Вимоги норм, анкерування та фундамент у будівлях із легкої сталі

Ця стаття описує вимоги норм, що доповнюють перевірки панелей і стояків у будівлях із легкої сталі: обчислення та розподіл сейсмічного навантаження, частка гіпсокартонних панелей, конструктивні вимоги, анкери панелей і фундаменти. Про проєктування панелей і стояків див. статтю Проєктування панелей і стояків із легкої сталі.

1. Сейсмічне навантаження: еквівалентне сейсмічне навантаження та T = 0,2 с (TBDY 10.2.6.1)

інформація

Згідно з TBDY 10.2.6.1 у будівлях із легкої сталі для сейсмічного розрахунку використовується метод еквівалентного сейсмічного навантаження, а пружне проєктне спектральне прискорення визначається при T = 0,2 с. Коли тип будівлі — «легка сталь», програма обчислює спектральне прискорення, коефіцієнт зменшення сейсмічного навантаження та пов'язані величини при T = 0,2 с; обчислений період залишається лише довідковим.

• Якщо як метод сейсмічного розрахунку вибрано метод, що ґрунтується на поєднанні форм коливань, видаються попередження “TBDY 10.2.6.1” та помилка в контрольному списку проєкту (форми обчислюються з власними періодами). Те саме попередження видається й при використанні модальних результатів SAP2000.
• Обчислення коефіцієнта зменшення сейсмічного навантаження також при T = 0,2 с — у запас: якщо обчислений період більший за 0,2 с, коефіцієнт зменшення виходить меншим, а сейсмічне навантаження — більшим.

2. Жорсткість панелей пропорційна несучій здатності (TBDY 10.2.6.1)

Згідно з нормами сейсмічне навантаження розподіляється між панелями з легкої сталі відповідно до їхньої несучої здатності та положення в плані. Коли розподіл зсуву виконується методом скінченних елементів, програма робить жорсткість кожної стіни з легкої сталі в площині пропорційною зсувній міцності панелі: панелі з обшивкою з OSB, фанери або листового металу сприймають більший зсув, ніж гіпсокартонні панелі. Загальна жорсткість легкої сталі на поверсі не змінюється (зсув основи та поверховий зсув залишаються тими самими).

• Коли застосовується? Якщо в Загальних параметрах проєкту тип жорсткості панелі — «здатність» (типово), а стіни моделюються стрижневими елементами. У класичному розподілі зсуву зсув і так розподіляється за несучою здатністю.
• Змінюється лише горизонтальна жорсткість у площині; осьова жорсткість і жорсткість із площини та розподіл вертикального навантаження залишаються тими самими. На поверсі з обшивкою одного типу коефіцієнт ≈ 1.
• Панель, що не може брати участь у сприйнятті зсуву (h/l > 4 або l < 0,30 м), практично не отримує зсуву; якщо зсув за результатами аналізу менший за одну тисячну зсуву панелей того самого напрямку на поверсі, панель не вважається «недостатньою», а у звіті записується “ihmal edildi, panel yalnız düşey yük için tasarlandı” (знехтувано, панель розраховано лише на вертикальне навантаження).
• Короткі панелі між дверима/вікнами в аналізі можуть отримувати зсув, менший за свою частку несучої здатності. У зусиллях панелі, крайнього стояка та анкера програма підвищує сейсмічний зсув і момент кожної панелі щонайменше до частки несучої здатності; у звіті записується “kapasite payı tabanıyla ×r büyütüldü” (збільшено ×r до нижньої межі частки несучої здатності) (у запас).
• У моделі оболонкової стіни таке масштабування не виконується; для розподілу за несучою здатністю використовуйте стрижневу модель стіни або класичний розподіл зсуву.

