Строительные решения / Общая устойчивость здания  

Добрый день. Покритикуйте решение.
Имеется склад. Первый этаж выполнен из пустотелого кирпича М175 на растворе М100. По верху 2-ух этажная рама с опиранием через монолитный пояс на стены. Колонны из двутавра 30К2, фермы из ГСП. Перекрытие второго этажа из сборных плит.
1. Изначально планировались шарнирные узлы стыка ферма с колонной (видно на разрезе). Но возникает вопрос относительно устойчивости рамы в плоскости фермы. Одни коллеги считают, что это однозначно механизм, другие коллеги считают, что механизма не будет, т.к. совместно в работу включится диск перекрытия второго этажа со стенами находящимися в торцах здания (поэтому в расчетной схеме в уровне 2-го этажа стоит ограничение по Х). Ваше мнение по этому поводу?
2. Будет ли узел опирания колонны на МП шарнирным? или всё таки он в большей степени жесткий, чем шарнирный? Этот вопрос интересует, т.к. если посчитать для моего узла опирания момент, который может воспринимать болты в плоскости рамы, то получим около 3т*м.

Ещё пару картинок для понимания всей картины здания

Механизм.

В расчетной схеме фермы не верно заданы. Вся система механизм - везде шарниры у вас.

да, шарнир.

в принципе жесткий диск перекрытия совместно с поперечными стенами раскрепит раму в плоскости, но на мой взгляд данное решение нецелесообразно. при монтаже  потребуются дополнительные временные раскрепления а в случае местного разрушения одного пролета всё полетит как карточный домик, да и конструктивно лишние сложности  с узлами, ненадежно.
Я бы   рассмотрел вариант с балками (вместо ферм) жестко закрепленными к колоннам. По металлу это будет немного тяжелее, но уменьшая  объем здания можно сэкономить больше.

Почему фермы не заданы? нет не механизм, т.к. в уровне опирания фермы на колонну есть ограничение по Х (зеленый квадратик). Есть убрать это ограничение - то механизм. Ограничение по Х наложено "т.к. совместно в работу включится диск перекрытия второго этажа со стенами находящимися в торцах здания "

можете пояснить почему шарнир? вернее возможен ли случай, что узел заработает как жесткий и из-за этого придёт момент в узел. Т.к. если передать момент на стены, то стенам хана.

балка на 14м.... По предварительному расчеты это двутавр 80Ш1 - масса его будет 2,4т. Ферма на 14м, сейчас выходит по массе 1,3т
Но тут даже ключевым является не масса металла, а что в межферменном пространстве можно пропустить коммуникации.
Если речь о необходимости жесткого узла - то тогда можно довести нижний пояс фермы до колонны и соединить аналогично верхнему - будет жесткий узел.
Но этого не хотелось бы делать. Т.к. в случае если база вовсе не шарнирной окажется, то вместо 1,5т*м придёт на стены момент 7,5т*м. Крепить базу колонны на 2 болта - не хочется

шарнир потому что   как передать момент с  МП на фундамент я не представляю.
вопрос непонятен.  кончено, всё в этом мире относительно и какой-то копеечный момент придёт на МП, для спокойного сна можно поставить не четыре анкера, а два по оси колонны.
тогда с учетом больших нагрузок  я бы перевренул ферму, жесткие соединения с восходящими опорными раскосами надежнее.

Это тот случай когда нужно учитывать пространственную работу каркаса. В данном случае нельзя выдергивать плоскую раму из схемы здания, т.к. результаты не будут соответствовать действительной работе. В расчетной схеме надо учитывать стены в торцах, стены лестничной клетки, железобетонные перекрытия, т.к. именно эти конструкции будут обеспечивать жесткость здания и устойчивость металлического каркаса.

