Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет ..., печатный экземпляр отправим ...
Опубликовать статью

Молодой учёный

Поэтапное строительство высотного многоэтажного здания

09.06.2025
10
Поделиться
Библиографическое описание
Прокопьев, А. П. Поэтапное строительство высотного многоэтажного здания / А. П. Прокопьев, М. А. Александров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2025. — № 23 (574). — С. 125-127. — URL: https://moluch.ru/archive/574/126454.


В современной строительной индустрии высотные здания переживают период активного роста и развития. Они демонстрируют, как практические нужды человечества стимулируют научно-технический прогресс, включая развитие архитектуры, новые подходы к градостроительству, конструктивные и инженерные решения. Высотные здания стали символом экономического роста, силы государств и репутации успешных компаний.

Во всем мире высотные сооружения классифицируются как объекты с наивысшим уровнем ответственности и надежности. Это требует тщательного анализа работы конструктивной системы, структуры, геометрических параметров, которые изменяются со временем.

Стоимость возведения таких зданий значительно превышает стоимость обычных строений. Это обусловлено не только технологическими и конструктивными особенностями, но и усиленными мерами безопасности, применяемыми на всех этапах: проектирования, строительства и эксплуатации. Возникновение аварийных ситуаций в высотных зданиях может повлечь за собой серьезные последствия материального, экономического, экологического и социального характера.

Анализ и обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных изучению влияния различных вариантов последовательности этапов строительства

Традиционные методы расчета предполагают использование сформированной мгновенно ненагруженной расчетной модели. [1] При этом основные параметры расчетной модели: жесткостные, геометрические и т. д. принимаются постоянными, а также действует принцип суперпозиции в отношении нагрузок. Предложенная методика вычислений дает возможность точно определить характеристики напряженно-деформированного состояния строений с несложной архитектурой и небольшими габаритами. При анализе комплексных многокомпонентных систем, таких как высотные здания, необходимо учитывать динамику параметров, влияющих на напряженно-деформированное состояние главных несущих элементов в ходе строительства и использования. Это подчеркивает важность анализа функционирования конструктивной системы, чьи характеристики (структура, геометрия и жесткость) трансформируются во времени и пространстве.

В действующих нормативных актах отсутствуют четкие указания по расчетам, учитывающим этапы строительства. В связи с этим, основная масса расчетов строительных конструкций, зданий и сооружений осуществляется без учета стадийности возведения, что потенциально ведет к значительным неточностям в результатах.

Таким образом, задача исследования напряженно-деформированного состояния с учетом поэтапного изменения расчетных моделей является актуальной и требует реализации при проведении расчета конструкций сооружений и зданий. В случае, когда нагрузка к зданию прикладывается одномоментно, его напряженно-деформированное состояние может отличаться от ситуации, когда нагрузка прикладывается в процессе возведения, также при возведении нескольких несущих каркасов зданий нельзя допускать возведение несущих конструкции поочередно, комплексы из таких зданий, должны строятся челночным методом или методом возведение этажей через один. В противном случае неправильное возведение здания в комплексе связанных между собой стилобатной частью может привести к неправильному распределению нагрузок в конструкции или допускается полное обрушение каркаса с рядом стоящим возведенным зданием. Это происходит из-за изменения расчетной схемы здания при его деформировании в ходе возведения. Если изменения расчетной модели являются существенными, то задача должна решаться в генетически нелинейной постановке. Данный вид нелинейности является разновидностью геометрической нелинейности, возникающей в процессе возведения сооружения. Существующая практика расчетных обоснований конструктивных решений сооружений и зданий основывается на проведении статических расчетов в рамках процедуры одноэтапного расчета. При этом жесткостные и геометрические характеристики принимаются постоянными для всего расчетного процесса.

Особенность моделирования НДС с учетом изменения их параметров обязательный этап для современного строительства, так как результаты которой свидетельствуют о необходимости отслеживания в рамках расчетной технологии поэтапного изменения характеристик элементов конструктивной системы. предложены некоторые подходы к численному моделированию процесса поэтапного изменения элементов расчетной модели конструкций, учитывающие процесс монтажа.

Нелинейное поведение железобетона, ключевого материала строительных конструкций, приводит к трансформации расчетной модели. Это обусловлено изменениями в приведенной жесткости элементов конструкции, вызванными образованием трещин и явлениями ползучести. Многочисленные исследования физической нелинейности железобетона, проведенные такими учеными, как О. Я. Берг, В. М. Бондаренко, А. А. Гвоздев, Н. И. Карпенко и другими, послужили основой для внесения в строительные нормы положений, касающихся уменьшения начального модуля упругости бетона.

Таким образом, при моделировании работы железобетонных конструкций важно учитывать изменение жесткости отдельных элементов под воздействием нагрузки или с течением времени.

Конструкция любого каркасного сооружения включает в себя ряд компонентов, каждый из которых играет свою роль в общей структуре. В высотном каркасе к таким компонентам относятся вертикальные элементы (стойки, рамы, диафрагмы жесткости и шахты) и горизонтальные элементы (перекрытия в виде плит и балок, горизонтальные связи).

Главная задача вертикальных элементов — нести нагрузку, воспринимая все воздействия, оказываемые на здание, и передавая их на фундамент. Горизонтальные элементы обеспечивают устойчивость формы здания, распределяют нагрузку на вертикальные элементы и обеспечивают совместную работу всех элементов конструкции, действуя как горизонтальные распределительные диски.

Литература:

1. Перельмутер А. В. Учет изменения жесткостей элементов в процессе монтажа и эксплуатации / А. В. Перельмутер, О. В. Кабанцев // Инженерно-строительный журнал. — 2015 — № 1 (53). — С.6–14.

2. Перельмутер А. В., Кабанцев О. В. Анализ конструкций с изменяющейся расчетной схемой / А. В. Перельмутер, О. В. Кабанцев. — М. : Изд-во СКАД СОФТ, Издательский дом АСВ. — 2015. — 149 с.

Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №23 (574) июнь 2025 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 125-127):
Часть 2 (стр. 69-145)
Расположение в файле:
стр. 69стр. 125-127стр. 145
Похожие статьи
Моделирование вариантов стадийности возведения многоэтажного здания
Исследование напряжённо-деформированного состояния несущих конструкций монолитного железобетонного здания с учётом последовательности возведения
Исследование факторов, влияющих на формирование напряженно-деформированного состояния зданий при учете его истории возведения
Современные аспекты проектирования и возведения многоэтажных каркасных зданий в сейсмических районах
Переходные конструкции в высотном строительстве: принципы работы и обеспечение безопасности
Быстромонтируемые высотные полносборные здания из модульных колонн, плит и ригелей заводского изготовления
Трудности бетонирования при возведении высотных зданий
Учет физической нелинейности при расчете зданий и сооружений на устойчивость к прогрессирующему обрушению
Современные проблемы проектирования каркасных промышленных зданий
Современные технологии возведения зданий с монолитным железобетонным каркасом: состояние и направления развития

Молодой учёный