Влияние аутригерных систем на пространственную жесткость объекта параметрической архитектуры

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.

1. Хи, С. Ч. Проектирование аутригерных систем / С. Ч. Хи, Т. Тхорнтон, Х. Гоман, Х. К. Аруп, М. Невилл // Высотные здания. — 2013. — № 5. — С. 5–8.

2. Травуш, В. И. Работа высотных зданий с применением этажей жесткости (аутригеров) / В. И. Травуш, Д. В. Конин // Вестник ТГАСУ. — 2009. — № 2. — С. 77–91.

3. Панасюк, Л. Н. Эффективность конструктивных решений аутригерных этажей высотного здания / Л. Н. Панасюк, Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова, А. Г. Бойко // Строительство и архитектура. — 2019. — № 3 (24). — С. 26–29.

4. Кравченко, Г. М. Исследование собственных колебаний здания сложной параметрической формы / Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова, И. Ю. Данилейко, В. А. Думбай // Молодой исследователь Дона. — 2019. — № 6 (21).

5. Сорока, М. Д. Особенности оценки напряженно-деформированного состояния несущей системы 25-ти этажного монолитного здания / М. Д. Сорока // Естественные и инженерные науки. — 2014. — № 1.

6. Панасюк, Л. Н. О точности определения напряженно-деформированного состояния и конструктивных параметров в областях с особенностями / Л. Н. Панасюк, Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова // Науковедение. — 2013. — № 3.

7. Агаханов, Э. К. Расчет зданий сложной геометрической формы на ветровые воздействия / Э. К. Агаханов, Г. М. Кравченко, Е. В. Осадчий, Е. Ф. Труфанова // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. — 2017. — № 2. — С. 8–17.

8. Кравченко, Г. М. Динамический расчет и анализ полусферической оболочки покрытия объекта «Зимний сад» Технопарка Ростовского государственного строительного университета (РГСУ) / Г. М. Кравченко, Е. В. Труфанова, С. В. Борисов, С. С. Костенко // Инженерный вестник Дона. — 2016. — № 1 — URL:https://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/3494.

9. Moon, K. S. Studies on various structural system design options for twisted tall buildings and their performances / K. S. Moon // Structural Design of Tall and Special Buildings. — 2014. — Vol. 23. Issue 5. — Pp. 319–333.

10. Daigoro, I. Progressive Collapse Analysis of Structures / I. Diagoro // Butterworth-Heinemann. — 2017. — P. 24.