Высотные здания Курс лекций Функция

Высотные здания Курс лекций

• «Функция определяет форму» - Луис Генри Салливан (американский архитектор 1856 -1924) например, предложенный архитекторами решение по высотному зданию в г. Москве. Проем в здании на высоте 100 м. наряду с его элегантностью и привлекательностью делал невозможным для проживания в квартирах, расположенных в этом проеме. Испытания макета в аэродинамической трубе показали сильные ветровые «завывания»

Предложения по качеству • Строительство ведет управляющая компания, способная обеспечить весь комплекс разработки проектно сметной документации, выбор подрядчиков, ведение всех строительно-монтажных работ, заключение контрактов на аренду со страхованием всех этапов деятельности. • Жизнь офисного работника или жителя застрахована на сумму не менее 40 млн. рублей. • Создание единой команды по разработке проекта, состоящей из архитекторов, конструкторов, геотехников, специалистов по инженерным сетям, пожарной безопасности, маркетологов. • Закладка датчиков контроля работы фундамента, скелета здания, наиболее нагруженных элементов • Контракты по продаже квартир включают их планировку, отделку и оборудование, полностью удовлетворяющие покупателя на стадии проектирования и запрещающие эти переделки после въезда жильца в дом.

Конструктивные требования • Для того, чтобы конструкция была работоспособна она должна удовлетворять требованиям прочности, жесткости и устойчивости • Прочность – способность конструкции работать в течении всего срока эксплуатации без разрушения. • Для растянутых элементов • Для изгибаемых элементов

Ø Жесткость – способность конструкции сопротивляться деформациям или деформироваться в заданных СНи. П 2. 01. 07 -85* «Нагрузки и воздействия» пределах Ø [ f / l ] ≤ 200 (для балок длиной 6 м) Ø [ f / H ] ≤ 1000 (для зданий) Ø Жесткость зданий со стеновым несущим остовом обеспечивается жесткостью самих стен, поэтажно сопряженных с жесткими дисками перекрытий. Ø Жесткость каркасных зданий Ø (из стержневых вертикальных и горизонтальных элементов) обеспечивается принципиально двумя способами: введением в систему каркаса дополнительных стержневых, плоских или объемнопространственных элементов (соответственно связей, диафрагм или ядер жесткости) или с помощью жестких рамных узлов соединения элементов каркаса

ИЗМЕНЯЕМАЯ СТЕРЖНЕВАЯ НЕИЗМЕНЯЕМЫЕ СИСТЕМА СТЕРЖНЕВЫЕ СИСТЕМЫ 1 – раскосая связь; 2 – крестовая связь; 3 – полураскосая связь; 4 – подкосы; 5 – диафрагма или ядро жёсткости; 6 – жёсткие рамные узлы

• Устойчивость – способность конструкции сохранять свою первоначальную форму равновесия при загружении ее внешней нагрузкой (опрокидывание здания) Потеря устойчивости здания произойти в результате: может • неравномерной осадки фундаментов или • при действии динамических (ветровых и сейсмических) нагрузок.

ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ОПРОКИДЫВАНИЕ ЗАЩЕМЛЕНИЕ

Шанхай. Ненадежный грунт.

Консепсьене. Колумбия

Екатеринбург. Рухнула стена

ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗДАНИЯ ИЗМЕНЕНИЕ ФОРМЫ ПЛАНА СУЖЕНИЕ КВЕРХУ

Нагрузки на здание

Комплекс силовых и не силовых нагрузок Силовые 1. От собственного веса конструкции и грунтов 2. Особые воздействия (взрыв, авария, столкновение с транспортом, пожар) Полезная (вес людей, мебели, оборудов. ) 3. Ветровая (расчетная, резонансное вихревое возбуждение) 4. Сейсмическое воздействие 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. От снега и пыли Давление грунта Давление грунтовых вод Вибрация от транспорта Морозистое пучение грунта Температурные (климатические, технологические, ) Крановые Гололедные (при проектировании фасадных систем с воздушным зазором) От смерча Волновые (пристани) В процессе строительства Не силовые 1. Влага снаружи (дождь, талая вода) 2. Влага изнутри (вода, пар) 3. Химическая агрессия воздушной среды и грунтовых вод 4. Биологическая агрессия (растительность) 5. Солнечная радиация 6. Подмыв грунта под фундаментами от протечек теплотас

