Výškové budovy v Bratislave - OK Team EC8 a NAD použitie iba EC2 ... Michael N. Fardis, Eduardo...

VÝŠKOVÉ BUDOVY V BRATISLAVE

Daniel Bukov OK TEAM s.r.o., autorizovaný inžinier , Bratislava

Výškové budovy v Bratislave , SKSI 2015

Výškové budovy – nosné systémy

Výškové budovy v Bratislave , SKSI

2015

Nosné systémy budov s oceľovou konštrukciou

Nosné systémy budov s železobetónovou nosnou konštrukciou

432 Park Avenue NY

85 pod. 426 m (1:15)

28x28m

785 Eighth Avenue NY

42 pod. 173 m (1:15)

Výškové budovy vo svete


2015

Council on Tall Buildings and Urban Habitat

Výškové budovy v Bratislave História a súčasnosť

Pravá výšková budova Manderla

1935-1936 11.poschodí výška 45 m

doba výstavby 1 rok ,ŽB skelet

architekti Christian Ludwig, Emerich Spitzer ,

Augustín Danielis

Najvyššia budova

Budova NBS 111.6 m, 33.poschodí

architektúra BKPŠ M. Kusý, P.Paňák

Statika : ELTER constructions s.r.o., Ing. L. Tausinger

ŽB Skelet – jadro v tvare L

Budovy nad 90 m


Nosné systémy

Vertikálny nosný systém

Zvislé nosné konštrukcie

• ŽB stĺpy a steny C30/37 až C60/75

• ŽB jadrá a šmykové steny

hrúbka 300mm až 700mm C30/37 až C60/75

Stropné nosné konštrukcie

• ŽB lokálne podopreté dosky, ŽB dosky s hlavicami

rozpätia 7.0 až 9.0m 200 až 280mm , B25/30 , C30/37

• Predpäté stropné dosky do rozpätia 12.0.m

• Lokálne podopreté s hlavicami

(až 30% menej betónu vhodné pre administratívne budovy)

• Polo montované stropné dosky (DELTA Beam, SlimFloor)

• Filigránové stropy

• Dutinové predpäté panely , kombinácia s nosníkmi



2015

AB2 –Pólus ( Elter, Konstrukt +) Centrál SO 03 Daniel Bukov OK TEAM

Lakeside Park II. Etapa ( Jan Klodner)

Horizontálny nosný systém

ŽB jadrá

Stenový nosný systém

Združené steny

Kombinované


2015

Základným cieľom je zlepšovanie pomeru plochy komunikácií a úžitkovej plochy

Zakladanie

Geologický prieskum – mechanické vlastnosti vrstiev základovej pôdy podľa

budúceho namáhania , Vypracovanie a schválenie geologickej úlohy

Spolupráca geológ, geotechnik , statik

Návrh typu základu – spolupráca geotechnik - statik

Interakcia základu s podložím a s hornou stavbou

(tuhosti pilot)

Postup výstavby

Monitoring počas výstavby a po uvedení do prevádzky


2015

Nosný systém – návrh a posúdenie

Predbežný návrh

Stropná nosná konštrukcia typického podlažia

• Horizontálny nosný systém – silové účinky na prútovom modeli - konzola

Globálne účinky

• Vertikálne

Celková vlastná tiaž budovy

Účinky od zaťažení

• Horizontálne na konzole

Od vetra šmyková sila , preklápací moment

podľa STN EN 1991 1-4

Od seizmictity šmyková sila , preklápací moment

STN EN 1998 1-1 (STN EN 1998-1/NA/Z (03.2012))

agR referenčné špičkové seizmické zrýchlenie podložia

BA 0.63ms-2= 0.063g


Výpočet účinkov od seizmicity – približne

Vlastné frekvencie – empirické vzťahy Pružné spektrum odozvy

h= výška budovy v (m) np – celkový počet podlaží

do rozmer budovy v (m)

G1 Modálny participačný faktor

Mbud Celková hmotnosť budovy včítane časti úžitkových zaťažení


2015

Podrobný návrh a posúdenie

Zaťaženie

Výpočtový model

Posúdenie únosnosti MSU

Posúdenie používateľnosti MSP CPP Vetrový tunel

Dokumentácia statického posúdenia

Zaťaženie

Vertikálne , redukcia úžitkových zaťažení,

zaťaženie teplotou (nad 20 poschodí už môže byť významné)

a cca 60m dĺžky podľa 1) Simulácie budov Ing.Janák

Horizontálne

Vietor

Výpočet podľa STN EN 1991 1-4 ,

Test vo vetrovom tuneli

Výpočet metódou počítačovej fluidnej dynamiky (CFD)

RWDI - Anglicko

Epoque Residence –Praha


Seizmicita

Lineárne spektrá odozvy

Akcelerogramy - syntetické


2015

Výpočtové modeli výškových budov

Zjednodušené výpočtové modeli Náhrada nosného jadra prútom

Prút je neprizamtický , excentricity pozdĺž prúta

natočené hlavné osy zotrvačnosti

Ohybová s šmyková tuhosť prúta


Priestorové výpočtové modely MKPGeometrickým tvarom je vystihnutá tuhosť (bez trhlín)

