Главное меню

Геотехническое проектирование высотных зданий


Проектирование высотных зданий – специфика | Деловой квартал

По степени сложности проектирование высотных зданий, а также возведение их превосходят мосты и тоннели, главным образом за счет многократного преобладания высоты над площадью основания, что создает значительные нагрузки на несущие конструкции.

Огромная высота небоскреба приводит к значительно превосходящей типичную для среднеэтажной застройки степени воздействия природных факторов, таких как солнечная радиация и ветровая нагрузка, зачастую превышающая суммарный вес сооружения. Влияние оказывают и общая геологическая ситуация (качество подстилающих грунтов, сейсмическая опасность региона, наличие карстовых разломов), и ряд техногенных факторов (вибрации, шумы, аварии, пожары, диверсионные акты, локальные разрушения). Проектирование высотных зданий – это решение комплекса градостроительных, природно-климатических, геологических, архитектурно-планировочных, конструктивных задач.

Должны быть решены и инженерные вопросы (вентиляция, отопление, водоснабжение, канализация, электрика и системы их управления), вопросы комплексной безопасности проживания, управления и мониторинга конструкций, а также меры, направленные на снижение негативного психологического воздействия на человека.

Каждая высотка сложна и уникальна, и ее сложность возрастает пропорционально ее высоте. В работе над ней принимают участие специалисты из разных областей. Например, в проектировании высотного здания Commerzbank принимали участие свыше 400 исследовательских групп. Основная ответственность ложится на архитекторов, координирующих работу. Поэтому во всем мире при архитектурных школах создаются специальные факультеты, готовящие специалистов по небоскребам. Существуют и проектные организации, специализирующиеся на высотных зданиях, – архитектурные Skidmore, Owings and Merrill, De Stefano and Partners, Foster and Partners, конструкторские Ove Arup and Partners, Thornton Tomasetti Groupe, Cantor Seinuk Group, инженерные RSE Engineering, Flack & Kurtz Consulting Engineers, строительная Turner Construction.

ГЕОЛОГИЯ И ГРУНТЫ

Решение о строительстве высотного здания во многом зависит от качества грунта на участке и его несущей способности. Основной фактор риска в строительстве высоток – оценка несущей способности грунта. При ее анализе и расчете фундаментных плит необходимо учитывать специфику этого типа зданий. Один и тот же грунт в зависимости от неоднородности строения, от технологии возведения может иметь значения «модуля деформации», в 2–5 раз различающиеся между собой. Расчет подземной части высотки выполняется по двум предельным состояниям: по несущей способности и по деформациям (осадкам, кренам, прогибам и т.д.) с учетом принятой технологии возведения. Проектирование фундаментов учитывает особенности грунтов, результаты лабораторных и полевых испытаний, а также обследований окружающей застройки, ее оснований и фундаментов.

По современным способам расчетов основания армирования фундаментной плиты определяется достаточно приблизительно.

 

В процессе строительства и эксплуатации продолжают измеряться значения контактных напряжений характерных точек, опорных сил, осадки. Если данные не соответствуют рас- четным, то проводится упрочнение грунта. По прогнозам экспертов, развитие геотехнических модельных вычислений, опыт применения эффективных строительных технологий со временем сведут к минимуму риски, связанные с непредсказуемостью поведения грунтов.

АЭРОДИНАМИКА

Можно сказать, что для высотных зданий влияние климата, ветра, изменение атмосферного давления являются экстремальными. До перехода на каркасную систему этой проблемы просто не существовало. Первые кирпичные высотки не были подвержены ветровому воздействию, в отличие от современных сооружений с большими пролетами несущих конструкций, навесными фасадами и предельной высотой.

Изучение воздействия ветра возможно с помощью физического или математического моделирования. Первое осуществляется при испытании в специальных аэродинамических трубах моделей в масштабе от 1:150 до 1:500. Это позволяет определять градостроительно-планировочные недостатки, чрезмерные нагрузки на конструкции, возможные места возникновения вибраций и шумов. Полученные результаты переносятся на реальный объект с корректирующими коэффициентами точности. При математическом моделировании учитываются скорость, направление и характер ветра, а также рельеф местности, плотность окружающей застройки, наличие поблизости леса и объемно-пространственная структура самого здания. Чем больше объектов находится рядом, тем больше высота, на которой достигается максимальная ветровая нагрузка. В области пограничного слоя воздуха скорость ветра может увеличиться в четыре раза. Под пограничным слоем понимается приземной слой атмосферы (в центре городов ~ 460 м), в котором поверхность земли оказывает тормозящее воздействие на движущую массу воздуха, выше его скорость ветра постоянна.
Нагрузки, вызванные воздушными потоками повышенной скорости вокруг здания (турбулентные, круговые восходящие, всасывающие), создают колебания, сравнимые с 4- и даже 5-балльным землетрясением.

Кроме этого возникают неприятные звуки от перекоса конструкций, от проникания таких потоков в оконные щели, а также «завывание» вокруг здания. Наибольшее давление ветра наблюдается в центре вертикальной поверхности с наветренной стороны, где движение ветра практически прекращается. Давление постепенно уменьшается по мере возрастания скорости потока в направлении верха здания. Примерно с середины высоты 40% потоков воздуха начинает движение вниз вдоль фасада. Это может создавать ветровые нагрузки на уровне входа в здание даже большие, чем на высоте 100 м.

Существуют надежные методики учета аэродинамики, следуя которым проектировщик может добиться снижения ветровых нагрузок. Они должны применяться с самого начала проектирования высотных зданий, с постановки сооружения на участке в соответствии с розой ветров, с выбора объемно-пространственного решения.

РАЦИОНАЛЬНЫЕ ОБЪЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ РЕШЕНИЯ

Наиболее рациональные формы высоток можно расположить в определенной последовательности, по степени уменьшения воздействия воздушных потоков на их конструкции. Абсолютным лидером является круглый план. Отсутствие выступов позволяет воздуху обтекать объем, не создавая при этом завихрений, появляющихся на углах прямоугольных в плане построек.

Примерами могут служить Marina City в Чикаго или Torre Agbar в Барселоне. Второе место принадлежит планам в форме, производной от круглой, – овальной, в форме линзы или капли. С середины ХХ века все больше высоток имеют подобные планы, что связано с увеличением их высоты, при которой оптимальный объем с точки зрения аэродинамики – не художественный прием, а необходимость. Переходная форма треугольника со скругленными углами чрезвычайно популярна благодаря своей пространственной жесткости. Прекрасный примердля подражания – Commerzbank во Франкфурте.

На третьем месте – столь же распространенные, как и сто лет назад, квадратные или ромбовидные планы. Это решение наиболее популярно для зданий не выше 60 этажей, поскольку они более подвержены горизонтальным нагрузкам. На четвертом месте – высотки, спаренные конструктивно или композиционно. Они, как правило, имеют круглую форму, как, например, Petronas Towers (Башни Петронас) в Куала-Лумпуре. Объединяющий их мост на 42-м этаже является фермой с подпорками, которая работает как стабилизатор колебательных деформаций обеих башен.
При помощи Г- и Н-образного плана можно добиться увеличения показателей прочности и жесткости сооружения. Однако в подобном типе зданий, которые в нашей классификации находятся на пятом месте, приходится размещать несколько лестнично-лифтовых узлов, что снижает выход полезной площади.

