагрузки. 5.2.5 Значения жесткостей железобетонных элементов устанавливаются в зависимости от стадии расчета, требований к расчету, а также характера напряженно- деформированного состояния элемента. 5.2.6 При расчете конструктивных систем крупнопанельных зданий следует учитывать податливость связей между несущими железобетонными элементами и конструктивные особенности горизонтальных и вертикальных стыков конструкций. 5.2.7 В результате расчета несущей конструктивной системы должны быть установлены следующие параметры: - горизонтальные перемещения верха конструктивной системы; - перекос этажных ячеек; - прогибы плит перекрытий; - коэффициент запаса устойчивости формы конструктивной системы; - коэффициент запаса устойчивости положения конструктивной системы; - ускорения колебаний перекрытия верхнего жилого этажа; - максимальная (средняя) осадка, разность осадок фундамента и крен конструктивной системы; 13
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Полученные значения параметров конструктивной системы не должны превышать предельно допустимые значения, установленные соответствующими нормативными документами (СП 20.13330.2011, СП 22.13330.2011и пр.). 5.2.8 Горизонтальные перемещения верха конструктивной системы определяются при действии нагрузок, отвечающих соответствующей расчетной ситуации по второй группе предельных состояний (постоянные и временные длительные нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке равным 1). Также необходимо учитывать податливость соединений, работу основания и специальные требования СП 20.13330.2011. Величина горизонтальных перемещений верха здания не должна превышать Л/500, где h - высота здания, равная расстоянию от верха фундамента до оси ригеля (плиты) покрытия. 5.2.9 Расчет перекосов вертикальных этажных ячеек от неравномерных вертикальных и горизонтальных деформаций соседних несущих конструкций стен. Данный расчет выполняется с учетом стадии возведения, а также времени и длительности приложения нагрузок. При этом необходимо учитывать податливость соединений и работу основания. Величина перекосов вертикальных ячеек не должна превышать Л5/300, где hs - высота этажа, равная расстоянию между срединными плоскостями плит смежных этажей. 5.2.10 Расчет на устойчивость формы и положения выполняют на действие расчетных постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. Запас по устойчивости формы конструктивной системы должен быть не менее чем двукратным. Запас по устойчивости характеризует превышение эксплуатационной нагрузки на конструктивную систему, при которой возникает возможность потери общей устойчивости здания. Расчет конструктивной системы на устойчивость положения (опрокидывание) выполняется на действие опрокидывающего (от горизонтальной нагрузки) и удерживающего (от вертикальной нагрузки) моментов. Величины моментов принимаются относительно крайней точки фундамента. Коэффициент запаса по устойчивости положения конструктивной системы должен быть более 1,5. 5.2.11 В случае, если полученные параметров конструктивной системы превышают предельно допустимые нормативными документами значения, требуется корректировка принятых проектных решений. Для повышения пространственной жесткости (обеспечения устойчивости формы, уменьшение горизонтального перемещения верха и перекосов) необходимо увеличение количества стен или их толщины, уменьшение шага стен (пролетов плит перекрытий) И т.д. При несоблюдении условий устойчивости положения (опрокидывания) конструктивной системы необходимо выполнить корректировку конструктивной системы с целью снижения опрокидывающего момента или увеличения удерживающего. При этом допускается увеличение площади фундамента. 5.2.12 Прогибы плит перекрытий определяются при действии нагрузок, отвечающих соответствующей расчетной ситуации по второй группе предельных состояний (постоянные и временные длительные нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке равным 1). Предельно допустимая величина прогибов устанавливается нормативными документами (СП 20.13330.2011) в зависимости от длины пролета. 14
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 5.2.13 Расчет основания (несущей способности и деформации) следует выполнять в соответствии с указаниями действующих нормативных документов (СП 22.13330.2011, СП 24.13330.2011 и пр.) на действие усилий, полученных из расчета общей конструктивной системы здания. 5.2.14 Расчет на устойчивость против прогрессирующего обрушения должен обеспечивать прочность и устойчивость конструктивной системы в целом при выходе из строя какого-либо фрагмента стен (допускается рассматривать наиболее опасные схемы аварийных воздействий). В случае если грунты основания здания опасны в карстовом отношении, следует также рассматривать возможность образования карстовой воронки. Данный расчет выполняется при действии нормативных постоянных и временных длительных нагрузок с нормативными значениями сопротивлений бетона и арматуры с учетом указаний раздела 5.5. Расчет на устойчивость против прогрессирующего обрушения допускается не выполнять при нормальном или пониженном уровне ответственности. При этом необходимо учитывать конструктивные требования для предотвращения прогрессирующего обрушения, приведенные в п.п. 5.5.1-5.5.4, 5.5.9. 5.2.15 По результатам общего расчета конструктивной системы должны быть установлены значения действующих усилий: В плитах (в т.ч. фундаментных): - изгибающих и крутящих моментов; - продольных и поперечных сил. В стенах: - продольных и поперечных сил; - изгибающих и крутящих моментов. В горизонтальных стыках (в зависимости от конструкций стыков): - нормальные силы; - сдвигающие силы в плоскости и из плоскости панелей. В вертикальных стыках (в зависимости от конструкций стыков): - нормальные силы; - сдвигающие силы в плоскости и из плоскости панелей. 5.3 Нагрузки и воздействия 5.3.1 Расчет крупнопанельных жилых зданий выполняют на действие вертикальных и горизонтальных постоянных и временных (кратковременных, длительных и особых) нагрузок по первой и второй группам предельных состояний. 5.3.2 Величины нагрузок и коэффициентов надежности по нагрузкам, а также разделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимаются по СП 20.13330.2011. При этом принятые величины нагрузок и их расположение также должны отвечать разработанным конструктивным, архитектурно- планировочным решениям и техническому заданию на проектирование. 5.3.3 Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий. Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания с учетом требований СП 20.13330.2011. 15
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 5.4 Методы расчета и расчетные схемы конструктивных систем Общие положения 5.4.1 Расчет конструктивных систем с тросовыми узловыми соединениями выполняется методами строительной механики. Рекомендуется выполнять расчет методом конечных элементов с использованием специальных сертифицированных в РФ программных комплексов (ПК). 5.4.2 Допускается при соответствующем обосновании использовать упрощенные методы расчета (плоские расчетные схемы, консольные схемы, метод заменяющих рам и пр.) для расчета конструктивной системы. Расчет упрощенными методами следует производить по специальным рекомендациям, приведенным в данном разделе. Для оценки максимальной несущей способности плит перекрытий и покрытий допускается применять метод предельного равновесия. При этом работа каждой плиты диска перекрытия рассматривается отдельно. Расчет конструктивных систем методом конечных элементов 5.4.3 В общем случае расчетная модель крупнопанельного жилого здания включает в себя конечные элементы стен и плит, а также конечные элементы связей или граничные условия между ними, моделирующие фактическую работу стыков. 5.4.4 Расчет конструктивных систем крупнопанельных зданий методом конечных элементов выполняется как пространственной статически неопределимой системы. 5.4.5 В общем случае пространственная модель здания должна учитывать работу основания. При соответствующем обосновании допускается выполнять отдельные расчеты конструктивной системы здания и основания, при этом в отдельных расчетах следует учитывать взаимное влияние основания и конструктивной системы друг на друга. Работа основания в общей расчетной модели здания учитывается путем использования общепринятых расчетных моделей основания, применением различных типов конечных элементов или краевых условий с заданной податливостью. На первой стадии расчета допускается использовать упрощенные модели основания, в частности, применять коэффициенты постели, принимаемые по усредненным характеристикам грунтов. При использовании свайных или свайно-плитных фундаментов сваи рекомендуется моделировать как железобетонные конструкции, или учитывать их совместную работу с грунтом обобщенно, как единое основание с использованием приведенного коэффициента постели. 5.4.6 При построении конечно-элементной расчетной модели размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать, исходя из возможностей применяемых конкретных расчетных программ, и принимать такими, чтобы была обеспечена необходимая точность определения усилий по площади плит перекрытий, фундаментов и стен с учетом общего числа конечных элементов в конструктивной системе, влияющего на продолжительность расчета. 5.4.7 Конечно-элементное моделирование горизонтальных и вертикальных стыков в общем случае должно отвечать принятым конструктивным решениям стыков с точки зрения восприятия усилий и жесткости соединений. 5.4.8 Жесткости связей и стыковых сопряжений конструкций следует назначать в соответствии с нижеследующими рекомендациями 16
СТО 36554501-026-2012 Жесткость вертикального стыка на горизонтальное растяжение (в плоскости Рисунок 5.1 - Расчетная схема вертикального стыка при растяжении Рисунок 5.2 - Расчетная схема вертикального стыка при сдвиге в плоскости стены ЭС НТИ "Техэксперт1 Растягивающее горизонтальное усилие, действующее на вертикальный стык, вызывает удлинение анкеров гибких стальных связей с каждой стороны стыка. Удлинение анкера одной стальной связи определяется по формуле: N (5-1) где Ns - усилие в связи в месте стыка панелей; Es - модуль упругости связи; As - площадь поперечного сечения связи; 1ал - длина анкеровки связи, принимаемая равной фактической длине анкеровки; w - коэффициент полноты эпюры напряжений (деформаций) в связи по длине анкеровки, принимаемый с учетом неупругих деформаций бетона и немногократных повторных нагружений от ветровой нагрузки равным 0,75. Деформация стыка на растяжение определяется по формуле: 4 = 2-4,, (5.2) Коэффициент жесткости стыка (как для сосредоточенной связи, кН/м) в общем случае численно равен усилию, вызывающему единичную деформацию в этом направлении и определяется по формуле: F А К = -^ ?--п, - (5.3) ' ^ап ' W где п - число стальных гибких связей на единицу длины стыка. Жесткость вертикального стыка на вертикальный сдвиг (в плоскости панелей) Сдвиговое вертикальное усилие, действующее на стык, вызывает деформации шпоночных соединений, образованных при установке гибких стальных связей. Работу собственно гибких связей в расчетах на сдвиг в запас рекомендуется не учитывать. При отсутствии специальных экспериментальных обоснований смещение шпоночных соединений, отвечающее несущей способности стыка на сдвиг, допускается принимать равным 0,5 мм/м.п. 17
СТО 36554501-026-2012 Сдвиговое усилие, приходящееся на стык, принимается равной минимальной несущей способности шпоночного стыка, определяемой по формулам: 81 К-b ' '^к ' пк ’ (5.4) Qi -5Я6, -lk-hk-nk, (5.5) где Rb - расчетное сопротивление бетона шпонки на сжатие; Кы - расчетное сопротивление бетона шпонки на растяжение; 1к - ширина шпонки; tk - глубина шпонки; hk - высота шпонки; Пк - общее количество шпонок по обеим граням панелей; С учетом этого, коэффициент жесткости стыка (как для сосредоточенной связи, кН/м) определяется по формуле: (5.6) где Q - сдвиговое вертикальное усилие, приходящееся на 1 м.п. стыка и равное Qmin(Qi,Q2); А - смещение стыка, вызываемое усилием Q и равное 1 мм/м.п. Жесткость вертикального стыка на горизонтальный сдвиг (из плоскости стены) Жесткость вертикального стыка определяется аналогично вертикальной сдвиговой жесткости в плоскости панелей с учетом конструктивного решения вертикального торца панели. Рисунок 5.4 - Расчетная схема вертикального стыка при сжатии Рисунок 5.3 - Расчетная схема вертикального стыка при сдвиге из плоскости стены ЭС НТИ "Техэксперт1 Жесткость вертикального стыка на сжатие (в плоскости стены) Жесткость вертикального стыка определяется аналогично жесткости горизонтального стыка на вертикальное сжатие, принимая величину 1\ равной расстоянию между торцами соседних стеновых панелей этажа.
