shkolaput.ru 1 2 3


УДК 624.01/07 На правах рукописи


Омаров Жасулан Аманжолович


блоки из ячеистого бетона для несущих и ограждающих конструкций сейсмостойких зданий и сооружений


05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Республика Казахстан

Алматы, 2010

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте сейсмостойкого строительства и архитектуры

(КазНИИССА)



Научный руководитель:

кандидат технических наук – (05.23.01)

профессор Ашимбаев М.У.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук – (05.23.01),

Сахи Д. М.


кандидат технических наук – (05.23.01), Абдыбалиев М.К.(Кыргыстан)


Ведущая организация:

Казахский Национальный Технический Университет им. К.И. Сатпаева




Защита состоится «29» октября 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д14.50.04 при Международной образовательной корпорации на базе Казахской головной архитектурно-строительной академии (КазГАСА) по адресу:

050043, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Рыскулбекова, 28, Зал Ученого Совета, тел.: (727) 229-46-11, факс: (727) 220-59-79,

e-mail: kazgasa@itte.kz


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахской головной архитектурно-строительной академии по адресу: 050043, г. Алматы, ул. Рыскулбекова, 28.

Автореферат разослан «27» октября 2010 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н. академик, профессор Д.М. Байтурсунов

Введение

Актуальность работы. Территория юга и юго-востока Казахстана является одной из наиболее сейсмоактивных зон среднеазиатского сейсмического региона. Сейсмические районы Казахстана занимают порядка 18% от общей площади территории республики. Здесь проживают более 6 млн. человек, т.е. примерно 40% от общей численности населения Казахстана. При этом численность населения, проживающего в 9-балльной зоне составляет 1,7 млн. человек (в том числе в г. Алматы – 1,2 млн. человек); в 8-балльной зоне – 1,1 млн. человек; в 7-баллной зоне – 2,0 млн. человек и в 6-баллной зоне – 1,2 млн. человек.

В настоящее время в Республике Казахстан наблюдается строительство зданий и сооружений с различными конструктивными решениями, в том числе и в сейсмически активных районах. В этой связи заслуживает особого внимания крупнейший мегаполис республики г. Алматы. Город Алматы и прилегающие территории расположены в зоне ВОЗ с повышенной сейсмической активностью (8, 9 и более баллов) и отличается повышенной плотностью населения (3700 чел. На 1 км2) и застройки (80 тыс. м2 на 1 км2, в том числе жилой – 60 тыс. м2 на 1 км2).

Как показывает опыт землетрясений последних лет основными повреждающими конструкциями современных зданий, являются ненесущие конструкции (перегородки, ограждения и т.д.). Именно ненесущие конструкции приносят основной ущерб зданиям, даже при целостности несущих конструкций. Повреждения и разрушения несущих, самонесущих и ненесущих стен, обусловленные отсутствием или недостаточ­ностью мероприятий по обеспечению их сейсмостойкости, являются характерными последствиями сильных землетрясений.

Результаты исследований направлены на обеспечения сейсмобезопасности людей, проживающих в сейсмических районах, и снижение сейсмических и экономических рисков.


Цель работы – обоснование и экспериментальная проверка возможности применения легкобетонных конструкций из ячеистого бетона в качестве перегородок, ненесущих стен, а также несущих конструкций зданий, расположенных в сейсмических районах Казахстана.

Для достижения поставленной цели было намечено решить следующие основные задачи:

- выявить особенности поведения ненесущих стен из газобетонных блоков в системах каркасных зданиях при действии динамических нагрузок;

- определить конструктивные мероприятия, обеспечивающие сейсмостойкость ненесущих стен из газоблоков и проверить эффективность рекомендованных мероприятий при испытаниях натурного объекта;

- разработать конструктивные решения несущих стен из газобетонных блоков и выявить особенности их поведения при действии динамических нагрузок;

- установить допустимую область применения несущих стен из газобетонных блоков;

- выполнить прогноз состояния несущих и ненесущих стен из газоблоков при реальных сейсмических воздействиях на здания;

- разработать Рекомендации по проектированию и строительству зданий с ненесущими и несущими стенами из газоблоков в сейсмических районах.