Замыкают ряд протяженные здания в виде пластины, дуги или волны. В последнее время, преимущественно в Китае, подобные сооружения делаются жилыми, их высота составляет 40–60 этажей. При этом архитекторам приходится искать альтернативные пути борьбы с воздушными потоками, вызванными огромной парусностью домов.

Стереотипные представления о небоскребах как о прямоугольных башнях, балансирующих на маленьком пятачке, зажатом среди соседних городских кварталов, на сегодня устарели. С тех пор, как высотки перестали быть только офисными зданиями и сделались жилыми домами, гостиницами, многофункциональными комплексами, они значительно расширили свою типологию. Их формы в зависимости от расположения и функции могут быть очень разнообразными – напоминающими парус, огурец, ворота или пагоду-переростка.

Аэродинамические нагрузки и распределение веса конструкций здания по вертикали требуют, как минимум, сохранения конфигурации по всей его высоте. С точки зрения устойчивости сужающаяся кверху форма предпочтительна. В этом случае сооружение занимает весь участок, а затем площадь этажей уменьшается. Это могут быть плавные изменения в силуэте здания по наклонной или дугообразной линии либо скачкообразные, уступчатые формы.

В здании, имеющем форму пирамиды, наклон наружных плоскостей может увеличить жесткость конструкций на 10–50%. Уменьшить ветровую нагрузку можно с помощью переменного расширения и сужения горизонтального сечения здания. В этом случае для потоков воздуха создаются каналы, по которым им легче обтекать объем. Эту роль выполняют сквозные проемы, которые могут располагаться в разных частях здания. В любом случае испытания в аэродинамической трубе проектных моделей подобных сооружений должны проводиться с особой тщательностью, поскольку проемы могут оказывать усиливающее влияние на скорость ветра.

РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

Вопросы ветровой нагрузки и связанные с ними оптимальные формы высоток неотделимы от их конструктивных решений, от которых зависит и рациональное распределение площадей каждого этажа. В планировке нужно максимально экономно и компактно разместить лестнично-лифтовые узлы. Для определения количества лифтов стоит рассчитать, сколько человек будет ими пользоваться в час пик, ведь максимальное время ожидания кабины может составлять не более 28 секунд. Архитектору также предстоит расположить несущие конструкции с учетом оптимального использования площади, по возможности освободив периметр от массивных элементов.

Конфигурация сооружения, расположение его центрального ядра и соотношение размеров ядра и здания – это базовые параметры в проектировании высотных зданий. Взаимосвязь планировочных, объемных и конструктивных показателей превращает придуманную архитектором форму в работающую схему.
Надежность и безопасность высотного здания зависит от принятых решений по сложнейшей системе, состоящей из подземной (фундаментов, отвечающих за восприятие и передачу суммарных нагрузок от здания на грунтовое основание) и наземной частей.

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Фундаменты

Высотное здание – это вертикальная консоль, жестко закрепленная в фундаменте, поэтомуего надежность гарантирует устойчивость всего сооружения. Суммарная удельная нагрузка на основание может достигать 0,8–1 МПа. Основным правилом для высотных зданий является соблюдение симметричной центрированной нагрузки на фундамент.
В высотном строительстве большое распространение получили следующие фундаменты:

  • плитный фундамент. Применяется при хорошей несущей способности грунта и является наиболее экономичным для высотного строительства. Выполняется либо сплошным, монолитным, причем его толщина может доходить до 5 м, либо монолитным железобетонным коробчатым. В Москве особенности грунтов и сложные техногенные условия не позволяют принимать удельные нагрузки на основание под плитными элементами фундамента более 0,4–0,5 МПа;
  • свайный фундамент. Применяется при низкой несущей способности грунта. Могут быть применены сваи-стойки или висячие сваи, которые в зависимости от геологии грунтов и нагрузок на основание могут составлять в диаметре 3–4 м, а в некоторых случаях даже 6 м при длине 30–40 м;
  • свайно-плитный фундамент. При таком фундаменте расположение и длина свай определяются неравномерностью восприятия нагрузок грунтом, от чего зависит плотность свайного поля и толщина плиты. Кроме того, может быть применен комбинированный фундамент под разные части здания в различных сочетаниях, например: под менее загруженную часть – ленточный, а под ядро –глубокого заложения. При этом необходимо учитывать разность осадки таких фундаментов.
НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ НАЗЕМНОЙ ЧАСТИ

Изначально применялись три основные конструктивные схемы высоток: каркасная, каркасно-ствольная и бескаркасная с параллельными несущими стенами. Со временем было разработано еще несколько типов: каркасная с диафрагмами жесткости, рамно-каркасная, бескаркасная с перекрестно-несущими стенами, ствольная, коробчатая (оболочковая), ствольно-коробчатая («труба в трубе» или «труба в ферме»).
Каркасные и рамно-каркасные системы применяют при высоте здания до 100–150 м. Схемы с перекрестно-несущими стенами, обеспечивающие большую жесткость, могут применяться в строительстве жилых домов и гостиниц до 40 этажей, поскольку им соответствует планировочная структура таких зданий. Стремление к достижению большей жесткости связано с резким увеличением массы сооружений и ограничением планировочных решений.

Для повышения жесткости конструкции и обеспечения свободной планировки применяют ствольные и каркасно-ствольные системы. Стволом, или ядром, как правило, является монолитно выполненный лестнично-лифтовый узел. Данная система обеспечивает необходимую жесткость здания до высоты в 50–60 этажей, поскольку его геометрия зависит от геометрии ядра, предельное соотношение ширины которого к высоте определяется как 1:6 (максимум 1:10). При этом ядро не должно занимать больше 20% от площади этажа.

Ограничение по высоте ствольных систем до 80–90 этажей преодолевается, если в качестве несущей оболочки выступает внешний периметр. Такие системы называются коробчатыми или оболочковыми. В них наружная несущая оболочка может выполняться в виде безраскосной и раскосной решетки из стали или железобетона. Безраскосная решетка не вызывает затруднений при размещении светопрозрачных ограждений по фасаду, но уступает раскосной в обеспечении жесткости конструкции. Диагональные связи-раскосы, образующие ствольно-коробчатые системы «труба в ферме», не позволяют применять пластические решения фасадов и требуют частого расположения несущих стоек по периметру сооружения.

Система «труба в ферме» может эффективно применяться в зданиях свыше 100 этажей.
До высоты в 250–300 м возможна конструкция только с несущим стволом и опирающимися на него аутригерами-консолями (усиленными перекрытиями, способными воспринимать нагрузку от нескольких выше или ниже лежащих уровней и передающих ее на ядро), расположенными каждые 5–20 этажей. В зависимости от схемы аутригеры могут достигать высоты в несколько метров, в этом случае они располагаются в пределах технических этажей. Аутригеры должны быть затянуты в единую систему по периметру здания колоннами, работающими на растяжение, чтобы сократить колебательные ускорения наверху от ветровой нагрузки.

