Расчет и рациональное проектирование многоэтажных железобетонных зданий с оболочечными перекрытиями

Рост городского жилишного и общественного строительства обусловливается увеличением населения городов. Для условий городского строительства характерны ограниченность и стесненность территории, вызванные стремлением сократить протяженность городских коммуникаций и сохранить сельскохозяйственные угодья и лесопарки пригородной зоны. Это затрудняет развитие городов за счет расширения их территории и вынуждает увеличивать этажность городской застройки.

Увеличение шага колонн в многоэтажных здания до 9 — 12 и более метров желательно в общественных, торговых и деловых центрах. В то же время пакет перекрытий большого пролета создает возможность прогрессирующего обрушения типа падения одного перекрытия и лавинообразного разрушения нижележащих перекрытий. Обе эти проблемы могут быть решены путем использования оболочек в качестве основной несущей конструкции междуэтажных перекрытий.

При этом необходима выравнивающая конструкция, на которую опирается плоскость пола. Выполненная в виде ребер оболочки, она может быть эффективно включена в работу каркаса на горизонтальную нагрузку.

Диссертационная работа посвящена решению расчетных и конструктивных проблем, связанных с внедрениям оболочечных перекрытий многоэтажных зданий.

Цель диссертационной работы: обосновать преимущества оболочечного перекрытия перед плоскимнайти формы оболочек наиболее рациональные по прочностыми и функциональным критериямопределить рациональные типы выравнивающих конструкций, на которые опирается плоскость полаоценить влияние таких перекрытий на горизонтальную-жесткость каркаса зданияисследовать возможность использования ребристых оболочек и пластин в качестве связей-платформ между башнями здания сложной макроструктуры (ЗСМ) — определить рациональный способ сопряжения платформм с башнями ЗСМисследовать сейсмостойкостьЗСМоценить возможность снижения сейсмических усилий, а также кренов и усилий в ЗСМ от неравномерной осадки башен с помощью деформационных швов в связях-платформах.

В первой главе диссертационной работы выполнен обзор литературы, посвященной проблемам исследования многоэтажных зданий, исследуются конструкции, которые часто исползуют в многоэтажных зданиях. Показан метод определения статической ветровой нагрузкой и пульксационной нагрузкой. Сделан вывод, что для того чтобы повышать пролеты многоэтажного здания, надо использовать оболочечное перекрытие.

В второй главе исследуется несколько видов оболочечного перекрытия (крестовые, сферические, трансляционные). Сравнивается жесткость, прочность и функциональный критерий каждого варианта. Найдены наиболее рациональные формы оболочек. Сравнивается жесткость, прочность и функциональный критерий оболочечного перекрытия и кессонного перекрытия.

В третье главе оценивается влияние оболочечких перекрытий на горизонтальную жесткость каркаса здания.

В четвертой главе исследуется возможность использования ребристых оболочек в качестве связей-платформ между башнями здания сложной макроструктуры (ЗСМ).

В пятой главе исследуется поведение зданий сложной макроструктуры при сейсмическом воздействии. Также исследуется эффект от использования сдвигоподатливого шва, расположенного в середине соединяющих башни горизонтальных конструкций.

Структура и объем работы. В диссертации состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения.

Основные результаты настоящей работы состоят в следующем:

1. Предложены различные конструкции оболочечных перекрытий (крестовые, сферические, трансляционные) для междуэтажных перекрытий зданий.

2. Произведено сравнение различных форм оболочечного перекрытияс пролетом 12 м и выбран рациональный по совокупности свойств вариант крестового оболочечного перекрытия (оболочка со сплошными контурными, диагональными и центральными ребрами с стрелой подъема 1=1.Омрадиус кривизны оболочек 11= 18.5м).

3. Исследована горизонтальная жесткость конструкций многоэтажного здания с использованием оболочечного перекрытия (габаритные размеры здания в осях 36×36м, высота этажа составляет 7.50м). Найдена максимальная высота здания — в рамном варианте (15 этажей при высоте Н= 112.5м) и в рамно-связевом варианте (30 этажей при высоте Н= 225м).

4. Рассмотрен дальнейший способ увеличения горизонтальной жесткости зданий — использование некоторых новых схем зданий сложной макроструктуры (ЗСМ). Достигнуто снижение кренов и усилий в ЗСМ от неравномерной осадки башен с помощью деформационных швов в связях-платформах. Для двух-башенных зданий: при 1ш =0.7м усилия снижаются в 3.5 раза, а крен в 2.5 разпри 1ш =1.0м усилия снижаются в 7.5 раза, а крен в 6 раз. Для четырех-башенных зданий: при 1ш =0.7м усилия снижаются в 3.0 раза, а крен в 2.5 разапри 1ш =1.0м усилия снижаются в 4.5 раза, а крен в 4.5 раза.

5. Показана достаточная сейсмостойкость 2х и 4х башенных ЗСМ при 9ти бальном воздействии. Вращательная сейсмика дает вклад в усилия не более 25%. Возможно снижение сейсмических усилий введением сдвиговых деформационных швов. В башнях напряжения снижаются в 1.5-^2 раза, в перемычкахпочти на порядок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.