Металеві конструкції Том 2 Конструкції будинків

4.3. Основні положення проектування сталевих конструкцій багатоповерхових будівель

Проектування несучих конструкцій багатоповерхового будинку зручно виконувати за наступною схемою:

• на підставі аналізу проектів-аналогів будівель, відповідних за своїми параметрами технічним завданням на проектування, виберіть конструктивну схему будівлі, призначте матеріали несучих і огороджувальних конструкцій;
• виконайте компоновку конструктивної схеми, призначте типи перетинів основних несучих елементів каркасу, визначитеся з вузлами і монтажними з`єднаннями;
• призначте розрахункову схему, визначте навантаження і впливу, поставте в першому наближенні (на основі аналогів або грубих наближених розрахунків) перетинами елементів каркасу і їх твердостями або, по крайней мере, співвідношенням жорсткостей;
• виконайте статичні розрахунки на все навантаження, знайдіть розрахункові сполучення зусиль і визначте внутрішні зусилля в елементах каркаса, а також знайдіть переміщення від нормативних навантажень і оцініть роботу будівлі по другій групі граничних станів;
• підберіть перетину елементів несучих конструкцій, перевірте їх міцність і стійкість, перевірте відповідність жорсткостей елементів спочатку заданим і при необхідності повторіть розрахунки;

227

• виконайте конструювання і розрахунок вузлів, з`єднань і приступайте до розробки креслень.

Вибір конструктивної схеми багатоповерхового будинку визначається не тільки кількістю аналогів і розумінням особливостей роботи каркаса. При проектуванні слід звертати увагу на цілий ряд факторів, що впливають на міцність, стійкість і економічність споруди, серед яких можна відзначити наступні:

Грунтові умови. Робота будівлі залежить від несучої здатності грунтів основи. Фундаменти пов`язують верхню частину споруди з грунтом і розподіляють навантаження таким чином, щоб грунт міг їх витримати. Вибір конструктивної схеми будівлі багато в чому визначається геологією будівельного майданчика і тому грунтові умови вивчають до вибору конструктивного рішення будівлі.

Фундаменти багатоповерхових будівель, як правило, влаштовують у вигляді плоских, ребристих або коробчатих плит (рис. 4.14). Глибина закладення фундаменту визначається геологічними умовами майданчика будівництва і становить при цьому 4. 6 м або архітектурно- планувальними рішеннями підземної частини будівлі, досягаючи 15. 20 м.

У разі влаштування пальового фундаменту зазвичай використовують забивні палі, а при великих навантаженнях - буронабивні з розширеною п`ятою або заглиблення в материковий грунт. Верхні кінці паль об`єднують плитним ростверком.

Вимоги до систем інженерного обладнання. Системи інженерного обладнання будівлі, що включають теплопостачання, вентиляцію і кондиціонування повітря, електропостачання, ліфти, водопостачання і водовідведення, мусороочістку становлять понад третину загальної вартості висотних будівель. Таке значне вплив зазначених систем вимагає їх врахування при виборі конструктивних рішень будівель.

Мал. 4.14. Види фундаментів на суцільному підставі для багатоповерхових будівель:

а - плитний плоскій- б - плитний ребрістий- в - коробчатий- г - плитний з вирізом- д - плитний змінної толщіни- 1 - Колони 2 - ствол жорсткості

228

Загальні економічні міркування. При проектуванні конкретного споруди слід розглядати кілька різних рішень, враховуючи при техніко-економічному аналізі не тільки первісної вартості проекту, але і витрати на експлуатацію будівлі і його систем. При цьому потрібно мати на увазі, що в міру збільшення висоти будівлі потрібна все більша площа для несучих конструкцій, інженерного обладнання, ліфтів, а корисна площа зменшується. Крім того, вартість ліфтів і систем інженерного обладнання будівлі зростає з його висотою. Аналогічна тенденція спостерігається щодо вартості будівництва, оскільки для більш високих будівель необхідно більш складне монтажне обладнання. З іншого боку, у міру збільшення висоти будівлі знижується питома вартість землі на 1 м 2 корисної площі будівлі та питомі витрати і на експлуатацію будівлі.

Вимоги до вогнестійкості конструкцій будівлі. Для висотних будівель вогнестійкість конструкцій стає важливим фактором проектування з двох причин. По-перше, більшість поверхів знаходиться поза зоною дії пожежних машин і, по-друге, повна евакуація людей з будівлі за короткий період практично неможлива і тому основний упор по боротьбі з пожежами переноситься всередину будівлі. Для висотних будівель небезпеку пожеж пов`язана не тільки з підвищеною тепловіддачею, головним фактором тут є задимлення приміщень і токсичність газів, які і призводять до великої кількості жертв при пожежах.