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Жесткость горизонтального стыка на вертикальное сжатие Вертикальное усилие вызывает деформации сжатия в бетоне замоноличивания стыка и бетоне сборного элемента плиты (или плит при двухстороннем опирании), заведенного в стену. С учетом того, что класс бетона преднапряженных плит перекрытий, как правило, выше, чем класс бетона замоноличивания стыка, жесткость горизонтального стыка на сжатие (как для сосредоточенной связи, кН/м) из расчета на 1 м.п. определяется по формуле: ^-ЕЬ'АЬ (5-7) где Еь - модуль упругости бетона замоноличивания стыка. 4-площадь поперечного сечения связи, принимаемая равной где b — ширина стеновой панели (несущего слоя). /1 - высота связи, принимаемая равной расстоянию между торцами и нижней стеновых панелей. верхней о о Рисунок 5.6- Расчетная схема горизонтального стыка при растяжении Рисунок 5,5- Расчетная схема горизонтального стыка при сжатии Жесткость горизонтального стыка на вертикальное растяжение Жесткость горизонтального стыка на растяжение определяется аналогично жесткости вертикального стыка на горизонтальное растяжение. При этом растяжение воспринимается анкерными стержнями, установленными в горизонтальном стыке и соединяющими верхнюю и нижнюю стеновую панели между собой. Рисунок 5.7 - Расчетная схема Рисунок 5.8 - Расчетная схема горизонтального стыка при сдвиге в горизонтального стыка при сдвиге из плоскости стены плоскости стены 19
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 Жесткость горизонтального стыка на горизонтальный сдвиг (в плоскости панелей) Жесткость горизонтального стыка на сдвиг принимается с учетом вертикальной нагрузки на стык, наличия трения между бетоном панелей и бетоном замоноличивания, а также наличия вертикальных стальных связей из арматурных стержней. Горизонтальное взаимное смещение стеновых панелей с учетом конструкции стыка (наличие обжатия, выпусков, особенности замоноличивания и пр.) принимается равным 1мм. С учетом этого, коэффициент жесткости стыка (как для сосредоточенной связи, кН/м) определяется по формуле: К = — , (5.8) Д где т - сдвиговое касательное напряжение на 1 м.п.; Д - горизонтальное смещение стыка, равное 1 мм/м.п.. А - площадь сдвига стыка. Сдвиговое касательное напряжение определяется по зависимости: T = 0,35-Rbt+0,3-Rb+0,6-p-Rs, (5.9) где Rb - расчетное сопротивление бетона замоноличивания стыка на сжатие; Rbt - расчетное сопротивление бетона замоноличивания стыка на растяжение; Rs - расчетное сопротивление арматурных анкеров на растяжение; ц =AS/Ab; Жесткость горизонтального стыка на горизонтальный сдвиг (из плоскости панелей) Жесткость горизонтального стыка на горизонтальный сдвиг из плоскости панелей принимается равной жесткости на сдвиг в плоскости панелей. 5.4.9 При расчете конструктивной системы крупнопанельных зданий методом конечных элементов моделирование узловых сопряжений сборных конструкций рекомендуется выполнять двумя способами: - Связи между конечными элементами стен и плит моделируются стержневыми конечными элементами, жесткостные характеристики которых вычисляются из условия работы соединений между сборными элементами (закладных деталей, швов из мелкозернистого бетона, шпонок и т.д.) - Конечные элементы стен и плит в соседних узлах связываются между собой специально предназначенными для этого типами конечных элементов или шарниров с конечной жесткостью. Данные конечные элементы (шарниры) организуют связь между двумя узлами с жесткостью, отличной от нуля по определенным степеням свободы (направлениям). Задание жесткости равной нулю по каким-либо направлениям для таких связей означает отключение связей в этих направлениях. Допускается выполнять расчет конструктивной системы крупнопанельных зданий с моделированием шарнирных сопряжений в стыках сборных элементов, разрешающих поворот вокруг продольных осей стыков. При этом для расчетов деформативности (перемещений верха, прогибов плит) и устойчивости конструктивной системы здания податливость стыков сборных конструкций рекомендуется учитывать путем принятия пониженных значений жесткостей элементов. На первоначальных этапах допускается 20
СТО 36554501-026-2012 принимать модуль упругости материала равным начальному модулю упругости Еь, умноженный на понижающий коэффициент 0,4 для всех конструкций. При этом необходимо выполнить обеспечение требуемых параметров конструктивной системы здания, а также требований по прочности и трещиностойкости элементов и их стыковых сопряжений. 5.4.10 При использовании стержневых конечных элементов стеновые панели и панели перекрытий моделируются плоскими конечными элементами в соответствии с их геометрическими размерами. Стержневые конечные элементы связей между элементами стен задаются в местах установки закладных деталей, связывающих стеновые панели между собой (рис. 5.9). а - узел сопряжения панелей; б - модель узла. Рисунок 5.Р- Моделирование узла сопряжения стеновых панелей Горизонтальные швы из мелкозернистого бетона между панелями соседних этажей моделируются также стержневыми конечными элементами, но связывающими в каждом узле по высоте конечные элементы стен соседних этажей (Рисунок 5.10). В связевых элементах, моделирующих работу горизонтального шва без арматурных выпусков между панелями смежных этажей, допускается применять односторонние связи, отключающиеся при возникновении в шве растягивающих усилий. Моделирование шпоночных соединений стеновых панелей производится аналогично моделированию горизонтальных швов из мелкозернистого бетона. Стержневые конечные элементы, моделирующие работу шпонки, связывают соседние узлы в шве между двумя панелями (Рисунок 5.11). Рекомендуется шаг расположения связевых конечных элементов в таких соединениях принимать равным шагу шпонок в шве на торцевой поверхности панели. Допускается для упрощения расчетной модели устанавливать стержневые конечные элементы шпонок с более редким шагом, определяя в дальнейшем усилия в одной шпонке, исходя из общего сдвигового усилия в шве и действительного количества шпонок. ЭС НТИ "Техэксперт1 21
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 5.70- Взаимное расположение стержневых и оболочечных конечных элементов в расчетной модели Рисунок 5.11 - Моделирование шпоночного соединения стержневыми конечными элементами 5.4.11 Моделирование стыков (вертикальных и горизонтальных) с применением связей конечной жесткости производится аналогично моделированию с помощью связевых стержневых элементов. При этом стержневые конечные элементы заменяют конечными элементами, моделирующие упругую связь между узлами (специальные КЭ, шарниры конечной жесткости и пр.). При использовании данных конечных элементов следует учитывать особенности применяемых программных комплексов и рекомендации их разработчиков. Допускается моделировать стыки (швы) между сборными элементами с использованием оболочечных конечных элементов. При этом работа стыка, его 22
СТО 36554501-026-2012 жесткость в модели должна отвечать фактической работе и жесткости стыка в конструктивной системе, 5.4.12 Моделирование узлов опирания сборных элементов плит на несущие стены в общем случае допускается выполнять как для шарнирно опираемых конструкций. 5,4.13 При наличии арматурных связевых элементов (анкеров), устанавливаемых в узел опирания плит на стены с обеспечением соответствующей анкеровки, в конечно- элементную модель узла вводятся специальные конечные элементы или шарниры конечной жесткости, отвечающие работе данного узла. 5.4.14 Надпроемные перемычки стеновых панелей моделируются оболочечными элементами в составе стеновой панели или стержневыми конечными элементами (рис. 5.12). Рисунок 5.12 - Моделирование надпроемных перемычек оболочечными и стержневыми конечными элементами ЭС НТИ "Техэксперт1 5.4.15 При использовании в качестве связей стандартных стержневых конечных элементов их геометрические и жесткостные характеристики рассчитываются из условия равенства деформаций реальных стыковых сопряжений (закладных деталей, швов из мелкозернистого бетона, шпонок и т.д.) и деформаций задаваемой конечно- элементной связи. При применении стержневых конечных элементов для моделирования связей между конечными элементами стен и плит рекомендуется применять следующий алгоритм задания жесткостных характеристик: -Задается площадь поперечного сечения связи Ась\. Рекомендуется площадь связи Лся назначать единичного размера. -Из условия равенства суммарных деформаций в связи вычисляется приведенный модуль упругости СВЯЗИ Ered- -Задается площадь поперечного сечения связи при сдвиге в одном из направлений, например, в плоскости панели Асы, и из условия равенства деформаций при сдвиге в плоскости панели вычисляется приведенный модуль при сдвиге для связи Gred' -При полученном Gred аналогично вычисляется значение сдвиговой площади Асьз во взаимно перпендикулярном направлении. В результате расчета с использованием стержневых конечных элементов определяются усилия в связях, полученные в зависимости от заданных жесткостей. 5.4.16 При использовании в качестве связей специальных конечных элементов, шарниров конечной жесткости и т.д. их жесткости интерпретируются как величины, 23
