Дыховичный - Жилые и общественные здания. Краткий справочник инженера-конструктора

Приведены данные для расчета и конструирования  железобетонных, в том числе панельных и каркасно-панельных,  каменных, металлических, деревянных конструкций гражданских зданий, оснований и фундаментов, представлены нагрузки и воздействия для расчета конструкций, статические расчеты наиболее массовых конструкций, в том числе с применением ЭВМ, рекомендации по расчетам теплотехнических и  звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций. Изд. 2-е вышло в 1975 г. под назв.: Справочник инженера-конструктора жилых и общественных зданий.

Для инженерно-технических работников проектных и  строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

На основе многолетнего опыта работы в проектных  организациях авторы настоящего Справочника систематизировали  обширный материал, регламентирующий вопросы проектирования,  отобрали наиболее необходимые сведения и излагают их в предельно  сжатом виде, однако достаточно полно отражая основные вопросы расчета и конструирования жилых и общественных зданий.

Справочник охватывает широкий круг вопросов, с которыми приходится сталкиваться проектировщику при разработке жилых и общественных зданий — выбор конструктивных схем, статические расчеты, проектирование конструкций из различных материалов — железобетонных, металлических, каменных, деревянных, расчеты  оснований и фундаментов, освещаются основные вопросы  строительной теплофизики и звукоизоляции. В Справочнике приведены  указания по расчету и конструированию современных типов панельных и каркасно-панельных зданий, рассмотрены основы применения  электронной вычислительной техники для расчетов строительных  конструкций.

В разделе «Строительная механика» приведены приближенные методы расчета рам, ферм, пространственных конструкций, предназначенные для использования, на стадии эскизного проектирования, поисковых разработок.

В Справочнике не рассматриваются вопросы проектирования и

строительства в особых условиях (районах вечной мерзлоты,  сейсмических районах, на горных выработках и т. д.).

При подготовке Справочника использованы последние  достижения в области учета пространственной работы зданий, расчета с учетом пластических деформаций материалов, расчета  современных пространственных конструкций, многослойных конструкций, теплотехнических расчетов панельных стен, а также новые  нормативные документы.

Систематизация материала, отбор самого необходимого и  сжатая форма изложения должны свести к минимуму использование многочисленных руководств, норм, инструкций и справочных пособий и способствовать повышению производительности труда  проектировщика, дальнейшему улучшению качества и сокращению сроков проектирования.

Разделы 1 и 6 написаны Ю. А. Дыховичным и В. А. Максименко, разделы 2 и 9 — В. А. Макснменко, разделы 3, 4, 5, 8 — Ю. А. Дыховичным, глава 3.4 — Н. В. Канчели, глава 6.3 — М- С. Вайнштейном, раздел 7 — А. Н. Кондратьевым, раздел 10 — А. Н. Сканави, раздел 11 — В. Г. Крейтаном.

Редактор Справочника, проф. Ю. А. Дыховичный

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

ГЛАВА 1.1. НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При проектировании конструкций и оснований зданий и  сооружений следует соблюдать требования Строительных норм и правил, обеспечивающие необходимую надежность, капитальность,  долговечность и заданные условия эксплуатации зданий в целом, а  также отдельных элементов и соединений конструкций. При этом  необходимо предусматривать наиболее эффективное использование капитальных вложений путем применения соответствующих  строительных материалов, рациональных конструктивных решений и  максимального использования свойств материалов и несущей  способности оснований, а также экономное расходование основных  строительных материалов при максимальном сокращении трудовых затрат и сроков строительства.

Нормы проектирования строительных конструкций обязывают предусматривать при проектировании зданий и сооружений  максимально возможное применение унифицированных типовых  конструкций, более совершенную технологию изготовления конструкций и методов их возведения, широкую индустриализацию строительства с использованием современных средств комплексной механизации.

Особое внимание конструктора должно быть обращено на прочность и долговечность сооружения и отдельных его частей, пространственную жесткость и устойчивость конструкций на всех стадиях их возведения и при эксплуатации. Если в принятом  конструктивном решении на прочность и устойчивость конструкций  влияет способ возведения, то в проектах зданий должны содержаться указания о порядке их возведения. Эти указания необходимо  учитывать в последующем при разработке проекта производства работ.

В проектах зданий и сооружений должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие требуемую долговечность  конструкций и оснований (соответствующий выбор материалов,  конструктивные и специальные защитные меры в целях повышения  огнестойкости, морозостойкости, коррозионной стойкости, защиты от  конденсационного увлажнения и гниения, для отвода воды, проветривания и т. п.) и снижающие возможное отрицательное влияние  дополнительных местных и внутренних напряжений (например,  сварочные, усадочные, температурные напряжения, концентрация напряжений в местах резкого изменения размеров сечений элементов конструкций, в том числе вблизи отверстий, а также в местах резкого изменения характеристик грунтов основания и т. д.).

