Исследование влияния на динамические характеристики соотношения жесткости макроэлементов зданий сложной макроструктуры и указание их рациональных соотношений. Изучение особенностей расчета зданий на сейсмическое воздействие, заданное акселерограммами.
Аннотация к работе
В зданиях высотой более 30-40 этажей напряжения в вертикальных несущих элементах от горизонтальных нагрузок (ветровых и сейсмических) сравнимы с усилиями от вертикальных нагрузок, а в более высоких зданиях становятся определяющими. Здание сложной макроструктуры (ЗСМ) - это здание, состоящее из 2-х и более башен, пластин, блоков, объединенных отдельными или регулярными связями или перемычками по высоте, включающими их в совместную работу. Научная новизна работы состоит в следующем: - рассмотрены некоторые из возможных форм ЗСМ (здания из башен с перемычкой, здания двухбашенные со связями сдвига, распределенными по высоте; Более равномерному объединению корпусов служит сочетание 3-х отдельных остовов 3-4-мя связями по высоте, что превращает здание в подобие пространственной 3-х-поясной безраскосной фермы Веринделя, защемленной в грунт. Бонн имеющее 2 башни, объединенные изящными связями по высоте, здание Петронас Тауэр в столице Малайзии Куала Лумпур, 2 цилиндрические башни объединенное одной галерей, это здание олимпийской деревни в Китае и др.Сделан обзор основных проблем проектирования и существующих конструктивных схем высотных зданий и обоснована эффективность зданий сложной макроструктуры(ЗСМ). Выявлена противоречивость требований к ЗСМ при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки. Усилия срабатывания рекомендуется принимать на 5-10% ниже продольных сил в стержнях связей , полученных при расчете на расчетное сейсмическое воздействие. Использование УПС с правильно подобранными характеристиками позволяет снизить горизонтальные ускорения от расчетного сейсмического толчка практически до значений отдельно-стоящего здания. Данную работу можно рассматривать как первую попытку исследования и разработки рекомендаций по расчету и рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры (ЗСМ), как относительно нового типа зданий.
Вывод
Основные результаты данной работы состоят в следующем
1. Сделан обзор основных проблем проектирования и существующих конструктивных схем высотных зданий и обоснована эффективность зданий сложной макроструктуры(ЗСМ).
2. Исследованы особенности поведения ЗСМ при действии ветровых и сейсмических нагрузок. Выявлена противоречивость требований к ЗСМ при работе на ветровую и сейсмическую нагрузки.
3. Показано, что для снижения сейсмических сил в ЗСМ возможно применение УПС. Разработан алгоритм расчета ЗСМ с применением УПС.
4. Установка связей рекомендуется в зоне наибольших усилий в диагональных связях между корпусами ЗСМ.
5. Усилия срабатывания рекомендуется принимать на 5-10% ниже продольных сил в стержнях связей , полученных при расчете на расчетное сейсмическое воздействие.
6. Использование УПС с правильно подобранными характеристиками позволяет снизить горизонтальные ускорения от расчетного сейсмического толчка практически до значений отдельно-стоящего здания.
Данную работу можно рассматривать как первую попытку исследования и разработки рекомендаций по расчету и рациональному проектированию зданий сложной макроструктуры (ЗСМ), как относительно нового типа зданий.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
1. А.А. Смирнов. Рациональное проектирование зданий сложной макроструктуры. Материалы доклада на 62-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПБГАСУ, 2 февраля 2006 г.
2. А.А. Смирнов. Железобетонные каркасы высотных зданий. Особенности поведения зданий сложной макроструктуры под действие горизонтальных нагрузок., Стройпрофиль, N3(49) 2006 г., с 34-35.
3. А.А. Смирнов. Рациональное проектирование зданий сложной макроструктуры, подверженных ветровым и сейсмическим воздействиям, журнал “Промышленное и гражданское строительство”., N 6, 2007 г. с.15-16.( публикация в издании, рекомендованном ВАК ).
4. А.А. Смирнов. Повышение сейсмостойкости высотных зданий сложной макроструктуры путем введения упругопластических связей. Стройпрофиль, N 5 (67) 2008 г. с.68