Zohľadnenie tuhostí s ohľadom na trhliny v betóne

Redukcia ohyb. tuhosti ŽB podľa EC8 čl.4.3.1 = 0.5 tuhosti bez trhlín

Podľa ACI 318 diferencovane podľa typu konštrukcie

dosky 0.25, steny s trhlinami 0.35 bez trhlín 0.70, stĺpy 0.70

Znižovanie tuhosti pri stenách

Membránové tuhosti

Duktilita

Diafragamy

Tuhé (Rigid) , Polo tuhé (Semi rigid)

Zohľadnenie postupu výstavby

Vplyv reologických zmien, zaťaženia

Výpočtový model s postupom výstavby

Zaťaženie a jeho pôsobenie Vertikálne zaťaženia

Vietor (smerové účinky, tvar.súčin., Vet. tunel, výpočet CFD )

Seizmicita ( RSA, THA, FNA, PUSHOVER)


2015


Budova NBS (model r.1998)

100 000 stupňov voľnosti NE-XX

Výpočet 20-tich vlastných tvarov Pentium II 300 MHz 128 MB RAM,HDD 6.3 GB približne 12 hodín. Riešenie odozvy pre jeden smer približne 1.5 hod.

Výpočty stropov samostatne s zohľadnením globálnych účinkov

Výpočtový model

Postupné budovanie - nelineárny výpočet

Stlačenie stĺpov

Vlastné kmitanie

Modálne participačné faktory

Vietor

Seizmicita (RSA)

Kombinácia modálných tvarov SRSS,CQC

Kombinácia smerových účinkov

1.0 Ex +0,3.Ey + 0.3 Ez


Globálne sily


Lokálne extrémy Určenie návrhových síl

Lokálne hodnoty singularity

V stenách celkové

návrhové sily na stenu

Lokálne zhustenie na okrajoch


2015

Údaje pre test vo vetrovom tuneli

o 6 Vlastných tvarov na päť desatinných miest

o Modálne participačné faktory

o Hmoty v úrovni podlaží včítane ťažiska

o Hmotné momenty zotrvačnosti

Výsledok

o Sily od vetra v úrovni podlaží

o Zrýchlenia hormého podlažia

o Posúdenie pohody


2015

Posúdenie na MSÚ

Integrálne výslednice v stenách

Zásady aj podľa EC8 ak je q> 1.5 alebo ag > 0.10 ms-2

Duktilita DCH, DCM , DCL a sekundárne prvky ak je q> 1.5

Podrobne EC8 a NAD použitie iba EC2 pre duktilitu DCH, DCM pre

vyššie q nie je dovolené

Konštrukčné zásady , využitie prierezov...


2015

Posúdenie na MSP

Medzipodlažné posuny

Podľa EC8

Posúdenie komfortu vplyv pohybov budovy na človeka

Zrýchlenie obytných podlaží podľa prílohy STN EN 1991-1-4

na základe statických účinkov vetra a dynamických charakteristík budovy

(hmotnosť , vlastné tvary kmitania)

ISO 10137 u nás nie je v zozname noriem


2015

Dokumentácia1. Dispozície

2. Zaťaženie - zaťažovacie diagramy

3. Globálne výsledky šmykové sily , preklápacie momenty , posuny

4. Posúdenie

5. Označenie prvkov by malo mať znak podlažia , rovnaké prvky nad sebou

rovnaké označenie

6. Výstup grafický ale aj numerický s znakom podlažia


2015

Milenium Tower II Pólus City CenterInvestor: TriGranit Office, a.s.

Architekt : Ateliér Art s.r.o. a Adamson associates architects, Toronto

Statika : Elter construction SP , Konstrukt + RP , Statický výpočet Daniel Bukov

Dodávateľ : Skybau s.r.o.

Steny jadra 250 – 600 mm C30/37 (1/9;1/3)

Stĺpy 700/700-400/400 , C30/37

Stropy 250 až 280 mm C30/37 bez hlavíc

Základová doska 2100 mm C30/37


Príklady realizovaných výškových budov v BA

Výšková budova Centrál –administratívna budova Investor: Immocap Group a.s.

Architekt : Ing. arch. Ivan Kubík

Statika : Daniel Bukov OK TEAM (Výšková budova)

Dodávateľ : Imos Brno a.s.

Steny jadra 250 – 400 mm, C35/45,C30/37 (1/13,1/2)

Stĺpy 900/900-500/500 , C35/45,C30/37

Stropy 200 mm C20/25 hlavice 300 mm

Základová doska 1500 mm C30/37,

pilóty Ø900 mm


Panoráma City –Bytový dom (V1 a V2)Investor: PANORAMA BYTY, s. r. o.

