Расчет и рациональное проектирование многоэтажных железобетонных зданий с оболочечными перекрытиями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Данг Хань Ан

• Данг Хань Ан
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Данг Хань Ан

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЩИХ СХЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Классификация многоэтажных зданий и их расчетных схем.

1.2. Основные элементы многоэтажных зданий.

1.3.Каркаско-стеновой тип несущих систем высотных зданий повышенной этажности.

1.4. Выводы и постановка задач диссертации.

ГЛАВА 2. ПОИСК РАЦИОНАЛЬНОЙ ФОРМЫ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ МЕЖДУЭТАЖНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ . ( КРЕСТОВЫЕ , СФЕРИЧЕСКИЕ, ТРАНСЛЯЦИОННЫЕ).

2.1.Классификация оболочечных перекрытий для многоэтажных зданий и их уравнения поверхности.

2.2.Расчет и конструирования разных вариантов оболочечных перекрытий.

2.3.Рациональная форма оболочки для высотных зданий.

2.4.Сравнение варианта с оболочечным междуэтажным перекрытием и варианта с кессоным междуэтажным перекрытием с пролетом

12x12м).

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С ОБОЛОЧЕЧНЫМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ ПРИ СЕТКЕ КОЛОНН 12X12 МЕТРОВ.

3.1. Проблемы расчета высотных зданий.

3.2. Конструкция элементов исследуемого объекта.

3.3. Исходные данные для проектирования.

3.4. Исследование пространственной работы конструкции Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ЗДАНИЯ СЛОЖНОЙ МАКРОСТРУКТУРЫ (ЗСМ) С ОБОЛОЧ-ЕЧНЫМИ ПЛАТФОРМАМИ.

4.1. 2ух башенное ЗСМ с платформами в виде коробчатой системы.

4.2. 4ех башенное ЗСМ с платформами в виде оболочек.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. АНАЛИЗ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ СЛОЖНОЙ МАКРОСТРУКТУРЫ (ЗСМ).

5.1. Основные положения сейсмического расчета ЗСМ, допущения и предпосылки.

5.2. Основные положения и порядок расчёта зданий на сейсмические воздействия по линейно-спектральной теории.

5.3. Анализ сейсмостойкости 2х-башенного здания с платформами в виде коробчатой системы со сдвиговыми деформационными швами и без шва.

5.4. Анализ сейсмостойкости 4х-башенного здания с обол очечными платформами со сдвиговыми деформационными швами и без

Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «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 плоским; найти формы оболочек наиболее рациональные по прочностыми и функциональным критериям; определить рациональные типы выравнивающих конструкций, на которые опирается плоскость пола; оценить влияние таких перекрытий на горизонтальную-жесткость каркаса здания; исследовать возможность использования ребристых оболочек и пластин в качестве связей-платформ между башнями здания сложной макроструктуры(ЗСМ); определить рациональный способ сопряжения платформм с башнями ЗСМ; исследовать сейсмостойкостьЗСМ; оценить 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.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Данг Хань Ан

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 12м и выбран рациональный по совокупности свойств вариант крестового оболочечного перекрытия (оболочка со сплошными контурными, диагональными и центральными ребрами с стрелой подъема 1=1.Ом; радиус кривизны оболочек 11= 18.5м).

3. Исследована горизонтальная жесткость конструкций многоэтажного здания с использованием оболочечного перекрытия (габаритные размеры здания в осях 36x36м, 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 раз; при 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 раза; при 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 перемычках- почти на порядок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Данг Хань Ан, 2010 год

1. Авдонин, А. С. Прикладные методы расчета оболочек и тонкостенных конструкций Текст. / А. С. Авдонин. — М.: Машиностроение, 1969.

2. Амбарцумян, С. А. К расчету пологих оболочек. Прикладная математика и механика Текст. / С. А. Амбарцумян. Т. 2, вып. 5. — М.; JI.: Изд-во АН СССР, 1947.

3. Амбарцумян, С. А. Теория анизотропных оболочек Текст. / С. А. Амбарцумян. — М. : Физматгиз, 1961.

4. Архитектурные конструкции Текст. Кн. 2. Архитектурные конструкции многоэтажных зданий : учеб. пособие / Ю. А. Дыховичный, 3. А. Казбек-Казиев, Р. И. Даумова и др. 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Архитектура-С, 2007. - 248 с.

5. Банков, В. Н. Железобетонные конструкции. Общий курс Текст. : учеб. для вузов [Текст] / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. М. : Стройиздат, 1991. - 767 с. : ил.

6. Байков, В. Н. Проектирование железобетонных тонкостенных пространственных конструкций Текст. : учеб. пособие для вузов / В. Н. Байков, Э. Хампе, Э. Рауэ. М. : Стройиздат, 1990. - 232с. : ил.

7. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элем Текст. : пер. с англ. / К. Бате, Р. Вильсон. — М. : Стройиздат, 1982. — 447с.

8. Бирбраер, А. Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость Текст. / А. Н. Бирбраер. СПб.: Наука, 1998. - 255с.: ил.

