Укрепление и защита кирпичных зданий.

Без рубрики

Жилые здания первой и второй категории ответственности с кирпичными  несущими
стенами должны быть защищены от прогрессирующего (цепного) обрушения в случае
локального разрушения их несущих конструкций при аварийных воздействиях, не
предусмотренных условиями нормальной эксплуатации зданий (взрывы, пожары, ударные
воздействия транспортных средств и т.п.). Это требование 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.
Здесь и далее имеется в виду не только кирпичные стены, но и из других каменных материалов
Конструктивная система здания должна обеспечивать его прочность и устойчивость в
случае локального разрушения несущих конструкций как минимум на время, необходимое
для эвакуации людей. Перемещение конструкций и раскрытие в них трещин в
рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничивается.
1.2. При проектировании защиты зданий с кирпичными несущими стенами от
прогрессирующего обрушения следует выделять два типа неповрежденных конструктивных
элементов. В элементах первого типа воздействия локальных разрушений не вызывают
качественного изменения напряженного состояния, а приводят лишь к увеличению
напряжений и усилий ( неповрежденные участки стен и плиты перекрытий, не расположенные
над локальным разрушением). В элементах второго типа ( к ним относятся конструкции,
потерявшие первоначальные опоры — элементы стен и перекрытий, расположенные над
локальным разрушением) в рассматриваемом состоянии здания качественно меняется
напряженное состояние.
В связи с тем, что элементы первого типа при нормальных эксплуатационных воздействиях
подвергаются нагрузкам в два- три раза ниже разрушающих, основной задачей
проектирования является обеспечение прочности и устойчивости элементов стен и

Рекомендации по защите жилых зданий с несущими кирпичными стенами и
перекрытий, потерявших опору в результате локального разрушения стен. Обеспечение
устойчивости этих конструкций, которая зависит как от прочности самих зависших
элементов, так и от прочности их связей между собой и с неповрежденными стенами, —
основная задача защиты зданий от прогрессирующего обрушения
1.3. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать
наиболее экономичными средствами:
— конструктивными мерами, способствующими развитию в элементах и их соединениях
пластических деформаций при предельных нагрузках;
— рациональным решением системы конструктивных связей, отдельных узлов и элементов
соединений и стыков.
1.4. Реконструкция здания ( в частности, перепланировка квартир с устройством новых
проемов), не должна снижать устойчивости здания против прогрессирующего обрушения.
2. РАСЧЕТ ЗДАНИЙ С КИРПИЧНЫМИ НЕСУЩИМИ СТЕНАМИ НА
УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ.
2.1. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения проверяется расчетом на
особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и временные длительные
нагрузки, а также воздействие гипотетических локальных разрушений несущих конструкций.
2.2. Величины нагрузок должны определяться по [11]. При этом коэффициенты сочетаний
нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать равными единице.
2.3. Воздействие локальных разрушений несущих конструкций учитывается тем, что
рассматривается несколько вариантов расчетной модели здания, каждый из которых
соответствует одному из возможных локальных разрушений конструкций при аварийных
воздействиях.
Рекомендуется принимать следующие размеры локальных повреждений:

локальные разрушения, включающие разрушение наружных стен, ослабленных дверными
проемами выходов на балконы и лоджии;
локальные разрушения, включающие разрушения простенков внутренних стен между
двумя дверными проемами при балочной разрезке большепролетных сборных перекрытий.
2.4. При расчете зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения расчетные
сопротивления кладки, арматуры и прокатной стали, а также нормативные сопротивления
бетона принимаются в соответствии с [7-9]. Расчетные сопротивления бетонных и
железобетонных конструкций, определяемые делением нормативных сопротивлений на
коэффициенты надежности, повышают за счет использования коэффициентов надежности по
материалу, указанных в табл. 1. Кроме того, расчетные сопротивления умножают на
коэффициенты условий работы, учитывающие малую вероятность аварийных воздействий и
интенсивный рост прочности бетона в первый период после возведения здания, а также
возможность использования арматуры и металлических элементов за пределом текучести
материала. Коэффициенты условий работы для кирпичной кладки и бетона принимают по
таблице 2, для арматуры всех классов вводится единый коэффициент  s = 1,1. Коэффициент
условий работы  s для пластичных сталей принимается равным 1,1.

