Лекции и пособия / txt-sn_vysotnye_zdaniya

СН 3.02. -2020/ПР

А.11 Коэффициент cs, учитывающий снижение эффекта от ветрового воздействия в результате неодновременного появления пиковых значений скоростного напора ветра на поверхности, определяют по формуле

А.12 Динамический коэффициент cd определяют по формуле

А.13 Единый конструкционный коэффициент, учитывающий эффекты от турбулентности, являющийся произведением csи cdв общем случае определяют по формуле:

где b,h — ширина и высота здания соответственно (см. рисунок А.2); L(ze) — масштаб длины турбулентности на базовой высоте ze (см. рисунок

А.3), определяемый для зданий высотой до 200 м по формуле

0,67 0,05ln z0 . (А.19)

Для зданий высотой до 200 м принято zt = 200 м; базовый масштаб длины Lt =

300 м; z0 = 1,0 м; zmin= 10,0 м.

Рекомендуется использовать в расчетах значение В2=1,0.

Значение пикового коэффициента Кр в общем случае следует определять по формуле

где Т — период осреднения, Т = 600 с;

— частота, Гц, определяемая по формуле

77

СН 3.02. -2020/ПР

здесь n1,x — собственная частота изгибных колебаний конструкции, Гц, определяемая для многоэтажных зданий высотой более 50 м по формуле

n1,x 46h .(А.22)

Значение коэффициента R2 определяется по формуле

R2 2 SL ze ,n1,x Ks n1,x , (А.23)

2

где — полное значение логарифмического декремента;

SL(ze, n1,x) — функция спектральной плотности силы ветра, определяемая:

здесь fL(z, n) — безразмерная частота, определяемая при n = n1,x и средней скорости ветра vm(z) по формуле

Gy, Gz — константы, зависящие от модальной формы колебаний вдоль горизонтальнойи вертикальной осей соответственно. Для зданий с равномерной горизонтальной модальной формой и линейной вертикальной модальной формой:

y,z hz ; Gy 21; Gz 38 ; Ky 1; Kz 32 .

А.14 Для ограждающих элементов (фасадов, покрытий), у которых собственная частота колебаний превышает 5 Гц, для каркасных зданий с несущими стенами и диафрагмами жесткости, имеющих высоту менее 100 м, при отношении h/d <4 и равномерном распределении жесткостей и масс по высоте, допускается принимать cscd = 1,0.

А.15 Аэродинамические коэффициенты принимают:

(а) для отдельных поверхностей или точек здания — как коэффициенты давления, которые следует учитывать при определении ветровой нагрузки, нор-

78

СН 3.02. -2020/ПР

мальной к рассматриваемой поверхности и относящейся к единице площади этой поверхности; коэффициенты давления изменяются от точки к точке поверхности. Для простоты при определении ветровой нагрузки применяют их значения, осредненные по отдельным граням или зонам поверхности;

(б) для отдельных элементов или конструкций — как коэффициенты лобового сопротивления сх, поперечной силы су, которые должны учитываться при определении составляющих общего сопротивления тела, действующих по направлению скорости потока и перпендикулярно к нему и относящихся к площади S проекции тела на плоскость, перпендикулярную потоку; как коэффициент подъемной силы cz при определении вертикальной составляющей общего сопротивления тела. Последняя относится к площади проекции тела на горизонтальную плоскость;

(в) при направлении ветра под углом к наветренной стороне конструкции

— как коэффициенты cn и ct, которые должны учитываться при определении составляющих общего сопротивления тела, действующих в направлении его осей и относящихся к площади наветренной грани.

А.15.1 При определении компонентов ветровой нагрузки we, wi, wtr, wx, wy и wz следует использовать соответствующие значения аэродинамических коэффициентов:

—внешнего давления ce;

—внутреннего давления ci;

—трения cfr;

—лобового сопротивления cx;

—поперечной силы cy;

—крутящего момента cxy.

Для высотных зданий простой формы (прямоугольной в плане) значения аэродинамических коэффициентов следует принимать по СН 2.01.05.

А.15.2 В случаях, не предусмотренных А.15.1 (другие формы здания, учет при соответствующем обосновании других направлений ветрового потока и составляющих общего сопротивления здания по другим направлениям, необходимость учета влияния близстоящих зданий и сооружений и в подобных случаях), значения аэродинамических коэффициентов необходимо принимать по справочным данным или на основе результатов продувок моделей здания в аэродинамической трубе.

