Раздел 6. Конструктивные решения

Раздел 6. Конструктивные решения

Инженерно-геологические изыскания. Основания, фундаменты и подземные части зданий

6.1. Общую оценку инженерно-геологических условий площадки строительства и предварительный выбор типа фундаментов следует выполнять на основе изысканий на предпроектной стадии. На этой же стадии следует проводить оценку возможного проявления опасных геологических и инженерно-геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.), для оценки возможности осуществлять строительство высотного здания на данной площадке.

В задании на проектирование необходимо предусмотреть детальные инженерно-геологические изыскания, которые должны проводиться на стадиях "проект" и "рабочая документация".

6.2. Результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора типов и размеров фундаментов и габаритов несущих конструкций подземных частей здания с учетом прогноза изменений инженерно-геологических и гидрогеологических условий и возможного развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов (в период строительства и эксплуатации объекта), а также необходимые данные для оценки влияния строительства высотного здания на окружающую застройку.

6.3. При устройстве под высотным зданием подземной части программа инженерно-геологических изысканий должна включать дополнительные требования, предъявляемые к изысканиям для подземных и заглубленных сооружений.

6.4. Учитывая значительные глубины сжимаемой толщи основания высотных зданий, следует часть полевых исследований грунтов (зондирование, испытания грунтов штампами) выполнять со дна котлована.

6.5. При применении свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов следует выполнять испытания свай статическими нагрузками в объеме, зависящем от их общего числа и неоднородности основания, но не менее трех испытаний свай на объект.

6.6. На площадке строительства высотного здания следует осуществлять опытные геотехнические работы, состав и объем которых определяются специальной программой.

6.7. При строительстве высотного здания на застроенной территории необходимо выполнять обследования оснований и фундаментов зданий и сооружений, попадающих в зону влияния высотного строительства, а также осуществлять прогноз изменений напряженно-деформированного состояния грунтового массива и гидрогеологического режима подземных вод.

6.8. Для высотного здания необходимо предусматривать проведение мониторинга компонентов геологической среды и, в первую очередь, опасных геологических и инженерно-геологических процессов и динамики подземных вод.

6.9. Состав и объем работ при инженерных изысканиях для высотных зданий следует определять как для объектов третьей геотехнической категории в соответствии с МГСН 2.07-01.

6.10. При выполнении инженерно-геологических изысканий для проектирования высотных зданий необходимо предусматривать проведение геофизических исследований, которые выполняются в обязательном порядке на всех этапах изысканий в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ.

6.11. Начиная с этапа предварительной оценки площадки строительства высотного здания, следует осуществлять геотехническую экспертизу разрабатываемой документации по объекту согласно п. 2.4.13 "Правил подготовки и производства земляных работ, обустройства и содержания строительных площадок в г. Москве" (Постановление Правительства Москвы от 7 декабря 2004 г., N 857-ПП), как необходимую часть научно-технического сопровождения строительства.

6.12. Выбор типа фундамента и подземной части высотного здания, привязку проекта к местным условиям, определение основных параметров фундаментной конструкции, предварительную оценку осадок и их неравномерности, общей устойчивости основания и т.п. следует выполнять с использованием инженерных методик, изложенных в СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, МГСН 2.07-01 и "Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве, 2001 г.".

6.13. В задании на проектировании# и строительстве# высотных зданий предпочтительно предусматривать решения, обеспечивающие оптимальные условия взаимодействия здания с основанием (устройство подземных этажей, использование конструктивных решений, реализация которых ведет к уменьшению эксцентриситета нагрузок на основание и фундаменты здания, устройство вокруг подземной части здания надземных стилобатных сооружений и т.д.).

6.14. Численные расчеты основания, фундаментов и подземных частей здания допускается проводить в плоской постановке для характерных сечений здания в тех случаях, когда возможна соответствующая схематизация расчетной модели. В сложных случаях (сложная геометрия конструктивного объема здания в плане и по высоте, значительные по величине внецентренные нагрузки, существенная неоднородность строения и свойств грунтов основания и др.) расчеты следует выполнять в пространственной постановке.