Architekt : P - T, spol. s r. o. , RICARDO BOFILL TALLER DE ARQUITECTURA

Statika : Baran projekt spol. s r. o, Daniel Bukov OK TEAM

Dodávateľ : Chemkostav a.s.

Steny jadra 200 – 300 mm, C60/75-C30/37 (1/5,1/2)

Stĺpy 1400/500-1000/350 , C60/75-C30/37

Stropy 200 mm C30/37

hlavice iba 1 až 5NP

Základová doska 2000 mm C30/37,

pilóty Ø600 mm- Ø900mm


Výpočtový model

Postupné budovanie

- nelineárny výpočet

Stlačenie stĺpov

Vlastné kmitanie

Vietor

Seizmicita (RSA)

Budova NBS (model r.1998)


Vietor – tvarové súčinitele sú rôzne pre rôzne smery vetra

Pôvodne navrhované budovy 54 podlaží výška 180m

Test vo vetrovom tuneli CPP v Fort Collins,

Colorado USA .


Nadpražia s veľkými šmykovými silami

Stropy v mieste stĺpov


Postup výstavby

Rozsah šplhavého debnenia –navrhol dodávateľ Chemkostav a.s.

Typické podlažie 7dní

Ostané konštrukcie systémové debnenie

Stropy v spáde 1NP až 4NP

Výstuž v rôznych smeroch – trojuholníkový pôdorys

Kotvy pre fasádu


Literatúra

[1] Stafford-Smith, Alex Coull: Tall Building Structures Analysis and Design,

Wiley-Interscience, 1991, 536 strán

[2] Bungale S. Taranath: Steel, Concrete and Composite Design of Tall Buildings

McGrawHill, 1997, 2nd Edition, 998 strán

[3] Štefan Gramblička: Nosné systémy vysokých budov, ASB 10/2006

[4] Chew Yit Lin, Michael: Construction Technology for Tall Buildings, 2nd

Edition, Singapore University Press, 2006, 417 strán

[5] P. Jayachandran: Design of Tall Buildings – Preliminary Design and

Optimization, International Conference on Tall Buildings and Industrial

Structures, PSG College of Technology, Coimbatore, India, January 2003

[6] Mir M. Ali: Evolution of Concrete Skyscrapers from Ingalls to Jinmao,

Electronic Journal of Structural Engineering, 1 ( 2001)

[7] Robert Englekirk: Steel Structures, Controlling behaviour through design, John

Wiley & Sons, Inc, 1994

[8] C H Goodchild: Economic Concrete frame elements, British Cement

Asssocation, 1997

[9] Joseph E. Bowles : Foundation analysis and design, McGraw-Hill,Inc., Fifth

edition, International edition 1997 International edition 1997Výškové budovy v Bratislave , SKSI

2015

[10] Prof. Dr. Ir W. F. van Impe: Methods of analysis of piled raft foundations,

International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, July 2001

[11] Anil K. Chopra.: Earthquake Dynamics of Structures Theory and Application to

Earthquake Engineering Prentice Hall , Second Edition 2001

[12] Anil K. Chopra.: Earthquake Dynamics of Structures A Primer, Earthquake

Engineering Research Institute, 2005

[13] Klaus-Jurgen Bathe : Finite Element Procedures in Engineering

Analysis,Prentice-Hall,Inc.,Englewood Cliffs,New Jersy ,1982

[14] Z. Bittnar,P.Řeřicha : Metoda konečných prvku v dynamice konštrukcií ,

SNTL Praha1981

[15] Kol.autorov: Dynamika stavebních konstrukcií ,T.P. 33, SNTL,Praha 1989

[16] E. Juhásová : Seismic Effects on Structures, Elsevier,1991


2015

[17] Milan Sokol – Emília Juhásová – Vladimír Benko: Navrhovanie

konštrukcií na seizmickú odolnosť podľa euokódov, Inžinierské konzultačné

stredisko Slovenskej komory stavebných inžinierov, 2007

[18] Michael N. Fardis, Eduardo Carvalho, Amr Elnashai, Ezio Faccioli, Paolo

Pinto and Andre Plumier: Designers´ Guide to EN 1998-1 and EN 1998-5

Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance, General rules,

seismic actions, design rules for buildings, foundations and retaining

structures, The authors and Thomas Telford Limited, 2005

[19] Mario Paz, William Leigh: Structural Dynamics – Theory and

Computation, Springer Science + Business Media. LLC, Fifth edition, 2004

[20] Recommended lateral force requirements and tentative commentary,

SEAOC(Seismology Committee Structural Engineers Association of

California), San Francisco , California 1988, 1999

[21] Wai-Fah Chen, Eric M. Lui : Principles of Structural Design, Taylor &

Francis 2006 , 506 strán


2015

Ďakujem za pozornosť


Výškové budovy v Bratislave - OK Team EC8 a NAD použitie iba EC2 ... Michael N. Fardis, Eduardo...

Documents

Transcript of Výškové budovy v Bratislave - OK Team EC8 a NAD použitie iba EC2 ... Michael N. Fardis, Eduardo...