2.5. Для расчета зданий на устойчивость к прогрессирующему обрушению рекомендуется
использовать пространственную расчетную модель.
Такая модель должна включать элементы, которые при нормальных эксплуатационных
условиях являются ненесущими, а при наличии локальных разрушений активно участвуют в
перераспределении нагрузки. Модель здания должна быть рассчитана при всех выбранных в
соответствии с рекомендациями п. 2.3 расчетных схемах локального разрушения
конструкций.
2.6. Упругая расчетная модель здания должна включать расчетное локальное разрушение и
позволять учитывать изменившийся характер работы элементов, потерявших опору.
Полученные при упругом расчете усилия в отдельных элементах должны сравниваться с их
расчетными несущими способностями. Устойчивость здания против прогрессирующего
обрушения при этом будет обеспечена, если для любого элемента соблюдается условие F  S,
где F и S — соответственно усилие в элементе, найденное из упругого расчета, и его расчетная
несущая способность, найденная с учетом указаний п. 2.4.
2.7. В случае обеспечения пластичной работы конструктивной системы в предельном
состоянии расчет рекомендуется проводить кинематическим методом теории предельного
равновесия. В этом случае допускается проверять лишь устойчивость элементов,
расположенных над локальным разрушением, и расчет здания при каждой выбранной схеме
локального разрушения сводится к следующей процедуре:
Материал
Напряженное состояние или
характеристика материала
Условное
обозначение
Коэффициент надежности по
материалу
Бетон
Сжатие  b
1,15
Растяжение  bt 1,25
Факторы, обуславливающие введение коэффициентов
Условное
обозначение
Коэффициент условий
работы
1. Кирпичная кладка Сжатие  c п.п. 3.11-3.14*
растяжение п.п. 3.15-3.17*
2. Конструкции бетонные  b1 0,9
3. Нарастание прочности бетона во времени, кроме бетонов
класса В50 и выше, бетонов на глиноземистом цементе,
алюминатных и алитовых портландцементах.
 b2 1,25
4. Элементы заводского изготовления ( бетонные и
железобетонные).
 b3 1,15
задаются наиболее вероятные механизмы прогрессирующего (вторичного) обрушения
элементов здания, потерявших опору ( задать механизм разрушения значит определить все
разрушаемые связи и найти возможные обобщенные перемещения (w i ) по направлению
усилий в этих связях);
для каждого из выбранных механизмов прогрессирующего обрушения определяются
прочности всех пластично разрушаемых связей (S i ), находятся равнодействующие внешних
сил, приложенных к отдельным звеньям механизма, то есть к отдельным не разрушаемым
элементам или их частям (G i ), и перемещения по направлению их действия (u i );
определяется работа внутренних сил (W) и внешних нагрузок (U) на возможных
перемещениях рассматриваемого механизма
W =  S i w i ; U =  G i u i
и проверяется условие равновесия
W  U.                                                                (1)
Если пластичность какой- либо связи не обеспечена, ее работа учитываться не должна
( связь считается отсутствующей). Если таких связей и элементов, которые могут разрушаться
хрупко, слишком много, и их формальное исключение слишком сильно уменьшает оценку
сопротивления здания прогрессирующему обрушению, следует или обеспечить пластичность
связей, или использовать другую — упругую расчетную модель здания (см. п.п. 2.6 и 2.8).
2.8. Кирпичные здания, надземная часть которых запроектирована на расчетную сейсмику
6 баллов ( независимо от категории грунтов основания), допускается не рассчитывать на
устойчивость против прогрессирующего обрушения. При этом для расчета в соответствии с
[10], принимать необходимые коэффициенты по экстраполяции. По результатам этого расчета
должны быть запроектированы узлы и связи в соответствии с [7-9].
2.9. Проверка прочности стен должна выполняться с учетом армирования кладки и наличия
в кладке железобетонных поясов.
2.10. Связи, соединяющие перекрытия со стенами, должны удерживать перекрытия от
падения ( в случае его разрушения) на нижележащий этаж. Связи должны быть рассчитаны на
нормативный вес половины пролета перекрытия с расположенным на нем полом.
2.11. В перекрытиях необходимо предусматривать участки ( скрытые балки),
запроектированные в соответствии с требованиями п. 5.18 [12] по степени огнестойкости,
предъявляемыми к несущим конструкциям (см. рис. 2). Эти участки, имеющие арматуру,
расположенную с увеличенным защитным слоем, соединяют вертикальные несущие
конструкции и обеспечивают устойчивость здания при ЧС ( прогибы конструкций и раскрытие
в них трещин не ограничиваются). Количество и места расположения арматуры определяются
расчетом. Указанная арматура может учитываться при расчетах на эксплуатационные и
монтажные нагрузки.

Рис. 2. Варианты укладки дополнительной арматуры с увеличенным защитным слоем
а) — в монолитных участках,
б) — в плитах перекрытия,
в) — в замоноличенных пустотах плит перекрытия,
1 — бетон, 2 — арматура.
Все остальные участки перекрытия могут проектироваться в соответствии с требованиями
п. 5.18 [12] к перекрытиям междуэтажным, в том числе чердачным и над подвалом.
В случае применения сборных плит перекрытия, в которых нет такой арматуры,
необходимо устраивать специальные монолитные участки или проводить альтернативные
мероприятия.