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 обратные величине податливости реального соединения (при растяжении, сжатии и сдвиге). При данном варианте для моделирования связей заданной жесткости (податливости) между узлами, необходимо определить шесть характеристик жесткости по шести степеням свободы (перемещения в трех направлениях осей и повороты вокруг осей). Данные типы конечных элементов позволяют смоделировать как линейную, так и угловую податливость связи по любому направлению. В данном случае линейная жесткость - значения сил, вызывающие единичное смещение узла по отношению к другому по каждому из трех направлений, угловая жесткость - значения моментов, вызывающих единичные повороты по каждому из трех направлений. В результате расчета с использованием специальных конечных элементов, шарниров конечной жесткости и т.д. определяются реакции по степеням свободы в связях, полученные в зависимости от заданных жесткостей. 5.4.17 Для сравнительного анализа рекомендуется выполнить расчет конструктивной системы крупнопанельного здания как монолитной системы (согласно СП 52-103-2007) и как системы крупнопанельного здания со швами (согласно п. 5.4.18- 5.4.22 настоящих Рекомендаций). В том случае, если указанные расчеты показывают близкие к общему случаю результаты, можно рекомендовать в дальнейшем указанные выше методики для расчета и моделирования с включением соответствующих переходных коэффициентов. 5.4.18 В том случае, если по результатам расчета сборных железобетонных элементов и узлов их сопряжения не удается обеспечить требования по прочности и трещиностойкости для данной этажности, следует предусматривать один или несколько нижних монолитных этажей. Расчет конструктивных систем упрощенными методами (без использования МКЭ) 5.4.19 Упрощенные методы расчета конструктивных систем крупнопанельных зданий включают в себя следующие расчеты: - определение распределения нагрузок между несущими стенами; - определение жесткости стен с проемами; - расчет общей устойчивости здания - определение горизонтального перемещения верха здания __Распределение нагрузок между несущими стенами 5.4.20 Настоящая методика предназначена для приближенного определения усилий в несущей системе бескаркасного здания с одинаковыми по высоте конструктивно-планировочными решениями. Здание рассматривается как консольный стержень постоянного по высоте сечения, защемленный в основании. Методику рекомендуется использовать на начальных стадиях проектирования при компоновке несущей системы для предварительного назначения толщин и классов бетона стен, расчета стыковых соединений и связей преимущественно для зданий простой формы в плане с симметричной регулярной конструктивной системой. Для использования методики вводятся следующие предпосылки: -Диски перекрытий являются абсолютно жесткими (не деформируются в своей плоскости). -Жесткость вертикальных несущих конструкций одинакова по высоте здания. 24
СТО 36554501-026-2012 -Деформации сдвига в стенах малы по сравнению с изгибными и могут быть учтены соответствующими коэффициентами. -Крутильная жесткость стен пренебрежимо мала. -Жесткость стесненного кручения у стен замкнутого профиля (ядер жесткости) пренебрежимо мала по сравнению с жесткостью свободного кручения. В общем случае принимается, что при действии горизонтальной нагрузки на произвольное горизонтальное сечение здания некоторая произвольная точка плана здания 0 переместится на расстояния и и v по направлениям осей X и Y и повернется на некоторый угол ср. Так как стены здания связаны недеформируемым перекрытием, то их перемещения совпадают с перемещением данной точки «О» (см. рис. 5.13). В формулах методики вместо жесткостей фигурируют приведенные моменты инерции стен. Рисунок 5.13 - Условное расчетное сечение здания В общем случае значения нагрузок (доли нагрузок), воспринимаемых z-той стеной при действии на здание внешней горизонтальной нагрузки q, определяются по формулам: ЭС НТИ "Техэксперт1 при нагрузке qy\ Ях1 ~ Яу^ухШу + ’ (5.10) Я yi ~ Я у(Куу{У\х + ’ (5.11) — ЯуСх^(1>1 (5-12) при нагрузке qx. Я xi ~ Ях(КххХ\у ~ сy^axi^a^ ’ (5-13) Я yi ~ Ях(-КХуХ\х — > (5-14) /ЛоК- (5-В * * * * * * 15) 25
СТО 36554501-026-2012 где qy, qx - внешние горизонтальные нагрузки, действующие вдоль осей А' и У; qyl, qxi ~ проекции воспринимаемых стеной нагрузок на оси Хи Y; т, - воспринимаемый стеной распределенный по высоте крутящий момент, р - коэффициенты, учитывающие продольно-поперечный изгиб, К - коэффициенты распределения нагрузок между стенами, Л,, - приведенный крутильный момент инерции стены; Л, - приведенный крутильный момент инерции здания, Коэффициенты т|, учитывающие продольно поперечный изгиб определяются по формулам (5.45-5.50). Коэффициенты К, учитывающие распределение нагрузок между стенами, определяются по формулам. КXXI = ^x^yi ~ -^xy^xyi ’ (5-16) K„,=AyJ„-AvJvl-, (5.17) = (5-18) Kyxi ~ ^y^xyi ~ ^xyjyi > (5 19) (5.20) K(.yl^(Jxl(al-^o)-Jxyl(bl-bo))/Ja- (5.21) ЭС НТИ "Техэксперт1 Первый индекс при коэффициентах К соответствует направлению нагрузки или влиянию закручивания плана здания, второй индекс соответствует направлению определяемого воздействия на /-ую стену. В формулах (5.16-5.21) принято: Ау’-МС/Л-'Ф; <522> (5 23) «0 = л,(Ш-^ууМ-^ХЛуЛ-JyM; (524) Ьо = -ШЛА -Х-МЬЛДЕ-М - А.о,); (5.25) где Ixl, Iyi, Ixy,, IWI - приведенные расчетные осевые, центробежные и крутильные моменты инерции z-ой стены здания, определяемые с учетом указаний п. 5.4.20. ао, 6о - координаты центра изгиба здания, для которого отсутствует поворот здания. 26
СТО 36554501-026-2012 Правильность вычислений коэффициентов К определяется следующими условиями: (5.26) (5.27) В случае если разбивочные оси здания совпадают координаты центра изгиба запишутся: с главными осями стен, то «о = (^Л^КЛ; (5.28) ь0 = (bjyM/jy- (5.29) Коэффициенты распределения нагрузок равны КXXI — yt / Jу ’ (5-30) (5.31) ^. = ^,=0; (5.32) ^axi ~ ~(.^i ~ ^0 У у, / > (5.33) K(t>yi ~(ai ~ а0 ) ^xi 1 J<i> • (5.34) ЭС НТИ "Техэксперт1 Изгибающие моменты и поперечные силы распределяются между стенами аналогично нагрузкам qx, qy. Для симметричных в плане конструктивных систем продольная сила распределяется между стенами пропорционально площадям их поперечных сечений; изгибающие моменты распределяются пропорционально моментом сопротивления стен относительно рассматриваемой оси, проходящей через центр тяжести плана здания. Определение жесткости стен с проемами 5.4.21 В общем случае при наличии проемов в несущих стенах требуется определение их характеристик жесткости, т.е. моментов инерции, с учетом ослаблений (при равенстве модулей упругости всех стен). Расчетные моменты инерции стен определяются по формуле: J -К К Т (5.35) где Ту - начальный момент инерции стены Кш - коэффициент однородности стены, учитывающий податливость соединений между элементами; KPJ - коэффициент однородности стены, учитывающий влияние перемычек над проемами. Коэффициентами однородности учитывается снижение жесткости стен из-за податливости соединений и деформаций перемычек над проемами. В общем случае коэффициенты однородности определяются по опытным данным, либо путем 27
СТО 36554501-026-2012 сопоставления горизонтального перемещения верха рассматриваемой стены, вычисленного по расчетной модели, учитывающей наличие проемов и швов между сборными элементами, с горизонтальным перемещением сплошного консольного стержня постоянного по высоте сечения. Допускается коэффициенты однородности определять по формулам: Кш=1/(1 + Р„) (536) ^=1/(1 + /,,) (5.37) где р - обобщенный коэффициент, характеризующий влияние деформативности шва. При отсутствии экспериментальных данных р—0,05 для шва между двумя сборными элементами; р, - коэффициент, характеризующий увеличение перемещений стены вследствие деформаций перемычек над проемами. Дополнительно рекомендуется учитывать влияние деформативности шпоночных соединений. Корректирующий коэффициент определяется расчетом. Индексы в формулах обозначают: i - номер рассматриваемой стены; j - индексирует вычисляемый момент инерции Jx, Jy, Jxy, Зш. Для определения расчетных осевых моментов инерции Л, Jy стен с одним проемом, расположенным симметрично относительно продольной оси, коэффициенты р, (рх или ру) могут быть вычислены по формуле: hl3 F\F1 ( ! J; +J2\ (5.38) ЭС НТИ "Техэксперт1 где Fj и F2 - приведенные площади поперечных сечений простенков; J\ и Л - приведенные моменты инерции простенков; J, - момент инерции стены, вычисленный без учета влияния швов и проемов; h - высота этажа; I - ширина проема; Н- высота стены; J„ - моменты инерции перемычки. Простенки, как правило, сжаты вертикальными нагрузками. Появляющиеся иногда при действии сильного ветра растягивающие напряжения на их фибрах незначительны и образование трещин маловероятно. В перемычках над проемами, выполняемых без предварительного напряжения, возможно образование трещин, снижающих их жесткость. Для приближенных расчетов это обстоятельство может быть учтено уменьшением момента инерции перемычек в 1,5 раза. Расчет общей устойчивости здания 5.4.22 Под действием внешних нагрузок здание отклоняется от первоначального вертикального положения. В отклоненном состоянии вертикальные нагрузки создают дополнительные усилия, увеличивающие деформации. При большой массе здания и недостаточной жесткости увеличение деформаций может быть значительным и вызвать потерю общей устойчивости здания. Вес здания, при котором становится возможной потеря общей устойчивости, обозначается критическим GKp. 28
СТО 36554501-026-2012 Для приближенного определения критического веса здания принимают следующие предпосылки: - расчетную модель здания рассматривают как систему конструкций, удерживаемых в состоянии устойчивого равновесия группой консольных стержней (стен), защемленных в основании; - жесткость стен постоянна по высоте; - массу здания считают равномерно распределенной по его объему; - деформации перекрытий в горизонтальной плоскости пренебрежимо малы. Общая устойчивость здания зависит от его жесткости. При оценке жесткости необходимо учитывать подземную часть здания, а также основание. С учетом сложности и неопределенности оценки деформаций подземной части здания допускается независимо от типа фундаментов и глубины их заложения принимать расчетную высоту здания: Я«1,1Я0 (5.39) где Hq- высота надземной части здания. Выражения для основных критических весов имеют вид: G .2^EbJx. х н2 2,3£6J, G =----- у Н2 (5.40) (5-41) где Gx - критический вес здания при поступательной форме потери устойчивости в направлении оси JV; Gy - то же в направлении оси У; Gw - критический вес здания при крутильной форме потери устойчивости; Еь - начальный модуль упругости бетона для элементов стен здания; 1Х, 1У, Iw - моменты инерции здания, определяемые по формулам (5.23); у - характеристика плана здания. Для прямоугольного участка плана здания (рис. 5.14) характеристика у определяется по формуле (5.43). В случае если план здания состоит из нескольких участков, то интеграл числителя формулы определяют для каждого участка и суммируют. ( а2 4- А2 J(x2+/)i7F J(p2)^ «А 4+Уо/ + -4уЧ У = Е--- ------= £_ =----L------ --------L (5.43) г г F ЭС НТИ "Техэксперт1