Научную новизну работы составляют:

а) данные, характеризующие эффективность разных конструктивных вариантов антисейсмического усиления стеновых заполнений и перегородок, предназначенных для применения в зданиях жестких и гибких конструктивных систем;

б) данные о горизонтальных перекосах ненесущих стен из газобетонных блоков, при которых их повреждения можно считать допустимыми;

в) определение допустимой области применения зданий с несущими стенами из газобетонных блоков в сейсмических районах;

г) результаты прогноза состояния несущих и ненесущих стен из газоблоков при реальных сейсмических воздействиях на здания.

Практическое значение работы заключается в разработке Рекомендаций по проектированию и строительству «Ограждающие конструкции индивидуальных жилых домов, возводимых в сейсмических районах с применением эффективных материалов».


Апробация результатов работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы были доложены и одобрены на международной конференции молодых специалистов, «Современное сейсмостойкое строительство» (КазНИИССА, 2-4 июня 2004 г., 5-7 июня 2006 г, 5-6 июня Алматы, 2008 г.), на международной конференции International Conference on Earthquake Engineering "Earthquake Engineering in the 21st Century-IZIIS 40 EE-21C", (Skopje/Ohrid, Macedonia 27 Аugust 1 September 2005), 1st ECEES First European Conference on Earthquake and Seismology (CICG, Geneva, Switzerland 3-8 September 2006 ), на шестом всеукраинской научно-практической конференции «Строительство в сейсмических районах Украины»» (25-29 сентября Ялта, Украина, 2006 г.), на VII Российской национальной конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию с международным участием» Сочи, 27 августа - 3 сентября 2007 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе Республиканский нормативно-технический документ «Ограждающие конструкции индивидуальных жилых домов, возводимых в сейсмических районах с применением эффективных материалов». Данный документ составлен в развитие СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах».

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, в том числе 41 таблицах, 92 рисунках, 20 формул, 32 диаграмм и списка литературы из 104.


Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность выбранного направления исследований, формулируются цели работы, излагается методика проведения исследований и задачи диссертационной работы.


1 Состояние вопроса и задача исследования

В главе приводится обзор опыта строительства зданий в сейсмических районах. Технико-экономическое обоснование выбора типа строительных конструкций представляет собой важнейшее звено при проектировании зданий и сооружений.


Несмотря на бурное развитие индустриальных методов домостроения, мелкоштучные изделия (кирпич, и блоки, изготовленные из разных видов бетона) по-прежнему находят широкое применение в строительстве, как многоэтажных, так и индивидуальный зданий и сооружений. В строительстве применяют как естественные, так и искусственные каменные материалы. Основные стеновые конструкции выполняются из следующих материалов, как-то собственно блоки (камень, кирпич и т. д.) и кладочного раствора.

На территории города активно ведется строительство индивидуального жилья, доля которого растет. Как правило, такое строительство осуществляется без достаточного конструктивного и расчетного обоснования проектов, без должного контроля качества работ и материалов. Это в ряде случаев не позволяет отнести такие дома к группе сейсмостойких.

Появление в последние годы на строительном рынке Республики Казахстан ряда новых эффективных материалов и изделий (ячеистых бетонов, полистиролбетонов, пустотелых блоков) позволяет, по крайней мере, отчасти, решить проблему теплозащиты и уменьшить вес ограждающих конструкций зданий. В тоже время, широкое внедрение в сейсмостойкое строительство новых материалов и изделий невозможно без предшествующей разработки соответствующих конструктивно-нормативных документов, регламентирующих требования к конструктивным решениям стен, возводимых с их применением.

Внедрение в практику сейсмостойкого строительства современных эффективных материалов и изделий заводского изготовления, хотя и несколько увеличивает затраты на возведение малоэтажных индивидуальных жилых домов, существенно повышает их антисейсмическую надежность. Одним из наиболее распространенных материалов в области строительства является газобетон (ячеистый бетон).