Чисто по строительной механике эта схема обладает общей устойчивостью и геометрической неизменяемостью за счет диска перекрытия. Реально такая солянка из металла, сборняка и кирпича весьма сложно прогнозируемая вещь. Упасть не упадет конечно - никакой это не механизм. Но реальное распределение усилий в таких схемах трудно поддается оценке. Еще дерева для полноты использования материалов не хватает.
По второму вопросу ответ возможен только от Кэпа- узел будет жесткий если монолитный пояс сможет куда-то передать момент и будет шарнирный если монолитный пояс не сможет этот момент передать на другие элементы. Т.е. повернется не база относительно пояса, а пояс относительно нижележащих конструкций.
Если это уже построено, то ладно. Но проектировать такую вещь нужно весьма осторожно.

я думаю, что все будет зависить от наличия поперечных стен в подвале ( зона по высоте кирпичных продольных стен). наличие  поперечных стен, продольных кирпичных стен , монолитный пояс по ним обеспечит жесткую основу для базы колонн. расчетная схема колонны защемление в базе, два податливых шарнира по высоте колонны в местах стыка с поясами ферм. В этом случае нужна дополнительная анкеровка монолитного пояса в стене и армирование пояса, возможно увеличения сечения.
если поперечных стен нет а только продольные кирпичные возможен отрыв  монолитного пояса от кладки. тогда в базе шарнир. высота сечения пояса 250 мм очень мало. пояс будет крутить  и оторвется в части контакта от стены.
а зачем так много вертикальных связей между колоннами??

 с евгением соглаесн. но не выстоет здания при землетрясении или простого  случайного удара погрузчика об колонну.

есть 1 поперечная стена.
Не хочется чтобы это был жесткий узел, т.к.  стена - тут самое слабое место - не сможет воспринять большой момент. Ставлю 4 болта, в плоскости рамы сношу их по-максимуму друг к другу - буду считать, что 100% шарнир.
Пояс 300мм будет по высоте
Вертикальные связи - чтобы спокойней было.
погрузчиков не будет на втором этаже, только ручные тележки

А каким образом будет решаться опирание плит перекрытия на фермы?

у вас на 1 этаже колонны и монолитное перекрытие? на 1 схеме колонн нет. как плиты 1 эт. опираються на стены, как соеденены с монолитным поясом? вы должны определиться с расчетной схемой кирпичной стены. от этого во многом зависит устойчивость. на 2 болтах стык бы полностью шарнирный. сейчас у вас частичное защемления колонны в зоне базы. у вас поперечник подвала гибкая конструктивная схема. плюс надстройка гибкая конструктивная схема . при такой схеме есть подозрение на возможность разрушения от   колебаний (предположение).

по верху ферм лист t=6мм (может 8мм) шириной 260мм, Получается верхний пояс трубы 140 шириной, по 70мм свес листа. По 90мм опирание плит перекрытие.
Скорей всего уйду в двутавровую балку, тогда с опиранием всё просто (полка 300мм).
да на 1 этаже колонны монолитные (они уже залиты). Перекрытие сборное, по монолитным балкам (прилагаю картинку)
почему гибкая?

Задачу немного усложнили на этой неделе - сказали делать односкатную ферму на покрытии - будет ферма из ГСП с парралельными поясами под наклоном.

тоже мне усложнили - краказябра, как краказябра .......
прям - не проектирую, а проектироВАНГУЮ .......