Каждая из схем экономически целесообразна для зданий определенной высоты или соотношения высоты и ширины. Показателем экономической эффективности является расход материала на изготовление несущих конструкций, поделенный на общую площадь. Таким образом, перед конструкторами стоит задача свести к минимуму вес сооружения при обеспечении необходимой надежности. Улучшить условия работы здания под нагрузкой и повысить его жесткость позволяет равномерное распределение вертикальных нагрузок на несущие элементы.

Если необходимость восприятия ветровых нагрузок требует повышения жесткости, сейсмические воздействия, напротив, диктуют повышение его гибкости, чтобы колебания гасились конструкцией без ее разрушения. Гибкость большинства высоток, коэффициент отношения высоты к ширине, обычно 1:8. Большие значения приводят к недопустимым колебаниям верха здания и необходимости использования демпфирующих элементов.

Эти колебания должны быть ограничены по соображениям надежности (не более 0,08 м/с2), а также для обеспечения психологического комфорта. Определить баланс между показателями гибкости и жесткости – еще одна сложность в разработке конструкций высоток. Особые требования к конструктивному решению предъявляют также проблемы безопасности, в частности защиты от прогрессирующего обрушения. Теперь в методиках расчета предусматривается моделирование поведения системы в случае выхода из работы части несущих конструкций, способных повлечь за собой падение всего здания.

МАТЕРИАЛЫ

В строительстве высоток применяют преимущественно сталь и бетон. В начале «эры небоскребов» для каркасных систем использовали металлические колонны и балки. Профильные элементы соединялись при помощи заклепок или болтов в пространственные структуры. Изобретение железобетона в конце XIX века потеснило сталь, но до середины ХХ века нельзя было утверждать, что один материал полностью вытеснил другой. И тот, и другой применялись в строительстве одновременно.

После второй мировой войны все чаще высотные здания стали строить из железобетонных конструкций, которые позволяют механизировать монтажно-строительные процессы, а также разнообразить архитектурный облик сооружений. Они обладают большей огнестойкостью, устойчивостью, обусловленной большим весом, быстрым затуханием колебаний.

Стальные конструкции необходимо защищать от воздействия огня при помощи специальных покрытий или бетона. Благодаря своим характеристикам сталь и бетон могут комбинироваться при учете разницы их свойств. Для высоконагруженных несущих конструкций (колонн, стоек, ригелей) применяют железобетон с жесткой арматурой в виде прокатных профилей, а также комбинированные сталебетонные конструкции.

Использование бетона для подобных целей стимулирует совершенствование этого материала. Разрабатываются новые смеси, обладающие специальными качествами. Созданы бетоны классов В80 и В100, по прочности приближающиеся к стали. Широко применяются более низкие классы высокопрочных бетонов В60 и В70, так как с ростом прочности бетона возрастает его стоимость, повышается хрупкость и снижается огнестойкость. Тем не менее применение высокопрочного бетона и его модификаций позволяет сократить расход арматуры до 35% и обеспечивает набор прочности за двое-трое суток не только в нормальных, но и в зимних условиях без применения электропрогрева. Бетоны высокой консистенции и самоуплотняющиеся бетоны позволяют возводить густоармированные конструкции совершенно без вибрации либо с очень небольшим виброуплотнением.

ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Каркасная система, ставшая базовой при строительстве высоток, изменила и принципиальное решение наружных ограждающих конструкций. Толстые массивные стены уступили место легким конструкциям, либо опирающимся на межэтажные перекрытия, либо подвешивающимся к ним и выполняющим только функцию защиты от климатических, атмосферных факторов и обеспечивающим тепловую изоляцию. С развитием фасадных технологий со второй половины ХХ века появилась возможность использовать легкие профильные системы с заполнением панелями из алюминия, специального стекла, полимерных материалов. В современных высотках широко применяют вентилируемые системы, отделанные натуральным или искусственным камнем, декоративными металлическими листами, фибробетонными экранами и другими материалами.

Требования к фасадным системам, предназначенным для высотного домостроения, значительно превосходят требования к ограждающим конструкциям обычных домов, благодаря многократному возрастанию всех видов нагрузок – как динамических, так и климатических. Фасады высоток должны быть воздухо- и паронепроницаемыми, погодостойкими, огнестойкими, технологичными, шумоизоляционными, долговечными и надежными в эксплуатации, ремонтопригодными, а также обладать хорошими теплоизоляционными свойствами, низким коэффициентом температурного расширения и небольшой массой.

Фасадные конструкции должны не только выдерживать прямое давление ветра (до 20–25 м/с), но и сопротивляться усилиям на отрыв, возникающим при движении воздуха вдоль стены и появлении зон отрицательного давления из-за турбулентности. Климатическое воздействие на фасадные системы не ограничивается ветром. В зависимости от климатических условий на конструкции могут оказывать воздействие солнечная радиация, ливневые дожди, грозы и смог.
Фасадные системы постоянно совершенствуются, разрабатываются новые технологии изготовления и монтажа конструкций, материалы (керамика в комбинации с боросиликатным стеклом, панели из металлической пены, нанокомпозиты, стеклянные панели с супергидрофобным самоочищающимся слоем и т.д.).

Совершенствуются и стыковые соединения, узлы крепления и внешний дизайн. Особую роль в истории высотного строительства сыграли светопрозрачные ограждающие конструкции. Возможность сделать максимально прозрачными наружные стены придавала идее сверхвысоких зданий особое значение. Вид с высоты птичьего полета можно было получить, просто сидя в кресле за рабочим столом на 40-м этаже небоскреба.

С развитием конструктивных систем, позволяющих строить все более высокие и сложные структуры с наружными раскосными решетками, ограждающие конструкции вновь стали выполнять несущую функцию. Пространственные стальные и бетонные скелеты с диагональными распорками взяли на себя часть веса здания. При этом стеклянные фасады сохранили за собой главную роль – ограждающей и защищающей сооружение оболочки.

Светопрозрачные системы для высотных зданий проектируются с соблюдением нескольких условий. Профильные несущие элементы для увеличения прочностных качеств и долговечности, как правило, изготавливаются из стали. В светопрозрачном заполнении используются особо прочные, пожаростойкие, низкоэмиссионые и солнцезащитные стекла. Окна традиционной конструкции при использовании в высотных зданиях не обеспечивают требуемого сопротивления воздухопроницанию, поэтому разрабатываются специальные конструкции заполнения световых проемов. Во всем мире широко применяются системы double skin с внешними защитными экранами из особо прочного стекла. Они позволяют делать внутреннее остекление частично или полностью открывающимся. В обычных одинарных фасадах стеклянные конструкции делаются неоткрывающимися из соображений безопасности и из-за сильных воздушных потоков вокруг здания. В них применяют окна с воздухозаборными клапанами.