На данный момент за рубежом работает около 200 заводов по производству ячеистого бетона автокланового твердения, производящих около 40 миллионов кубических метров изделий в год.

Ячеистый бетон имеет малый вес, хорошую теплоизоляционную способность, легко обрабатывается любым режущим инструментом, пилится, штрабится — это делает его применение особенно привлекательным. Стены, выполненные из газобетона, полностью соответствуют новым требованиям СНиП по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Коэффициент теплопроводности газобетона в сухом состоянии — 0,12 Вт/м °С, при влажности 12%–0,145 Вт/м °С.


Для сравнения приведем ряд сравнительных характеристик различных стеновых материалов по некоторым свойствам в таблице 1.


Таблица № 1 – Сравнительные характеристики стеновых материалов


Наименование строительного материала

Плотность

кг/м3

Теплопроводность

Вт/мк

Необходимая толщина стен, см

Кирпич силикатный

1800

0,85

270,0

Кирпич глинистый пустотелый

1400

0,64

195,0

Керамзитобетон

1150

0,5

155,0

Пенобетон

400

0,1

40,0

Ячеистый бетон

400

0,07

35,0



Традиционное применения газоблоков в мировой практике в сейсмостойком строительстве – устройство в зданиях ненесущих ограждающих стен и перегородок. Вопросы применения газоблоков для кладки несущих стен сейсмостойких зданий менее изучены.

Согласно положениям СНиП РК 2.03-04-2001 «Строительство в сейсмических районах», а на момент проведения основных исследований действовал этот СНиП, для кладки несущих стен зданий допускалось применять бетонные камни и блоки из бетона класса не ниже В3,5, а значение временного сопротивления кладки осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление) должно было быть не менее 120 кПа (1,2 кгс/см2) и для ненесущих стеновых конструкций 60 кПа (0,6кгс/см2).


Для определения физико-механических характеристик газоблоков, было испытано 15 кубиков. Предел прочности при сжатии газоблоков определялся на образ­цах-кубиках. Образцы-кубиков были поставлены компанией ТОО «Конкрит-Продакс».

Дисперсия σ2 – показателей прочности образцов вычислялась по формуле:

(1)

где Rср - среднее значение прочности образцов из газоблоков на сжатие, Ri - прочность образцов из газоблоков на сжатие, n - количество испытанных образцов из газоблоков .

(2)

σ- среднее квадратичное отклонение;

(3)


ν – коэффициент вариации.

(4)

Средняя прочность на сжатие газоблоков, применяемых в строительстве, составила 28,6 кг/см2, а прочность сцепления кладки осевому растяжению по непере­вязанным швам 0,605 кг/см2.

Для исследований влияния заполнения на работу каркаса и учета возможности применения легкобетонных конструкций был проведен комплекс испытаний:

на специальном стенде №1, представляющем собой ячейку двухэтажного каркас­ного здания и с перекрытиями из монолитного железобетона;

на специальном стенде №2, представляющем собой ячейку двухэтажного стального каркаса с перекрытиями из монолитного железобетона;

Основными задачами для стенда №1 являлись:

  • проверка фактической прочности стеновых заполнений каркасов и перегородок с разными вариантами антисейсмического усиления;


  • выявление конструктивных решений, обеспечивающих рассматриваемым ненесущим конструкциям необходимую степень сейсмостойкости при наименьших затратах на антисейсмическое усиление;

  • разработка предложений по совершенствованию конструктивных решений заполнений и перегородок, выполняемых в каркасных зданиях с диафрагмами жесткости;

  • определение направлений дальнейших исследований.

Основными задачами для стенда №2 определялись:

а) выявление особенностей поведения и целесообразной области применения перегородок и ограждающих стен, имеющих соединения с несущими конструкциями зданий:

- не обеспечивающие их раздельную работу;

- обеспечивающие (в заданных пределах) их раздельную работу;

б) проверка эффективности принятых конструктивных решений ненесущих стеновых конструкций и их соединений с несущими конструкциями зданий.

