Страница 2: ДБН В.2.2-24:2009. Будинки і споруди проектування висотних житлових і громадських будинків (32375)

1. Характеристичні та квазіпостійні значення рівномірно розподілених тимчасових навантажень на перекриття, покриття і сходи висотних будинків необхідно приймати згідно з ДБН В. 1.2-2, а для інших елементів висотного будинку необхідно враховувати навантаження, наведені у табл. 4.1

та додатку М,

Таблиця 4.1 - Навантаження на конструктивні елементи висотного будинку

1. У висотних будинках додатково до вимог ДБН В. 1.2-2 необхідно враховувати епізодичні навантаження від технічних і транспортних засобів, у тому числі і протипожежних на покриття висотного будинку, а також на покриття стилобатних і підземних частин з урахуванням вимог додатка М. Ці навантаження необхідно приймати відповідно до характеристик технічних та транспортних засобів і завдання на проектування, але з розрахунковим значенням не нижче 25 кПа. При влаштуванні проїздів над підземними поверхами, що виходять за межі будинку, необхідно враховувати додаткове навантаження від пожежних машин та інших транспортних засобів на перекриття підземних поверхів згідно з додатком М.

Крім того, необхідно враховувати додаткове навантаження від ваги вогнезахисних покриттів будівельних конструкцій.

1. Снігові та вітрові навантаження необхідно приймати відповідно до вимог ДБН В. 1.2-2.
2. Для висотних будинків простої геометричної форми аеродинамічні коефіцієнти визначаються згідно з додатком 1 ДБН В. 1.2-2. Для будинків складної конструктивної і геометричної форми ці коефіцієнти необхідно визначати за результатами випробувань моделей висотного будинку в аеродинамічній трубі з врахуванням взаємовпливу між висотним будинком та існуючою забудовою. Методика проведення випробувань на моделях висотних будинків наведена в додатку В.
3. При проектуванні висотних будинків співвідношення висоти до мінімального розміру поперечного перерізу будинку не повинно перевищувати h/ci = 7 (де h - висота будинку, d - мінімальний розмір поперечного перерізу, розташованого на рівні 2/3 h).

Якщо вищезазначене співвідношення h/d > 7, необхідно:

а) виконувати перевірочний розрахунок на вихрове збудження (вітровий резонанс);

б) враховувати можливість появи аеродинамічно нестійких коливань типу галопування.