это последствия плохого отношения генпроектировщика и заказчика. Проектировщика - т.к. он знал, что будет корректировка проекта, но как у нас проектируют шарашкины конторы - аванс взять, липовые акты закрыть, а потом уже думать что и как, а на вопросы заказчика "можно ли строить?", ответ как всегда одинаков "начисляйте деньги на счёт и стройте, главное подпишите акты".  А при словах "давайте с вами подпишем договор на корректировку на 30000у.е. и начислем аванс" голова у генпроектировщика вообще перестаёт думать - стройте, главное аванс начислите, всё будет хорошо.
Заказчика - нужно заранее думать, что раз корректировка проекта будет, то строить по стадии А первоначального проекта, не прошедшего ещё экспертизу - глупость. При этом главные инженера по стройке, оказываются бывалыми проектанами, ты им говоришь "неустойчиво, так не делают", а тебе в ответ - "да я таких 100 штук уже построил", "а спорим решение есть, вы просто думать не хотите" и прямиком к директору с такими словами. (а сам директор понимает наверное, что так нельзя, но команду строить он отдавал, а учредителям ведь не скажешь - мы поторопились и теперь обосрались, т.к. полетит голова с плеч).
В результате возвели фундаменты, начали возводить стены, а тут выясняется, что фундаменты колонн ещё один этаж не понесут, наружные фундаменты не пройдут если выполнить всё в кирпиче и в один пролёт. И тут начинается "а мы кирпич и не хотели, хотим металл - это быстро, кладку мы год ложить будем, а металл за неделю соберём, деньги нам не важны - давайте быстрей проект, будем заказывать металл, держите аванс".
И тут генпроектировщик тихо замалчивает о своих косяках, т.к. понимает что позиция "подпишите акты, переведите деньги" ни к чему хорошему не привела. Да и он понимает что за стадию "С" первоначального проекта он получил деньги полностью, но при этом сделал только стадию "А". А самое главное, что после этого проекта будет новый договор с этим заказчиком ещё на пару месяцев безделия, поэтому сделать что-либо нужно любой ценой, мнение проектировщика не волнует "в Дубае километры в высоту строят и всё стоит, а тут сарай запроектировать не могут".
А рядовым сотрудникам потом расхлёбывай, кабы не упало.

гибкая так как нет поперечных стен с определенным расстоянием между ними. к возможному моменту в базе   колонн дополнительно  буде распор. поэтому целесообразным есть закрепления от смещения верха кирпичной стены. с ваших рисунков не ясно будет ли закреплена от горизонтального перемещения  стена. два шарнира (опора  в оголовке и один по длине колонны) препятствуют  свободному повороту оси колонны, плюс закрепления болтами к фундаменту базы  отсюда распор . распор  нужно добавить к возможному моменту. покажите узел крепления плиты с кирпичной стеной. тогда ответ

вот такой узел будет. Плита опирается на монолитный пояс и в торце плиты идёт монолитная заделка с арматурным каркасом. В эту заделку анкерятся плиты  перекрытия через петлю (плиты они давно закупили по серии 3,08). Вдобавок в каждый шов будет проложен арматурный стержень, который будет заходить в эту заделку.
"За упругие опоры следует принимать покрытия и междуэтажные перекрытия при расстояниях между поперечными жесткими конструкциями, превышающих указанные в табл. 27 при отсутствии ветровых связей, указанных в подпункте «в»." - табл.27 пункт Б, при 1 группе кладки - 42м.
 У меня 40 м. между торцевыми стенами, про этом есть ещё одна поперечная стена на расстояние 10м от начала + лестничная клетка.

добрый день. моя позиция. я на ней не настаиваю.  1. у вас расчетная схема стены  внизу шарнир и вверху шарнир. конструкция узла верха стены - распор воспринимается плитами (надо проармировать также в швах между плитами стыки плит) 2. если монолитный пояс на который крепится колонна связан с монолитом заделанным в плите,  момент распредяляется между стеной и плитой (арматурный стержень который вы вставили в пустоту (или в шов) это обеспечит ( я думаю что вы ставили их 2 шт. на плиту, только надо залить бетон в отверствия плиты хотя-бы на  1 м. длины, или шов заливать не мусором как обычно а бетоном на 1 длину.). кроме плиты обычно имеют армирование в в верхней зоне-сетка+ каркас опорной зоны. если безопалубочная  плита то армирование верхней зоны есть.
3.надо рассчитать стену хотя бы на 80% момента ( 20 возьмем на плиту). 4. если прочность стены достаточна то здание выдержит, проверьте на устойчивость. 5. если прочность стены недостаточна. заменяем стык базы на 2  болта (полный шарнир)  вместо 4 болтов. это легко сделать даже при построенном здании. также нужно узел стыка колонны с промежутной фермой (ферма над 2 эт.) сделать жестким.
С рисунка я делаю вывод, что с целью экономии  стена с кирпича 380 мм только в области колонны. в других местах 25 см. вроде слышал, что стена  в  1 кирпич (несущая) запрещена . расчетное сечение  у вас тавровое или просто столб (когда не учитываем стену толщиной меньше 38 см.) . устойчивость, прочность столба низкая. есть вариант взятия в обойму  с уголков пилястры стены, где будет база колонны.
столб я бы считал  как елемент   рамы (две киричные стены , промежуточная опора, ригель плита). я не проектировщик но в таких рамах верхняя опора вроде шарнирно податливая ( поэтому я дал квалификацию гибкая схема).