Колебания обоих стендах возбуждались вибромашиной инерционного действия типа В-2. На стенде №1 на некоторых этапах испытаний на покрытие стенда устанавливалась еще одна вибромашина (В-1), ориентированная в ортогональном направлении к первой.

Объектами экспериментальных исследований на стенде 1 являлись три фрагмента стенового заполнения из газоблоков толщиной 365 и 400 мм, (объекты I, II и III) и один фрагмент стенового заполнения толщиной 200 мм (объект IV).

Объекты I, II и III изучались при нагрузках действующих из плоскости, а объект IV - в своей плоскости.

Объект I был выполнен без каких-либо антисейсмических усилений (рисунок 1-а).

Объект II выполнен в виде заполнения между двумя колоннами из пустотелых бетонных блоков (вертикальные каналы, образованные пустотами в блоках, были армированы и заполнены бетоном; продольная арматура колонн была заанкерена в плитах перекрытий стенда). Горизонтальный шов кладки под верхним рядом газобетонных блоков был армирован одиночным стержнем, расположенным в специально выполненном пазу, заполненном цементно-песчаным раствором; концы стержня были заанкерены в колоннах. В местах примыкания объекта II к междуэтажным перекрытиям были предусмотрены связи в виде уголков, закрепленных к междуэтажным перекрытиям на пристрелке дюбелями (рисунок 1-б).


Объект III (рисунок 1-в) был выполнен в виде фрагмента стенового заполнения, закрепленного к колоннам стальными уголками и пластинами. Проем, предусмотренный в объекте III, был обрамлен стойками и балками из прокатных стальных профилей, устанавливаемых в специальные прорези в газоблоках. Все стальные элементы объекта III были закреплены к несущим конструкциям (колоннам и перекрытиям) на пристрелке дюбелями.

Объект IV (рисунок 1-г) был усилен стойками из прокатных стальных профилей, закрепленных к перекрытиям стенда болтами с распорными устройствами.

Объект I (а) Объект II (б)


.


Объект III (в)





Объект IV (г)





Рисунок 1(а, б, в, г) – Стенд №1. Конструктивные решения объектов I- IV


На стенде №2 – объектами экспериментальных исследований, были одиннадцать фрагментов ненесущих стен толщиной 200 мм из газобетонных блоков (объекты V-XV). Объекты V-XIII имели соединения, обеспечивающие раздельную работу стен и несущих конструкций каркаса, а объекты XIV-XV изучались в своей плоскости.

Конструктивные решения были приняты по экспериментальным данным стенда №1. Принципиальные конструктивные решения объектов показаны на рисунке 2 (а, б, в).






Верхний узел закрепления стойки в объектах V-XII, XIV, XV (а)


Верхний узел закрепления стойки в объектах XIV (б)



Рисунок 2 а, б – Стенд №2. Схема крепления

и установки гнутых швеллеров в стенках из газоблоков






Рисунок 2в – Стенд №2. Схема крепления

и установки гнутых швеллеров в стенках из газоблоков


Схемы крепления ненесущих стен (заполнения) к несущим элементам зданий могут быть не обеспечивающими и обеспечивающими раздельную работу ненесущих и несущих конструкций при сейсмических воздействиях.

Следует отметить, что в обоих случаях во всех этапах испытаний осуществлялась регистрация колебаний и предварительная обработка данных, визуальное обследование конструкций, фотофиксация возникших повреждений, а также видеосъемки колебаний стендов и экспериментальных объектов.

Для первого стенда методика заключалась в следующем, изучались особенности работы ненесущих стеновых конструкций при нагрузках, действующих из плоскости, чтобы возмущающие силы действовали перпендикулярно их плоскостям перегородок и выявления особенностей работы ненесущих конструкций в своей плоскости.

Для второго стенда методика заключалась в оценке состояния ненесущих стеновых конструкций при разных величинах перекосов этажей зданий (от относительно небольших – 3…10 мм, до весьма значительных – 30…40 мм), испытания состояли из нескольких этапов.

