землетрясения не должно достигать предельного, указанного в табл.19.6 [16]. Этот расчет является дополнительным и рекомендуется для особо ответственных зданий, зданий с размерами мембранных покрытий в плане более 60 м.
4. Расчет по п.За следует проводить для:
• пролетной конструкпии (совместно с опорным контуром) и узлов их сопряжения, а также участков контура между опорами на вертикальные сейсмические нагрузки;
• вертикальных несущих конструкпии (колонны, стены и т.п.) на совместное действие усилий от горизонтальных и вертикальных сейсмических нагрузок;
• наклонных несущих конструкпии (пилоны, рамы и т.п.) на совместное действие усилий от горизонтальных и вертикальных сейсмических нагрузок;
5. Расчет по п.36 следует проводить для:
• пролетной конструкпии совместно с опорным контуром на вертикальные сейсмические воздействия;
• здания в пелом - на совместное действие горизонтальной (или двух горизонтальных) и вертикальной составляющих сейсмического воздействия. При этом динамические расчетные модели должны достаточно полно учитывать пространственный характер колебаний здания, нелинейную работу покрытия, распределение масс и жесткостей конструкпии. Допускается определять сейсмические нагрузки на висячие покрытия с учетом их протяженности (воздействия бегущей волны [24]).
6. При расчете мембранных покрытий по п.3а,б на вертикальные сейсмические воздействия динамические расчетные модели покрытия следует принимать в виде континуальных систем с распределенной вертикальной нагрузкой или в виде системы дискретных масс, связанных с безмоментной оболочкой. Считается, что в общем случае опорный контур работает на сжатие, изгиб в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и на кручение. Указанные деформапий учитываются при определении матрицы жесткости элементов деформируемого контура.
При расчете висячего покрытия внешним возмущением для него являются перемещения опорного контура по горизонтальным осям X и 7 и по вертикальной оси Z [24, 25]. Учитывая, что висячие покрытия, как правило, пологие, допускается в практических расчета в первом приближении пренебрегать инерпионными силами, действующими в плоскости покрытия (поскольку перемещения точек срединной поверхности по осям Хи 7 очень малы), а также силами из плоскости покрытия, вызванными горизонтальным перемещениями опорного контура.
7. Периоды (частоты) и формы собственных колебаний для расчетных моделей определяются по спепиально разработанным алгоритмам с помощью ЭВМ как для систем с конечным числом степеней свободы. В связи с близостью значений собственных частот мембранных конструкций определяется не менее 5-7 низших частот и форм собственных колебаний.
При вычислении вертикальных сейсмических нагрузок по п.3,а допускается периоды и формы собственных колебаний принимать с помощью справочников по динамике сооружений и других пособий [24, 25], как для мембран с разными очертаниями в плане и с различающимися граничными условиями [16].
Расчет висячих покрытий на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических должен выполняться аналогично расчетам на вертикальные статические нагрузки.
8. При расчете по п.3,а расчетная вертикальная нагрузка приложенная к точке к и соответствующая i-му тону собственных колебаний мембранного покрытия, находится по формуле
Skjc = hkSi , (12.35)
где kl - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения конструкций зданий, 2 ~ коэффициент, учитывающий особенности конструктивного решения здания, kl, kj принимаются в соответствии с указаниями СНиП П-7-81* и [16]. от ~ значение сейсмической нагрузки для 1-го тона собственных вертикальных колебаний мембранного покрытия, определяемой в предположении линейно-упругого деформирования конструкций по формуле
Soizk = k,Jk)A?>Ai,Tizk; (12.36)
здесь (а;, jj) - распределенная нагрузка от массы покрытия, временных длительных и кратковременных нагрузок, определяемая в соответствии с [16]; А - амплитуда ускорений основания; (3,- - коэффициент динамичности, соответствующий 1-ой форме собственных колебаний мембранного покрытия; и (3,-, принимается по СНиП П-7-81* или [16]; к - коэффициент, учитывающий диссипативные свойства конструкции и зависящий от вида материала, конструктивного решения, типа узловых соединений и стыков. При определении расчетных вертикальных сейсмических нагрузок на мембранное покрытие в связи с его пониженной способностью к затуханию колебаний (логарифмический декремент 5 = 0,03-0,06) коэффициент kl, рекомендуется принимать в соответствии с указаниями [16] - 1,5 при наличии бетонной стяжки на покрытии и 3 в остальных случаях (значение допускается уточнять на основании результатов экспериментальных исследований по согласованию с директивными органами государств СНГ по строительству;
q(ajyj)Zi(ajyj)dady
= Zi(a,j,)f---, (12.37)
pQijlj)Zi (ajjj)dadj
где Г[11с - коэффициент, зависящий от формы деформаций системы при ее свободных колебаниях по /-Й форме; Zi(a.fij} - максимальное перемещение в точке j (ордината формы собственных колебаний). Интегралы в выражении (12.37) берутся по площади.
