Основные положения конструктивного проектирования стальных конструкций высотных зданий

Конструктивное решение высотного здания должно отвечать простоте и удобству монтажа, обеспечивая безопасность и высокую скорость подъема и установку в проектное положение монтажных элементов. При этом членение конструкций на монтажные элементы должно быть согласовано со способами монтажа и техническими возможностями монтажных механизмов.

Следует обращать особое внимание на обеспечение геометрической неизменяемости и устойчивости здания от опрокидывания как на стадии возведения, так и в период эксплуатации.

Основы расчета от опрокидывания высотного здания от ветровых и сейсмических нагрузок изложены в [4, с. 33…36].

Проектирование несущих и ограждающих конструкций высотных зданий следует вести в определенной последовательности:

– выбор конструктивной схемы здания, материалов для несущих и ограждающих конструкций, определение нормативных и расчетных нагрузок и воздействий;

– компоновка объемно-планировочного решения каркаса, выбор типов сечений элементов, заводских и монтажных соединений, типов узлов;

– создание КЭ-модели каркаса с начальными жесткостями и ее расчет на нормативные нагрузки с обеспечением горизонтальных перемещений требованиям норм путем варьирования жесткостями конечных элементов и типами узловых соединений в процессе повторных расчетов;

– определение усилий в элементах КЭ-модели от расчетных нагрузок и воздействий;

– проверка принятых сечений (жесткостей) элементов каркаса на прочность и устойчивость;

– проверка устойчивости здания в целом на опрокидывание;

– конструирование и расчет соединений и узлов;

– разработка чертежей в стадиях КМ и КМД.

Примечания:

1) В конструктивной схеме каркаса есть много возможностей для инженерного поиска рациональных решений, отвечающих следующим критериям:

– сокращение расхода стали;

– снижение трудоемкости изготовления;

– снижение трудоемкости монтажа;

– сокращение сроков возведения;

– общее снижение стоимости конструкций «в деле».

2) Сокращения расхода стали достигают несколькими способами:

– выбором рационального сочетания марок сталей для несущих конструкций, если это не приводит к увеличению стоимости;

– использование рациональных профилей проката;

– применение прогрессивных решений узлов соединений конструкций;

– вариацией статической схемой каркаса и ее КЭ-моделью по типам жесткостей для получения наилучшего распределения усилий в системе.

3) Более низкую трудоемкость изготовления и монтажа обеспечивают за счет:

– применения технологических заводских и монтажных соединений конструкций в узлах;

– целесообразной повторяемостью однотипных элементов;

– снижением числа вспомогательных деталей.