Стенд№1 из плоскости. До начала вибрационных испытаний период свободных затухающих колебаний стенда в направлении вибрационных воздействий был равен 0,373 сек, а логарифмический декремент колебаний – 0,047.

Начальные периоды колебаний по основному тону и логарифмические декременты колебаний некоторых экспериментальных объектов из плоскости приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Начальные периоды колебаний и логарифмические декременты колебаний некоторых экспериментальных объектов


Условное обозначение объекта испытаний

Период колебаний по основному тону (сек)

Логарифмический декремент колебаний

I

0,034

0,40

II

0,040

0,35

III

0,044

0,37



Из данных таблицы 2 следует, что начальные периоды свободных затухающих колебаний стенда превышали начальные периоды свободных затухающих колебаний экспериментальных объектов в 8,2…11 раз, динамические параметры экспериментальных объектов существенно зависели от их конструктивных решений;

Максимальные величины перемещений и ускорений, зарегистрированных в геометрических центрах экспериментальных объектов при прохождении через их резонансы на начальном и заключительном этапах испытаний, можно судить по данным таблиц 3 и 4.


Таблица 3 – Максимальные перемещения объектов I, II, III

Объекты испытаний

Показатели

Тобъекта (сек)

стенда (мм)

стенда (м/с2)

объекта (мм)

объекта (м/с2)

I


резонанс не пройден

10,81

II

резонанс не пройден

6,38

III

0,133

1,45

3,30

5,35

13,31


Таблица 4 – Максимальные ускорения объектов I, II, III

Объекты испытаний

Показатели

Тобъекта (сек)

стенда (мм)

стенда (м/с2)

объекта (мм)

объекта (м/с2)

I

Объект обрушился

12,46

II

0,244

3,05

2,05

32,25

24,29

III

0,212

2,68

2,29

8,01

12,20


Стенд №1 в плоскости. Экспериментальные данные, полученные при вибрационных испытаниях объекта IV, позволяют оценить влияние горизонтальных перекосов этажей стенда на повреждаемость ненесущих стеновых конструкций. Объект IV были установлены в направление буквенных осей стенда (в направлении действия возмущающей силы вибромашины).


Начальные динамические параметры стенда в направлении буквенных осей, имевшие место до и после установки объектов, приведены в таблице 5, и перемещения, ускорения и периоды колебаний стенда, зарегистрированные на разных этапах испытаний в таблице 6.


Таблица 5 – Начальные динамические параметры стенда №1 в направлении буквенных осей


Расположение перегородок на стенде

Периоды колебаний

(сек)

Логарифмический декремент колебаний

в направлении цифровых осей

0,517

0,05

в направлении буквенных осей

0,178

0,16



Из таблицы 5 видно, что период свободных колебаний стенда, после установки на него ненесущих стеновых конструкций, уменьшился в 2,9 раза, а способность к рассеиванию энергии колебаний увеличилась в 3,2 раза.


Таблица 6 – Перемещения, ускорения и периоды колебаний стенда, зарегистрированные на разных этапах испытаний


Этапы испытаний

Периоды колебаний при прохождении через резонанс

(сек)

Максимальные перемещения

(мм)

Максимальные

ускорения

(м/с2)

на отметке 0.000


на отметке

+3.200

на отметке 0.000

на отметке

+3.200

ось А

ось Б

ось А

ось Б

ось А

ось Б

ось А

ось Б



Продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

I-2

0,36

1,78

3,39

4,36

6,60

0,81

1,38

1,60

2,48

II-1

0,43

11,23

13,67

23,88

26,66

3,43

4,46

5,91

6,69

III-1


0,49

24,55

25,74

46,91

51,44

7,05

7,75

8,41

9,33

III-3

0,56

26,00

26,00

60,16

54,37

4,13

4,44

8,63

8,16

III-4

0,61

25,51

25,18

59,50

52,06

4,42

3,71

7,07

6,85



Таблица 7 – Абсолютные и относительные величины перекосов этажей стенда на разных этапах испытаний


Этапы испытаний

Абсолютные значения перекосов этажей (Δэ)

