24. Классификация конструктивных схем высотных зданий

1. Стеновая

2. Каркасная

Рамный каркас «-« прогиб остова 20%, сдвиг колонн 20%, сдвиг балок 60%,тяжелый

3. Ствольная

стены ствол, ствол каркас, стены каркас, но лучше комбинации

4. Оболочка

внутри стены, каркас «-« кручение, крутильные колебания

5. Каркасно стеновая (неполн каркас)

6. Связевой (рамно-связевой)

7. Рамно-диафрагменнный (диафрагмы не годятся для фасадов)

можно добавить 4 портальных связей по углам фасадов (иначе крутильная форма колебаний)

8. С поясами жесткости

1-пояса жесткости, 2- регулярные связки по высоте

+ удерживает каркас от сдвига и изгиба, на 20-30% сниждает деформации

9. Переменность по высоте ( Ступенчатые)

соответствует эпюре (как эфелева башня), уменьш сечение, очень рационально, здания приближаются к пирамиде, в любой точке напряжения одинаковы.

10. Рамный каркас с фермами Веренделя, высотой в этаж

11. Ствольная система с консолными этажами (в японии Метаболизм, ячейками)

12. «Труба в трубе» лучшее

1-связи

В лондоне норманн фостерс «огурец» - ветровые потоки закручиваясь возгоняются. Отношение ширины к высоте лучше 1/6.

Традиционные схемы высотных зданий. Преимущества и недостатки.

Бескаркасная с параллельными несущими стенами (рис. 11.1, а). Эта система состоит из плоских вертикальных элементов, которые пригружены собственным весом и способны благодаря этому эффективно воспринимать горизонтальные воздействия. Система парал­лельных стен широко применяется для жилых зданий, которые не требуют устройства больших свободных объемов и в которых для систем инженерного оборудования нет необходимости устраивать стволы жесткости.

Ствольная с наружными стенами-диафрагмами (рис. II. 1,б). Плоские вертикальные элементы образуют наружные стены ствола здания. Это позволяет устраивать открытые внутренние объемы, величина которых зависит от пролетов, перекрываемых плитами перекрытий. В стволах размещаются системы инженерного оборудо­вания и вертикального транспорта, а сами стволы повышают жест­кость здания.

Коробчатая (рис. II.1, в). Здания коробчатой схемы образуются из трехмерных блоков высотой на этаж, которые напоминают здания с несущими стенами (см. рис. 11.1, а), когда они смонти­рованы и соединены друг с другом. На рисунке показана система, в которой блоки собираются как кирпичи в английской каменной кладке, в результате чего имеем перекрестную систему несущих стен-балок.

С консольными перекрытиями в уровне каждого этажа (рис. 11.1, г). Опирание системы пере­кры­тий на центральный ствол жесткости допускает создание свободного от колонн простран­ства. При этом размеры здания ограничены несущей способностью плит. Такое решение тре­бу­ет применения сталей с высокими механичес­кими характеристиками, особенно при больших вылетах плит пере­крытий. Жесткость плит может быть увеличена с помощью предва­рительного напряжения.

Каркасная с безбалочными плитами перекрытия (рис. 11.1, д). Обычно такая горизонтальная плоская конструкция состоит из железобетонных панелей одинаковой толщины, опирающихся на колонны. При любом решении система не имеет высоких балок и, таким образом, допускает минимальную высоту этажа.

С консолями высотой на этаж в уровне каждого второго этажа (рис. 11.1, е). Консольные решетчатые конструкции высотой на этаж устраиваются через один этаж. Пространство внутри решетчатых конструкций этажа обычно используется для определенных (с фиксированным оборудованием) операций, а полностью свободное пространство между решетчатыми конструкциями может быть пред­назначено для любых видов деятельности.

С подвешенными этажами (рис. 11.1, ж). Такая система предпо­лагает эффективное использование материала при применении вмес­то колонн подвесок, воспринимающих нагрузки от перекрытий. Несущая способность сжатых элементов обычно снижается в связи с продольной устойчивостью, в то время как несущая способность растянутых элементов используется полностью. Подвески передают вертикальную нагрузку на консольные оголовки, установленные на центральном жестком стволе.

С фермами высотой на этаж, расположенными в шахматном по­рядке (рис. 11.1, з). Фермы высотой на этаж размещаются таким об­разом, что каждое перекрытие здания опирается на верхний пояс одной фермы и нижний пояс следующей фермы. Кроме восприятия вертикаль­ных нагрузок такая компоновка ферм снижает до ми­нимума требования к системе горизон­тальных связей, так как вет­ровые нагрузки передаются полками ферм и плитами перекрытий.