Смотрите также:

Геотехнические проблемы строительства высотных зданий. Мировой опыт и отечественная практика

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Марта 2014 в 15:22, реферат

Краткое описание

Цель реферата – изучить геотехнические проблемы строительства высотных зданий.
Задачи, поставленные при написании реферата:
рассмотреть мировой опыт в решении геотехнических проблем строительства высотных зданий;
рассмотреть отечественную практику опыт в решении геотехнических проблем строительства высотных зданий.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ 4
2. МИРОВОЙ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ОПЫТ ВЫСОТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 7
Сплошной свайно-плитный фундамент 7
Сплошные свайно-плитные фундаменты высотных зданий на переуплотненных «франкфуртских глинах» 7
Сплошной свайно-плитный фундамент на песках средней плотности 9
Отечественный опыт 12
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 16

МДС 13-24.2010 Рекомендации по правилам геотехнического сопровождения высотного строительства и прилегающего пространства / 13 24 2010

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформация

МДС 50-1.2007 Проектирование и устройство оснований, фундаментов и подземных частей многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов

На главную | База 1 | База 2 | База 3
Поиск по реквизитамПоиск по номеру документаПоиск по названию документаПоиск по тексту документа
Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК "Трансстрой"СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКНУНУОУРврУРкрУРррУРСНУСНУТП БГЕИФАПФедеральный законФедеральный стандарт оценкиФЕРФЕРмФЕРмрФЕРпФЕРрФормаФорма ИГАСНФРФСНФССЦФССЦпгФСЭМФТС ЖТЦВЦенникЦИРВЦиркулярЦПИШифрЭксплуатационный циркулярЭРД
Показать все найденныеПоказать действующиеПоказать частично действующиеПоказать не действующиеПоказать проектыПоказать документы с неизвестным статусом
Упорядочить по номеру документаУпорядочить по дате введения

Проектирование высотных зданий. Мустакимов В.Р., Якупов С.Н. — DWGFORMAT



Область применения

В учебном пособии приведены современные конструктивные и объемно-планировочные решения для проектирования высотных гражданских зданий. Изложены основные условия и правила выбора и назначения конструктивных и расчетных схем высотных заданий, общие принципы конструирования при выполнении курсового и дипломного проектов.
Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов архитектурно-строительных специальностей высших учебных заведений, а также может быть использовано при реальном проектировании высотных зданий.

[box]

Содержание

Введение.
Общая часть.

Определение и назначение высоты зданий и установление фактора отношения его к высотным зданиям.
Исторические этапы развития конструктивных систем высотных зданий.
Нагрузки и воздействия на высотные здания и сооружения.
Снеговые нагрузки.
Ветровые нагрузки.
Демпфирующие конструктивные системы в остове высотных зданий.
Сейсмические нагрузки.
Конструктивные решения несущих остовов высотных зданий.
Инженерно-геологические изыскания при строительстве высотных зданий.
Конструкции подземной части и фундаменты высотных зданий.
Конструкции надземной части высотных зданий.
Расчет и проектирование конструктивных систем остова высотных зданий.
Расчет и проектирование конструкций остова высотных зданий на прогрессирующее обрушение.
Сталежелезобетонные конструкции элементов каркаса высотных зданий.
Железобетонные конструкции колонн каркаса и стен с жесткой арматурой.
Конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами.
Железобетонные балки каркаса с жесткой арматурой.
Железобетонные стены-диафрагмы с жесткой арматурой.
Узлы сопряжений комбинированных конструкций вертикальных и горизонтальных элементов каркаса высотных зданий.
Долговечность и ремонтопригодность несущих конструкций высотных зданий.
Наружные ограждающие конструкции надземной части высотных зданий.
Тепловая защита высотных зданий.
Противопожарная безопасность высотных зданий и сооружений.

Основные мероприятия по обеспечению противопожарных требований при проектиро вании, строительстве и эксплуатации высотных зданий.
Противопожарные требования к объемно-планировочным решениям высотных зданий.
Противопожарные требования к строительным и отделочным материалам высотных зданий.
Вентиляционные системы и противодымная защита высотных зданий.
Автоматическая пожарная сигнализация.
Противопожарный водопровод и автоматические установки пожаротушения.
Система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ).
Принципы обеспечения спасательных работ и пожаротушения высотных зданий.
Проезды и площадки для пожарной техники.
Площадки для спасательных кабин и вертолетов.
Лифты и лифтовые системы вертикального транспорта высотных зданий.
Схемы организации вертикального транспорта высотных зданий.
Скорость движения лифтовых кабин в высотных зданиях. многокабинные решения.
Современные системы управления лифтами в высотных зданиях.
Особенности конструкций механизмов привода лифтов для высотных зданий.
Пожарная безопасность лифтов высотных зданий.
Определение требуемого количества лифтов для высотного здания.
Система мусороудаления и пылеуборки в высотных зданиях.
Мусороудаление.
Пылеуборка.
Комплекс мероприятий по обеспечению требований безопасности при эксплуатации высотных зданий.
Мониторинг, как процесс научно-технического сопровождения геотехнического проектирования и строительства высотных зданий.

Концепция научно-технического сопровождения и геотехнического мониторинга при возведении и эксплуатации высотного здания.
Пример оформления проекта научно-технического сопровождения и геотехнического мониторинга высотного здания (заказ № 5384) в городе Казани.
Графическая часть проекта высотного здания.
Инженерно-геологические условия строительной площадки под высотное здание в городе Казани.
Пример оформления программы геотехнического мониторинга за высотным зданием в городе Москве.
Термины и определения.
Список литературы.
Приложения.

100 самых высоких зданий мира (по данным Сюй Пэйфу ).
Самые известные небоскребы мира.
Эталон технических условий на проектирование жилых зданий высотой более 75 м.


Жанр: Здания высотные, Техническая литература

Поделиться в социальных сетях

Ещё записи из рубрики  ""

Геотехника

Монографии:
• Улицкий, В.М. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям,фундаментам и подземным сооружениям) / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин. – СПб:Издательство «Геореконструкция», 2012. – 288 с. (популярное издание).
• Улицкий, В.М. Геотехническое сопровождение развития городов / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин. – СПб: Стройиздат Северо-Запад, 2010. – 551 с.
• Парамонов, В.Н. Метод конечных элементов при решении нелинейных задач геотехники /В.Н. Парамонов. – СПб: Издательство «Геореконструкция»,2012. – 263 с.
• Улицкий, В.М. Основы совместных расчетов зданий и оснований / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин, В.А. Шашкин. СПб: Издательство «Геореконтрукция», 2014. – 328 с.
• Шашкин, А.Г. Проектирование зданий и подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга / А.Г. Шашкин. – М.: Издательство«Академическая наука» – Геомаркетинг, 2014. – 352 с.
• Кудрявцев, С.А. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечно-элементные расчеты) / С.А. Кудрявцев, И.И. Сахаров, В.Н. Парамонов. – СПб: Издательство «Геореконструкция», 2014. – 247 с.
• Дементьева, В.А. Каменноостровский театр. Синтез достижений реставрации и  геотехники / В.А. Дементьева, А.Г. Шашкин, В.С. Рахманов. – СПб: Издательство «Геореконструкция»,2014. – 272 с.

Типы конструктивных систем высотных зданий

Многоэтажное здание высотой более 21 м или от 21 до 29 этажей неизвестной высоты, описываемое как высотное строение. При строительстве высотных зданий можно использовать различные конструктивные системы.