Относительные значения перекосов этажей (Δэ/hэ)

первого

второго

первого

второго


ось А

ось Б

ось А

ось Б

ось А

ось Б

ось А

ось Б

I-2

1,78

3,39

2,58

3,21

1/1449hэ

1/769hэ

1/1163hэ

1/935hэ

II-1

11,23

13,67

12,65

12,99

1/231hэ

1/190hэ

1/237hэ

1/231hэ

III-1

24,55

25,74

22,36

25,70

1/106hэ

1/101hэ

1/134hэ

1/117hэ

III-3

26,00

26,00

34,16

28,37

1/100hэ


1/100hэ

1/88hэ

1/106hэ

III-4

25,51

25,18

33,99

26,88

1/102hэ

1/103hэ

1/88hэ

1/112hэ


Стенд№2. Начальные динамические параметры стенда до и после установки экспериментальных объектов (таблица 8) были выявлены на основании изучения инструментальных записей его свободных затухающих колебаний, вызванных ударами грузов по покрытию.


Таблица 8 – Начальные динамические параметры стенда до и после установки экспериментальных объектов


Динамические параметры фрагмента при микросейсмических воздействиях

до установки экспериментальных объектов

после установки экспериментальных объектов

Т (сек)

δ/ξ(%)

Т (сек)

δ/ξ(%)

0,415

0,063

1,00%

0,175

0,110

1,75%


Максимальные амплитуды перемещений геометрических центров стенда в уровнях междуэтажных перекрытий на разных этапах вибродинамических испытаний приведены в таблице 9.



Таблица 9 – Максимальные амплитуды перемещений стенда №2


Отметка

Максимальные амплитуды перемещений стенда (мм) на этапах испытаний

I

II

III

IV

V

+6,6

5,65

13,50

19,30

86,35

78,02

+3,3

3,08

7,55

11,85

51,26

41,80

0,0

0,82

1,80

2,70

9,60

7,05


Максимальные амплитуды ускорений стенда, имевшие место на разных этапах испытаний, приведены в таблице 10.


Таблица 10 – Амплитуды ускорений стенда №2

Отметка

Максимальные амплитуды ускорений стенда (в долях g) на этапах испытаний (в числителе – инструментально зарегистрированные, в знаменателе – соответствующие основному тону колебаний)

I


II

III

IV

V

+6,6

0,25/0,27

0,47/0,45

0,65/0,63

1,60/1,43

1,25/1,17

+3,3

0,13/0,15

0,32/0,26

0,55/0,38

1,15/0,85

0,75/0,63

0,0

0,06/0,04

0,14/0,06

0,21/0,09

0,27/0,16

0,13/0,11



Периоды свободных затухающих колебаний стенда после основных этапов испытаний приведены в таблице 11.


Таблица 11 – Периоды свободных затухающих колебаний стенда после основных этапов испытаний

Периоды свободных затухающих колебаний стенда (сек) после этапов испытаний

до испытаний

III

IV

V

0,175

0,275

0,355

0,390

Все экспериментальные объекты оказались весьма чувствительными к повторности и к количеству этапов их испытаний. Степень повреждений экспериментальных объектов, зачастую, существенно зависела не столько от уровня действующих на них нагрузок, сколько от количества циклов их нагружения.


Некоторые экспериментальные объекты имели вполне удовлетворительное состояние после первого динамического нагружения, сопровождавшегося прохождением через их резонансы, но разрушались или значительно повреждались при повторных нагружениях аналогичной или даже меньшей интенсивности.

Стенд №1. Характер повреждений экспериментальных объектов - объект I – в процессе испытаний обрушился; причина обрушения – отсутствие креплений к несущим конструкциям;

- объект II – получил значительные повреждения в виде многочисленных вертикальных горизонтальных и наклонных трещин с большим раскрытием; причины – низкая прочность газобетона;

- объект III – были разрушены практически все соединения объекта с несущими конструкциями и повреждены блоки кладки; причины – крепление стальных соединительных элементов к несущим конструкциям на пристрелке дюбелями; низкая прочность газобетона.