6.15. Если на предварительных этапах проектирования выявлено, что условия работы основания близки к предельным, необходимо выполнение геотехнических расчетов с учетом взаимодействия конструкций высотного здания и основания, геометрической и физической нелинейности, неоднородности, анизотропности, пластических и реологических свойств грунтов оснований и материалов конструкций, развития областей пластических деформаций в основании, а также с учетом последовательности и технологии возведения здания.

6.16. Коэффициенты, входящие в регламентированные СНиП 2.02.01-83* и МГСН 2.07-01, предельные условия при выборе и обосновании проектных решений высотных зданий могут уточняться в сторону ужесточения. Аналогичные уточнения могут производиться и для дополнительных осадок зданий окружающей застройки, вызываемых строительством высотного здания. Заключение на указанные уточнения выдается Экспертно-консультативной комиссией по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям по результатам рассмотрения на заседании этой комиссии проектной и инженерно-геологической документации.

6.17. Расчеты оснований по несущей способности следует выполнять в соответствии с методиками, изложенными в СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85 и "Инструкции..." по п. 6.15, рассматривая основное сочетание расчетных значений нагрузок, а при наличии особых нагрузок и воздействий - основное и особое сочетания расчетных значений нагрузок.

6.18. Расчет оснований высотных зданий по предельным состояниям второй группы (по деформациям) следует проводить на основное сочетание нагрузок, при этом прочностные и деформативные характеристики основания принимаются с коэффициентом условий работы гамма_с3 = 0,9.

6.19. При расчете оснований и фундаментов высотных зданий следует принимать значения коэффициентов надежности по ответственности здания в соответствии с п. 5.7 настоящих норм.

6.20. Для фундаментов высотных зданий следует применять бетон класса не ниже В25.

6.21. Под плитными фундаментами высотных зданий необходимо предусматривать бетонную подготовку из бетона класса не ниже В10, толщиной в зависимости от инженерно-геологических условий и методов производства работ, но не менее 150 мм.

6.22. В составе проектной документации (начиная с предпроектной стадии) следует разрабатывать специальный раздел, посвященный обследованию технического состояния зданий окружающей застройки и системе геотехнического мониторинга, руководствуясь требованиями, содержащимися в МГСН 2.07-01.

Конструкции надземной части

6.23. Расчет несущей конструктивной системы, включающей надземные, подземные конструкции и фундамент, следует производить для последовательных стадий возведения и стадии эксплуатации, принимая расчетные схемы, отвечающие рассматриваемым стадиям.

6.24. При определении усилий в несущих элементах конструктивной системы и горизонтальных перемещений верха здания деформационные (жесткостные) характеристики железобетонных элементов следует принимать с учетом возможного образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

При расчете устойчивости здания на опрокидывание и сдвиг следует рассматривать его конструктивную систему как жесткое недеформируемое тело.

6.25. При проектировании высотных зданий необходимо учитывать вероятность локальных разрушений несущих конструкций. Эти разрушения не должны приводить к прогрессирующему обрушению здания. Мероприятия по защите от прогрессирующего обрушения приведены в прил. 6.1.

6.26. Расчет несущей конструктивной системы высотного здания для определения усилий и деформаций в несущих элементах, общей деформации системы и проверки ее общей устойчивости следует производить в два этапа:

- для предварительного назначения геометрических характеристик и выбора материала несущих конструкций - с использованием упрощенных, в т. ч. стержневых моделей;

- для окончательного назначения всех характеристик несущих конструкций - с использованием сертифицированных программных комплексов, основанных на методе конечных элементов, в т.ч. позволяющих учитывать неупругие свойства железобетонных конструкций. Расчет по этим программным комплексам должен производиться независимыми организациями.

6.27. Предельные горизонтальные перемещения верха высотных зданий f_ult с учетом крена фундаментов при расчете по недеформированной схеме в зависимости от высоты здания h не должны превышать:

- до 150 м (включительно) - 1/500;

- при h = 400 м - 1/1000,

при промежуточных высотах значения f_ult определять по интерполяции.

6.28. При расчете по деформированной схеме значения предельных горизонтальных перемещений верха здания должны ограничиваться исходя из условий эксплуатации технологического оборудования.

