Иван Витальевич Астахов — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций
190005, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4
Ivan V. Astakhov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor in the Department of Metal and Wooden Structures
4, 2nd Krasnoarmeyskaya st., Saint Petersburg, 190005
Денис Вадимович Калюжный — аспирант кафедры строительной механики
190005, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4
Denis V. Kaliuzhny — postgraduate student at the Department of Structural Mechanics
4, 2nd Krasnoarmeyskaya st., Saint Petersburg, 190005
Введение. При проектировании металлических конструкций учитывают множество факторов, включая податливость узлов, что влияет на результаты расчетов напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов конструкции. При проектировании высотных зданий предусматривают аутригеры, распределяющие ветровую нагрузку между ядром жесткости и периметральными колоннами каркаса, снижая горизонтальные перемещения. Учет податливости в узлах аутригера оказывает влияние на распределение усилий в элементах конструкций здания, а также на деформации здания. Представлен анализ влияния учета податливости узлов аутригера на НДС элементов стальных конструкций высотного здания.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования принята расчетная схема 60-этажного здания с аутригером, смоделированная в расчетном комплексе ETABS. Податливость узлов конструкций аутригера определялась с использованием программного комплекса IDEA StatiCa.
Результаты. По результатам статического расчета с учетом податливости узлов аутригера при постановке одного аутригера на 54 этаже максимальное горизонтальное перемещение верха здания увеличилось на 2,9 % по сравнению с результатами расчета без учета податливости. При постановке двух аутригеров увеличилось на 4,7 %. Максимальное значение продольной силы в раскосе аутригера снизилось на 23 % по сравнению с результатами без учета податливости, а максимальное значение изгибающего момента увеличилось на 10 %.
Выводы. При расчете высотного здания с учетом податливости значения горизонтального перемещения верха здания увеличиваются в пределах 5 %. Если при проектировании необходимо ограничить горизонтальные перемещения здания, то следует выполнять расчет с учетом податливости узлов металлических конструкций аутригера. Кроме того, учет податливости при расчете позволяет снизить металлоемкость проектируемых раскосов аутригера, так как определяющим усилием является продольная сила, которая при расчете с учетом податливости уменьшается в пределах 25 %.
Introduction. When designing metal structures, many factors are taken into account, including the suppleness of joints, which affects the results of stress-strain calculations of structural elements. In the design of high-rise buildings, outriggers are provided to distribute wind loads between the core and perimeter columns, reducing horizontal displacements. Considering the suppleness in the joints of the outrigger affects the distribution of forces in the building structure elements, as well as on the building deformations. This paper presents an analysis of the influence of considering the suppleness of outrigger joints on the stress-strain state of structural elements of a steel high-rise building.
Materials and methods. The research focuses on a structural model of a 60-story building with an outrigger, modelled using the ETABS software. The suppleness of the joints of the outrigger structures was determined using the IDEA StatiCa software.
Results. According to the results of static calculations considering the suppleness of the outrigger joints, when placing one outrigger on the 54th floor, the maximum horizontal displacement at the top of the building increased by 2.9 % compared to calculations without considering suppleness. Placing two outriggers increased it by 4.7 %. The maximum axial force value in the outrigger brace decreased by 23 % compared to calculations without considering suppleness, while the maximum bending moment increased by 10 %.
Conclusions. When calculating a high-rise building taking into account suppleness, the values of horizontal displacement at the building’s top increase within 5 %. If it is necessary to limit horizontal displacements, calculations should consider the suppleness of the joints in steel outrigger structures. Additionally, considering suppleness in calculations allows reducing the material intensity of the designed outrigger braces, as the determining force is the axial force, which decreases by about 25 % when calculated considering suppleness.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.