В таблице 12 приведены степени максимальных повреждений экспериментальных объектов после завершения всего комплекса испытаний. Степени повреждений, указанные в скобках, характеризуют состояние некоторых объектов после первого прохождения через их резонанс.


Таблица 12 – Максимальных повреждений объектов после завершения всего комплекса испытаний


Объекты испытаний

Степени повреждений объектов

I

5

II

4

III

2-3 (1)


Таблица 13 – Объект № IV Характер степени повреждений

Величина перекоса этажа (при h=3 м)


Степени повреждений объектов испытаний

относительная

абсолютная (мм)

IV

hэ/1000

3

0

hэ/200

15

2-3

hэ/100

30

3


Из таблицы 13 видно при перекосе hэ/100 ненесущая стеновая конструкция получила тяжелые повреждения. Подобные повреждения, оцененные степенью 3, следует считать предельно допустимыми для ненесущих стеновых конструкций сейсмостойких зданий. Это, в частности, следует из того факта, что при имевших место повреждениях большинство исследуемых конструкций потеряли способность сопротивляться местным нагрузкам, направленным из их плоскости. Как следствие, предельно допустимые перекосы этажей сейсмостойких зданий, в которых предполагается применять ненесущие стеновые конструкции рассмотренных типов (устанавливая их с зазорами относительно примыкающих вертикальных несущих конструкций), не должны превышать 1/100hэ. Величины предельно допускаемых перекосов этажей, при установке ненесущих стеновых конструкций между колоннами или стенами зданий без зазоров, должны быть примерно на 20-30% меньше, т.к. в этих условиях податливость стыковых соединений ненесущих конструкций не проявляется.


Стенд №2. Характерные повреждения представлены в таблицах 14-15.

Таблица 14 – Характерные повреждения объектов из газоблоков V-XIII с соединениями, обеспечивающими раздельную работу стен и несущих конструкций каркаса на возникшие разных этапах испытаний



Этапы испытаний

Перекосы этажей стенда Δ (мм)

Объекты испытаний V-XIII

(стены из газобетонных блоков с соединениями, обеспечивающими раздельную работу стен и несущих конструкций каркаса)

I

Δ1=2,26

Δ2=2,57

Контурные волосяные трещины в местах примыкания экспериментальных объ­ектов к элементам каркаса.


Продолжение таблицы 14

1

2

3

II

Δ1=5,75

Δ2=5,95

Хорошо видимые контурные трещины. Волосяные трещины в кладке некоторых объектов.

III

Δ1=9,15

Δ2=7,45

Хорошо видимые контурные трещины; осыпание кусков штукатурки из вертикальных контурных зазоров.

IV

Δ1=41,46

Δ2=35,09

Выкрашивание штукатурки и выпадение кусков пенополистирола из контурных зазоров; во многих стенах сколы граней; хорошо видимые трещины в кладке некоторых объектов.

V

Δ1=34,75

Δ2=36,22

Некоторое увеличение повреждений экспери­менталь­ных объектов, по сравнению с этапом IV.



Таблица 15 – Характерные повреждения объектов из газоблоков XIV и XV расположенные перпендикулярно к направлению динамических воздействий возникшие на разных этапах испытаний


Этапы испытаний

Перекосы этажей стенда Δ (мм)

Объекты испытаний XIV и XV

(стены из газобетонных блоков, расположенные перпендикулярно к направлению динамических воздействий)

I

Δ1=2,26

Δ2=2,57

Визуально повреждения не отмечены.

II

Δ1=5,75

Δ2=5,95

Контурные волосяные трещины в местах примыкания экспериментальных объ­ектов к элементам каркасов.

III

Δ1=9,15

Δ2=7,45

Хорошо видимые контурные трещины; осыпание кусочков штукатурки из вертикальных контурных зазоров.

IV

Δ1=41,46

Δ2=35,09

Тяжелые повреждения объекта XV в результате таранного действия на него объекта VI

V

Δ1=34,75

Δ2=36,22

Обрушение частей экспериментальных объектов.



следующая страница >>