9. Бондаренко, В. М. Железобетонные и каменные конструкции Текст. : учеб. для студентов вузов / В. М. Бондаренко, Д. Г. Суворкин. М. : Высш. шк., 1987. -384с. : ил.

10. Гаскин, В. В. Динамика и сейсмостойкость зданий и сооружений Текст. / В. В. Гаскин, А. Н. Снитко, В. И. Соболев. Иркутск : Изд-во Иркутск, ун-та, 1992.

11. Голоскоков, П. Г. Статический изгиб прямоугольной пластинки, подкрепленной упругими ребрами жесткости Текст. / П. Г. Голоскоков, Е. Г. Голоскоков // Тр. Ленингр. ин-та водного трансп. Л., 1965. — Вып. 67. — 170 с.

12. Гольденвейзер, А. Л. Теория упругих тонких оболочек Текст. / А. Л. Гольденвейзер. -М. : Гостехиздат, 1953.

13. Гребень, Е. С. Вопросы общей теории ребристых оболочек и перекрестных стержневых систем Текст. / Е. С. Гребень // Исследования по строительной механике: сб. / Тр. ЛИИЖТа. Л.; М., 1966. - Вып. 249.

14. Гребень, Е. С. Основные уравнения теории ребристых пологих оболочек и пластинок Текст. / Е. С. Гребень // Расчет пространственных конструкций: сб. — М. : Стройиздат, 1965.

15. Гребень, Е. С. Вопросы интегрирования уравнений теории ребристых оболочек Текст. / Е. С. Гребень // Сб. тр. ЛИИЖТа. Л. : Транспорт, 1967. -Вып. 2.

16. Дан г Хань Ан. Анализ работы междуэтажного оболочечного перекрытия и его влияния на горизонтальную жесткость здания Текст. / Данг Хань Ан // Промышленное и гражданское строительство. 2009. - № 4. -С. 51-52.

17. Дарков, А. В. Строительная механика Текст. : учеб. для строит, спец. вузов / А. В. Дарков, Н. Н. Шапошников. — 8-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1986. 607с. : ил.

18. Длугач, М. И. Применение ЭЦМ к расчету гладких и ребристых пластин и оболочек, не ослабленных и ослабленных отверстиями Текст. / М. И. Длугач, А. И. Шинкарь // Теория оболочек и пластин: сб. Ереван, 1964.

19. Дмитриенко, Л. С. Расчет тонких пластин подкрепленных ребрами жесткости Текст. / Л. С. Дмитриенко // Изв. Киевского ун-та. —Киев, 1958. — Вып. 1.

20. Додонов, М. И. Проектирование и расчет многоэтажных гражданских зданий и их элементов Текст. : учеб. пособие для вузов / М. И. Додонов, Л. Л. Паньшин, Р. Л. Саруханян; под ред. П. Ф. Дроздова. — М. : Стройиздат, 1986.-351с.: ил.

21. Егупов, В. К. Пространственные расчеты зданий Текст. / В. К. Егупов, Т. А. Камандрина, В. Н. Голобродько. Киев, 1976.

22. Егупов, В. К. Расчет зданий на прочность, устойчивость и колебания Текст. / В. К. Егупов. Киев, 1965. - 256 с.31 .Жунусов, Т. Ж. Современное сейсмостойкое строительство Текст. / Т. Ж. Жунусов, Е. Г. Бурчацкий. Алма-Ата : Казахстан, 1976. - 132 с.

23. Иванова, Е. К. Конструктивное решение высотных зданий за рубежом Текст. : обзор / Е. К. Иванова. М., 1969. - 55 с.

24. Ильин, В. П. Численные методы решения задач строительной механики Текст. : справ, пособие / В. П. Ильин, В. В. Карпов, А. М. Масленников ; под общ. ред. В. П. Ильина. Минск : Высш. шк., 1990. -349с.: ил.

25. Карпов, В. В. Математическое моделирование, алгоритмы исследования модели, вычислительный эксперимент в теории оболочек Текст. : учеб. пособие / В. В. Карпов. СПб., 2006.

26. Киселев, В. А. Строительная механика. Специальный курс Текст. / В.

27. A. Киселев. М. : Стройиздат, 1969. - 432 с.

28. Козак, Ю. Конструкции высотных зданий Текст. / Ю. Козак ; пер. с чешек. Г. А. Казиной. М.: Стройиздат, 1986. - 306 с.

29. Королев, В. И. К расчету подкрепленных пластин и оболочек Текст. /

30. B. И. Королев // Инженерный сборник. 1958. - № 26.

31. Корчинский, Л. И. Колебания высотных зданий Текст. / Л. И. Корчинский. М., 1953. - 44 с.

32. Лишак, И. И. Расчет бескаркасных зданий с применением ЭВМ Текст. / И. И. Лишак. М.: Стройиздат, 1977. - 176 с.

33. Мажид, К. И. Оптимальное проектирование конструкций Текст. : пер. с англ. / К. И. Мажид. М. : Высш. шк., 1979. - 237 с.1.?1. Н е*I