TCH 31-332-2006 Высотные здания (524734), страница 14
Текст из файла (страница 14)
0675S10-02295
Рисунок 1
Для грунтов I и II категорий по сейсмическим свойствам (рисунок 1, кривая 1):
при | Ti 0,1 с | i = 1 + 15Ti; |
|
при | 0,1 с < Ti < 0,4 с | i = 2,5; | (4) |
при | Ti 0,4 с | i = 2,5(0,4/Ti)0,5 |
|
Для грунтов III категории по сейсмическим свойствам (рисунок 1, кривая 2)
при | Ti 0,1 с | i = 1 + 15Ti; |
|
при | 0,1 с < Ti < 0,8 с | i = 2,5; | (5) |
при | Ti 0,8 с | i = 2,5(0,8/Ti)0,5 |
|
Во всех случаях значения i должны приниматься не менее 0,8.
3.5 Расчетные значения параметров напряженно-деформированного состояния (перемещений, усилий, напряжений) должны определяться с учетом указаний 2.9 - 2.10 СНиП II-7.
4 Основные требования к конструктивным решениям
4.1 Расчет высотных зданий с учетом сейсмических воздействий следует производить на прочность и устойчивость конструкций и по несущей способности грунтовых оснований фундаментов.
4.2 При проектировании высотных зданий, кроме деформаций изгиба и сдвига стоек каркаса, необходимо учитывать осевые деформации, а также проводить расчет на устойчивость против опрокидывания.
4.3 Фундаменты высотных зданий на нескальных грунтах следует, как правило, принимать свайными или в виде опор глубокого заложения.
4.4 Следует предусматривать опирание нижних концов свай, столбов и оболочек преимущественно на скальные или крупнообломочные грунты, гравелистые плотные пески, глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции.
4.5 Опирание нижних концов свай, столбов и оболочек на глинистые грунты с показателем консистенции более 0,5 не допускается.
4.6 При проектировании высотных зданий надлежит:
- применять материалы, конструкции и конструктивные схемы, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок;
- принимать, как правило, симметричные конструктивные схемы, равномерное распределение жесткостей конструкций и их масс, а также нагрузок на перекрытия.
Приложение Г
(обязательное)
Стационарная станция мониторинга
1 Оборудование стационарной станции мониторинга деформационного состояния несущих конструкций высотного здания должно предусматривать выявление мест накопления повреждений за счет анализа передаточных функций для различных частей здания и измерения наклонов здания.
2 В проекте необходимо обеспечить оборудование мест установки измерительных пунктов станции для размещения приборов, измеряющих колебания конструкций (размером 500´500´500 мм) на несущих конструкциях здания через каждые 5 этажей, начиная с нижнего подземного этажа, вблизи:
- центральной вертикальной оси здания, если оно имеет простую, симметричную форму в плане (параллелепипед, призма, цилиндр, конус);
- центральных вертикальных осей частей здания, на которое оно может быть подразделено, если имеет сложную форму в плане (в этом случае измерительные пункты должны располагаться на одном уровне по вертикали для всех частей здания, в связи с этим допускается уменьшение количества этажей между измерительными пунктами).
3 Отдельно оборудуются измерительные пункты станции для установки приборов, измеряющих наклоны здания. Эти пункты устанавливаются на самом нижнем подземном этаже здания в пяти точках для простых симметричных зданий (параллелепипед, призма, цилиндр, пирамида, конус) и в пяти точках для каждой части сложного в плане здания.
4 Измерительные пункты станции для установки приборов, фиксирующих наклоны здания, располагаются симметрично по отношению к вертикальной оси здания на максимальном удалении от нее, но не ближе 2 м от наружных стен, вдоль продольной и поперечной осей здания. Один измерительный пункт оборудуется в центре плана здания на пересечении его горизонтальных осей. Таким образом, вдоль каждой горизонтальной оси здания располагается три измерительных пункта.
5 Места установки измерительных пунктов станции должны располагаться в монолитных железобетонных или кирпичных нишах с закрывающимися на замок дверцами, либо в металлических закрывающихся на замок контейнерах, жестко соединенных с несущими конструкциями здания. В этих нишах или контейнерах устанавливаются измерительные приборы.
6 К измерительным пунктам станции должен быть обеспечен доступ персонала.
7 Все места установки измерительных пунктов должны обеспечиваться электропитанием (220 В, 50 Гц, 2А).
8 Необходимо оборудовать канал слаботочной связи четырехжильным кабелем витая пара, соединяющим каждый измерительный пункт станции с местом сбора информации.
9 Должно быть предусмотрено помещение, куда поступает информация с измерительных пунктов станции мониторинга деформационного состояния несущих конструкций здания. Допускается место сбора информации объединять с диспетчерской.
10 Мониторинг осадочных явлений зданий должен проводиться снаружи здания не реже одного раза в год в течение 5 лет.
Осадочные знаки (марки) размещаются по периметру здания с шагом 6 - 7 м.
Допустимые погрешности измерений:
- вертикальных перемещений - 1 мм;
- горизонтальных перемещений - 2 мм;
- кренов - 0,000055 Н, где Н - высота зданий.
