Детальная информация

В рамках выпускной квалификационной работы был разработан проект высотного здания бизнес-центра с четырехуровневой подземной автостоянкой в соответствии с заданием на проектирование и действующими нормативными документами. Целью научного исследования является определение напряженно-деформированное состояния (НДС) и несущей способности трубобетонной колонны (ТБК), в том числе определение предела огнестойкости конструкции. В ходе исследования были поставлены и решены следующие задачи: 1. Разработка расчетных схем в ПК ЛИРА-САПР для каркаса высотного здания с трубобетонными колоннами без армирования, с армированными трубобетонными колоннами и с железобетонными колоннами; 2. Расчет ТБК по СП 266.1325800.2016 и определение их жесткостных характеристик для уточнения в ПК ЛИРА-САПР; 3. Корректировка жесткостных характеристик ТБК в расчетных схемах и повторное определение НДС и несущей способности трубобетонных колонн; 4. Подбор сечений трубобетонных и железобетонных колонн для трех расчетных схем; 5. Сравнение эффективности применения трубобетонных колонн в каркасе высотного здания, технико-экономическое обоснование; 6. Определение несущей способности стад-болтов на сдвиг; 7. Расчет предела огнестойкости трубобетонной колонны; 8. Конструирование узлов сопряжения трубобетонных колонн по результатам расчета. В результате исследования доказано, что оптимальным решением является применение трубобетонных колонн с бетонным ядром за счет более высокой несущей способности колонн, пониженной материалоемкости и трудоемкости. Однако стоит отметить, что стоимость устройства монолитного железобетонного каркаса значительно ниже устройства ТБК. Предел огнестойкости трубобетонных колонн определен по предложенной методике. Огнестойкость обеспечивается за счет применения средства огнезащиты и совместной работы стальной трубы и бетонного ядра.

As part of the final qualification work, a project was developed for a high-rise business center building with a four-level underground parking in accordance with the design assignment and current regulatory documents. The purpose of the research part of this work is to determine the stress-strain state (SSS) and the bearing capacity of concrete filled steel tubes column (CFST), including determining the fire resistance limit of the one. During the work the following tasks were set and solved: 1. Development of design schemes in the LIRA-SAPR software for the frame of a high-rise building featuring: unreinforced CFST columns, reinforced CFST columns and reinforced concrete columns; 2. Calculation of CFST according to SP 266.1325800.2016 and determination of their stiffness characteristics for correction in the LIRA- SAPR; 3. Correction of the stiffness characteristics of CFST in the design schemes and re-determination of stress-strain state and bearing capacity of concrete filled steel tubes columns; 4. Selection of sections of concrete filled steel tubes and reinforced concrete columns for three design schemes; 5. Comparative assessment of the effectiveness of using concrete filled steel tubes columns in the frame of a high-rise building, feasibility study; 6. Determination of the bearing capacity of stud bolts on shear; 7. Calculation of the fire resistance limit of a concrete filled steel tubes column; 8. Construction of knots of interface for concrete filled steel tubes columns based on calculation results. The research has demonstrated that the optimal solution is the application of CFST columns with a concrete core, attributed to their higher bearing capacity, reduced material consumption and lower labor intensity. However, it should be noted that the construction cost of a monolithic reinforced concrete frame is significantly lower than that of a CFST frame. The fire resistance limit of the CFST columns was determined using the proposed methodology. Fire resistance is ensured through the application of means of fire protection and the composite action between the steel tube and the concrete core.