Для обеспечения комфортного пребывания людей в высотных зданиях ускорение колебаний перекрытий пяти верхних этажей при действии ветровой нагрузки не должно превышать 0,08 м/с2.

В случае, если это требование не выполняется, необходимо предусматривать меры по снижению уровня колебаний здания (прил. 5.1).

6.29. Конструирование несущих элементов высотных зданий следует производить согласно действующим нормативным документам.

6.30. Размеры сечений колонн, толщину стен диафрагм и ядер жесткости допускается принимать переменными по высоте здания.

Гибкость колонн и стен из плоскости (соотношение l_0/i, где l_0 - расчетная длина, i - радиус инерции поперечного сечения) следует принимать не более 60.

6.31. В несущих железобетонных конструкциях - колоннах, стенах и ядрах жесткости - следует применять тяжелые бетоны, а в перекрытиях - легкие и тяжелые бетоны классов по прочности на сжатие не менее В25.

6.32. В несущих железобетонных конструкций стержневую арматуру следует принимать согласно СНиП 52-01-2003.

6.33. Для сталежелезобетонных конструкций в качестве жесткой арматуры следует применять прокатные стальные профили и другие элементы, марки стали которых принимать согласно СНиП II-23-81*.

6.34. Несущие конструкции здания должны отвечать требованиям долговечности и ремонтопригодности согласно СНиП 31-01-2003.

6.35. Наружные стены в высотных зданиях, помимо предъявляемых к ним общих требований в соответствии с действующими нормативными документами, должны:

- воспринимать дифференцированные по высоте ветровые нагрузки, в том числе их пульсационную составляющую, в соответствии с СНиП 2.01.07-85* и прил. 5.1 настоящих норм;

- соответствовать требованиям к уровню тепловой защиты зданий в зависимости от их высоты в соответствии с п. 7.3 настоящих норм;

- иметь долговечность теплоизолирующего слоя, равную долговечности ограждающей конструкции. В противном случае конструкция наружного ограждения должна обеспечивать ремонт или замену теплоизолирующего слоя;

- отвечать эксплуатационным требованиям, связанным с обслуживанием и ремонтом фасадов высотных зданий.

6.36. В проектах высотных зданий необходимо предусматривать технические решения по обеспечению ремонтопригодности фасадов, устройства для их чистки и мытья светопрозрачных ограждений.

6.37. Узлы крепления ненесущих наружных стен к несущим конструкциям здания должны обеспечивать свободные деформации стен при температурно-влажностных воздействиях.

6.38. Крепление ненесущих наружных стен к несущим конструкциям здания следует выполнять преимущественно на болтовых соединениях.

6.39. Конструкции окон, витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций и их крепление к несущим конструкциям должны рассчитываться по прочности и деформативности на действие ветровых нагрузок.

6.40. Жесткость конструктивных элементов окон, витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций при расчете на ветровую нагрузку должна соответствовать требованиям ГОСТ 23166-99 и СНиП 2.01.07-85*. Толщина стекол должна приниматься по ГОСТ 23166-99 в зависимости от площади, соотношения сторон поля остекления и величины ветровой нагрузки с учетом всех ее составляющих. Конструкции окон, витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций и характеристики стекол должны обеспечивать их безопасную эксплуатацию.

6.41. Конструкция крепления элементов витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций должна обеспечивать их свободные деформации при температурных воздействиях.

6.42. Системы витражей и навесных светопрозрачных фасадных конструкций должны иметь технические свидетельства на применение в высотных зданиях.

6.43. Металлические элементы конструкций должны быть защищены от коррозии согласно СНиП 3.04.03-85, СНиП 2.03.11-85, ГОСТ 11024-84 и МГСН 2.08-01.

6.44. Гибкие металлические связи в наружных ограждениях необходимо выполнять из коррозионностойкой стали по ГОСТ 5632-72* с расчетным сроком службы не менее проектного срока службы наружного ограждения.

6.45. Закладные детали и соединительные элементы необходимо защищать от коррозии путем замоноличивания бетоном, класс которого не ниже проектного класса бетона несущих конструкций здания.