Крены здания фиксируются во взаимно перпендикулярных направлениях.
Приложение Д
(рекомендуемое)
Ветровые нагрузки
1 Целью испытаний моделей высотных зданий в аэродинамической трубе является установление суммарных и распределенных аэродинамических нагрузок на поверхность здания, вызванных действием ветра.
2 Нормативное значение среднего ветрового давления (скоростного напора) на высоте z от поверхности земли определяется по формуле
wm (z) = w0 k (z), (2.1)
где w0 = 0,91 кПа (91 кгс/м ) - нормативное значение среднего ветрового давления на высоте z = 10 м для местности типа А (6.5 СНиП 2.01.07) при 3-секундном интервале осреднения и времени наблюдения 50 лет;
k(z) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности (таблица 6 СНиП 2.01.07).
Давлению w0 = 0,91 кПа соответствует значение скорости ветра на высоте z = 10 м, равное v0 = 38,6 м/с (при том же 3-секундном интервале осреднения).
Для высотных зданий Санкт-Петербурга, расположенных в пределах полосы шириной 2 км с наветренной стороны у берегов р.Невы и Финского залива, следует использовать значения коэффициента k(z), приведенные для местности типа А, а для остальных районов застройки - значения, приведенные для местности типа В.
Значение скорости ветра (м/с) на высоте z определяется по формуле
0675S10-02295
(2.2)
где скоростной напор wm (z), кПа.
При z = 10 м,
0675S10-02295
(2.3)
в уровне верха здания (z = H):
0675S10-02295
(2.4)
Указанные нормативные значения величин w0 = 0,91 кПа и v0 = 38,6 м/с используются как при расчетах wm по формуле (2.1) и vm по формуле (2.2), так и при нахождении параметров пульсационной составляющей ветровой нагрузки (6.7 СНиП 2.01.07).
3 Высотное здание (комплекс высотных зданий) привязывается к прямоугольной системе координат XYZ, причем плоскость XOY горизонтальна и начало координат (точка О) находится в уровне земли (см. рисунок 1).
0675S10-02295
Рисунок 1
Под суммарными ветровыми нагрузками, действующими на здание в выбранной системе координат, принимаются силы от действия ветра, направленные по осям X, Y, Z:
Fx = wm (H) HLCx (a) |
|
Fy = wm (H) HLCy (a) | (3.1) |
Fz= wm (H) HLCz (a) |
|
и моменты относительно этих осей, вызванные действием ветра:
Mx = wm (H) HL2mx () |
|
My = wm (H) HL2my () | (3.2) |
Mz = wm (H) HL2mz () |
|
В формулах 3.1 и 3.2 - двугранный угол между вертикальной плоскостью действия набегающего на здание воздушного потока и координатной плоскостью XOZ. Безразмерные аэродинамические коэффициенты Cx(a), Cy(a), Cz(a), mx(a), my(a), my(a), mz (a) определяются для каждого конкретного объекта в результате испытаний его модели в аэродинамической трубе при круговом изменении угла (от 0 до 360° с шагом не более 10°).
Указанные аэродинамические коэффициенты необходимы не только для оценки стационарных аэродинамических сил и моментов, действующих на здание, но и для анализа возможности возникновения таких нестационарных явлений, как "галопирование", "дивергенция", "флаттер", "бафтинг" (см. 6 - 9).
4 Нагрузка от давления (разрежения), действующего на конструктивный элемент площадью S, определяется по формуле:
Fp = wmSCp, (4.1)
в которой Cp является суммой
Cp = Cp1 + Cp2. (4.2)
Безразмерный коэффициент Cp2. (максимальное значение коэффициента положительного давления на поверхность здания) принимается равным 1,0. Коэффициент Cp1 равен максимуму абсолютного значения коэффициента разрежения на поверхности здания и определяется в процессе испытаний модели в аэродинамической трубе при круговом изменении угла набегающего потока с шагом D £ 10°.
При изготовлении модели ее поверхность должна быть дренирована в трех сечениях по высоте здания, соответствующих уровням z1 = 0,5H, z2 = 0,75H, и z3 = 0,95H, а также в трех сечениях по крыше: одно - центральное, два - по контуру, на расстоянии 1,5 - 2,0 м (в масштабе натуры) от края крыши. В каждом сечении должно быть не менее 20 дренажных отверстий (точек замеров). При получении коэффициентов давления в аэродинамической трубе замеряемые величины давления должны быть отнесены к скоростному напору на уровне крыши модели, соответствующему высоте здания H в натурных условиях.
Все элементы поверхности здания, включая крышу, должны быть испытаны как на избыточное давление, задаваемое формулами (4.1), (4.2), так и на ветровое воздействие противоположного направления, что исключает возникновение ошибки в опасную сторону, связанной с возможным наличием "аэродинамических проходов" внутри здания.
5 Для изучения резонансных явлений, связанных с периодическим срывом вихрей с поверхности здания при обтекании его воздушным потоком, необходимо определить частоту этих срывов. Частота срывов связана с безразмерным числом Струхаля Sh формулой