Росвуд’овское пособие – пространственная жесткость каркасника, проектируемого по СП 31-105

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ой, расмешили.
Спасибо! И, настроение улучшилось.

 

Ну, вообще, думается, я слишком сильно, до стыдобинушки, натянул сову на глобус. На всякий случай, чтобы никто не понял неверно, изображенное заведомо не верно показано (в реальной жизни работает не как на картинке), просто пытался в интуитивнопонятность на самостоятельное додумывание, что излишне жесткое - это какое-то злое.

Ближе к правильной физике, наверно, размышлять в категориях из серии подобных:

При горизонтальном сейсмическом воздействии нижний пояс постройки начинает перемещаться (на относительно короткое расстояние за относительно короткое время, т. е. делает рывок, обретая какие-то ускорения на какое-то время).
Инерция массы постройки сопротивляется этому перемещению, а конструкции пытаются отработать возникающие силы, и не развалиться при этом.
Для максимально жестких конструкций взаимодействие со всей этой массой происходит моментально, как раз ввиду их жесткости.
Гибкие же конструкции "отыгрывают", за счет чего позволяют не провзаимодействовать со всей массой, как минимум, одновременно, как максимум, в принципе не со всей при коротком перемещении и каком-нибудь возвратно-поступательном движении.
А дальше можно начинать лепить формулы типа F=ma, показывающие, что масса прямо пропорционально влияет на силу, затем a=dv/dt, показывающую влияние времени (деформации) на ту же силу, которое обратно пропорционально силе и т. п.

Т. е. для идеально жесткого, где время деформации будет стремиться к нулю, ускорение будет максимальным и даст максимальную силу. Гибкое же даст время деформации, которое в итоге уменьшит силу на связях, которые и пытаются всё это вывезти.

Но и это, подчеркну, не так работает, а мне кажется что примерно так работает, ибо сложновато, когда школьную физику уже забыл, а строительную в динамике даже не открывал

 

Да так это работает. Для больших амплитуд в идеале всё должно быть из подобного свинцу по вязкости и углеволокну по лёгкости. Тогда спасаться от землетрясения надо будет бегом на верхний этаж, там будет оплот безмятежности.)

 

Понять ситуацию по предпринятым в канадском Коде действиям по снижению жесткости верхних этажей при ослабленном по жесткости нижнем, помогает, на мой взгляд, информация из книги "Designing for Earthquakes . A Manual for Architects" (Проектирование для условий землетрясения. Руководство для архитекторов»
Вот цитаты оттуда:
«Наиболее заметной из проблем, вызванных сильной концентрацией напряжений, является проблема «мягкого» этажа. Этот термин обычно применяется к зданиям, в которых этаж на уровне земли менее жесткий, чем этажи выше. Строительный кодекс различает «мягкие» и «слабые» этажи. «Мягкие» этажи - менее жесткие или более гибкие, чем этаж выше; «слабые» этажи - имеют меньшую прочность. «Мягкий» или «слабый» этаж на любой высоте создает проблему, но поскольку кумулятивные нагрузки наибольшие по направлению к основанию здания, разрыв между первым и вторым этажом, как правило, приводит к наиболее серьезному состоянию.
Непропорциональный дрифт (смещение) концентрируется на «мягком» этаже, что может привести к обрушению. «Слабый» этаж может изначально не быть «мягким», но после того, как он сначала деформируется далее он становится «мягким», и смещения будут концентрироваться в тех элементах, которые уже деформированы, что может привести к обрушению.

Самый простой способ модернизации проекта — добавить элементы жесткости к «мягкому» или «слабому» этажу, чтобы заставить смещение от землетрясения более равномерно распределиться по всей высоте здания.
В определенных случаях мягких этажей можно «смягчить» другие этажи, чтобы они стали более равномерны по жесткости»
-
Как видим в действиях Кода прослеживается обе этих рекомендации (добавлена внутренняя лента жесткости в ослабленном этаже) и «смягчены» жесткости вышележащих этажей внешней (ослабленной) ленты, во избежание эффекта концентрации

 

Испытания каркаса на устойчивость.

Испытания каркасных домов против землетрясений - смотреть видео онлайн от «Мастерство в Дизайне» в хорошем качестве, опубликованное 19 сентября 2023 года в 20:32:41.

 

Видео - 3 варианта

В Японии.Сейсмоустойчивость каркасного дома. Испытание. - смотреть видео онлайн от «Строим дом» в хорошем качестве, опубликованное 11 апреля 2022 года в 20:30:32.

