Вежа «Еволюція»

Фото: Kirill Vinokurov - собственная работа, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org

Автор розрахункової моделі

проектно-конструкторський центр № 25 НДІЗБ ім. О.О. Гвоздева

Виконані роботи

технічне обстеження та розрахункове дослідження несучих конструкцій вежі Еволюція у фактичному стані

Опис об'єкту

Вежа має складну архітектурну форму. Починаючи з 2-го поверху кожен поверх повернутий на 3º щодо попереднього, що загалом складає 135º. Завдяки цьому вежа виглядає як паралелепіпед, який закручується. Вежа закінчується короною, яка являє собою поєднання кількох складних рам та вертолітного майданчика. Пляма забудови на рівні першого поверху є квадратною формою з максимальними розмірами 36,0×36,0 м. Висота будівлі від рівня підлоги нульового поверху становить 245,95 м.

Ядро жорсткості являє собою блок монолітних залізобетонних стін, ліфтових та сходових вузлів. Розташовується в центрі будівлі та є основним жорстким елементом. Стіни завтовшки від 600 до 800 мм – по 51 поверх включно; 400 мм – на 52, 53 та 54 поверхах.

Колони у будівлі виконані із монолітного залізобетону. Поперечний переріз колон круглий, прямокутний і квадратний. Вісім внутрішніх колон  мають круглий поперечний переріз (діаметр змінюється по висоті від 2100 до 1200 мм). По кутах будівлі розташовані чотири колони з прямокутним перерізом (розмір змінюється по висоті від 1500×1500 мм до 1000×1500 мм).

Пальовий фундамент виконаний із буронабивних паль марок БСІ 1500-29, об'єднаних ростверком висотою 3,5 м. Палі круглого перерізу мають діаметр 1500 мм. Розподіл у плані нерівномірний.

Опис розрахункової схеми

Для виконання чисельного дослідження було створено декілька скінченно-елементних моделей для оцінки різних розрахункових ситуацій:

• модель сталевої корони (наверши) будівлі;

• модель стилобатної частини будівлі на природній основі;

• моделі вежі:
  • модель з урахуванням перерозподілу зусиль у елементах конструктивної системи при поєднаннях повних розрахункових навантажень для визначення внутрішніх зусиль;
  • модель з урахуванням перерозподілу зусиль в елементах конструктивної системи при поєднаннях повних нормативних навантажень для визначення горизонтальних переміщень будівлі, оцінки динамічної комфортності, перевірки резонансного вихрового збудження;
  • модель з урахуванням перерозподілу зусиль в елементах конструктивної системи при поєднаннях тривалих нормативних навантажень для визначення вертикальних переміщень (прогинів) плит перекриттів та покриттів будівлі;
  • моделі вежі з урахуванням варіантів прогресуючого обвалення.

 

Розрахунок проводився паралельно в ЛІРА-САПР та Stark ES. Схожість результатів вийшла в межах 5%.

Особливості робіт

• Завдання вітрових навантажень виконано відповідно до звіту про продування макету вежі в аеродинамічній трубі, яка виконувалася в МДБУ. Як вихідні дані нами були отримані тиски вітру на будівлю на різній висоті при різних кутах атаки вітру.
• Жорсткості паль фундаменту будівлі було обчислено НДІОСП ім. Герсеванова у рамках окремої науково-технічної роботи.

• Навантаження, що прикладаються до перекриттів розрахункової моделі будівлі, зібрані в результаті технічного обстеження будівлі. По кожному із приміщень проведено порівняння фактичних навантажень та навантажень відповідно до чинної нормативної документації. У результаті приймалися найбільші значення навантажень.

• Міцність перерізів сталевої «корони» будівлі оцінювалася за напруженнями, отриманими в конструкторі перерізів Конструктор перерізів універсальний. Також конструктор перерізів використовувався для розрахунку міцності залізобетонних перерізів колон вежі за нелінійною деформаційною моделлю.

• Фактичні жорсткості елементів розрахункової моделі обчислені ітераційно відповідно до СП 63.13330.2012 вручну. Для цього перекриття типових поверхів були поділені на зони з різними жорсткостями з урахуванням тріщиноутворення та різного армування. Жорсткості перерізів для різних ділянок також обчислені у конструкторі перерізів. Колони, у свою чергу, мають різну жорсткість по висоті будівлі.

Висновки

В результаті робіт було виявлено, що несучі конструкції будівлі вежі «Еволюція» відповідають вимогам усіх чинних нормативних документів.