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 5.14 - К определению характеристики плана здания Общая устойчивость здания обеспечена при выполнении условия: GKp/GH>2,0 (5.44) где 6’кр - минимальное из полученных значений критических весов, полученных по формулам (5.38)-(5.40); Он - нормативный вес здания, включающий постоянную и временную нормативную нагрузку. С учетом того, что значения GKp получены с условной высотой здания, равной 1,1 Но, значение GH также следует принимать с коэффициентом 1,1. Влияние деформаций здания на усилия в стенах учитывается введением повышающих коэффициентов r| > 1, на которые умножаются значения горизонтальных нагрузок или усилий от них, а также изгибающих моментов и поперечных сил от вертикальных нагрузок. Значения коэффициентов т| зависят от веса здания и его жесткости. Трем направлениям перемещений плана здания (продольному, поперечному и крутильному) соответствуют три разных значения коэффициентов, определяемые по формулам: Г|Г =1/(1-Сн/СЛ); (5.45) < = 1/(1 —С7Н/Gy\, (5.46) С=1/(1~Ц№); (5-47) Коэффициенты Г|дл соответствуют вертикальным длительным нагрузкам, длительная часть которых принимается равной 85 %. Значения коэффициентов Г]дл используют при вычислении изгибающих моментов и поперечных сил в стенах. Ветровая нагрузка на здания является кратковременной. Деформации здания от ветра определяются его жесткостью, вычисленной без учета коэффициента "Илл- В связи с этим соответствующие ветровой нагрузке коэффициенты находят из выражений:
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 т]х = 1 /(1 —GH /1,85GJ; (5.48) T]^=l/(l-GH/l,85Gp; (5.49) T]W=1/(1-GH/1,85GJ; (5.50) Коэффициенты г| по формулам (5.48)-(5.50) учитываются при вычислении ветровых нагрузок на стены или при определении усилий в стенах. Определение горизонтального перемещения верха здания 5.4.23 На первоначальном этапе расчета перемещение верха здания допускается оценивать из условий: а = Н N / EJ < 0,6 при п > 4 а<0,2 + 0,1и при п <4 (5.51) где п - число этажей; Н- высота здания N- суммарная вертикальная нагрузка от здания EJ - жесткость здания в рассматриваемом направлении. При выполнении условий (5.51) горизонтальные перемещения верха здания находятся в допустимых пределах, расчет здания по деформированной схеме и проверка горизонтального перемещения его верха не требуется. 5.5 Расчет на устойчивость против прогрессирующего обрушения 5.5.1 Конструктивная система крупнопанельных сборных железобетонных зданий должна иметь систему связей, обеспечивающую сопротивление прогрессирующему обрушению. Это означает, что в случае аварийных воздействий допускаются локальные разрушения несущих конструкций (полное или частичное разрушение отдельных стен в пределах одного этажа и двух смежных осей здания), но эти первичные разрушения не должны приводить к обрушению или к разрушению конструкций, на которые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными аварийным воздействием. Перемещение конструкций и раскрытие в них трещин в рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничивается. 5.5.2 Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать рациональным конструктивно-планировочным решением здания с учетом возможности возникновения рассматриваемой аварийной ситуации; в частности, не рекомендуется применять внутренние отдельно стоящие стеновые пилоны, связанные с остальными вертикальными конструкциями только перекрытиями. Применение отдельно стоящих наружных (торцевых) стен не допускается. Стены здания, как правило, должны образовывать замкнутый контур, обеспечивающий достаточную жесткость конструктивной системы при локальных воздействиях. Горизонтальные связи между стенами (в вертикальных стыках) должны обеспечивать неизменяемость системы при выключении из работы какого либо участка стены: «анкеровка» всех стен в соседние стены, обеспечивающая совместную работу прилегающих вертикальных 31
СТО 36554501-026-2012 несущих конструкций и достаточную несущую способность окружающих конструкций и стыковых сопряжений. 5.5.3 В здании необходимо предусматривать рациональную систему конструктивных связей, отдельных узлов и элементов соединений и стыков панелей. Необходимо проектировать следующие связи: - горизонтальные связи по периметру здания в уровне перекрытий; - горизонтальные связи между элементами перекрытий; - связи между перекрытиями и несущими стенами; - связи в вертикальных и горизонтальных стыках несущих стеновых панелей. Система связей должна обеспечивать восприятие усилий, возникающих при локальном разрушении. Связи проектируются преимущественно из арматурных стержней, способных к значительному пластическому деформированию. Для каждого деформационного блока здания следует проектировать независимую систему связей. Связи должны иметь необходимую анкеровку, обеспечивающую работу арматурных стержней в предельной стадии. Связи не следует соединять внахлестку в узких швах между сборными элементами (шириной 30 мм и менее). В таких случаях следует предусматривать механические анкера. 5.5.4 Сечение всех перечисленных типов связей должно определяться расчетом на эксплуатационные, монтажные или рассматриваемые здесь аварийные воздействия, но не менее требуемых для обеспечения восприятия растягивающих усилий следующих величин: - контурные связи в перекрытиях и покрытиях (вдоль внешних и внутренних углов): Flp = /] • 1 ОкН / м < 7^кН (/] - ширина пролета) - внутренние связи в двух направлениях в перекрытиях и покрытиях: Ftl =10кЯ/м. ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 5.15 - Пример сосредоточенных и распределенных внешних связей в перекрытиях 32
СТО 36554501-026-2012 - горизонтальные связи между бетонными и железобетонными навесными наружными панелями с дисками перекрытий: /уас = 20кН /м. 5.5.5 Расчет на устойчивость против прогрессирующего обрушения выполняется на особое сочетание постоянных и временных длительных нормативных нагрузок (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1). При расчетах несущей способности используются нормативные характеристики бетона и арматуры. 5.5.6 При расчетах необходимо обеспечивать пластический характер работы узлов конструктивной системы, выполнив связи из пластичных материалов и подтвердив расчетом невозможность хрупкого разрушения бетонных и железобетонных элементов системы до наступления текучести арматурных связей. Для выполнения этого условия рекомендуется рассчитать все элементы соединения, кроме наиболее пластичного, на усилие в 1,5 раза превышающее несущую способность пластичного элемента. 5.5.7 Конструктивная система считается устойчивой к прогрессирующему обрушению, если обеспечено восприятие нагрузок от каждого элемента конструктивной системы системой арматурных связей, обеспечивающей связь данного элемента с соседними элементами системы при особом сочетании нагрузок без учета вышедшего из строя элемента (условно разрушенного), воспринимающего нагрузку от рассматриваемого элемента в стадии нормальной эксплуатации (восприятие системой связей между плитой перекрытия и вышележащей несущей стеной нагрузки от плиты; восприятие связями в вертикальных стыках стен нагрузки от стеновой панели, потерявшей опору на нижележащую панель и т.д.). ЭС НТИ "Техэксперт1 7 - разрушенная стеновая панель; 2 - связи, работающие на растяжение; 3 - связи, работающие на сдвиг Рисунок 5.16 - Система связей, обеспечивающая устойчивость системы к прогрессирующему обрушению. 33
СТО 36554501-026-2012 При этом несущую способность каждой арматурной связи следует определять по формуле: N = AnRu (5-52) Уи где ус = 1, уи = 1,2 . Необходимо особо следить за фактическим точным исполнением проектных решений пластичных элементов, замена их более прочными недопустима. 5.5.8 Распределение нагрузок между связями выполняется кинематическим методом предельного равновесия. При этом проверяется следующее условие равновесия: W>U, (5.53) где W, V- соответственно работы внутренних сил (S',) и внешних нагрузок (G,) на возможных перемещениях рассматриваемого механизма: № = U = ^GiUi- (5-54) 5.5.9 Эффективность сопротивления прогрессирующему обрушению здания требует пластичной работы в предельном состоянии не только связей, но и других конструктивных элементов. В частности необходимо: - надпроемные перемычки, работающие как связи сдвига, проектировать так, чтобы они разрушались от изгиба, а не от действия поперечной силы; - шпоночные соединения проектировать так, чтобы прочность отдельных шпонок на срез была в 1,5 раза больше их прочности при смятии. 6 Расчеты несущих элементов и узлов сопряжений ЭС НТИ "Техэксперт1 6.1 Общие положения 6.1.1 Несущие конструкции жилых зданий проверяют расчетом по двум группам предельных состояний. Первая группа - по исчерпанию несущей способности: прочности и устойчивости Вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуатации Расчет по первой группе включает в себя: - проверку несущей способности конструкций и узлов их сопряжений на действие усилий и воздействий (в том числе аварийных), возникающих в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации, а также проверка устойчивости. - проверку несущей способности основания на действие нагрузок, передающихся от здания. Расчет по второй группе включает в себя: - расчет конструктивной системы здания с целью ограничения горизонтальных перемещений верха здания, осадок, перекосов и пр. - расчет изгибаемых конструкций по деформациям (прогибам) и раскрытию трещин. 6.1.2 Расчеты бетонных и железобетонных конструкций крупнопанельных зданий выполняют с учетом требований СНиП 52.01.2003, СП 52-101-2003 и СП 52-102-2004, а также специальных требований данных рекомендаций. 34
