Исследование прочности и устойчивости к прогрессирующему обрушению высотных зданий рамно-связевой конструктивной схемы в процессе возведения и эксплуатации

• Автор: Григоршев, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ИСТОРИИ ВЫСОТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ЕГО РАЗВИТИЯ
1.1 Краткий обзор истории и основные направления развития высотного строительства
1.2 Современные методы и уровень развития существующих расчетных схем высотных зданий
1.3 Определение основных направлений исследования
Основные результаты и выводы к главе
Глава 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ПОД РАЗЛИЧНЫМИ НАГРУЗКАМИ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ЗДАНИЙ РАЗВИТЫХ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
2.1 Конструктивные схемы высотных зданий. Достоинства и недостатки
2.2 Постановка задачи и выбор исследуемой конструктивной модели
2.3 Учет деформаций перекрытий в своей плоскости
2.4 Определение исходных данных, необходимых для расчета высотных зданий на различные виды воздействий
Основные результаты и выводы к главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ РАМНО-СВЯЗЕВОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ НА ЭТАПЕ ВОЗВЕДЕНИЯ
3.1 Исследование необходимости учета истории возведения при определении напряженно-деформированного состояния рамных и рамно-связевых схем
3.2 Исследование факторов, влияющих на формирование напряженно-деформированного состояния здания при учете его истории возведения
3.3 Универсальная методика определения напряженно-деформированного состояния зданий с учетом последовательности возведения
3.4. Применение модифицированного МКиРТ в задачах устойчивости
Основные результаты и выводы к главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ НА ЭТАПЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИ ДЕЙСТВИИ РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗОК
4.1 Учет работы диафрагм жесткости на вертикальную нагрузку.
4.2 Анализ напряженно-деформированного рамно-связевых зданий при сейсмическом воздействии различной продолжительности
4.3 Исследование устойчивости высотных зданий к прогрессирующему разрушению
Основные результаты и выводы к главе
Основные результаты и выводы проведенного исследования
Список литературы

Введение
Объемы строительства зданий повышенной этажности, в том числе и высотных, как в России, так и в мире, с каждым годом значительно увеличиваются. Объясняется это, во-первых, нехваткой территории в экономически перспективных районах, а также необходимостью концентрации административных зданий в финансовых центрах. Во-вторых, стремлением государств в целом, и отдельных организаций в частности, показать свою независимость, уровень научного, технологического и экономического прогресса, т.е. все то, что олицетворяют собой высотные здания, как наиболее сложные с точки зрения проектирования.
Массовое строительство высотных зданий в России началось сравнительно недавно, около 15 лет назад, в то время как мировая история насчитывает более ста лет. Несмотря на то, что в отечественной практике строительства существуют высотные здания и сооружения, построенные более 60 лет назад - «сталинские высотки», однако, они явились уникальными объектами, возведенными по индивидуальным разработкам, не вошедшим в нормативные документы, при этом многие из предложенных решений были забыты и утеряны. В настоящее время, отсутствие завершенной общероссийской документации, регламентирующей проектирование высотных зданий, является одной из основных проблем в данной области, не позволяющей возводить в полной мере надежные высотные здания, по всей территории РФ.
Нормативные документы, созданные в последнее десятилетие, в основном привязаны к Московской области. При этом они представляют собой практически переписанные, с увеличенными коэффициентами запаса прочности, советские строительные нормы и правила 70 - 80-х годов двадцатого века, регламентировавшие строительство зданий до 25 этажей, и то при определенных “благоприятных” условиях (отсутствие сейсмичности, слабых грунтов и т.п.). [103,105,109]
Как известно, проектирование и строительство высотных зданий, как систем развитых в вертикальной плоскости, ставит перед проектными орга-
Балки Виренделя, в настоящее время, применяют как несущие конструкции перекрытия, в которых необходимо проложить коммуникации большого поперечного сечения. Способ восприятия ветровых нагрузок, как правило, решается с помощью жестко соединенных в уровнях перекрытий горизонтальных ригелей с пустотелыми колоннами, образующими несущую стенку системы Виренделя. Чем выше здание, тем сложнее передача горизонтальных сил и обеспечение горизонтальной жесткости каркаса, поэтому эти стенки, жестко соединенные в узлах здания, образуют совместно с междуэтажными перекрытиями квадратную оболочку - трубу, защемленную в фундаменте и принимающую ветровые нагрузки (рис. 1.2,1.3).
Поиск оптимальных решений в области конструирования каркасных зданий продолжается, как и продолжается и работа по созданию универсальных расчетных методов, способных учесть вновь возникающие и недавно определенные, факторы, часть из которых была указана ранее.
Следует отметить, что при строительстве высотных зданий основные трудности связаны не только с давлением вертикальных сил, но и горизонтальных, в первую очередь - с давлением ветра, что также оказывает влияние на конструктивные решения высотных зданий, и, следовательно, на формирование его расчетной модели. [6,7,120,125]
Наиболее часто для придания высотным зданиям, с рамными конструктивными схемами, необходимой жесткости применяются плоские диафрагмы, связевые и пространственные ядра, так как они мало деформируются под действием горизонтальной нагрузки. Кроме того их применение обусловлено и конструктивной необходимостью, так как почти в каждом здании, при компоновке объемно-планировочного решения, для обеспечения необходимой звукоизоляции, а также проведении противопожарных мероприятий, требуются стены [120,133]. К ним в первую очередь относятся стены лестничных клеток, шахт лифтов и инженерных коммуникаций. Если они из соображений безопасности они, как правило, сосредоточиваются в одном месте, то такого "ядра" почти всегда достаточно для обеспечения устойчивости. Поскольку