Полтава. Спорткомплекс

Здание московского департамента

Рис. 1. 3. Конструкции многоэтажного здания гостиницы (чертеж разреза): 1 – фундамент; 2 – открытая лестница; 3 – пол по грунту; 4 – цокольное перекрытие; 5 – междуэтажное перекрытие; 6 – эксплуатируемое покрытие; 7 – колонна; 8 – балка консольная; 9 – перегородка; 10 – дверной проём в стене; 11 – наружная стена; 12 – стена лоджии; 13 – перекрытие лоджии; 14 – шахта лифта; 15 – крыша; 16 - лестничная клетка

Конструктивная система здания Конструктивная система – Несущая система определенного типа, характеризуемая конструктивным решением составляющих систему элементов, их взаимным расположением и способом передачи усилий. • • • Каркасная Стеновая Объемно-блочная Ствольная Оболочковая Комбинированная

конструктивные системы: 1 – колонна каркаса; 2 – ригель каркаса; 3 – несущая стена; 4 – перекрытие; 5 – объемный блок; 6 – ствол жесткости; 7 – перекрытие консольного типа; 8 – стена-оболочка здания; 9 – ферма или балка перекрытия

Комбинированные конструктивные системы: а – каркасно-стеновая; б – каркасно-объемно-блочная; в – каркасно-ствольная; г – каркаснооболочковая; д – объемно-блочно-стеновая; е – ствольно-стеновая; ж – оболочко-диафрагмовая; з – ствольно-объемно-блочная; и – ствольно-оболочковая; к – каркасно-объемно-блочнодиафрагмовая; л – каркасно-ствольно-диафрагмовая; м – каркасно-ствольно-оболочковая; н – каркасно-подвесная; о – ствольно-подвесная

• Несущие конструктивные системы (Н. К. С. ) высотных зданий выполняются, как правило, из монолитного железобетона, обеспечивающего высокую прочность и жесткость узлов и всей конструктивной системы вцелом. • Н. К. С монолитных зданий состоят из фундамента, опирающихся на него вертикальных несущих элементов колонн и стен и объединяющих их в единую пространственную систему горизонтальных дисков перекрытий • Стеновая конструктивная система наиболее пригодна для высотных зданий, из-за большей жесткости и большим сопротивлением горизонтальным и вертикальным нагрузкам

Диски перекрытия бывают • Безбалочные, в виде гладкой плиты, или с капителями

• С контурными балками вверх или вниз от плиты по периметру здания

• С главными балками вдоль большого пролета ячейки • Часторебристые с главными и второстепенными балками

• Коробчатые или пустотелые

Кессонные с главными балками в двух направлениях и второстепенными в двух и более направлениях

• Вертикальные несущие элементы (колонны, стены) должны располагаться от фундамента и по всей высоте один над другим, в тех случаях когда колонна смещена (висячая колонна) – устанавливают ребра жесткости или балкистены (однако, этого лучше избегать, особенно с колоннами и стенами нижних этажей) • Для обеспечения повышенной прочности и жесткости необходимо обеспечить: симетричность в плане, одинаковау высоту, отсутствие больших консолей и проемов.

Не следует предусматривать консоли на нижних этажах, в тех случаях когда на них передается нагрузка целиком от верхних этажей

• Высотные здания в плане следует выполнять круглыми, овальными, квадратными, или такими, когда контур здания позволяет значительно снижать ветровое давление (обтекаемое)