СТО 36554501-026-2012 6.2 Фундаменты 6.2.1 Расчет железобетонных конструкций фундаментов в общем случае выполняется на совместное действие нормальных сил, поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов, полученных из расчета конструктивной системы здания. При этом следует учитывать требования специальных норм (СП 22.13330.2011, СП 24.13330.2011 пр.) с учетом, при необходимости, специфических свойств грунта (мерзлые, просадочные, горные выработки и т.д.). 6.3 Стены 6.3.1 Расчет по прочности конструкций стен в общем случае выполняется как плоских выделенных элементов на совместное действие нормальных сил, поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов, приложенных по боковым сторонам плоского выделенного элемента и полученных из расчета конструктивной системы здания методом конечных элементов. 6.3.2 Расчет на устойчивость отдельных несущих элементов стен рекомендуется производить в рамках расчета по прочности этих элементов с учетом влияния продольного изгиба или в рамках расчета конструктивной системы здания по деформированной схеме. 6.3.3 На начальных стадиях проектирования допускается использовать упрощенные методы расчета прочности стеновых элементов в виде расчета сопротивления горизонтальных, вертикальных и наклонных поперечных сечений с учетом принятых конструктивных решений (влияние стыков, высота этажа, шаги стен и пр.). 6.3.4 Для стен с проемами также следует выполнить расчетную проверку по прочности перемычек по нормальным и наклонным сечениям на действие изгибающих моментов и поперечных сил. 6.4 Плиты 6.4.1 Расчет по прочности конструкций плит в общем случае рекомендуется производить как выделенных элементов на совместное действие изгибающих моментов в направлении взаимно перпендикулярных осей и крутящих моментов, приложенных по боковым сторонам выделенного элемента, а также на действие продольных и поперечных сил, приложенных по боковым сторонам элемента, полученных из расчета конструктивной системы здания методом конечных элементов. 6.4.2 Расчет по трещиностойкости плит (образование и раскрытие трещин, нормальных к продольной оси элемента) допускается выполнять на действие изгибающих моментов (без учета крутящих моментов). 6.4.3 Для свайных ростверков и плит с сосредоточенной нагрузкой следует выполнять расчеты по прочности на продавливание. 6.4.4 На начальных стадиях проектирования допускается использовать упрощенные методы расчета прочности плит (метод предельного равновесия, графики несущей способности и пр.). ЭС НТИ "Техэксперт1 35
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 6.5 Узлы сопряжений и связи 6.5.1 Расчет узлов сопряжений несущих бетонных и железобетонных конструкций крупнопанельных зданий необходимо выполнять в соответствии с требованиями действующих нормативных документов на действие усилий, полученных в результате общего расчета конструктивной системы. Допускается при соответствующем обосновании определять несущую способность бессварных соединений с использованием гибких стальных связей по данным производителя. Рекомендуется несущую способность бессварных соединений подтверждать результатами натурных опытов и экспериментов, отвечающих работе соединений в конструктивной системе здания. 6.5.2 В общем случае узлы сопряжений несущих конструкций рассчитываются на действие следующих усилий: - Горизонтальные стыковые сопряжения стеновых панелей следует рассчитывать по прочности на действие вертикальных сжимающих и растягивающих усилий, горизонтальных сдвигающих усилий с учетом принятого конструктивного решения. - Вертикальные стыковые сопряжения стеновых панелей следует рассчитывать по прочности на действие горизонтальных сжимающих и растягивающих усилий, вертикальных сдвиговых усилий с учетом принятого конструктивного решения. - Шпоночные стыки между сборными плитами перекрытий следует рассчитывать на действие сдвиговых усилий. 6.5.3 Закладные детали, предусмотренные в сборных конструкциях для транспортировки и монтажа, следует рассчитывать на нагрузки, возникающие при данных операциях. 6.5.4 Усилия, возникающие в стыковых сопряжениях несущих элементов, определяют с учетом вышеуказанных требований к расчету общей конструктивной системы, в том числе и с учетом податливости соединений. Расчет прочности вертикальных стыков 6.5.5 Расчет прочности вертикальных стыков сборных элементов допускается выполнять с использованием указаний [15] и следующих допущений: - прочность соединений при действии сдвигающих и нормальных сил проверяется независимо; - при расчете соединения на усилия сдвига, вызванные общим изгибом стены в собственной плоскости, сдвигающие силы считаются равномерно распределенными между однотипными шпонками (связями), расположенными в пределах высоты одного этажа; - при наличии разнотипных шпонок (связей) в пределах высоты одного этажа усилия между ними распределяются обратно пропорционально их податливости при сдвиге; - при расчете соединения на усилия сдвига, вызванные местными усилиями, например, вследствие перепада температур по толщине стены, учитывается неравномерность распределения усилий между шпонками или связями; - при учете сопротивления сдвигу перекрытий или монолитных поясов в уровне перекрытий усилия сдвига, приходящиеся на одну шпонку (связь) Vk и на перекрытие (монолитный пояс) Vp, определяются по формулам: 36
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Vk= (1/ХА)/(1/Хр+ил/ХА); (6.1) Vp = (l/Xp)/(l/Xp+^/XJ (6.2) где - коэффициент податливости при сдвиге одной шпонки (связи); - то же, плиты перекрытия или монолитного пояса в уровне перекрытия; Пк - общее количество шпонок в стыке. Коэффициенты податливости определяются с учетом положений п. 5.4.8. 6.5.6 Сопротивление сдвигу бетонного шпоночного соединения вычисляется без учета сопротивления арматурных связей, сечение которых назначается по конструктивным соображениям. Для вертикальных стыков наружных и внутренних стен следует предусматривать связи для восприятия усилий распора, равных не менее чем 0,2 сдвигающей силы в стыке. Для бетонных шпоночных соединений не допускается образование трещин. 6.5.7 В железобетонном шпоночном соединении площадь сечения поперечных связей As,tr должна удовлетворять условию: As,tr (6.3) где т|а - коэффициент, равный отношению силы распора в шпоночном соединении к сдвигающей силе, воспринимающей шпонки, и определяемый по формуле: T]a=(rga-T|)/(l+TKga)<0,2 (6.4) где a - угол наклона площадки смятия к направлению, перпендикулярному плоскости сдвига; V- сдвигающая сила в стыке; Rstr - расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры стыка; при расположении поперечной арматуры только в уровнях верха и низа этажа или в уровне перекрытия сопротивления Rsjr принимается с коэффициентом 0,8. т| - коэффициент трения, принимаемый равным 0,6. 6.5.8 Расчетная прочность при сдвиге Укь одной шпонки бетонного шпоночного соединения принимается равной меньшему из значений усилий У5и,ь, Ус.ь, Усгс.ь, соответствующих разрушению бетонной шпонки соответственно от среза, смятия и образования наклонных трещин, определяемых по формулам: ysh^= 1,5 R^- (6.5) 4,/>=44; (6-6) 4гс,/> = 0,7^Лу; (6.7) где Rbt - расчетное сопротивление бетона замоноличивания стыка на растяжение; Rb - то же на сжатие; ASb - площадь среза шпонки; Ас - площадь смятия шпонки; А} - площадь продольного сечения стыка, приходящаяся на одну шпонку, определяемая по формуле: 4 —sk^mon (6-8) 37
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 где Sk - шаг шпонки; Ьтоп - размер по толщине стены полости замоноличивания стыка. 6.5.9 Для железобетонных шпоночных соединений следует выполнять расчеты для двух стадий работы при сдвиге: до и после образования трещин. До образования трещин от сдвигающих усилий соединение рассчитывается как бетонное, без учета сопротивления арматуры. Усилие сдвига, вызывающее образование трещин, допускается принимать равным несущей способности при сдвиге бетонного шпоночного соединения. При этом число шпонок, учитываемое в расчете, принимается не более 3-х. После образования трещин расчетная прочность при сдвиге железобетонной шпонки принимается равной меньшему из следующих значений усилий Vs^, Vcrc,s, вызывающих разрушение железобетонного шпоночного соединения соответственно от среза, смятия и сжатия вдоль наклонных трещин, определяемых по формулам: vsh,s = 0 - nn0 Wsh,b+4 15 4 Rs,tr; <6-9) vch,s ^5AtrRs,tr; (6J°) ^crc,s ~ Atr Rs,trsk ? (fk ~ tj ) — 1’ AtrRs,tr ' ) где Vsh,b, Vcj, - сопротивления сдвигу бетонных шпонок (не более 3-х шпонок); Rslr - сопротивление растяжению поперечной арматуры стыка, принимаемое не более величины R™™ = 2,5 Rbl Asb / Atr\ Atr - площадь сечения поперечной арматуры стыка; tk - глубина шпонки; tj - расстояние между стыкуемыми поверхностями стены. Значения коэффициентов ц и г|а принимаются по п. 6.5.7. При наличии монолитных поясов в перекрытиях вдоль стен и платформенном стыке перекрытий со стенами допускается при расчете на сдвиг вертикальных стыков стен учитывать сопротивление перекрытия, определяемое по формуле: ^=2^(1 + ^); (6.12) где Rblf - расчетное сопротивление растяжению бетона перекрытия (пояса) tp - толщина плиты перекрытия (пояса); t - толщина стены; bef- эффективная ширина, учитывающая сопротивление срезу плиты за пределами толщин стены и принимаемая равной: 6tp - при наличии монолитного пояса; 2tp - при платформенном стыке (при одностороннем опирании bef=tp). 6.5.10 Расчет прочности вертикальных соединений на действие сжимающих сил выполняется аналогично расчету горизонтальных стыков в соответствии с п. 6.5.15. 6.5.11 Растягивающие усилия, возникающие в вертикальных стыках сборных стен, следует воспринимать гибкими арматурными связями с обеспечением необходимой анкеровки. Расчет выполняется в соответствии с общими правилами действующих нормативных документов (СП 52-101-2003)
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Расчет прочности горизонтальных стыков на сдвиг 6.5.12 В общем случае расчеты выполняются с учетом указаний [15]. При расчете прочности горизонтальных стыков на сдвиг следует учитывать нормальные силы, действующие перпендикулярно плоскости сдвига. В зависимости от знака и характера приложения нормальной силы необходимо различать следующие расчетные случаи: - во всех расчетных комбинациях нагрузок стык сжат (7V>0), при этом равнодействующая сжимающей силы проходит в ядре сечения; - то же, при этом в одной или нескольких расчетных комбинациях нагрузок равнодействующая сила проходит вне ядра сечения или N < 0. Прочность плоских горизонтальных стыков при сдвиге проверяется по формуле: Г<(/?т+Па)4, (6.13) где Rx - сопротивление шва из мелкозернистого бетона срезу, принимаемое в случае сжатого стыка равным 0,16 МПа. В случае растянутого стыка /?т = 0; а - среднее напряжение сжатия в сжатой зоне горизонтального стыка; т| - коэффициент трения, принимаемый равным 0,6. Ас - площадь сжатой зоны стыка. 6.5.13 Для горизонтального стыка с бетонными шпонками прочность при сдвиге проверяется по формуле: V<T\Nc+Q,9mkcVkb, (6.14) где Nc - действующая на стык сжимающая сила за минусом сжимающих усилий в полках (для столба непрямоугольного поперечного сечения); тк,с - количество шпонок, расположенных в сжатой зоне стыка; т| - коэффициент трения, принимаемый равным 0,6; Vk,b - сопротивление сдвигу бетонной шпонки, определяемое по п. 6.5.8. 6.5.14 Для горизонтального стыка с железобетонными шпонками сопротивление сдвигу принимается равным большей из величин v's, vs" вычисляемых по формулам: к; = Г|(^ + 4г^,г) + 0,9^с^Л (6.15) к; = n(^ + AlrRSJr) + 0,6тк Vkb (6.16) где Alr, Rsjr- соответственно площадь сечения и расчетное сопротивление арматуры поперечных связей в горизонтальном стыке; ткс - количество шпонок, расположенных в сжатой зоне стыка; тк - общее количество шпонок в стыке; т| - коэффициент трения, принимаемый равным 0,6. Ук,ь - сопротивление сдвигу бетонной шпонки, определяемое по п. 6.5.8. Расчет прочности горизонтальных стыков на сжатие 6.5.15 Прочность горизонтальных стыков при сжатии рекомендуется определять с использованием указаний [15] и следующих предпосылок: - вместо номинальных (проектных) размеров опорных площадок и толщин швов из мелкозернистого бетона вводят расчетные размеры, определяемые с учетом возможных неблагоприятных отклонений номинальных размеров, вследствие допусков 39