3. Частка гіпсокартонних панелей у сприйнятті сейсміки (TBDY 10.2.7.2)

інформація

Згідно з нормами гіпсокартонні панелі не можуть самостійно сприймати сейсмічні зусилля. Програма для кожного поверху з легкої сталі та кожного напрямку (X/Y) обчислює частку гіпсокартонного листа в зсувній міцності панелі та порівнює її з межею Таблиці 10.3 TBDY: в 1-поверховій будівлі 80%; у 2-поверховій верхній поверх 80%, нижній 60%; у 3-поверховій зверху вниз 80% / 60% / 40%.

• Яка поверхня вважається гіпсокартонною? Якщо тип обшивки на вкладці «Панель із легкої сталі» — «Гіпсокартонний лист», це гіпсокартон; якщо OSB, Фанера або Користувацьке kφ — ні. Якщо тип «Не визначено», гіпсокартонною вважається поверхня з міцністю на зсув vc ≤ 3,4 кН/м. Типове значення для нових стін — OSB 11 мм (vc = 10,2 кН/м); у старих проєктах панелі з невизначеним типом і 2,7 кН/м вважаються гіпсокартонними.
• Змішана обшивка: Якщо обидві поверхні працюють разом (2·менша ≥ більша), кожна поверхня сприймає половину зусилля; якщо визначальною є лише більша поверхня, гіпсокартон частки не має.
• Якщо межу перевищено: У попередженнях аналізу та в контрольному списку проєкту з'являється помилка “alçı levha payı” (частка гіпсокартонного листа). Рішення: у частині панелей цього напрямку застосувати обшивку з OSB, фанери або листового металу (ввівши vc і тип обшивки).

4. Конструктивні вимоги Розділу 6 та Таблиці 1.2 HCBTİE

Після аналізу для панелей із легкої сталі перевіряються такі вимоги; порушення відображаються в попередженнях аналізу (з назвами відповідних стін), у контрольному списку проєкту та у виносці звіту про стояки. Розрахунок несучої здатності не змінюється.

• Крок стояків ≤ 625 мм (якщо перевищено, обшивка не може вважатися несучою: зсувна здатність панелі та kφ недійсні).
• Несучий стояк — переріз C/Σ, товщина стінки ≥ 0,9 мм (якщо висота будівлі понад 10,5 м — ≥ 2 мм), стінка ≥ 70 мм, відгин ≥ 9 мм.
• Якщо висота стояка / глибина стінки > 50, на середині висоти слід влаштувати ряд горизонтальних в'язей (попередження).
• Панель h/l > 4 або l < 30 см: не бере участі в зсувній здатності панелі; 2 ≤ h/l ≤ 4: зменшення 2l/h (інформація).
• У типі будівлі з легкої сталі R не може перевищувати 3 при обмеженій пластичності та 4 при високій пластичності; D = 2; висота будівлі не може перевищувати межу 7 / 10,5 / 14 м залежно від класу сейсмічного проєктування та рівня пластичності (HCBTİE, Таблиця 1.2).
• Примітка до звіту додатково нагадує, що полиці панелей мають бути U/C і t ≥ 0,8 мм, а навантаження від навісних шаф на стіну слід приймати не менше 0,5 кН/м.

5. Анкери та з'єднання панелей (HCBTİE, Розділ 8, TBDY 10.4.1.1)

У вікні Властивості стіни поруч із вкладкою «Панель із легкої сталі» є вкладка Анкер легкої сталі (відображається лише для стін-панелей із легкої сталі).

• Анкер на розтяг (вирив): Розрахункова міцність пристрою та міцність анкерного стрижня/бетону/з'єднання з поверхом (значення виробника або ETA), кількість саморізів «пристрій–стояк» (0 = програма обчислює потрібну кількість), діаметр самореза, товщина листа пристрою та міцність на розрив, міцність стрижня самореза на зріз.
• Анкер на зріз: Тип з'єднання (болт: фундамент/бетон; саморіз: перекриття поверху), кількість (0 = за кроком) і крок, діаметр, клас болта (4.6–10.9), міцність бетону або нижнього елемента на один анкер, товщина нижньої полиці та, для з'єднання саморізами, товщина нижнього елемента.