несущую стену в 1 кирпич не рекомендуют по российским нормам.

чувствую, что я поставлю ещё 1 смайл, и вы следующим постом напишете что передумали

продольные, торцевые стены по всей длине 380мм

моя позиция. если база шарнин у нас геометрически изменяемая конструкция рама с 2 фермами. если при жестком соединении стена не выдерживает делайте обойму стены с металла.

Вам не надоело еще?
внизу жесткая заделка
в этой схеме нет распора
считать не надо, всегда на 1м?
4 проволоки или каната? Это копейки и они там не для этого.
Где подтверждение для столь смелого утверждения? Тоже считать не надо, достаточно поверить Вам? Плиту, запроектированную на шарнирную работу, на эти 20% момента считать не надо?
Обойму стены? Что это? Вы представляете для чего вообще делают обоймы в каменных и армокаменных конструкциях?
Гибкая конструктивная схема в металле? Что есть жесткая и гибкая конструктивные схемы в металле, поделитесь (ссылками, а не вашей позицией в которой вы сами не уверены).
Каких колебаний? от резонанса? Резонанс - резкое увеличение амплитуды колебаний при совпадении собственной и вынужденной частот колебаний. Где тут вынужденные колебания?

небольшой оффтоп.
Это, кстати, действенный метод. Я его часто применяют по отношению к себе прежде всего. Потому что ответ всегда есть. На любой вопрос. Только возможно я его пока не знаю. Найти его - задача. А чаще всего и ответы известны, надо только выбрать из них верный.
Поэтому такого подхода бояться не надо. Если у прораба есть ответ, но он по вашему мнению неверный - пусть топает к директору, Вам-то что? Вы ведь уверены, что правы? Только надо действительно быть уверенным, со ссылками на нормы или авторитетные источники хотя-бы.

ответ евгению. стойка по длине закреплена в двох точках шарнирно. поворот оси колонны исключен. анкеровать стержень в шве плиты  проблематично. но можно. я условно взял 1 м. хотите рассчитывайте. а что верхняя арматура даже если она конструктивная не может воспринять момент. я думаю что 2-4 стержня с каната верхней зоны воспримут значительный  М .  гибкая конструктивная схема поперечника с каменными стенами. а что движения  техники, погрузчиков на 2 эт. не могут вызвать колебаний. а ветровая нагрузка. обойму я предполагал для стены в зоне колонн. толщина стены 250-380 мм. на чертеже. я предположил, что в зоне колонны пилястра (380 мм). за этой зоной толщина стены 250мм.

Понятие "геометрическая неизменяемость" может относиться исключительно к расчетной схеме. А расчетная схема есть абстракция. То, что я думаю по этому поводу, я
указал здесь это больше для студентов, но если кто выскажет свои мысли, то это приветствуется.
У автора (и собравшихся здесь специалистов, в том числе у меня) непонимание как привести конструктивную схему к расчетной. Поэтому никакими формулами тут пока ничего не описать - будет схема, все будет понятно.
Ко всем собравшимся - а какими формулами (естественно я  знаю, что они есть) можно описать геометрическую неизменяемость?
1. В нижней зоне их в 10 раз больше обычно.
2. длина зоны передачи напряжений у каната может доходить до 2м.
горизонтальная нагрузка от (торможения) погрузчиков есть однократно приложенная сила, от которой появляются затухающие колебания конструкций. На то они и затухающие, что разрушение (если) произойдет, то на первом (самом сильном) всплеске, без всяких колебаний. Ситуацию, что водитель тормозит в резонанс с собственной частотой конструкции считаем надуманной.
Ветровая нагрузка (пульсационная составляющая) может вызывать колебания, однако при такой высоте каркасного здания (см. СНиП 2.01.07-85*, хотя и недействующий) не может.
Вопрос был не об этом, а о
Покажите, что есть гибкая и жесткая схема в металле (в надстройке).
Обоймы стены не бывает по определению. Ибо "обойма" от слова "обнять", а стена - элемент в котором один из размеров (толщина) много меньше двух других. Поэтому эффект обоймы можно создать для элементов, у которых один из размеров поперечного сечения не более чем в 1,5 раза отличается от другого - в противном случае эффект теряется. Иногда обоймой называют обетонирование стены с двух сторон. Это не совсем верное определение, но уж точно не металлом.

