Проектирование фундаментов для сверхвысоких зданий
При проектировании фундамента здания необходимо обратить внимание на некоторые характеристики объекта, такие как архитектура, удобство использования, решение верхней конструкции, аэродинамическая форма, которые учитываются инженером, чтобы выбрать правильное решение фундамента.
За последние два десятилетия в мире усилилась конкуренция за строительство «сверхвысоких» зданий высотой более 300 метров. Сверхвысокие здания (высотой более 300 м) ставят новые задачи перед инженерами-проектировщиками, особенно в отношении конструкций и инженерно-геологических разработок. Это побудило многих ученых заинтересоваться исследованиями в этой области.
Инженеры-проектировщики сталкиваются с несколькими аспектами при проектировании фундаментов высотных зданий, а также проектировании общественных зданий в основном с геотехнической точки зрения.
Особенности сверхвысоких зданий
Основные характеристики высотных зданий, на которые следует обратить внимание:
- Собственный вес здания увеличивает вертикальную нагрузку здания на фундамент, которая может быть значительной. Вес здания также увеличивается нелинейно с высотой, поэтому при проектировании необходимо тщательно учитывать, как несущую способность, так и окончательную осадку фундамента.
- Высотные дома часто окружены малоэтажными блоками, которые несут гораздо меньшие нагрузки. Поэтому необходимо контролировать дифференциальную осадку между высотным и малоэтажным участками.
- Внутренние усилия внутри рамы из-за ветровых нагрузок, которые передают неблагоприятные моменты на фундаментную систему, могут быть очень высокими. Эти моменты могут оказывать повышенную вертикальную нагрузку на фундамент, особенно на сваи, расположенные в системе фундамента. При расчете несущей способности сваи в зависимости от материала необходимо учитывать повышенное воздействие, вызванное указанными выше неблагоприятными силами.
- Ветровые нагрузки носят циклический характер. Необходимо учитывать влияние циклических продольных и поперечных нагрузок на систему фундамента, поскольку циклические нагрузки могут снизить несущую способность фундамента и вызвать осадку.
Необходимо оценить нагрузки от ветра и возможных землетрясений в сейсмоопасных зонах, которые носят динамический характер, их способность вызывать резонанс в конструкции. Резонансная опасность этих динамических нагрузок зависит от нескольких факторов, таких как: цикл динамических нагрузок, естественный цикл конструкции, жесткость и демпфирование системы фундамента.
Динамический отклик сверхвысоких зданий ставит перед инженерами ряд сложных задач при проектировании конструкций и фундаментов. В частности, период основных колебаний сверхвысотного сооружения может составлять 10 секунд и более, а источники возбуждения, такие как порывы ветра и землетрясения, имеют значительно меньший период, что в целом не будет раскачивать несущую систему. Однако некоторые конструкции имеют значительно более высокую вибрационную способность и могут быть возбуждены порывами ветра или землетрясениями. Эти типы вибрации зависят в основном от характеристик вышележащей конструкции, но на них также может влиять нижний фундамент.
Факторы, влияющие на выбор фундамента
Факторы, которые могут повлиять на выбор типа фундамента для сверхвысоких зданий, включают:
- строительную площадку и систему несущих конструкций;
- величину и распределение нагрузок, действующих на конструкцию;
- геологические условия;
- методы строительства;
- соседние произведения;
- стоимость строительства;
- местная практика строительства.
Заключение
В статье представлены основные характеристики сверхвысоких зданий, на которые стоит обратить внимание при разработке проектной документации, в этом вам поможет проектное бюро A.P.
На начальном этапе, во время предпроектной стадии, следует выбрать исходную базу и вариант фундамента с соответствующей стоимостью.
На этапе детального проектирования выбранный план фундамента тщательно и полностью анализируется с использованием всех современных методов анализа для проектирования каждой детали всей системы фундамента. Этот этап выполняется в тесном контакте с инженерами-конструкторами, поскольку конструкция и фундамент являются неотъемлемой частью всего проекта.
Заключительный этап проектирования, доработка параметра от первоначального предположения до окончательных прогнозов всех рисков. Геотехнические параметры, используемые для каждого периода, могут быть изменены, когда будут получены новые данные о геологических и гидрологических условиях из полевого анализа и лабораторных результатов. Параметры для заключительного этапа проектирования должны включать результаты испытаний сваи под нагрузкой.
Источник: Без источника