 

По испытаниям, показанного на видео многоквартирного каркасного дома в 6 этажей, можно почитать инфу в моей теме

 

По замечаниям участников дискуссии внес следующие изменения в ранее представленные документы:

ПОСОБИЕ
1. Понятие «блокинг» заменено на «распорки», для соответствия терминов Пособия с терминологией СП 31-105.
2. Таблица 5-1 Пособия разделена на три отдельные таблицы (5-1А; 5-1Б; 5-1В)
- Для умеренных ветровых и сейсмических нагрузок (5-1А)
- Для высоких ветровых (5-1Б) и сейсмических (5-1В) нагрузок
Разделение на отдельные таблицы сделано для более однозначной трактовки случаев необходимости учета собственного веса конструкций (который по Коду учитывается только применительно к высоким сейсмическим нагрузкам, но не к ветровым)
3. Изменено оформление Таблицы А-1 Примечания
4. Откорректированы границы стрелок, обозначающих максимальные интервалы между стеновыми лентами жесткости, в Рисунке А-8 Примечания

ИЛЛЮСТРИРОВАННОЕ РУКОВОДСТВО
В Иллюстрированном руководстве изменения внесенные в Пособие отразил в:
1. В блок-схеме применимости Пособия (страница 3)
2. В подписях к иллюстрациям «Расстояния и размеры» (страница 10)
3. Таблицу-справочник для быстрого анализа проекта здания (на странице 13) разделил на две отдельные (для ветровых и сейсмических нагрузок)

Файлы по ссылке на скачивание заменены на актуализированные (с текущей датой в названии файла)
Прежние версии документов перенесены в поддиректорию «OLD»

Прошу участников обсуждения обновить свои версии документов до актуальных

 

Выкладываю обещанный ранее пример проектирования мероприятий по обеспечению жесткости стен в условиях сейсмики для двухэтажного каркасника выполненного в конструктивной схеме СП31-105.
Разбор сделан на основе канадского проекта. Ссылки на Код, соответственно переработаны и указаны в виде ссылок на пункты Пособия.
Материалы примера разделены на 2-а файла (графические материалы и пояснительная записка).
В файле графических материалов приведены:
- архитектурный проект дома (планы, фасады, разрез);
- чертежи расположения лент и панелей жесткости дома, нанесенные на планы этажей;
- таблицы с требуемой и фактически полученной длиной стеновых панелей жесткости в лентах каждого этажа.
В файле пояснительной записки представлены:
- сбор нагрузок от собственного веса конструктивных элементов дома (стены; перекрытие; крыша) для определения типа учитываемой нагрузки от веса конструкций (обычный или повышенный вес);
- пошаговое описание процесса расположения стеновых лент на планах здания;
- описание принципов расположения стеновых панелей жесткости внутри стеновых лент каждого этажа;
- нюансы учета длины стеновых панелей жесткости при их примыкании друг к другу в углах дома;
- общие указания по дальнейшим мероприятиям (выбор материала и толщины обшивок жесткости панелей, а так же их крепления), которые необходимо будет предусмотреть при последующей разработке рабочей документации проекта каркаса этого здания.
Оба файла примера присоединены к сообщению. Дополнительно по этой ссылке можно так же загрузить файл графических материалов формате DWG. Однако, из-за того, что этот dwg файл был экспортирован из pdf-формата (т.к. изначальный канадский файл у меня был только в PDF), в нем есть небольшая потеря точности (погрешности, связанные с экспортом, выражаются в нескольких мм, что на «скорость» особо не влияет)

 

По "просьбам трудящихся" из лички выкладываю сюда некоторые графические пояснения к таблице 6-2 Пособия ("Крепление стеновых панелей жесткости и элементов каркаса здания, являющихся для них опорными")
Передача сдвигающего усилия от действующих на здание горизонтальных нагрузок (ветер или сейсмика), на обеспечивающие пространственную устойчивость панели жесткости, происходит с дисков перекрытий и/или покрытия (крыши) дома. Соответственно соединения панелей жесткости к каркасом выше- и нижележащего перекрытия регламентировано требованиям таблицы 6-2.
Визуальное представление требований к этому креплению зависит от положения стеновых панелей жесткости по отношению к балкам перекрытий. Панели жесткости стены могут быть перпендикулярны каркасу выше и/или нижележащих перекрытий, либо параллельны ему.
Для случаев когда панели жесткости перпендикулярны каркасу перекрытий требования к их креплениям выглядят так:

Для случаев когда панели жесткости параллельны каркасу перекрытий требования к их креплениям выглядят так:

Для случая параллельного расположения балок по отношению к внутренним стенам жесткости есть две альтернативы соединения панелей с балками:
1. введение дополнительной балки перекрытия вдоль линии расположения панелей жесткости стен,
2. либо введение блокинга (распорок) между балками перекрытия по линии расположения панелей жесткости стен, крепление панелей к которому выполняется так, чтобы обеспечить равнозначное первому варианту по несущей способности на сдвиг соединение.
Обе альтернативы такого крепления показаны на схеме выше

 

Как вариант ссылаться на оригинал. Ну, в неформальных беседах естественно. В суде не прокатит)


@Росвуд, Получились параллельные пересекающиеся прямые. Наверное, корректно будет "предусмотрена параллельная этой стене дополнительная внутренняя стеновая лента жесткости..."
и еще пара мелочей во вложении
Спасибо за труды!

 

@Росвуд, Я правильно интерпретировал, что пункт 7.6 работает только для вот этих 3-х случаев? "Длина, указанная в таблице, может быть уменьшена с 40% до 25%"

В остальных случаях, где в таблице указано 25%, можно делать 25% без внутренних стеновых лент жесткости, при соблюдении прочих условий? То есть в плане одноэтажный дом по этому пособию может выглядеть так:

 

Я работаю строго в парадигме: "то что я делаю - не проект, на мне никакой ответственности, и вовсе я - кусок идиота. Если подход не устраивает идем мимо меня туда где устроит." У большинства к этому ноль вопросов.
Посему статус мне нужно понимать исключительно ради обозначения того статуса, когда ссылаюсь. А решение о применении или не применении человек сам принимает.

 

@Massivevox, спасибо, за участие в теме
По заданным вопросам

в оригинале это звучит как «parallel and adjacent»,
т. е. параметр adjacent тут будет важен, т. к. лента должна быть добавлена не где угодно, а в непосредственной близости от...
Я использовал термин «прилегающий» в трактовке - элемент, имеющий ту же форму, расположенный вдоль и находящийся вне.
Наверное, можно перевести adjacent и как «соседний», но, мне кажется, это не вполне верно отразит суть.

Принимается, подправлю.

 

Смысл этого "допустимого отклонения" - дать возможность организовать большие проемы на первом этаже (но не более чем по двум фасадам (один по ширине другой по длине), в ситуациях, когда Пособие требует на этом этаже 40% обшивки (а вписать проемы в стены сохранив эти 40% длины обшивки не удается)

Да формально это сооружение проходит по Коду (для умеренных нагрузок). Однако следует понимать, что Код это необходимый «минимум» и здравый смысл в проектных решения должен присутствовать.
Я понимаю, что это вопрос к тому, что Пособию не хватает граничных условий применения: к примеру, предельного соотношения размеров здания (ширина к длине) и предельной высоты в коньке, что уже ранее отмечалось участниками темы. В американском IRC такие ограничение есть, более того в Канаде в Коды некоторых провинций, имеющих сейсмику (например код Британской Колумбии 2024) введены названные выше ограничения соотношений размеров здания и коэффициенты учета возможных отклонений в них. Но национальный код (NBC) в редакции 2020 их по прежнему не содержит (как и наш СП).
Я бы хотел продолжить работу над документом в плане учета этих аспектов, но без «отсебятины» по отношению к Коду, а в плане его верификации на основе реальных проектов жесткость которых подобрана по Пособию и сравнительно проверена моделированием поведения зданиях в САПР для условия РФ с соответствующими выводами и внесением, при необходимости, изменений в требования Пособия.
Так же неплохо было бы бы добавить в таблицу возможных обшивок больший спектр материалов (как минимум популярный у нас МДВП), что вполне возможно, на мой взгляд, при умеренных ветровых нагрузках. Т. к. вряд ли кто из наших производителей отличных от OSB или фанеры материалов, будет сертифицировать их как допустимые обшивки жесткости по CSA O325, чтоб соответствовать Пособию.

Я обратился с этими вопросами к кафедре МДиПК нашего ДГТУ (мы сотрудничаем с ее специалистами уже очень давно), а так же в Ассоциацию деревянного домостроения в плане возможной их заинтересованности в такой работе. Как нетрудно предположить, вопрос пока упирается в финансирование, т. к. желающих делать это из «альтруизма» зело мало (пока я работал над темой "в одного").