В статье представлены различные типы высотных конструктивных систем.

Типы конструктивных систем многоэтажных зданий

1. Структурная система скрепленного каркаса

  • Стяжные рамы представляют собой консольные вертикальные фермы, выдерживающие боковые нагрузки, в основном диагональные элементы, которые вместе с балками образуют «стенку» вертикальной фермы, а колонны действуют как «пояса».
  • Элементы распорки исключают изгиб балок и колонн.

Рис.1: Различные типы распорок

  • Используется в стальных конструкциях
  • Эта система подходит для многоэтажного строительства от низкой до средней высоты.
  • эффективен и экономичен для увеличения поперечной жесткости и сопротивления жесткой рамной системы.
  • Эта система позволяет использовать тонкие элементы в здании.
  • Выдающимся преимуществом армированной рамы является то, что она может повторяться по высоте здания с очевидной экономией в дизайне и производстве.
  • Однако это может помешать внутренней планировке и расположению дверей и окон. Поэтому он должен быть заложен внутри по линиям стен и перегородок.

Рис.2: Балочная каркасная конструкция

2. Конструктивная система с жесткой рамой

  • В жесткой рамной конструкции балки и колонны сконструированы монолитно, чтобы выдерживать моменты, возникающие из-за нагрузок.
  • Поперечная жесткость жесткого каркаса зависит от жесткости на изгиб колонн, балок и соединений в плоскости
  • Подходит для железобетонных зданий.
  • Его также можно использовать в стальных конструкциях, но соединения будут дорогостоящими.
  • Одно из преимуществ жестких рам - вероятность планировки и монтажа окон за счет открытого прямоугольного расположения.
  • Элементы жесткой рамной системы выдерживают изгибающий момент, силу сдвига и осевые нагрузки.
  • Дома от 20 до 25 этажей могут быть построены с использованием жесткой каркасной системы.
  • Преимущества жесткого каркаса включают простоту конструкции, рабочие могут легко освоить строительные навыки, быстро строить и экономично спроектировать.
  • Максимальный пролет балки составляет 12,2 м, а для балок с большим пролетом может наблюдаться боковой прогиб.
  • Недостатком является то, что жесткие рамы противодействуют собственному весу.
  • Наконец, Бурдж-Аль-Халифа, самое высокое сооружение в мире, построено с использованием жесткой рамной системы.

Рис.3: Конструктивная система с жесткой рамой

3. Настенно-каркасная система (двойная система)

  • Состоит из стены и рамы, которые взаимодействуют по горизонтали, чтобы обеспечить более прочную и жесткую систему.
  • Стены обычно сплошные (без отверстий), и их можно найти вокруг лестничных клеток, лифтовых шахт и / или по периметру здания.
  • Стены могут положительно повлиять на рабочие характеристики каркаса, например, предотвратить мягкое обрушение этажа.
  • Стенка-каркасная система, подходящая для зданий с этажностью от 40 до 60 этажей, что больше, чем у сдвига или жесткого каркаса по отдельности.
  • Опорные рамы
  • и стальные жесткие рамы обеспечивают аналогичные преимущества горизонтального взаимодействия.

Рис.4: Стеновая каркасная система

4. Система стенок со сдвигом

  • Это сплошная вертикальная стена, построенная из железобетона или кирпичной стены.
  • Стены, работающие на сдвиг, выдерживают как гравитационные, так и боковые нагрузки, и действуют как узкая глубокая консольная балка.
  • Обычно строится как ядро ​​зданий
  • Отлично подходит для крепления высоких зданий как железобетонных, так и стальных конструкций. Это связано с тем, что стенки, работающие на сдвиг, обладают значительной жесткостью и прочностью в плоскости.
  • Система стен со сдвигом подходит для гостиничных и жилых зданий, где повторяющаяся планировка этажей позволяет стенам быть непрерывными по вертикали.
  • Может служить отличной акустической и противопожарной изоляцией между комнатами и квартирами.
  • Конструктивная система стен со сдвигом
  • может быть экономичной до 35-этажного здания.
  • Стенки, работающие на сдвиг, не обязательно должны быть симметричными в плане, но симметрия предпочтительна, чтобы избежать крутильных эффектов.

Фиг.5: система стенок

5. Конструктивная система сердечника и выносных опор

  • Выносные опоры - это жесткие горизонтальные конструкции, предназначенные для повышения жесткости и прочности при опрокидывании здания за счет соединения сердечника или хребта с близко расположенными внешними колоннами
  • Центральное ядро ​​содержит поперечные стенки или скрепленные рамы.
  • Система
  • Outrigger функционирует, связывая вместе две структурные системы (центральную систему и систему периметра), и заставляет здание вести себя почти как композитный консоль.
  • Выносные опоры представляют собой стены в железобетонном здании и фермы в стальных конструкциях.
  • Многоуровневые системы выносных опор могут обеспечить моментное сопротивление в пять раз больше, чем одна система выносных опор.
  • Практически системы Outrigger используются для зданий высотой до 70 этажей. Тем не менее, его можно использовать для более высоких зданий.
  • Система выносных опор не только снижает деформации здания, возникающие из-за опрокидывающих моментов, но и повышает эффективность сопротивления силам.

Рис.6: Структурная система аутригеров

6. Заполненная каркасная структурная система

  • Заполненная система каркасной конструкции состоит из каркаса из балок и колонн, некоторые пролеты которого заполнены каменной кладкой, железобетонными или блочными стенами.
  • Заполнение стен может быть частичным или полностью заполнять каркас.
  • Стены могут быть соединены или не соединены с опалубкой.
  • Отличная в плане жесткость и прочность стен предотвращают изгиб балок и колонн при горизонтальных нагрузках.В результате улучшатся конструктивные характеристики рамы.
  • Во время землетрясения в заполнителях образуются диагональные распорки сжатия, поэтому конструкция ведет себя скорее как скрепленная рама, чем как моментная рама.
  • Можно строить до 30-ти этажных домов.

Рис.7: Заполненная система каркасной конструкции

7. Конструкционная система плоских и плоских плит

  • Эта система состоит из плит (плоских или пластинчатых), соединенных с колоннами (без использования балок).
  • Плоская плита
  • представляет собой двухстороннюю систему железобетонного каркаса, в которой используется плита одинаковой толщины, самая простая из конструктивных форм.
  • Плоская плита представляет собой конструктивную систему, армированную с двух сторон, которая включает в себя откидные панели или капители колонн на колоннах, чтобы выдерживать большие нагрузки и, таким образом, допускать более длинные пролеты.
  • Боковое сопротивление зависит от жесткости компонентов и их соединений на изгиб, при этом плита соответствует балке жесткого каркаса.
  • Подходит для строительства до 25 этажей.