1. При розрахунках висотних будинків із несиметричною формою поперечного перерізу типових поверхів, а також у тих випадках, коли центр мас типових поверхів не збігається з їх центром жорсткості, необхідно враховувати можливість появи аеродинамічно нестійких коливань типу дивергенції. Розрахунки на вітровий резонанс та галопування допускається виконувати за вказівками додатка В.
2. Для забезпечення вимоги 7.2 цього документа жорсткість конструктивної системи (несучого каркаса) висотного будинку необхідно призначати такою, щоб при дії вітрового навантаження, прийнятого з коефіцієнтом надійності за навантаженням у^т= 0,7, прискорення коливань на рівні покриття не перевищувало 0,08 м/с2.
3. Несучі і огороджувальні конструкції висотних будинків необхідно розраховувати на кліматичні температурні впливи відповідно до вимог ДБН В. 1.2-2 та передбачати в конструктивних рішеннях заходи з мінімізації зусиль і деформацій, викликаних змінами температури зовнішнього повітря або нерівномірним нагріванням конструкцій.
4. При розрахунках несучих конструкцій, основ та фундаментів висотних будинків, які відносяться до споруд першого рівня відповідальності згідно з ДБН В. 1.2-14, при висоті будинків від
5. м до 100 м включно необхідно приймати коефіцієнт надійності за відповідальністю уи - 1,10, а при розрахунках ненесучих, огороджувальних та інших допоміжних елементів, конструкцій і їх кріплень у„ = 1,0.
6. Будинки заввишки більше 73,5 м дозволяється будувати на майданчиках сейсмічністю 5 і 6 балів за шкалою MSK - 64. Проектування та будівництво висотних будинків на майданчиках сейсмічністю 7 балів і вище необхідно виконувати згідно з вимогами ДБН В.1.1-12, індивідуальними технічними вимогами та при науково-технічному супроводі згідно з ДБН В.1.2-5.
7. Сейсмічність майданчика будівництва визначається згідно з наведеними в ДБН В.1.1-12 картами сейсмічного районування та результатами мікросейсморайонування.
8. Розрахунки висотних будинків на сейсмічні навантаження необхідно виконувати обов’язково як за спектральним методом, так і за прямим динамічним методом із використанням інструментальних записів прискорень ґрунту або рекомендованого набору синтезованих акселерограм згідно з ДБН В.1.1-12. При цьому розрахункові значення переміщень, зусиль та напружень приймаються не нижче їх значень, визначених за спектральним методом.
9. При визначенні сейсмічних навантажень за спектральним методом згідно з ДБН В.1.1-12 відносне горизонтальне прискорення ґрунту для сейсмічності 5 балів необхідно приймати 0,025g (25 см/с2), для 6 балів - 0,05g (50 см/с2). За відсутності інструментальних записів значення вертикальних прискорень ґрунту дозволяється приймати 0,7 від значень горизонтальних прискорень.
10. При проектуванні висотних будинків слід обов’язково враховувати вертикальну і крутну складові сейсмічних навантажень, а також додатковий момент від вертикальних навантажень (статичних і сейсмічних) з урахуванням горизонтальних переміщень будинку при сейсмічних діях з використанням просторової динамічної моделі у відповідності з вимогами ДБН В.1.1-12.
11. При розрахунку залізобетонних та металевих несучих елементів висотних будинків (колон, пілонів, стін, простінків, діафрагм жорсткості) слід враховувати вертикальні і горизонтальні сейсмічні навантаження згідно з вимогами 2.5.2 ДБН В.1.1-12.

Згідно зі спектральним методом розрахункове значення горизонтального сейсмічного навантаження Skj, прикладеного до точки к і яке відповідає г-ій формі власних коливань будинку, необхідно визначати за формулою:

$кі =^1 '^2

де кх - коефіцієнт, що враховує непружні деформації і локальні пошкодження елементів будинку, який приймається 0,3;

к2 - коефіцієнт відповідальності будинку, який приймається 1,10;

к3 - коефіцієнт, що враховує поверховість будинку вище 25 поверхів, визначається за формулою:

къ =1+0,04 • (п—25),(4.2)

де п - кількість поверхів у будинку. Максимальне значення /с3 приймається не більше 2,0;

So/с/ ~ горизонтальне сейсмічне навантаження за і-ою формою власних коливань будинку, що визначається у припущенні пружного деформування конструкцій за формулою:

S0ki = Qfc -fl0 кгр -P, ■% .(4.3)

де- навантаження, що відповідає масі, прийнятій у якості зосередженої у точці к і визначається

з урахуванням коефіцієнтів сполучень згідно з табл. 2.1 ДБН В.1.1-12;

я0 - відносне прискорення ґрунту, яке приймається 0,025 і 0,05 відповідно для районів сейсмічністю 5 і 6 балів;

кгр - коефіцієнт, що враховує нелінійне деформування ґрунтів, приймається 1,0;

(3;- спектральний коефіцієнт динамічності, що відповідає і-ій формі власних коливань

будинку; приймається за рис. 4.1 або за табл. 4.2;

qfa - коефіцієнт, що залежить від форми власних коливань будинку і від місця розташування навантаження; визначається згідно з 2.3.1 ДБН В.1.1-12.

Визначення сейсмічних навантажень за прямим динамічним методом наведено в додатку Г.