А.16 При проведении модельных аэродинамических испытаний необходимо моделировать турбулентную структуру пограничного слоя атмосферы, включая вер-

79

СН 3.02. -2020/ПР

тикальный градиент средней скорости ветра и энергетический спектр его пульсационной составляющей.

А.18 Максимальные перемещения здания по направлению ветра следует рассчитывать при действии эквивалентной статической нагрузки, определяемой по А.3–

А.5.

А.19 Характеристическое значение стандартного отклонения a,x ускорения колебаний здания в уровне каркаса на высоте z по направлению, совпадающему с направлением действия ветра, следует определять по формуле

где cf — аэродинамический коэффициент; b — ширина здания;

Iv(ze) — интенсивность турбулентности на высоте z = ze; vm(ze) — средняя скорость ветра на высоте z = ze;

1,x(z) — базовая, основная форма собственных колебаний конструкции в про-

дольном направлении;

Kx — безразмерный коэффициент, определяемый по формуле

где = 0,6 — для рамных каркасов без диафрагм жесткости;

= 1,0— для зданий с центральным ядром жесткости и периметрическими ко-

лоннами или развитыми колоннами и элементами жесткости;

= 1,5— для гибких консольных зданий и зданий, поддерживаемых централь-

ным железобетонным ядром жесткости.

80

СН 3.02. -2020/ПР

Рисунок А.3

А.21 Эквивалентную массу на единицу длины m1,x e базовой основной формы колебаний определяют по формуле

где m — масса единицы длины (погонная масса); l — высота конструкции.

81

СН 3.02. -2020/ПР

Для консольных конструкций с изменяющимся распределением масс эквивалентная масса m1,x e может быть приближенно определена как среднее значение m

на уровне 1/3 высоты от верха конструкции.

А.22 Характеристическое пиковое значение ускорения определяется умножением стандартного отклонения, рассчитанного по формуле (А.28), на пиковый коэф-

фициент, величина которого определяется при = h1,x по формуле

А.23 При проектировании высотных зданий, у которых отношение h/d 7,

необходимо производить их проверочный расчет на резонансное вихревое возбуждение (здесь h — высота здания, d — его характерный поперечных размер в направлении, перпендикулярном направлению ветра).

А.24 Критические скорости vcr,i, при которых происходит резонансное вихревое возбуждение по i-ой собственной форме колебаний, следует определять по формуле

fi d , (А.33)

St

где fi — собственная частота колебаний по i-ой изгибной собственной форме, Гц;

d — характерный поперечный размер здания, м;

St — число Струхаля поперечного сечения, определяемое экспериментально или по справочным данным; для круглых поперечных значений

— St = 0,2; для сечений с острыми кромками (в том числе прямоугольных) — St = 12.

А.25 Резонансное вихревое возбуждение не возникает в том случае, если выполняется условие:

vcr,i vmax(ze),(А.34)

где vmax(ze) — максимальная скорость ветра на уровне ze (для зданий допускается принимать ze = 0,8h).

82

СН 3.02. -2020/ПР

Приложение Б

(обязательное)

Сейсмические нагрузки

Б.1 Приложение содержит данные о потенциальных максимальных сейсмических нагрузках на здания и сооружения, возводимые в Республике Беларусь, список основных населенных пунктов (таблица Б.1) в зонах возможных землетрясений (ВЗ).

Таблица Б.1 — Список населенных пунктов Республики Беларусь, расположенных в районах с потенциальной максимальной расчетной сейсмической интенсивностью в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий со степенью сейсмической опасности 0,5 % и возможного превышения расчетной интенсивности в течение 50 лет

83

СН 3.02. -2020/ПР

Б.1.1 Территория Республики Беларусь с грунтами второй категории по таблице 1* [2] относится к 5–7-балльной зоне. Для других категорий грунтов балльность территории уточняется в соответствии с Б.4 и примечаниями к таблице 1* [2]. На конкретных площадках строительства балльность необходимо уточнять в соответствии с данными геологических изысканий, микросейсмического районирования и Б.4, Б.5.