Рис.8: Конструкция из плоских плит и плоских плит

8. Конструктивная система труб

  • Эта система состоит из внешних колонн и балок, образующих жесткую раму, и внутренней части системы, которая представляет собой простую раму, предназначенную для выдерживания гравитационных нагрузок.
  • Здание ведет себя как эквивалентная полая труба.
  • Он существенно экономичен и требует половину материала, необходимого для строительства обычных каркасных зданий.
  • Боковым нагрузкам противостоят различные соединения, жесткие или полужесткие, при необходимости дополняемые элементами распорок и фермы.
  • Применяется для строительства домов до 60 этажей.
  • Типы систем трубчатой ​​конструкции включают систему труб в рамке (рис.9), систему связок труб (рис.10), систему пучков труб (рис.11) и систему трубка в трубке (рис.12).
  • Система решетчатых труб образуется при добавлении внешних распорок для повышения жесткости конструкции. Этот тип конструкции подходит для застройки до 100 этажей.
  • Связанная трубная система состоит из соединенных трубок и выдерживает большие нагрузки.
  • Система «труба в трубе» (сердечник корпуса) получается, если сердечник размещен внутри трубчатой ​​конструкции каркаса.

Рис.9: Система каркасной трубчатой ​​конструкции

Рис.10: Система трубчатых связок

Рис.11: Система связанных трубчатых конструкций

Рис.12: Трубка в системе трубок

9. Система сдвоенных стен

  • Эта система, состоящая из двух или более соединенных между собой стенок среза
  • Стены со сдвигом, соединенные на уровне пола балками или жесткими плитами.
  • Жесткость всей системы намного больше, чем у ее компонентов.
  • Действие устойчивых к сдвигу соединительных элементов заключается в том, что наборы стен ведут себя частично как составные консоли, изгибающиеся вокруг общей центральной оси стен.
  • Система подходит для зданий высотой до 40 этажей.
  • Поскольку строгальные стены, работающие на сдвиг, выдерживают нагрузки только в своей плоскости, стены в двух ортогональных направлениях должны выдерживать боковые нагрузки в двух направлениях.

Рис.13: Система сдвоенных стен

10. Гибридная структурная система

  • Это комбинация двух или более основных структурных форм либо путем прямого комбинирования, либо путем принятия различных форм в различных частях конструкции.
  • Отсутствие жесткости на кручение требует принятия дополнительных мер, в результате которых были установлены вертикальные внешние распорки с одним пролетом и несколько уровней «бандажей» по периметру.

Фиг.14: рама Vierendeel

  • Может использоваться для зданий высотой до 300м.
  • Согласно китайскому кодексу (JGJ3-2002), гибридная система может использоваться для строительства зданий с максимальной высотой 150 м в сейсмических регионах.

Рис.15: Система гибридной конструкции

.

сом | Проектирование высотных зданий

Автор: Фазлур Р. Хан
1965

Продолжающееся экономическое процветание и рост населения в городских районах указывают на будущее с активизацией строительства высотных жилых и офисных зданий. Однако строительство высотных зданий может быть экономически привлекательным только в том случае, если инженеры-строители могут иметь полное представление о структурном поведении различных систем, с одной стороны, и практическом понимании проблем строительства, с другой.

Стальному строительству зданий всего около 100 лет, и с самого начала был достигнут огромный прогресс. Использование чугуна и кованого железа давно заменили высокопрочной сталью. Технологии изготовления и монтажа были значительно усовершенствованы и механизированы. Тем не менее, несмотря на то, что прочность стали возросла, модуль упругости остается таким же, каким он был тогда, когда человек впервые нашел железо. Инженеру-строителю остается делать компромисс между современной высокой прочностью стали с ее «доисторическим» модулем упругости, с одной стороны, и не столь продвинутыми технологиями изготовления и монтажа с повышенными затратами на рабочую силу, с другой.

Цель этого документа - кратко обсудить различные аспекты многоэтажной структуры с особым упором на последний Кодекс AISC и указать на интерпретации теории и практики, задействованные в каждом случае, которые могут привести к более эффективной многоэтажной конструкции. сюжетные структуры.

.

10 проблем строительства высотных зданий [PDF]

Высотное здание - это здание с небольшой площадью, небольшой площадью крыши и огромными фасадами. Высотные здания обладают потенциалом противодействовать разрастанию городов, поскольку они могут решать проблемы с высокой плотностью населения и нехваткой земли для строительства.

Подход к строительству высотного здания сложен и поэтому требует учета критических факторов. В этой статье обсуждались некоторые проблемы архитектурного, структурного и инженерного проектирования, исследования, строительства и технического обслуживания.

10 проблем строительства высотных зданий

1. Легкие конструкции

Высотные конструкции спроектированы как легкие конструкции, поэтому выбор материалов для конструктивных и неструктурных элементов является сложной задачей при планировании и исполнении. Становится важным использование высококачественного бетона (HPC), предварительно напряженного бетона, композитных конструкций со сталью, высокопрочной стали, легкой кирпичной кладки для стен и перегородок и т. Д.

2. Ветрозащитная и сейсмостойкая конструкция

Силы ветра и землетрясения являются наиболее преобладающими нагрузками, требующими бокового проектирования конструкций. Кроме того, жители могут испытывать тошноту в случае сильных отклонений и вибраций; следовательно, здания должны быть спроектированы как для сейсмической безопасности, так и для комфортных условий.

В зданиях с изоляцией основания реакция здания изменяется таким образом, что земля внизу может перемещаться без передачи нулевого или минимального движения конструкции наверху; следовательно, для высотных зданий принята изоляция основания.

Обычно ветровые нагрузки являются определяющим фактором при проектировании конструкций высотных зданий. Форма здания играет жизненно важную роль в минимизации силы ветра, и поэтому предпочтительны круглые, скошенные квадратные или почти круглые и квадратные здания.

3. Геотехнические исследования

Фундаменты высотных сооружений требуют особого внимания как при инженерно-геологических изысканиях, так и при строительстве. Основной принцип инженерно-геологических изысканий - погрузиться в землю на высоту здания.Кроме того, может потребоваться уникальный дизайн фундамента с подробным анализом.

4. Обеспечение подвальных помещений

Поскольку существует большая потребность в услугах парковки в многоэтажных зданиях, обеспечение подвалов становится практически необходимым. Все работы, связанные со строительством подвалов, такие как подпорные стены, диафрагменные стены и подземная гидроизоляция, представляют собой сложную задачу для дизайнеров и инженеров.

5. Эффективная вертикальная транспортная система

Вертикальные транспортные системы должны быть высокоэффективными и быстрыми в высотных зданиях, особенно если они используются в одиночку.Предпочтительны сверхлегкие канаты с сердцевиной из углеродного волокна и покрытием с высоким коэффициентом трения или другие передовые технологии. Хотя количество лифтов в настоящее время не вызывает беспокойства, но в будущем они будут оптимизированы с учетом развития, устойчивости и стоимости помещения.

6. Строительство и пожарная безопасность

Безопасность высотных зданий должна включать в себя структурную безопасность, безопасность рабочих во время строительства и технического обслуживания, безопасность от падающих компонентов, пожарную безопасность, безопасность от молний и т. Д.Пожары в высотных зданиях могут привести к серьезным повреждениям, что делает безопасность высшим приоритетом высотного строительства. Еще одна проблема - безопасность от падающих предметов при строительстве и обслуживании высотных зданий; Следовательно, материалы для наружных фасадов необходимо тщательно выбирать в зависимости от потребностей здания.

