Проектирование стальных каркасов в сейсмически опасных районах строительства.

При проектировании зданий для сейсмических районов, как правило, должны применяться типовые конструкции, разработанные для этих районов. Здания рекомендуется проектировать прямоугольной формы в плане, с параллельно расположенными пролетами, без перепада высот смежных пролетов. При сложных очертаниях в плане здания должны разделяться антисейсмическими швами на отдельные отсеки прямоугольной формы. Антисейсмическими швами должны разделяться также участки здания, имеющие разные высоты. Антисейсмические швы в каркасных зданиях осуществляются постановкой парных колонн со вставкой. Размеры вставок назначаются в зависимости от ширины антисейсмического шва и величины привязки несущих конструкций к разбивочным осям здания.

Каркасные здания должны проектироваться таким образом, чтобы все сейсмические силы были восприняты самим каркасом или, в необходимых случаях, вертикальными стальными связями между колоннами, диафрагмами и проч. При этом должны соблюдаться следующие требования:

а) между поверхностями стен и гранями колонн каркаса должен быть предусмотрен зазор шириной не менее 2 см;

б) в местах пересечения торцевых и поперечных стен с продольными должны устраиваться вертикальные антисейсмические швы на всю высоту стен;

в) в навесных стенах должны устраиваться горизонтальные антисейсмические швы по всей длине стен;

г) крепления стен к конструкциям каркаса не должны препятствовать горизонтальным смещениям каркаса вдоль самонесущих стен или смещениям каркаса в пределах высот навесных участках стен (при навесных стенах);

д) лестничные клетки, устанавливаемые на каркас здания, а также внутренние перегородки следует проектировать таким образом, чтобы они не создавали дополнительной жесткости.

Выбор марок сталей для стальных конструкций должен производиться в соответствии с СП "Стальные конструкции". Сварные швы в соединениях должны выполняться электродами, обеспечивающими достаточную пластичность швов. При ручной дуговой сварке рекомендуется применять электроды типа Э42А, Э46А и Э50А.

Особое внимание при проектировании стальных каркасов зданий следует уделять обеспечению условий для развития пластических деформаций в наиболее напряженных сечениях конструкций. В связи с этим при подборе сечений конструкций необходимо предусматривать удаление зоны максимальных напряжений, в которых могут возникать пластические шарниры, от сварных стыков взаимного сопряжения конструктивных элементов, т. к. в зонах сварных соединений при сейсмическом воздействии могут развиваться хрупкие разрушения.

Расчет конструкций зданий с учетом сейсмического воздействия производится по первой группе предельных состояний (по несущей способности). Расчет производится на основное сочетание нагрузок и на особое сочетание нагрузок при сейсмическом воздействии.

Расчетные величины действующих сейсмических нагрузок для зданий:

где  - расчетная величина сейсмической нагрузки (соответствующая i-й форме собственных колебаний), статически приложенной в какой-либо точке k, где согласно расчетной схеме здания сосредоточена нагрузка Q_k;

Q_k - нагрузка, вызывающая инерционную силу (собственный вес конструкций здания, вес стационарного оборудования, временная нагрузка на перекрытие, нагрузка от снега и др.), которая в соответствии с расчетной схемой здания принята сосредоточенной в точке k.

К_с - коэффициент сейсмичности;

βi - коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний;

 - коэффициент, зависящий от формы деформаций каркаса при его собственных колебаниях по i-й форме и от места расположения нагрузки Q.