доцент кафедры «Техническая механика», кандидат технических наук, доцент
г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Gagarin sq., 1, Rostov-on-Don
доцент кафедры «Техническая механика», кандидат технических наук, доцент
г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Gagarin sq., 1, Rostov-on-Don
доцент кафедры «Техническая механика», кандидат технических наук, доцент
г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Gagarin sq., 1, Rostov-on-Don
Введение. В актуальных строительных нормах и правилах введены требования к пространственной жесткости зданий и сооружений. Для выполнения поставленных условий применяют различные конструктивные решения: аутригерные системы, контурные балки, подстропильные конструкции и т.д. В настоящее время для высотных зданий самым распространенным конструктивным решением является введение аутригерных систем в каркас здания.
Материалы и методы. Исследована эволюция формообразования эпициклоидной цилиндрической поверхности в программном комплексе «САПФИР». По результатам исследования определена оптимальная форма объекта параметрической архитектуры. Разработаны пять вариантов конструктивных решений объекта. Выполнено моделирование разработанных каркасов по плитно-стержневой расчетной схеме методом конечных элементов в программном комплексе «ЛИРА-САПР».
Результаты исследования. Анализ результатов статического и динамического расчетов позволяет выбрать рациональный вариант каркаса объекта параметрической архитектуры и обеспечить необходимую прочность с максимальной экономией расходов на материалы для аутригерного этажа. В процессе проведения эксперимента устанавливается эффективность регулирования динамических характеристик каркаса здания, сравниваются технические и экономические показатели предлагаемых вариантов и конструктивных мер, направленных на повышение общей жесткости здания.
Обсуждение и заключения. Проведен сравнительный анализ эффективности регулирования динамических характеристик каждой схемы. Выбрана наиболее рациональная конструктивная схема высотного здания, удовлетворяющая условиям прочности и жесткости с максимальной экономией материала. Кроме эффективного регулирования динамических характеристик горизонтальные пояса жесткости применены как конструктивное мероприятие для предотвращения и защиты высотного здания от прогрессирующего воздействия, которое характеризуется полным или частичным обрушением сооружения.
Introduction. In the existing building industry standards and regulations there are currently put into effect the requirements for the spatial rigidity of buildings and structures. For fulfillment of the set requirements various design solutions are used: outrigger systems, edge beams, subrafter constructions etc. Currently the most common design solution for high-rise buildings is integration of the outrigger systems into a building frame.
Materials and methods. The evolution of forming the epicycloid cylindrical surface in the SAPPHIRE software was investigated. Based on the results of the study, the optimal form of a parametric architecture object was determined. Five versions of an object design solutions were developed. Modeling of the elaborated building frames was performed in the LIRA-SAPR software based on the slab-beam design model by the finite element method.
Results. The analysis of static and dynamic calculations results enables to choose the rational version of a parametric architecture object frame and to provide the necessary strength attributed with maximum possible lean consumption of the materials for the outrigger storey. In the course of experiment the efficiency of a building frame dynamic properties regulation is defined, the technical and economic indicators of the proposed versions and design solutions aimed at increasing the overall rigidity of the building are compared.
Discussion and conclusion. A comparative analysis of the dynamic properties regulation efficiency was carried out for each structural scheme. The most rational scheme for a high-rise building was selected, the one meeting the strength and rigidity requirements and proving to be the most material saving. In addition to the efficient dynamic properties regulation, the horizontal stiffening rings were implemented as a constructive solution to prevent and protect a high-rise building from progressing impact which accounts for complete or partial collapse of the building.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.