В отчетах об инженерно-геологических изысканиях следует указывать категорию грунта по сейсмическим свойствам (см. таблицу 1*[2]).

Б.2 На сейсмические воздействия рассчитываются высотные здания, возводимые на площадках с сейсмичностью 5 баллов и более. Интенсивность сейсмических сотрясений для площадки строительства при разработке проекта высотного здания устанавливается на основании результатов сейсмического микрорайонирования, выполняемого специализированными организациями.

Б.3 Расчеты высотных зданий с учетом сейсмических воздействий необходимо производить прямым динамическим методом с использованием инструментальных записей ускорений оснований (заданных реальных или синтезированных акселерограмм).

При расчетах следует учитывать возможность развития неупругих деформаций конструкций высотного здания.

Б.4 На участках, неблагоприятных в сейсмическом отношении, балльность следует увеличивать на единицу. К неблагоприятным площадкам строительства относятся:

—расположенные в зонах возможного проявления тектонических разломов на поверхности;

—с осыпями, обвалами, оползнями, карстом, горными выработками;

—с крутизной склонов более 15 ;

84

СН 3.02. -2020/ПР

— сложенные обводненными слабыми (рыхлыми, биогенными IL 0,5, е 0,7 и

др.) грунтами.

Б.5При невозможности проведения работ по сейсмическому микрорайонированию на стадии обоснования инвестиций в строительство в расчетах допускается принимать максимальное ускорение сейсмического движения грунта по действующей шкале MSK-64: для 5 баллов — 25 см/с2, для 6 баллов — 50 см/с2, для 7 баллов

— 100 см/с2 и для 8 баллов — 200 см/с2.

Б.6 При расчете в частотной области линейно-спектральным методом по отдельным формам колебаний здания исходными данными являются параметры, полученные при обработке акселерограмм:

—интенсивность воздействия;

—спектральный состав воздействия;

—ориентация воздействия;

—уровень ротации воздействия.

Б.7 Интенсивность воздействия определяется коэффициентом I и устанавливается в соответствии с расчетной балльностью: для 5 баллов I = 0,025 и для 6 бал-

лов I = 0,05.

Б.8 При расчете зданий следует принимать наиболее опасную ориентацию сейсмического воздействия, реализующую максимум динамической реакции. Параметры такой ориентации сейсмического воздействия определяются специальным расчетом, исходя из доминирующей ориентации сейсмического воздействия по направлению очаговых зон.

85

СН 3.02. -2020/ПР

Приложение В

(справочное)

Правила проведения геотехнической экспертизы проектно-изыскательской документации

В.1 Геотехническая экспертиза проектно-изыскательской документации включает следующие работы (последовательность, состав).

В.1.1 Начиная со стадии обоснования инвестиций в строительство для высотного здания производится экспертная оценка геотехнической (геологической, гидрометеорологической) и геоэкологической сложности площадки строительства, степени влияния и потенциальной опасности объекта для окружающей среды и городской застройки, возможности проявления опасных геодинамических (техногенных, сейсмических), геологических и метеогидрогеологических процессов (карстовосуффозионных, климатических, оползневых и др.). При отсутствии или недостаточности архивных материалов для указанной экспертной оценки необходимо выполнить инженерно-геологические, гидрометеорологические и геоэкологические изыскания по специальной программе (см. раздел 8). По результатам экспертной оценки составляется отчет с выводами о пригодности строительной площадки для возведения высотного здания и рекомендациями (при необходимости) по корректировке места его расположения или предпостроечной подготовке территории (усиление оснований, перенос сетей, существующей застройки, техническая мелиорация и др.).

В.1.2 Составляется градостроительное обоснование, в процессе чего рассматривается и согласовывается программа инженерных изысканий для разработки предпроектной (градостроительной) документации, осуществляется экспертиза технического отчета по выполненным инженерным изысканиям, составляется градостроительное заключение и специальное техническое задание (СТЗ) на проектирование и строительство высотного здания.

В.2 После утверждения градостроительного заключения и СТЗ:

—рассматривается и согласовывается программа инженерных изысканий для разработки архитектурного проекта;

—выполняется оценка влияния строящегося здания на окружающую среду и существующую застройку, составляются рекомендации по ее обследованию и пред-

ложения по мониторингу;

86