При необходимости учета сейсмических сил в точке Ктю осям Хи 7 покрытия, возникающих при перемещениях опорного контура вдоль оси Z, их значения определяются выражениями:
Soixk = Qi(k,lk)AiKixk ; (12.38)
Soiyk=Q{a-k,lk)AUy\iyk- (12.39)
Полная сейсмическая нагрузка в точке К находится по формуле
где Uii{t), Fo(t), Wii{t) - перемещения опорного контура по осям соответственно, X, YvlZ.
Формулы (12.38)-(12.42) следует использовать при расчетах мембранных покрытий с наклонным или криволинейным в вертикальной плоскости опорным
контуром на совместное действие усилий от горизонтальных и вертикальных сейсмических нагрузок.
9. В связи с небольшим собственным весом для мембранных покрытий характерна повышенная чувствительность периодов и форм собственных колебаний к изменениям постоянных и кратковременных нагрузок и схем их приложения. Поэтому в расчетах следует по возможности более точно учитывать все схемы и ва-риапии нагрузок.
Поскольку мембранные покрытия характеризуются нелинейной работой уже при небольших уровнях внешних воздействий, то следует определять периоды собственных колебаний для случаев линейных и нелинейных колебаний, а после вычисления р,-, принимать более высокое значение коэффипиента динамичности.
10. При расчете зданий с мембранными покрытиями по п.3,а на горизонтальные сейсмические воздействия расчетные модели зданий в направлении главных осей симметрии принимаются в виде одномассового оспиллятора (рис. 12.56). При этом жесткость покрытия в горизонтальной плоскости принимается бесконечной, а колонны, стены, пилоны и другие вертикальные несущие конструкпии - жестко заделанными в фундаментах и шарнирно присоединенными к опорному контуру. Высота расчетной модели принимается равной высоте колонн, а в случае небольших перепадов в высотах колонн (не более 20 % высоты средней колонны) - расстоянию от уровня защемления колонн до пентра масс от нагрузок на покрытие с учетом собственного веса (рис. 12.566). Указания по сбору нагрузок, определению жесткостей и периодов собственных горизонтальных колебаний зданий приведены в [23].
777777
~ 1
>
---с
Рис.12.56. Расчетная схема здания с мембранным покрьтгием при расчете на горизонтальные сейсмические воздействия а - с колоннами одинаковой высоты; 6 - с колоннами разной высоты
11. При расчете зданий длиной более 30 м в соответствии с СПиП II-7-81* кроме горизонтальной сейсмической нагрузки необходимо учитывать крутящий момент относительно вертикальной оси здания, проходящей через пентр жесткостей.
12. В зданиях больших пролетов (более 50-60 м) усилия в элементах конструкпии допускается определять с учетом скорости распределения сейсмических волн в грунте, параметры которых выбираются на основании анализа сейсмологических условий площади строительства [24, 25].
13. При расчете зданий с висячими покрытиями сложной геометрической формы расчетные модели должны приниматься с учетом особенностей конструктивных решений, распределений масс и жесткостей в плане и по высоте здания. При наличии экспериментальных данных о жесткостных характеристиках висячих покрытий и опорного контура в горизонтальной плоскости расчет рекомендуется выполнять с помощью ЭВМ с учетом пространственной работы зданий и фактических экспентриситетов между пентрами масс и жесткостей.
14. Горизонтальная сейсмическая (условная статическая) нагрузка для здания в пелом после определения периода собственных колебаний одномассового осциллятора по п. 10 настоящего раздела вычисляется по формулам (12.35) и (12.36). При
