ЖЁСТКОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПОЯСОВ ПЕРЕВЯЗКИ

В сейсмических нормах указывается, что применение вертикальных поясов перевязки рекомендуется в углах зданий, в промежуточных сечениях стен и у краёв проёмов дверей и окон, однако никаких указаний относительно того, каким образом их следует учитывать в расчётах, не приводится. Таким образом, в соответствии с сейсмическими нормами и нормами для аварийных зданий учитывать жёсткости вертикальных поясов перевязки не обязательно.

Предполагая, что пользователь может не желать учитывать жёсткость вертикальных поясов перевязки, программа не разбивает стены автоматически на сегменты при нанесении вертикального пояса перевязки. Если жёсткость вертикальных поясов перевязки необходимо учитывать, может быть целесообразным нарисовать стены в двух частях таким образом, чтобы вертикальный пояс перевязки не проходил через их внутреннюю часть.

Если установлена опция включения жёсткостей вертикальных поясов перевязки в расчёт, их жёсткости принимаются в расчёт. Программа рассматривает вертикальный пояс перевязки как стену со специальным коэффициентом жёсткости, работающую в направлениях X и Y.

Программа вычисляет жёсткость вертикального пояса перевязки по следующей формуле:

Относительная жёсткость вертикального пояса перевязки := abs(Edh_Eds * длина короткой стороны вертикального пояса перевязки (см) * длина длинной стороны вертикального пояса перевязки (см) / 100 / 100 / Свободная высота, смежная с вертикальным поясом перевязки (м);

В формуле:

   Edh\_Eds: Отношение модуля упругости вертикального пояса перевязки к модулю упругости стены. (Множитель относительной жёсткости вертикального пояса перевязки по отношению к стенам)

   Свободная высота, смежная с вертикальным поясом перевязки: При наличии проёма двери или окна, смежного с вертикальным поясом перевязки в рассматриваемом направлении, свободная высота вертикального пояса перевязки принимается равной меньшему из высот двери и окна в расчётном направлении. При отсутствии двери или окна, смежных с вертикальным поясом перевязки в рассматриваемом сейсмическом направлении, свободная высота вертикального пояса перевязки принимается равной высоте этажа.

   Сейсмические нормы 2007 Таблица 2.1 B1 — Формула слабого этажа для железобетонных зданий приводится следующим образом:

ΣAe = Эффективная площадь среза на любом этаже в рассматриваемом сейсмическом направлении

ΣAg = Сумма площадей поперечных сечений элементов несущей системы, работающих как диафрагменные стены в направлении, параллельном рассматриваемому сейсмическому направлению, на любом этаже

ΣAk = Сумма площадей каменных заполняющих стен (за исключением проёмов дверей и окон), параллельных рассматриваемому сейсмическому направлению, на любом этаже

Aw = Площадь эффективной стенки поперечного сечения колонны (за исключением площади выступов колонны, перпендикулярных сейсмическому направлению)

ΣAw = Сумма эффективных площадей стенок Aw поперечных сечений колонн на любом этаже

Как следует из формулы, относительная жёсткость железобетонных элементов по отношению к стенам в 1/0,15 = 6,66 раза больше. По нашему мнению, значение Edh_Eds может быть принято равным 6,66.

В книге «Введение в инженерию сейсмостойкости» проф., д-ра Зекаи ДЖЕЛЕПА отношение модуля упругости усиливающей рубашки к модулю упругости стены (множитель относительной жёсткости усиливающей рубашки по отношению к стенам) принято равным 5. Поскольку вертикальные пояса перевязки также являются железобетонными элементами, по аналогичному подходу может быть признано целесообразным принять отношение равным 5.

Если вертикальные пояса перевязки рассматривать как стенообразные элементы, работающие в обоих направлениях, их жёсткости могут быть приняты равными 1.

Сейсмические нормы требуют проверять каменные здания только на действие поперечной силы. Кроме того, формулировка жёсткости несовместима с железобетоном (поскольку используются значения относительной жёсткости и формула является упрощённой/приближённой). Поэтому (с учётом также наших консультаций с академическими кругами) мы не считаем использование чистых соотношений модулей упругости безопасным методом назначения значений относительной жёсткости вертикальным поясам перевязки.

В ходе консультации с проф., д-ром Зекаи Джелепом он не счёл целесообразным специально учитывать жёсткости вертикальных поясов перевязки в системах каменных конструкций, не образующих правильный каркас.

В ходе визуального обследования многочисленных зданий, проведённого нашей командой после землетрясения в Ване, были сделаны следующие наблюдения в одноэтажных зданиях с деревянными перекрытиями: в углах зданий и в промежуточных сечениях стен обнаружены трещины, вызванные внеплоскостными перемещениями до 2–4 см; в зданиях с железобетонными перекрытиями без вертикальных поясов перевязки (2–3 этажа) в сплошных панелях стен между проёмами дверей и окон обнаружены диагональные X-образные трещины от среза толщиной 0,5–1,5 см; в зданиях с вертикальными поясами перевязки 20/20 в промежуточных сечениях стен обнаружены X-образные трещины от среза порядка 0–0,5 мм. Материалом стен практически во всех примерно 300 обследованных каменных зданиях являлся пустотелый блок.

Инициатива в отношении жёсткостей вертикальных поясов перевязки принадлежит пользователю и/или инженерам, осуществляющим надзор.