СТО 36554501-026-2012 на изготовление и монтаж конструкций и других случайных факторов; при этом случайный эксцентриситет продольных сил не учитывается; - с учетом шарнирной расчетной схемы соединения сборных стеновых элементов в горизонтальном стыке сжимающие напряжения считаются равномерно распределенными по толщине стены для каждой из опорных площадок; для стыков, имеющих несколько опорных площадок, учитывается возможная неравномерность распределения сжимающих усилий между площадками; Прочность горизонтального стыка при сжатии проверяется по формуле N^Rjdj, (6.17) J L J где Nj - продольная сжимающая сила, действующая в уровне рассчитываемого опорного сечения стены; /-толщина стены (для трехслойных стен с гибкими связями - толщина внутреннего несущего слоя); Rc - приведенное сопротивление сжатию горизонтального стыка; d} -расчетная ширина простенка в зоне стыка. Приведенное сопротивление сжатию горизонтального стыка определяется по формуле: Rc=Rbv?Wj-, <6-18) ЭС НТИ "Техэксперт1 где Rbw - расчетное сопротивление бетона стены при сжатии; г|то - коэффициент, учитывающий влияние горизонтальных швов из мелкозернистого бетона. Значение коэффициента определяется по п. 6.5.16; зд, - коэффициент, учитывающий конструктивный тип стыка, неравномерность распределения сжимающей нагрузки между опорными площадками стыка и эксцентриситет продольной силы относительно центра стыка Значение коэффициента определяется по п. 6.5.17; При усилении опорных зон стеновых элементов армированием дополнительно учитывается коэффициент т|5, значение которого определяется по п. 6.5.18; Значения коэффициентов r|m, допускается принимать на основе испытаний стыков. Для наружной стеновой панели с оконными проемами величина d} принимается равной сумме ширины простенка d на уровне расположения оконных проемов и участка, длина которого в каждую сторону от простенка принимается равной половине высоты перемычек hn„, примыкающих к простенку, при этом для стыка между панелями с оконными проемами величина Ьц„ принимается равной половине высоты перемычки над оконным проемом, а для стыка между панелью с оконным проемом и цокольной панелью без проемов - равной половине высоты перемычки под оконным проемом. При наличии местных ослаблений горизонтального стыка бороздами, углублениями для шпонок, распаянных коробок и др. расчетную ширину dj следует определять за минусом размеров этих ослаблений. 6.5.16 Коэффициент r)m, для горизонтальных швов из мелкозернистого бетона определяется по формуле: (2 tm / Ът )tm / bm l + 2Rm / Bw (6.19) 40
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 где tm - расчетная величина толщины шва; Ьт - расчетная ширина шва (размер по толщине стены). Расчетную толщину шва рекомендуется принимать , но не менее следующих значений: - при монтаже сборных элементов стен по маякам, а также для швов в контактных стыках сборных элементов стены - 25 мм; - для шва под плитой перекрытия без маяков - 20 мм. /”ow - номинальная (проектная) толщина шва. Расчетная ширина шва принимается: - для нижнего шва комбинированного стыка: (6-20) 8л«=а/8р+5» (6.21) - для верхнего шва комбинированного стыка при bj = t: Ьт=Ь}-^, (6.22) - для стыков с двухсторонним опиранием перекрытий bm=f, где bj - номинальный (проектный) размер (ширина) опорной площадки, через которую передается в стыке сжимающая нагрузка; 5^=10 мм - величина возможных смещений в стыке сборной плиты перекрытия относительно проектного положения; 5W - величина возможных смещений в стыке стеновой панели относительно проектного положения, принимаемая равной: 10 мм-для стеновых панелей при монтаже с применением фиксаторов или шаблонов, ограничивающих взаимные смешения параллельно расположенных стен; 8-14 мм - при монтаже с применением подкосов. Rm - кубиковая прочность на сжатие мелкозернистого бетона шва, МПа; Вн - класс по прочности на сжатие бетона сборного элемента стены, МПа. При наличии фактических данных о смещениях сборных элементов и толщинах швов следует принимать их значения. 6.5.17 Коэффициент т[, вычисляется в зависимости от конструктивного решения узла. Если при расчете принимается шарнирное соединение сборных элементов в горизонтальном стыке, то коэффициент вычисляется по указаниям настоящего пункта. Если соединение считается упругим или жестким, то вычисленные для шарнирной схемы значения коэффициента тр следует умножать на коэффициент т|е, который учитывает эксцентриситет равнодействующей продольной сжимающей силы относительно центра стыка. Коэффициент г]е вычисляется по указаниям п. 6.5.19. Для платформенного стыка коэффициент т^ вычисляется по формуле: Пу =(bpl~8pl)yplv\pl/t, (6.23) 41
ЭС НТИ "Техэксперт1 СТО 36554501-026-2012 где bpi - суммарный размер по толщине стены платформенных площадок, через которые в стыке передается сжимающая нагрузка; при скошенных торцах плит перекрытий прочность стыка проверяется раздельно в уровне верхней и нижней опорных зон сборных элементов стены, принимая соответствующие размеры платформенных площадок; 5Р/ - возможное суммарное смещение в платформенном стыке плит перекрытий относительно их проектного положения, принимаемое равным: 5р/= 14 мм - для платформенных стыков с двухсторонним опиранием плит перекрытий; 6р/== - для стыков с односторонним опиранием плит перекрытий. ypi - коэффициент, учитывающий неравномерность загружения платформенных площадок и принимаемый равным: уР1 = 0,9 - при двухстороннем опирании плит перекрытий на стены; ypi = 1 - при одностороннем опирании плит перекрытий на стены; т|р/ - коэффициент, зависящий от соотношения расчетных прочностей при сжатии бетона стены Rbw и бетона опорных участков плит перекрытий Rbp и принимаемый равным: при Rbp — Rbw т\р[ —1> при Rbp>Rbw Г|р/ =1-(1-Rbp / Rbw)2 где Rbp - расчетное сопротивление бетона плит перекрытий на сжатие; для плит перекрытий, изготовляемых в вертикальных кассетных установках, необходимо учитывать понижающий коэффициент условий работы 0,85. В случае применения многопустотных плит перекрытий коэффициент т|р/ следует дополнительно умножать на коэффициент r|vac, принимаемый: - при механизированной заделке пустот в заводских условиях путем добетонирования с пригрузом опорных участков плит перекрытий r)vac = 0,9; - в остальных случаях: nvac=i-Yvac(i-7/57)3 <6-25) где yvac - коэффициент условий работы, принимаемый равным: Yvac=0,5 - при заделке пустот свежеотформованными бетонными пробками, изготовленными одновременно с плитами перекрытий; Yvac=l ~ при незад ел анных пустотах, а также при несовершенной заделке пустот в построечных условиях (например, закладка кирпичом на растворе); tf- наименьшая толщина ребра между пустотами плиты перекрытия; $у- наименьший шаг пустот. В случае применения многопустотных плит перекрытий безопалубочного формования с овальными пустотами коэффициент т]гас следует дополнительно умножать на коэффициент условий работы, принимаемый равным ууас1=0,9. Допускается значение коэффициента yvac\ определять по экспериментальным данным. Для платформенно-монолитного стыка, в котором сжимающая нагрузка передается через платформенные и монолитный участки, коэффициент ту, принимается равным меньшему из двух значений коэффициентов и ц,т0„, соответствующих 42
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 разрушению стыка по платформенному или монолитному участкам и определяемых по формулам: ^j,pi=t7pl(bpi-bpl) + ymon-y^(bmon+bpl)]x]pi/t> ^=(bmon+bpi)x}mon/t (6.26) Лj,mon ~\Уpl' Уred^bpl ~&топ) + (Ьтоп + ^ОТОЛ7)]'Г|/пОп /1 > T)mjn — (Ьр1 + &топ>)Ч\р1 /t (6-27) где у£™ = Вь<топ/ВЬр < 1; У^ = Bbp/Bb mon < 1; bpi - размер по толщине стены платформенного участка стыка; Ьтоп ~ то же, монолитного участка стены; ВЬтоп - класс по прочности на сжатие мелкозернистого бетона замоноличивания; Вьр - класс по прочности на сжатие бетона плиты перекрытия; Утоп - коэффициент, принимаемый равным 0,8; 5ОТОП - возможное смещение стены по монолитному участку стыка, принимаемое равным: 5ОТО„ = 8pw - при одностороннем опирании плит перекрытий; 5won = 1,48 р - при двухстороннем опирании плит перекрытий; т\топ ~ коэффициент, зависящий от соотношения классов бетона по прочности на сжатие бетона замоноличивания и опорного участка стены. Величина коэффициента t}mon принимается равным наименьшему из значений: Л/о с ~ 'fey топ ^Ьтоп ~Ьтоп} (6.28) т|j-or ~ Bb mon / Bbw - для стыков с односторонним опиранием плит (6.29) г|for -1,25 Bbmon / Bbw - для стыков с двухсторонним опиранием плит (6.30) Обозначения остальных величин приведены выше. 6.5.18 Коэффициент т|5 для стыков сборных элементов стен, усиленных в зоне стыка поперечными сварными каркасами или сетками, определяется по формуле: П, =1 + 20^/(сИ//)< 1,3 (6.31) где Atr - площадь сечения одного поперечного стержня горизонтального каркаса (сетки); с1г - шаг поперечных стержней по длине стены; /,г - расстояние между крайними продольными стержнями каркаса; str - шаг каркасов по высоте стены; t - толщина стены. Влияние косвенного армирования опорной зоны стеновой панели допускается учитывать при выполнении следующих условий: - диаметр ds и расчетное сопротивление растяжению Rs продольных стержней не менее диаметра и расчетного сопротивления поперечных стержней; - шаг каркасов по высоте стены не более 0,5 Г; - шаг поперечных стержней по длине стены не более 15 ds', - толщина горизонтального шва между панелями не более 3 см. 43