Після аналізу для кожної панелі обчислюються сила вириву на кінець (збільшена коефіцієнтом D, із визначальною комбінацією), відношення для пристрою / стрижня–бетону / самореза / розтягу стояка, зріз на анкер і відношення для болта / зминання / бетону та відношення зсуву панелі (TBDY 10.3.2.1). Міцність пристрою — це розрахункове значення вибраного методу проєктування; міцності анкерного стрижня/бетону та бетону на зріз вводяться як розрахункові значення YDKT для обох методів. Недостатні елементи показуються в попередженнях аналізу та в контрольному списку проєкту, а невведені міцності — в єдиному інформаційному попередженні. У звіті про стояки наводяться рядки з потребою в анкері на розтяг, здатностями на розтяг, анкером на зріз, зсувом панелі та припущеннями.

6. Фундаменти: зусилля, збільшені на D (TBDY 10.4.1.2)

У будівлі з легкої сталі фундаменти розраховуються зі збільшенням сейсмічних внутрішніх зусиль коефіцієнтом надміцності D (для легкої сталі — 2). Програма застосовує це в варіанті “Скінченні елементи — спільний аналіз будівлі та фундаменту”:

• до розрахунку стрічкових фундаментів на згин, осьову силу, зріз і кручення,
• до напруження в ґрунті під стрічковим фундаментом,
• до плитного фундаменту.

небезпека

Якщо вибрано «Жорстке припущення — класичний аналіз», розрахунок фундаменту виконується лише на вертикальні навантаження, і аналіз видає помилку; у Загальних параметрах проєкту виберіть “Скінченні елементи — спільний аналіз будівлі та фундаменту”. У комбінаціях навантажень, визначених користувачем, D застосовується лише до зсуву та кручення, і видається попередження; використовуйте комбінації програми. У контрольному списку проєкту з'являється інформаційний рядок “TBDY2018 M.10.4.1.2”.

7. Часті запитання

На кожному поверсі з легкої сталі з'являється помилка “alçı levha payı” (частка гіпсокартонного листа). Обшивка панелей вважається гіпсокартонною. Згідно з TBDY 10.2.7.2 гіпсокартонні панелі не можуть самостійно сприймати сейсмічні зусилля; у кожному напрямку введіть для частини панелей обшивку з OSB, фанери або листового металу (vc і тип обшивки).

У розв'язку методом скінченних елементів зсув у панелях OSB збільшився, а в гіпсокартонних — зменшився. Згідно з TBDY 10.2.6.1 жорсткість панелей пропорційна несучій здатності; загальний поверховий зсув не змінюється. Якщо відношення зсуву панелі OSB недостатнє, зменшіть крок саморізів або підсильте обшивку.

Арматура фундаменту або напруження в ґрунті в будівлі з легкої сталі більші за очікувані. Згідно з TBDY 10.4.1.2 внутрішні зусилля фундаменту збільшуються на D (2); це збільшення застосовується до згину, осьової сили, зрізу, кручення та напруження в ґрунті стрічкового і плитного фундаментів.

Отримую помилку “TBDY 10.4.1.2 (temel)” (TBDY 10.4.1.2 (фундамент)). Розрахунок фундаменту виконується «Жорстким припущенням — класичним аналізом» і не включає сейсміку. У Загальних параметрах проєкту виберіть “Скінченні елементи — спільний аналіз будівлі та фундаменту”.

Чому сейсмічне навантаження в будівлі з легкої сталі не залежить від обчисленого періоду? Згідно з TBDY 10.2.6.1 спектральне прискорення обчислюється при T = 0,2 с. Метод сейсмічного розрахунку має бути методом еквівалентного сейсмічного навантаження; якщо вибрано поєднання форм коливань, видається попередження.