оффтоп, просто интересно
в украинском языке имена всегда пишутся с маленькой буквы? (это не политота, мне действительно интересно).

2Админ
Очень не хватает спойлера...

Что такое спойлер?

фрагмент текста с "плюсиком" для разворачивания. Чтобы прятать текст, который, возможно не всем интересен и не приводить длинные портянки текста.

Понял. Подумаю над этим - мысль хорошая.

а почему зону стены где расположена стойка не можно усилить жесткой арматурой, а почему пилястру в кирпичной стене с высотой сечения 38 см  и стеной  толщиной 25, 0  не можна усилить? пилястры всегда усиливали.у меня был случай стена 25 см ( 1 кирпич) , причины  принятой толщины стены  неизвестно. длина стены 5 м. остальные стены 38 см. мы стену 25 см брали в железобетонную обойму по 5 см с каждой стороны. простенки тоже берут в обойму . столбы тоже берут в обойму.  термин  обойма условный.
в шве  анкеруем стержень обычно 12-14 мм. анкеровка и нахлестка различные термины.

Вопрос темы не в том. Можно усилить. Для этого требуется обследование состояния конструкций и проверка их несущей способности (с учетом фактического состояния) на восприятие новых нагрузок в новой расчетной схеме.
Вопрос темы: допустима ли новая расчетная схема?
Прямой ответ (мой) - нет.
Путем усиления существующих конструкций можно добиться повышения их несущей способности, чтобы они рухнули последними.

Обоймой можно усилить колонну или пилястру. Стену обоймой (стальной) никто не усиливает.Это не обойма при такой толщине, а набетонка. Принцип работы другой. Хотя что вы усиливали и как это считали не известно. Толщину 5см можно достичь только торкретированием. Но такая толщина не создает эффекта обоймы. Если считать, что бетон эффективно работает на расстоянии двух толщин, Вы должны были сделать поперечное армирование с шагом максимум 200х200мм, да еще заанкерить надежно в 5см. Это можно сделать только шайбами или другим прокатом. Вы так сделали?
Про нахлест я в курсе. Я говорил про длину зоны передачи напряжений для канатов, которые должны включиться в работу к сечению, в котором они используются. Это ближе к понятию анкеровки. Хотя и нахлест недалеко от этого. Длина нахлеста несколько больше, Так как не вся поверхность стержня охватывается бетоном, т.е. в месте нахлеста работает пучок.
2Ukr - Вопрос про формулы для определения геометрической неизменяемости все еще в силе.

Вы прежде, чем проектировать узел опирания  колонны на монолитный пояс читали "Пособие по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования (к СНиП 2.09.03)"?
Что-то мне подсказывает, что узел опирания  колонны на монолитный пояс не будет ни шарнирным, ни жестким. Он элементарно разрушится.

подскажите пожалуйста на какой пункт обратить внимание.

Раздел 3.

Ex-Inferno, нам на самом деле очень бы хотелось услышать, что именно смущает. на что обратить внимание. даже если это из разряда предположений.
здание в процессе постройки уже, хотелось бы всё проверить.

1. На грамотную анкеровку плит между собой и к стальным элементам.
2. На порядок монтажа, чтобы каркас не сложился в процессе сборки. В частности - плиты перекрытия у вас опираются на консоль монолитного пояса. Если положение обеспечивается прижимающей силой от колонны проверьте состояние, когда колонна не установлена.