СТО 36554501-026-2012 6.5.19 При учете упругого или жесткого соединения элементов стены и перекрытия в узле коэффициент г)е определяется по формуле: r|e=l-2^/6w (6.32) где е, - эксцентриситет по толщине стены равнодействующей продольной сжимающей силы относительно центра стыка, определяемый по формуле: ej=MjINj (6.33) где Mj - изгибающий момент в опорном сечении стены, определяемый из расчета конструктивной системы; УУ, - продольная сжимающая сила в опорном сечении стены, определяемая из расчета конструктивной системы; Ьт - величина, определяемая по указаниям п. 6.5.16; При определении изгибающего момента Mj следует учитывать, что часть нагрузок, вызывающих усилия в стыке, прикладываются до того, как бетон замоноличивания в стыках сборных элементов или бетон монолитных стен наберет расчетную прочность. Для полносборных зданий к ним следует относить нагрузки от веса конструкции не менее чем двух этажей здания. Усилия от этих нагрузок рекомендуется определять в предположении шарнирного соединения элементов в узле. 6.5.20 Расчет горизонтальных стыков на смятие выполняется в соответствии с общими правилами действующих нормативных документов (СП 52-101-2003). Расчетом следует обеспечить: - прочность на смятие заполнения шва из мелкозернистого бетона; - прочность нижнего сечения верхней стеновой панели; - прочность верхнего сечения нижней стеновой панели. 6.5.21 Расчет на сжатие горизонтальных платформенных и платформенно- монолитных стыков стеновых панелей и пустотных плит допускается выполнять по схемам, приведенным на (рис. 6.1). ЭС НТИ "Техэксперт1 а - общая модель; б - расчет нижнего сечения верхней панели; в - расчет верхнего сечения нижней панели; г - расчет шва между торцами плит. Рисунок 6.1 - Расчет горизонтальных стыков на сжатие (с опиранием плит на подкладки). 44
СТО 36554501-026-2012 Несущая способность стыка определяется по формуле: ЛГ,.</?СЛ, (6.34) J L где Nj - продольная сжимающая сила, действующая в уровне рассчитываемого опорного сечения; А - площадь рассчитываемого опорного сечения; Rc - приведенное сопротивление сжатию горизонтального стыка; Площадь рассчитываемого опорного сечения определяется исходя из 1 п.м. горизонтального стыка и эффективной ширины грузовой площадки а/. Приведенное сопротивление сжатию горизонтального стыка определяется по формуле: (6.35) где Rbw - расчетное сопротивление бетона стены при сжатии; р - коэффициент, характеризующий соотношение расчетных сопротивлений стыка и стены. Значения коэффициента Р принимаются в зависимости от базового соотношения Ро расчетных сопротивлений монолитного бетона шва и бетона стены, а также размеров шва замоноличивания по (рис. 6.2). ^ = RJ/Rbw; ^=Rm/Rbw-, Rm>Q,5Rbw (6.36) Rm - кубиковая прочность на сжатие мелкозернистого бетона шва, МПа; При расчете шва между торцами плит соотношение аг!а\ принимается равным 1. Рисунок 6.2 - Диаграмма к расчету несущей способности горизонтального стыка на сжатие ЭС НТИ "Техэксперт1 Соединения плит перекрытий 6.5.22 Шпоночное соединение плит перекрытий рассчитывают на максимальную разность поперечных сил, возникающих в соседних плитах. Разница поперечных сил возникает вследствие наличия нагрузки на одной плите при отсутствии ее на соседней, в местах локального приложения нагрузок от перегородок, оборудования и т.д. 45
СТО 36554501-026-2012 Рисунок 6.3 - Шпоночные соединения плит перекрытий Несущая способность соединения выполняется из условия: т = е/Лпл<Л(,,/2; (6.37) где (?- поперечное усилие, действующее в шве в вертикальном направлении; /гпл - высота плиты перекрытия; Rbt - прочность бетона шпонки плиты на растяжение. При соответствующих обоснованиях допускается использовать более точные методики расчета швов. 6.5.23 Среднее напряжение продольного среза в швах между сборными элементами плит перекрытий должно быть ограничено до 0,1 МПа при гладких поверхностях торцов плит и до 0,15 МПа - при шероховатых. Величину напряжения продольного среза допускается определять по формуле: 1 5-V (6.38) h-L где h - высота шва; L - длина соединения; V- сдвигающая сила в плоскости диска перекрытия. 6.5.24 Для восприятия горизонтальных растягивающих усилий, возникающих в крайних швах, необходимо предусматривать установку продольной арматуры. Площадь арматуры определяется по формуле: ЭС НТИ "Техэксперт1 где М- максимальный изгибающий диафрагменный момент от горизонтальной нагрузки; Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению; z - внутреннее плечо, принимаемое равным из соотношений: z/A=0.9 при Ь/1<$.5 z/b=0.8 при 0.5<Ь/1<\ где / - длина пролета; b - ширина пролета. Допускается принимать z=0,8A, где Ь - ширина пролета в направлении горизонтальной нагрузки. Учет защемления опорных узлов плит перекрытий 6.5.25 При расчете армирования плит перекрытия, их расчетная схема принимается в виде шарнирно опертой однопролетной балки. В реальных условиях опорные узлы плит сборных стеновых систем частично защемлены. Для учета данного 46
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 факта и предотвращения образования нормальных трещин в приопорных узлах плит, приопорные участки следует армировать продольной арматурой. Площадь продольной арматуры подбирается из условия восприятия опорным сечением 35 % от пролетного момента плиты, полученного по результатам расчета плиты как шарнирно опертой конструкции без учета собственного веса конструкции: 4^0,35-М1-М2 ; (6.40) z- Rs где М\ - максимальный изгибающий момент от полной расчетной нагрузки; М2 - изгибающий момент от собственного веса сборного элемента (расчетное значение); Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению; z - внутреннее плечо. Многопустотные плиты безопалубочного формования изготавливаются по стендовой технологии с применением метода экструзии, что накладывает на них определенные ограничения. Так, в плитах ПБ в ряде случаев нет возможности выполнения в них традиционного горизонтального, в том числе поперечного армирования у верхней грани, и поперечного вертикального армирования, размещаемого в ребрах плит на приопорных участках. Это обычное армирование эффективно ограничивает раскрытие нормальных трещин в плитах, защемленных на опорах, и препятствует разрушению плиты в зоне защемления. В связи с этим если указанные опорные моменты не уравновешены внутренним моментом (отвечающим моменту образования трещин), то после образования нормальных трещин на опоре может происходить дальнейшее неконтролируемое раскрытие трещин с разрушением плиты по нормальному сечению. Исходя из этого, при проектировании расчетом должно быть обеспечено исключение образования нормальных трещин на защемленных опорах. В качестве конструктивных мероприятий, способствующих повышению несущей способности опорных сечений, может быть рекомендовано введение продольного армирования межплитных швов, устройство монолитных балок шириной не менее 100мм между соседними плитами в перекрытии, введение дополнительной арматуры в пустоты смонтированных плит или устройство армированной стяжки пола. Армирование межплитных швов или монолитных балок принимается на опорах таким, чтобы полностью воспринять опорные изгибающие моменты в перекрытиях. 7 Конструирование несущих элементов и узлов сопряжений 7.1 Общие положения Конструирование несущих бетонных и железобетонных элементов крупнопанельных зданий в общем случае следует принимать с учетом требований действующих нормативных документов, а также требований настоящих рекомендаций. 7.2 Фундаменты Конструирование несущих железобетонных фундаментов выполняется с учетом требований действующих нормативных документов (СП 52-101-2003, СП 52-102-2004, СП 22.13330.2011, СП 24.13330.2011). 47
СТО 36554501-026-2012 7.3 Плиты перекрытий 7.3.1 Конструирование плит перекрытий следует выполнять в соответствии с требованиями действующих нормативных документов СП 52-101-2003 и СП 52-102-2004. 7.3.2 Плиты для зданий с гибкими связями принимают преимущественно пустотными безопалубочного формования. При этом следует обеспечить прочность конструкции плит на действие изгибающих моментов и поперечных сил в соответствии с требованиями действующих норм. 7.3.3 Класс пожарной опасности сборных плит, предел огнестойкости сборных плит устанавливаются требованиями нормативных документов по пожарной безопасности. 7.3.4 Участки пустот плит, содержащие заранее установленные отсекатели бетона на глубину не менее толщины стены в зоне горизонтального стыка стеновых панелей, должны быть заполнены мелкозернистым бетоном стыка во избежание разрушения опорного участка плиты. 7.3.5 Экструзионные многопустотные плиты перекрытий безопалубочного формования пролетом до 9 м с преднапряжением допускается применять без преднапряженной арматуры (канатов) по верхней грани плиты и без поперечного армирования. 7.4 Стены 7.4.1 В общем случае сборные железобетонные элементы стен армируются продольной вертикальной и горизонтальной арматурой (плоских или пространственных арматурных каркасов), установленной симметрично у боковых сторон стены и соединенной между собой поперечной арматурой. Конструирование стеновых панелей следует выполнять в соответствии с требованиями действующих нормативных документов СП 52-101-2003, СП 52-102-2004 и данными рекомендациями. 7.4.2 Класс пожарной опасности сборных панелей стен, предел огнестойкости сборных плит устанавливаются требованиями нормативных документов по пожарной безопасности. 7.4.3 Для трехслойных панелей стен следует предусматривать установку поперечных связей между бетонными слоями с обеспечением требований коррозионной стойкости. 7.4.4 В местах устройства проемов (оконных, дверных и пр.) в сборных железобетонных панелях следует предусматривать установку дополнительной арматуры, окаймляющей проемы сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), требуемой по расчету сплошной конструкции. 7.4.5 Во избежание появления трещин в результате концентрации напряжений Проемы, необходимо дополнительно армировать наклонной косвенной арматурой. Также необходимо устанавливать «Г»-образную арматуру в углах элемента, во избежание отколов бетона, и уменьшения напряжений в углах. ЭС НТИ "Техэксперт1 48