Рамно-каркасная (рис. 11.1, и). Жесткие узлы сопряжения ли­нейных элементов позволяют создать вертикальные и горизон­тальные диски жесткости. Вертикальные диски образуются колоннами и ригелями в основном с прямоугольной сеткой. Ана­логичная сетка продольных и поперечных ригелей создает гори­зонтальные диски. Для создания пространственной жесткости остова здания, ко­торая зависит от несущей способности и жесткости отдельных колоинн, ригелей и узлов, важными расчетными факторами являются высота этажа и шаг колонн.

Каркасно-ствольная (рис. 11.1, к). Жесткая рама воспринимает горизонтальные нагрузки при работе ее элементов преимущественно на изгиб. Такая схема деформирования приводит к большим гори­зонтальным перемещениям зданий определенной высоты. Однако введением ствола жесткости можно существенно увеличить боковую жесткость здания за счет взаимодействия рамного каркаса со ство­лом. В стволах размещают системы инженерного оборудования и вертикального транспорта.

Каркасная с решетчатыми диафрагмами жесткости (рис. 11.1, л). Сочетанием жестких (или шарнирных) рам с вертикальными решет­чатыми диафрагмами, работающими на сдвиг, можно добиться су­щественного повышения несущей способности и жесткости здания. При проектировании может считаться, что каркас воспринимает вертикальные нагрузки, а вертикальные решетчатые диафрагмы— горизонтальные (ветровые) воздействия.

Каркасная с решетчатыми горизонтальными поясами и решетча­тым стволом жесткости (рис. 11.1, м). Горизонтальные решетчатые пояс, а связывают наружные колонны со стволом и тем самым умень­шают степень раздельной работы рамного каркаса и ствола. Система связей называется венчающей сквозной конструкцией в случае расположения горизонтального пояса наверху здания и поясной конструкцией при размещении их в нижней части здания.

Коробчато-ствольная (труба в трубе) (рис. 11.1, н). Наружные колонны и балки располагаются достаточно близко друг от друга, и каркас наружных стен превращается в оболочку с проемами. Все здание работает как полая трубчатая конструкция, консольно за­деланная в грунт. Центральный ствол (труба) увеличивает жест­кость здания, воспринимая горизонтальные нагрузки вместе с на­ружной коробкой (трубой).

Многосекционная коробчатая (рис. 11.1, о). Здание такой конст­руктивной схемы выполняется сблокированным из отдельных сек­ций, решенных по коробчатой схеме (пучок труб). Горизонтальные нагрузки воспринимаются как наружной стеновой коробкой, так и межсекционными стенами. В этом случае повышение жесткости системы очевидно. Такое решение допускает строительство зданий самой большой высоты и с большим открытым пространством между­этажных перекрытий.

19. Тентовые покрытия культовые спортивных сооружений. Примеры из европейской практики.

20. Типы фундаментов, применяемых для зданий бассейнов 25,50 м. Технологический разрез. Бассейн скиммерный и переливной, особенности конструкции и статика работы чаши.

21. Связь технологии бассейна и конструкции фундамента.

22. Фундамент коробчатого типа глубокого заложения. Статическая работа в грунте. Схемы армирования.

Коробчатые фундаменты состоят из буронабивных или шнековых свай или стен в грунте, они имеют ряд преимуществ перед обычными фундаментами глубокого заложения, особенно в случае передачи на грунт больших сконцентрированных нагрузок. Они имеют более совершенные деформационные характеристики и более устойчивы к горизонтальным нагрузкам и движениям земной коры. Кроме того, благодаря использованию этих конструкций можно уменьшить площадь фундамента, что особенно важно для фундаментов мостов через реки. Все эти положительные характеристики основываются на связующем эффекте между сваями (стенами) и грунтом.

К оробчатые фундаменты действуют как сложная конструкция, состоящая из свай (стен в грунте или буро-инъекционных стен) и заключенного между ними массива грунта. Сваи и плита ростверка образуют короб, который создает физический эффект перевернутого «горшка». Соответственно, подобные конструкции характеризуются меньшими величинами осадок, чем обычные группы свай, а также более устойчивы к сейсмическим воздействиям. Коробчатые фундаменты, состоящие из буронабивных или шнековых свай, являются особой разновидностью плитно-свайных фундаментов, где для передачи нагрузки также задействован заключенный между сваями массив грунта.

Коробчатые фундаменты глубокого заложения (с использованием буронабивных или шнековых свай, стен в

грунте) имеют ряд преимуществ:

Бетонные элементы и массив грунта, заключенный между ними, образуют квази-монолитную структуру, обладающую большой несущей способностью;

Фундаменты воспринимают и передают бóльшие сосредоточенные нагрузки, чем

обычные свайные группы;

Они занимают меньшую площадь по сравнению с обычными свайными фундаментами, где расстояние между осями свай ≥ 2-3d.