этому вопросу уделено много внимания, ибо целостность и жёсткость диска перекрытия здесь имеет первостепенное значение, так как играет одну из главных ролей в обеспечении общей устойчивости здания.

согласен, но на выступ будут опирать только плиты напротив колонны, все остальные плиты будут опираться на монолитный пояс сверху. наверное они и обеспечат необходимый пригруз на момент выполнения участка перекрытия, которое опирается на выступ пояса.

Главное это порядок монтажа. Тут много нюансов, в том числе шарнирный узел в основании колонны - ее нужно тоже как-то раскреплять на монтаже.
Чтобы так как на фото не было.
Было у меня такое здание (не то что на фото, другое), только перекрытие монолитное. На период монтажа запроектировали временные распорки, которые потом предполагали снимать и переставлять на вышележащие этажи. Но никто этого делать не захотел, так они и остались на каждом этаже. Но были и такие где именно диск раскреплял все.

Принятые узлы анкеровки

Узел выпуска анкерных болтов

Диаметр анкерного болта?

20
обусловлено тем что мы предполагаем шарнир в схеме, и болты нужны что бы воспринимать не более чем усилия сдвига.

М20, сталь СТ3сп
N=40т, Q=2.5т. База 380х500
Бетон пояса - С25/30

Плиты надо все связывать между собой. Т.е. если 4 плиты сходится в одном месте, то каждая плита должна быть связана с двумя соседними. И именно все плиты, а не через одну как в серии. Нижний стержень из шва между плитами в монолитные пояс не нужен, достаточно верхнего.

У Вас МЕХАНИЗМ!

Никакой это не механизм.
А если бы стены были монолитные, колонны монолитные, перекрытия монолитные не был бы механизм? Что именно делает приведенную выше схему механизмом? Кирпичные стены, стальные колонны или сборные перекрытия?

Сама компоновка поперечной рамы из стальных конструкций- МЕХАНИЗМ. Кирпичные стены еще проверять надо на устойчивость. Я уже задавал вопрос: Каким образом решается опирание плит перекрытия на ферму? Исходя из полученного ответа пришел к выводу, что железобетонный настил и стальные конструкции перекрытия существуют по отдельности, совместная работа их никак не решена.

Пространственная работа поперечных рам совместно с кирпичными стенами превращает механизм в геометрически неизменяемую схему. Пространственную работу и в металле можно нужно учитывать. Будь у вас торцевые связи и горизонтальные связи, вы бы тоже сказали, что поперечная рама механизм? Думаете жесткость кирпича меньше чем связей? или жесткость горизонтальных связей больше чем жесткость железобетонного диска?

да не механизм... тут надо все сообщения прочитать, ибо первые картинки не актуальны.
ферма будет иметь жёсткое сопряжение с колонной, а вот двухэтажные колонны уже выходить из монолитного пояса.
стены с диском перекрытия будут обеспечивать общую устойчивость здания. сейчас попрошу топикстартера выложить актуальный разрез.

не торопитесь, всё решено.... все интересующие узлы сейчас скинем.

Сейчас Ukr подскажет формулы для определения геометрической неизменяемости и мы сразу определим, механизм или не механизм.

Так это совсем другое дело.

не другое - вопрос перетекает в плоскость определения расчетной длины колонны :-)

а это нужно вычитывать в теме просто было, беседа-то развивалась со временем..... хотя по началу был интерес и шарнирно их устроить, с учётом того что жб диск перекрытия работал бы совместно с кирпичными стенами.
но по идее жёсткие узлы добавят схеме статической неопределимости в целом, что на сколько мне известно, благоприятно влияет на общую надёжность.

Наброски разреза

Наброски узла опирания плиты перекрытия на ферму.

❗️❗️❗️БСЦ: Порядок приемки строительного объекта в эксплуатацию.
РУП «БЕЛСТРОЙЦЕНТР» приглашает 25 апреля на семинар: «Порядок приемки строительного объекта в эксплуатацию. Формы исполнительной технической документации.  Судебная практика и строительная экспертиза».