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Т-образная Т-образная арматура арматура Рисунок 7.1 - Пример расположения косвенного армирования проемов и «£»-образной арматуры. 7.4.6 Армирование перемычек над проемами рекомендуется выполнять плоскими арматурными каркасами с заведением за ширину проема на длину анкеровки, обеспечивающими восприятие поперечных сил и изгибающих моментов. 7.4.7 Для бетонных панелей следует предусматривать конструктивное армирование в случаях, предусмотренных СП 52-101-2003. 7.4.8 В сборных элементах стен следует предусматривать закладные детали для транспортировки и монтажа конструкций. Размещение закладных деталей рекомендуется принимать таким, чтобы исключить необходимость дополнительного армирования. 7.4.9 Армирование опорных участков стеновых панелей над плитами перекрытий должно обеспечивать защиту от возникновения возможных эксцентриситетов и концентрации вертикальной нагрузки в торце стены. 7.4.10 У торцов панелей следует устанавливать специальную арматуру («П»-образные детали и пр.), препятствующие образованию трещин от поперечного растяжения (см. рис. 7.2). Если вертикальная нагрузка на единицу длины менее или равна Q,5-h-Rb (h - толщина стены), установка специальной арматуры не требуется. Нагрузка может быть увеличена до 0,6-h-Rb, если имеется арматура с диаметром ds> 6 мм и шагом 5 не больше наименьшего значения из h и 200 мм, расположенная в соответствии с (рис. 7.2). При больших нагрузках содержание арматуры следует устанавливать расчетом. Отдельная проверка должна быть сделана для нижележащей стены. 49
СТО 36554501-026-2012 ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 7.2 - Конструктивная арматура, устанавливаемая в торцы стеновых панелей. 7.4.11 Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью ограничения развития трещин, удержание продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении. 7.4.12 В простенках с длиной менее 600 мм необходимо предусматривать поперечную арматуру в виде замкнутого вязанного хомута с надежной анкеровкой на концах, охватывающих крайние стержни армирования простенка. 7.4.13 При содержании арматуры в стенах, отвечающем минимальному проценту армирования, для предотвращения сколов и усадки следует устанавливать по периметру стеновых панелей дополнительные продольные арматурные стержни диаметром 10-12 мм. Для наружных слоев многослойных панелей диаметр дополнительной арматуры принимается 6-8 мм. 7.4.14 Установка гибких металлических связей в проектное положение в панели при ее бетонировании выполняется в соответствии с инструкцией изготовителя по установке и специальным указаниям (при наличии). При установке тросовых петель с шагом до 400 мм, стеновую панель необходимо армировать сетками со стороной ячейки 150 мм и диаметром стержней в ней 6 мм, а также дополнительно предусматривать установку П-образных арматурных деталей у торцов панелей. В случае, если тросовая петля устанавливается под углом 90° к плоскости панели, соединение необходимо упрочнить арматурным стержнем диаметром 10 мм. 7.5 Узлы сопряжений и связи 7.5.1 Для обеспечения совместной работы в горизонтальном направлении, а также предотвращения прогрессирующего обрушения следует предусматривать установку связей между элементами плит, а также в местах опирания плит на стены. 7.5.2 Вертикальные стыки между стеновыми панелями должны содержать стальные (жесткие или гибкие) горизонтальные связи для восприятия горизонтальных растягивающих усилий и вертикальных сдвиговых усилий и препятствующие взаимному смещению стеновых панелей. 50
СТО 36554501-026-2012 7.5.3 Шпоночные соединения вертикальных стыков стен рекомендуется проектировать распределенными по всей высоте стыка. 7.5.4 Горизонтальные стыки панелей стен и плит должны содержать связи, ограничивающие взаимные сдвиги конструкций, а также раскрытие швов (см. рис. 7.3). Связи, препятствующие взаимному сдвигу панелей вдоль горизонтальных швов, следует размещать равномерно по длине стены (шпонки, арматурные выпуски и пр.). Связи, ограничивающие раскрытие горизонтальных швов при изгибе в плоскости стены должны следует размещать с учетом возможной концентрации растягивающих усилий. Длина анкеровки связей в швах между сборными плитами перекрытий должна составлять не менее 100<75 для стержней с прямыми концами и 75ds для стержней, имеющих специальные анкерующие средства (крюки, лапки и пр.). Рисунок 7.3 - Рекомендуемое размещение арматуры (связей) в замоноличенных швах между сборными элементами пустотных плит ЭС НТИ "Техэксперт1 7.5.5 Для гибких металлических связей (тросов и коробок) между наружными стеновыми панелями следует применять стали, имеющие коррозионную стойкость в условиях эксплуатации (оцинкованная сталь), либо предусматривать мероприятия по коррозионной защите. Материал гибких бессварных связей должен отвечать требованиям действующих норм: ГОСТ 380-94 (коробка) и ГОСТ 3070-88 (стальной трос связи). 7.5.6 Ширина швов между сборными элементами плит должна составлять не менее 20 мм при элементах с высотой сечения до 250 мм и не менее 30 мм для элементов большей высоты. 7.5.7 Диаметр арматурного стержня в вертикальных стыках между стеновыми панелями, продеваемого в гибкие петлевые связи, рекомендуется принимать не менее 12 мм. 7.5.8 Для восприятия растягивающих усилий, возникающих в горизонтальных стыках стеновых панелей, устанавливают специальные анкера вдоль стен. Шаг и диаметр анкеров определяется расчетом. 7.5.9 Для обеспечения неразрезности арматура, устанавливаемая в зоне нахлеста петлевых соединений, должна иметь выпуски для образования нахлесточных соединений в смежных по высоте стыках, либо следует предусмотреть муфтовые сопряжения стержней стыков. Длину нахлестки принимают в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. 51
СТО 36554501-026-2012 8 Общие требования к качеству бетонирования стыковых соединений 8.1.1 Применение указанных в настоящем документе положений по расчету и конструированию типовых крупнопанельных жилых зданий с применением гибких стальных петлевых соединений элементов без сварки возможно только в случае строгого соблюдения всех технологических требований по бетонированию стыков на стадии возведения. 8.1.2 Стыки не только защищают от проникновения атмосферной влаги внутрь жилых помещений, но и обеспечивают совместную работу несущих стен на восприятие действующих усилий и передачу их на фундаменты. 8.1.3 Возведение крупнопанельных зданий (монтаж сборных элементов, устройство стыков и т.д.) необходимо выполнять в соответствии со СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Монтаж должен выполняться только квалифицированными специалистами под контролем ответственного инженерно- технического персонала в соответствии с требованиями проектной документации, специальных указаний (при наличии) и указаний производителя. 8.1.4 При производстве работ необходимо контролировать наличие и правильное положения всех предусмотренных проектом арматурных деталей стыка. Не допускается отклонение петлевого выпуска больше чем на 30° от проектного положения (см. рис. 8.1). Не допускается производить сварочные или иные работы вблизи тросовых соединений во избежание поджогов, смятий и других повреждений последних. При погрузо-разгрузочных операциях, транспортировании, складировании и монтаже не допускается повреждения тросов или коробок в виде деформаций загибов, смятия, расплетания, разрывов отдельных проволок тросов и т.д. Перед установкой опалубки следует убедиться в отсутствии каких-либо повреждений стыков, удостовериться в прохождении вертикального стержня через все проушины связей. Непосредственно перед бетонированием стыки должны быть продуты сжатым воздухом ЭС НТИ "Техэксперт1 Рисунок 8.1 - Допускаемое отклонение положения петлевого выпуска 8.1.5 Монтаж конструкций каждого вышележащего яруса допускается после закрепления всех монтажных элементов и достижения бетоном замоноличивания нижележащего яруса прочности, указанной в ППР. 8.1.6 Для приготовления бетонных смесей рекомендуется применять быстротверд еющие портландцементы и использовать химические добавки: пластифицирующие, ускоряющие твердение и противоморозные. Для обеспечения достаточной подвижности бетонной смеси рекомендуется принимать марку по удобоукладываемости П4 или П5 (ГОСТ 7473-94). Наибольший размер заполнителя бетона вертикального стыка между стеновыми панелями рекомендуется принимать 5-10 мм. 52
СТО 36554501-026-2012 8.1.7 Замоноличивание стыков выполняется после проверки правильности установки конструкций и приемки соединений. 8.1.8 Качество бетонирования стыка должно обеспечивать полное заполнение стыков мелкозернистым бетоном. Для уплотнения бетонной смеси в стыках рекомендуется использовать глубинные вибраторы с малыми диаметрами наконечников и наружно прикрепляемые вибраторы. Качество выполнения стыков следует подтверждать визуальным и инструментальным обследованием специализированной организацией. 8.1.9 При выполнении работ при отрицательных температурах наружного воздуха должен быть разработан специальный раздел ППР, учитывающий бетонирование в зимнее время. 8.1.10 Уплотнение бетонной смеси, уход за ней (температурно-влажностные режимы, сроки распалубки, особенности производства работ в зимних условиях, в жаркую и сухую погоды и т.д.), режимы выдерживания должны обеспечивать достижение требуемой прочности швов до нагружения конструкции. 8.1.11 При приемке работ по устройству стыков необходимо контролировать: -Соответствие конструкции шва проекту (наличие деталей, полнота заполнения шва, отклонение размеров шва и положения арматурных элементов). -Качество бетона по прочности, а в необходимых случаях по морозостойкости, водопроницаемости и т.д. ЭС НТИ "Техэксперт1 53
СТО 36554501-026-2012 Ключевые слова: Бетон, железобетон, крупнопанельные жилые дома, гибкие стальные связи, жесткость, расчет, конструирование ЭС НТИ "Техэксперт1 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО «НИЦ «СТРОИТЕЛЬСТВО» РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ЖИЛЫХ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ДОМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕССВАРНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТЫКОВ НА ТРОСОВЫХ ПЕТЛЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И МНОГОПУСТОТНЫМИ ПЛИТАМИ БЕЗОПАЛУБОЧНОГО ФОРМОВАНИЯ СТО 36554501-026-2012 Подготовлено к изданию ОАО НИЦ «Строительство» Тел.: (499) 174-76-65 Формат 60x84'/8. Тираж экз, Заказ № /14. Отпечатано в ООО «Аналитик» г. Москва, ул. Клары Цеткин, д. 18, корп. 3