Строительные конструкции и основания следует рассчитывать на силовые воздействия по методу предельных состояний, при  которых конструкция, основание, здание или сооружение перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям при  силовых или других возможных воздействиях. Предельные состояния разделяются на две группы: по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации и по непригодности к нормальной  эксплуатации.

К предельным состояниям первой группы относятся: общая  потеря устойчивости формы; потеря устойчивости положения; хрупкое, вязкое, усталостное или иного характера разрушение; разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды; качественное изменение конфигурации;  резонансные колебания; состояния, при которых возникает  необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвигов в соединениях, ползучести или чрезмерного раскрытия трещин.

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций и  оснований или снижающие долговечность из-за появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний,  трещин и т. п.

Цель метода расчета по предельным состояниям — не допустить наступления предельных состояний при эксплуатации в течение  всего срока службы конструкции, здания или сооружения, а также при их возведении.

Нормы расчета регламентируют усилия, напряжения,  деформации, перемещения, величины раскрытия трещин и др., которые не должны превышать предельных значений, устанавливаемых  нормами проектирования.

Расчет конструкций и оснований должен учитывать возможные неблагоприятные характеристики материалов и возможные  невыгодные нагрузки и сочетания нагрузок и воздействий, а также условия эксплуатации и особенности работы конструкций и оснований. При этом должны быть соблюдены требования нормативных документов и государственных стандартов (или технических условий),  предъявляемые к качеству материалов, изделий и производству работ, а также к эксплуатации зданий и сооружений.

Расчетные схемы и основные предпосылки расчета конструкций и оснований должны учитывать факторы, определяющие  напряженное и деформированное состояние, а также особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием. В  необходимых случаях учитываются пространственная работа,  геометрическая и физическая нелинейность, пластические свойства материалов и грунтов. Расчетные схемы должны отражать, действительные условия работы сооружений и ориентировать на использование  электронно-вычислительных машин.

Основными параметрами сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления Rn,  устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций с  учетом условий контроля и статистической изменчивости сопротивлений.

Нормативное сопротивление материала может определяться  соответствующими государственными стандартами на материалы. Возможные отклонения сопротивлений (и других  характеристик) материалов и грунтов в неблагоприятную сторону от  нормативных значений учитываются коэффициентами надежности по  материалу и грунту vm, вводимыми в виде делителя к нормативным значениям. Численные значения коэффициентов vm устанавливаются нормами проектирования конструкций н оснований в зависимости от свойств материалов и грунтов, их статистической изменчивости.

Расчетным сопротивлением материала R (или расчетной  характеристикой грунта) называется сопротивление, принимаемое при расчетах конструкций или оснований и получаемое делением  нормативного сопротивления Rn (характеристики) на коэффициент  надежности по материалу (грунту) v.

Особенности действительной работы (и предельных состояний) материалов, элементов соединений конструкций, оснований, а также конструкций зданий и сооружений, имеющие систематический  характер, но не отражаемые в расчетах прямым путем, учитываются в  необходимых случаях коэффициентом условий работы vc: влияние температуры, влажности, агрессивности среды и т. д.;  приближенность расчетных схем и принятых в расчете предпосылок;  перераспределение силовых факторов и деформаций. Численные значения коэффициентов vc устанавливаются нормативными документами на основе теоретических и экспериментальных данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях  строительства и эксплуатации.

Степень ответственности зданий и сооружений учитывается  коэффициентом надежности по назначению vn.

На коэффициент надежности по назначению vn делят  предельные значения несущей способности, расчетные значения  сопротивлений, предельные значения деформаций и раскрытия трещин или умножают расчетные значения нагрузок, усилий или иных  воздействий.

Значения коэффициента надежности по назначению vn устанавливают в зависимости от класса ответственности зданий и  сооружений по табл. 1.1. Нормативные значения нагрузок, а также их классификация устанавливаются СНиП 2.01.07—85 «Нагрузки и воздействия» и приведены в разд. 2. Возможное отклонение нагрузок в  неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных  значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентом надежности по нагрузке vf, устанавливаемым с учетом назначения здании и  условий их эксплуатации.

Нагрузки, принимаемые в расчетах конструкций или оснований и получаемые умножением их нормативных значений на  соответствующий коэффициент vfl называются расчетными. Конструкции и основания рассчитывают с учетом возможных (для сечений элементов, конструкций и их соединений или для всего здания) неблагоприятных сочетаний нагрузок по СНиП 2.01.07—85 (см. разд. 2 Справочника).