7. Скорость строительства

Скорость строительства высотных зданий - еще одна проблема. Новые строительные технологии всегда применяются в высотных сооружениях ради скорости, что также обеспечивает качество, безопасность и экономическую стабильность.Сборные стальные, композитные и железобетонные конструкции из высокопрочного бетона применяются в высотном строительстве с применением новейших технологий опалубки. Перекачивание бетона, подъем материалов и оборудования, а также работа на более высоких уровнях в высотных зданиях - некоторые из основных проблем, связанных с достижением скорости.

8. Ремонт и обслуживание

Ремонт и обслуживание высотных зданий и услуги, в том числе ручная чистка фасадов, - еще одна проблема, которую в скором времени можно заменить роботами.

Затраты на содержание и ремонт в таких зданиях также высоки. Обеспечение легкого доступа для обслуживания служб также является проблемой для архитекторов и инженеров. При высотном строительстве следует отдавать приоритет использованию материалов, не требующих обслуживания или требующих минимального ухода.

Материалы, используемые в службах, и труднодоступные компоненты должны быть совместимы с сроком службы зданий, так как обслуживание и их замена в высотных зданиях затруднены.

9.Оказание эффективных сантехнических услуг

Сантехнические услуги очень важны в высотных сооружениях. Проектирование водохранилищ, напора воды на разных этажах, системы оборотного водоснабжения, системы дренажа почвы и сточных вод, водостока - сложные задачи, наряду с обслуживанием и ремонтом сантехники.

Каждое здание уникально по форме и имеет особые дизайнерские решения, поэтому конструкция сантехники должна соответствовать потребностям здания.

10. Использование информационных технологий

Информационные технологии требуются на этапе планирования и строительства высотных зданий для архитектурных, структурных и инженерных проектов, исполнения, эксплуатации и технического обслуживания. Информационное моделирование зданий (BIM) уже стало почти необходимостью в таких конструкциях. Управление эксплуатацией зданий также должно стать автоматическим и управляемым с помощью ИТ, чтобы получить право на интеллектуальные услуги, интеллектуальную парковку, интеллектуальное оборудование и интеллектуальное здание.

Подробнее:
Типы конструктивных систем высотных зданий
Противопожарные характеристики высотных зданий и сооружений
Критерии выбора фундамента для зданий
Четыре поколения строительства высотных зданий

.

Высотное здание

A высотное здание - высотное здание или строение

  • · Здания высотой от 75 до 491 футов (от 23 м до 150 м) считаются высотными. Здания выше 492 футов (150 м) классифицируются как небоскребы.
  • Материалы, используемые для конструктивной системы высотных зданий: железобетон и сталь. Большинство небоскребов в американском стиле имеют стальной каркас, а жилые многоэтажные дома обычно строятся из бетона.
  • Высотные сооружения имеют определенные особенности. Конструкции высокие и приводят к более высоким вертикальным нагрузкам и более высоким боковым нагрузкам (в основном из-за ветровой нагрузки) по сравнению с более низкими зданиями.

НАГРУЗКИ НА ВЫСОКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Вертикальные нагрузки

  • Постоянные нагрузки возникают из-за веса отдельных элементов конструкции и отделочных нагрузок.
  • Живые нагрузки зависят от использования в зависимости от количества этажей; временные нагрузки могут быть уменьшены для передачи нагрузки и определения размеров вертикальных несущих элементов.

· Однако снижение общей временной нагрузки на элемент конструкции не может превышать 40%.

Горизонтальные нагрузки

  • Следует внимательно изучить расчет боковых нагрузок.
  • Обычно возникает из-за неожиданных прогибов, ветра и землетрясений.

Неожиданные прогибы

  • Возникает из-за неточности при изготовлении строительных элементов и более крупных компонентов.
  • Еще одна причина - неравномерная осадка фундамента на неоднородном участке.
  • Любой прогиб создает дополнительные боковые силы.

Ветровые нагрузки

  • Высотные здания подвержены колебаниям. Его не следует рассматривать как статически эквивалентные нагрузки, а следует исследовать с точки зрения раскачивания.
  • Эксперименты в аэродинамической трубе используются для изучения влияния формы здания на ветровую нагрузку.
  • Следует также учитывать способность ветровых нагрузок вызывать колебания здания. Это колебание приводит как к ощутимому боковому ускорению пассажиров, так и к максимальному боковому отклонению.

Землетрясения

Определение

  • Сейсмология (от греческого seismos = землетрясение и logos = слово)
  • научные исследования землетрясений
  • Распространение упругих волн через Землю.
  • исследований последствий землетрясений, таких как цунами
  • различных сейсмических источников, таких как вулканические, тектонические, океанические, атмосферные и искусственные процессы, такие как взрывы.

Землетрясение

  • Создает различные типы сейсмических волн.
  • Он путешествует через скалы и обеспечивает эффективный способ изображения источников и структур глубоко внутри Земли.

Сейсмические волны

Существует три основных типа сейсмических волн в твердых телах:

  • Зубцы P
  • \ S-волны
  • P- и / или S-волны.
  • Два основных типа поверхностных волн (Рэли и Лав).

Волны давления, / Первичные волны / P-волны,

  • Путешествуют с максимальной скоростью в твердых телах и поэтому являются первыми волнами, которые появляются на сейсмограмме.
  • P-волны - это, по сути, возмущения давления, которые распространяются через материал, попеременно сжимая и расширяя (расширяя) среду, где движение частиц параллельно направлению распространения волны.

Поперечные волны / вторичные волны / S-волны,

  • Поперечные волны, которые распространяются медленнее, чем P-волны, и поэтому появляются позже, чем P-волны на сейсмограмме.
  • Частица движется перпендикулярно направлению распространения волны. Сдвиговые волны не существуют в жидкостях, таких как воздух или вода.

Тип многоэтажного дома

  1. Рама с опорами
  2. Конструкция с жесткой рамой
  3. Заполненная каркасная конструкция
  4. Конструкция из плоских пластин и плоских перекрытий
  5. Конструкция стены со сдвигом
  6. Конструкция сдвоенной стены
  7. Стеночно-каркасная конструкция
  8. Рамная трубчатая конструкция
  9. Стропильная труба
  10. Труба в трубе или сердцевина корпуса
  11. Связанная трубчатая конструкция
  12. Система сердечника и выносных опор
  13. Гибридная структура

Крепежная рама

  • Стяжные рамы представляют собой консольные вертикальные фермы, противостоящие боковым нагрузкам, главным образом, за счет осевой жесткости элементов рамы.
  • Эффективность системы, характеризующаяся высоким отношением жесткости к количеству материала, признана для многоэтажных зданий от низкой до средней высоты.
  • Обычно считается исключительно стальной системой, потому что диагональ неизбежно подвергается растяжению для других направлений боковой нагрузки.
  • Способность изготавливать очень жесткую в поперечном направлении конструкцию с минимумом дополнительных материалов, делает ее экономичной структурной формой для зданий любой высоты, вплоть до самых высоких.

Преимущества: -

  • Балки минимально участвуют в действии боковых распорок - конструкция каркаса перекрытия не зависит от его уровня в конструкции.
  • Может повторяться по высоте здания с очевидной экономией при проектировании и изготовлении.