Рисунок 4.1 - Графіки коефіцієнтів динамічності р, в залежності від періоду власних коливань Т;

та матеріалу несучих конструкцій будинків

Таблиця 4.2 - Значення коефіцієнта Р,

1. При проектуванні висотних будинків із змішаним каркасом (частина конструктивних елементів виконується з металу і частина з залізобетону) коефіцієнт дисипації встановлюється пропорційно відносним внескам сталевих та залізобетонних елементів у потенційну енергію деформацій при переміщеннях, що відповідають першій формі власних коливань, тобто:

аст - ист/ (ист + изб)

та

“зб=изб/(ист+изб),

де UCT і U3(5 - потенційна енергія деформацій відповідно для сталевої і залізобетонної частин висотної споруди.

Коефіцієнт динамічності р визначається за формулою:

Р(Т) = азбРзб (Т)+астрст (Т),

Дерзбірст - приймаються відповідно за графіком 1 і 2 рис. 4.1.

1. 3 метою оптимізації проектних рішень фундаментів висотного будинку та умов його роботи з ґрунтовою основою рекомендується розвивати підземну та стилобатну частини, а також зменшувати ексцентриситет від вертикальних навантажень на основу і фундамент.
2. У складі проектної документації, починаючи з передпроектної стадії, необхідно розробляти спеціальний розділ щодо результатів обстеження технічного стану існуючих будинків і споруд та складу і обсягів робіт із геотехнічного моніторингу, який здійснюється в рамках програми науково-технічного супроводу висотного об’єкта.
3. У зв’язку з тим, що будівництво висотних будинків відрізняється великими значеннями осідань ґрунтової основи та необхідністю влаштування глибоких котлованів для підземної частини включно із фундаментами, обов’язковим є визначення зони впливу нового будівництва на деформаційний стан існуючої забудови, у тому числі додаткових осідань ґрунтової основи та їх нерівномірності, горизонтальних переміщень, наднормативних кренів, зсувів, руйнування конструкцій тощо (таблиця 4.3).

Таблиця 4.3 - Максимальні допустимі додаткові осідання ґрунтової основи існуючих будинків у зоні впливу висотного будівництва

Розмір зони впливу (воронки осідань) нового будівництва на ґрунтову основу існуючої забудови для кожного висотного будинку визначається розрахунком.

На основі результатів розрахунків зони впливу визначається перелік заходів щодо збереження цілісності існуючих споруд (виключення появи вертикальних щілин у конструкціях будинків, наднормативних осідань і кренів, зсувів будинку, зсування плит перекриттів тощо).

До цих заходів відносяться:

• виконання розрахунків напружено-деформованого стану несучих конструкцій існуючої забудови в зоні впливу (каркасної системи, фундаментів, несучих стін тощо);
• проектування запобіжних заходів щодо виключення руйнівних деформацій конструкцій існуючої забудови (організації поверхневого водовідведення, влаштування системи глибинного дренування, влаштування підпірних стін, глибоких огорож котлованів, підсилення основ та фундаментів, влаштування поясів жорсткості на існуючій забудові тощо);
• проведення геотехнічного моніторингу ділянки будівництва та існуючої забудови в зоні впливу нового будівництва в процесі зведення висотного будинку.

1. Для оптимізації проектних рішень висотних будинків та моніторингу їх стану в процесі будівництва та експлуатації необхідно в проектній документації передбачати встановлення в ґрунтовій основі та фундаментах датчиків і приладів для визначення напружень, зсувів та деформацій.

Конструктивні рішення

1. Конструктивні рішення повинні забезпечити термін служби висотного будинку не менше 150 років з урахуванням належного експлуатаційного обслуговування та можливого відновлення ресурсу за допомогою капітальних ремонтів.
2. Конструктивна система повинна забезпечити міцність і стійкість несучих конструкцій та елементів висотного будинку під дією розрахункових навантажень та впливів, а також опір прогресуючому обваленню при виникненні надзвичайних ситуацій.
3. У висотних будинках застосовуються конструктивні системи, які складаються із вертикальних (колон, стін, ядер, діафрагм та інших елементів жорсткості) і горизонтальних (перекриттів, покриттів, балок, розкісних поясів та інших елементів жорсткості) несучих конструкцій, що забезпечують їх несучу здатність та просторову жорсткість.

Для забезпечення просторової жорсткості конструктивної системи висотного будинку рекомендується застосування: