Методы проектирования высотных зданий со сложной конструктивной схемой и заданными сейсмостойкими свойствами

Основные положения и методы сейсмостойкого проектирования заданных свойств были заложены в 90-е годы XX века. Ассоциация инженеров-конструкторов SEAO (США) в 1995 году разработала требования к методам сейсмостойкого проектирования зданий. В 1998 и 2000 годах FEMA (США) выпустила некоторые документы по проектированию сейсмостойких зданий. В 2003 году ICC (International Code Council) разработаны «Нормы проектирования и обслуживания зданий», касающиеся многих вопросов, включая нормативные эксплутационные требования зданий, конструкций, систем и их обслуживания, поведения при различных бедствиях (воздействие огня, ветра, землетрясения и т.д.), и условий длительной эксплуатации. В этих нормах проектирования были приведены конкретные указания.

Проектирование заданных свойств сейсмостойких зданий является новым важным направлением в проектировании конструкций зданий.

Его характеристики:

• обеспечение сейсмостойкости конструкций в направлении от общего к частному;
• глубокий анализ и обоснованность, обеспечивающие новаторство в проектировании строительных конструкций.

После исследования свойств (включая испытания) можно применять новые конструктивные системы, новую технику и новые материалы, которые настоящими нормами еще не определены. Для разных уровней сейсмичности, местных условий и ответственности зданий принимаются разные проектные решения и мероприятия. Тем не менее, основы такого метода антисейсмического проектирования до настоящего времени полностью не изучены вследствие неопределимости значений сейсмического воздействия, недостаточности экспериментального моделирования таких воздействий, недостаточности опыта при анализе модели работы конструкции; неопределенности требований по обслуживанию сейсмически опасных объектов. Несмотря на это, методы по обеспечению сейсмической безопасности конструкций постепенно совершенствуются.

При проектировании высотных зданий со сложной конструктивной схемой, для которых уже недостаточны существующие нормы, наиболее пригоден рассматриваемый метод. Объектами его рассмотрения являются несимметричные, а также сложные конструкции. В «Технической инструкции по проектированию высотных зданий» (JGJ3-2002) дан подробный анализ теоретических и практических исследований при сейсмических бедствиях, но применительно к некоторым объектам еще остаются конструкции, для которых неприемлемы существующие нормы. Кроме того, для конструкций со сложной схемой (многоэтажные металлические и комбинированные конструкции) сегодня еще нет соответствующих норм проектирования. Их разработка обоснована приказом № 111 Министерства строительства Китая «Указания о проектной сейсмичности, превышающей допустимую для многоэтажных строительных объектов» и «Технические положения специальных проверок, для многоэтажных строительных объектов превышающих действующие ограничения и т.д. Проектировщики должны по конкретных условиях объектов, превышающих действующие ограничения, производить подробный анализ, специальные исследования а при необходимости эксперименты на модулях и применять серьезные и более конкретные мероприятия по повышению сейсмостойкости, чем указанные в нормах. Необходимые подтверждения осуществляются посредством специальных расчетов обеспечения безопасности конструкций при сейсмических воздействиях.