Недостатки: -

Помешать внутренней планировке и расположению окон и дверей; по этой причине изгибы со связями обычно устанавливаются внутри вдоль линий стен и перегородок, особенно вокруг лифта, лестницы и служебной шахты.-Диагональные соединения дороги в изготовлении и установке.

Конструкция с жесткой рамой

Состоит из колонн и балок, соединенных устойчивыми к моменту соединениями. Поперечная жесткость изгиба жесткого каркаса зависит от жесткости на изгиб колонн, балок и соединения в плоскости изгибов. Идеально подходит для железобетонных зданий из-за присущей жесткости железобетонных швов. Также используется для зданий со стальным каркасом, но устойчивые к моменту соединения в стали обычно являются дорогостоящими.В то время как жесткие рамы типичного масштаба, которые служат только для противодействия поперечной нагрузке, имеют экономичный предел высоты около 25 этажей, жесткие рамы меньшего размера для трубы по периметру или, как правило, жесткие рамы в сочетании со стенками, работающими на сдвиг, или скругленными изгибами, могут быть экономическая вершина гораздо большей высоты.

Преимущества: -

  • Может размещаться внутри или вокруг ядра, снаружи или по всему внутреннему пространству здания с минимальными ограничениями для модуля планирования.
  • Каркас может быть архитектурно открыт, чтобы выразить решетчатый характер конструкции.
  • Расстояние между колоннами в стойкой к моменту раме может соответствовать тому, которое требуется для гравитационного каркаса. - Подходит только для строительства до 20–30 этажей; пропорции элементов и стоимость материалов становятся неоправданными для строительства выше этого.

.

Правила городского проектирования высотных зданий

Утверждены городским советом 23 мая 2018 г.

Руководство по городскому проектированию высотных зданий [PDF-версия 5.193 MB]

Определение

Высотное здание определяется в Официальном плане как любое здание от десяти этажей и более. В многоэтажном домостроении преобладает жилищное использование, но другие виды землепользования часто включаются в комплексную застройку, включая торговую, офисную, институциональную, культурную и развлекательную деятельность.Независимо от того, является ли здание «высотным» или нет, оно может казаться относительно «высоким», когда оно значительно выше окружающего контекста; или он выше ширины полосы отвода, с которой он сталкивается.

Высотное здание состоит из трех основных компонентов, которые объединены в единое целое: цоколь или подиум; середина или башня и вершина. База - это основной интерфейс с городским контекстом улиц, людей и услуг. Размеры, форма, ориентация и облицовка башни соответствуют функциональным и контекстным требованиям, а также образу жизни жителей.Верх объединяет механическое оборудование и способствует просмотру неба.

Назначение и применение

Настоящее руководство по городскому проектированию должно использоваться во время рассмотрения предложений по развитию для продвижения и достижения надлежащей высотной застройки. Рекомендации по проектированию будут применяться везде, где предлагаются высотные жилые и многофункциональные здания. Хотя эти руководящие принципы предназначены для жилой застройки, они являются полезными справочными материалами при рассмотрении многоэтажной коммерческой застройки, а также средней застройки, которая кажется высокой по отношению к своему контексту.

Это общие рекомендации, и не все они могут применяться одинаково во всех обстоятельствах. Каждый контекст будет определять применение различных руководящих принципов и акцент на них. Конкретный контекст и условия сайта будут рассматриваться вместе с этими рекомендациями.

План проектирования сообщества (CDP) или другие исследования планирования могут дополнять и уточнять эти руководящие принципы проектирования для конкретной области. Руководство также будет источником для подготовки новых планов общественного дизайна.

Цели

Целью данных рекомендаций по городскому дизайну является обозначение способов:

  • Рассмотреть совместимость и взаимосвязь между высотными зданиями и их существующим или планируемым контекстом;
  • Координировать и интегрировать парковку, услуги, коммунальные услуги и общественный транспорт в дизайн здания и участка;
  • Поощрять сочетание использования и открытых пространств, которые способствуют повышению удобства городской жизни;
  • Создавать удобные для пешеходов улицы и привлекательные общественные места, удобные для людей, которые способствуют созданию благоприятных для жизни, безопасных и здоровых сообществ;
  • Продвигать высотные здания, которые улучшают вид на горизонт и улучшают ориентацию и образ города;
  • Содействовать развитию, которое учитывает физическую среду и микроклимат посредством дизайна.

Официальный план и постановление

Высотные здания - один из многих возможных типов зданий, способствующих интенсификации землепользования, который отвечает требованиям провинций и выполняет указания Официального плана по созданию эффективных моделей развития и землепользования, которые поддерживают здоровые, пригодные для жизни и безопасные сообщества. Разделы 2.5.1 и 4.11 официального плана и Рекомендации по проектированию в Приложении 3 являются ключевыми политическими областями, которые направляют высотные здания в определенные районы города, включая центральную часть города, вдоль основных улиц, в многофункциональных центрах и рядом с крупными транспортными станциями.Официальный план также дает политическое руководство для оценки пригодности отдельных участков и для информирования многих аспектов проектирования высотных зданий.

Положение о всеобъемлющем зонировании также является инструментом, устанавливающим предварительные рамки проектирования для высотных застроек. Посредством подробного анализа участка могут потребоваться поправки к постановлению о зонировании для решения проблем и возможностей, связанных с контекстом, скоплением, тенями и общественным пространством. Также необходимо соблюдать широкий спектр других применимых нормативных актов и подзаконных актов.

Контекст и проблемы

В то время как существующий контекст может определять сегодняшние рамки для высотных зданий, запланированный контекст, изложенный в таких документах, как Планы общественного проектирования и Постановление о всеобъемлющем зонировании, служит ориентиром для роста и изменений. Изменения в виде высотных зданий, независимо от того, предусмотрены ли они в утвержденных планах или нет, часто вызывают опасения.

Высотные здания по своей природе выделяются из контекста и привлекают внимание.В результате возникает ряд конструктивных проблем, связанных с подгонкой и совместимостью, воздействием на пешеходную среду и открытые пространства, качеством материалов и эксплуатацией зданий, которые требуют особого внимания.

В плохом состоянии многоэтажные дома могут стать нежелательным дополнением к соседству. Плохой дизайн может загромождать пешеходные пространства, нарушать конфиденциальность, ухудшать характер района и способствовать негативному микроклимату и экологическим проблемам, таким как эффекты аэродинамической трубы, тени, шум и качество воздуха.

Если все сделано правильно, большинство негативных проблем могут быть решены на ранних этапах процесса проектирования, что дает значительный положительный результат для сообщества. Высотные здания, которые хорошо спроектированы и интегрированы в район, могут включать в себя сочетание различных видов землепользования, которые поддерживают городские услуги и удобства, способствуют жизнеспособности района и формируют и определяют общественные улицы и пространства в человеческом масштабе. Они могут быть отличительной достопримечательностью сообщества, улучшать панораму и вносить свой вклад в имидж города.

Высотки часто предлагаются в разных контекстах, каждый со своими проблемами. Например:

.

Смотрите также