Гостиничный комплекс «HILTON»

Гостиничный комплекс «HILTON»

Progresi Limited, Vazha-Pshavela ave.16, 2 fl. Tbilisi,Georgia
(+995 32) 237 10 09 progresi.ltd@gmail.com


Местоположение:  Batumi, Georgia

Архитектор: RTKL, Architects of Invention
Разработка проекта: Engenuiti, Progresi Limited
Главный архитектор: Джос Бортсквик
Главный конструктор: Джони Гигинейшвили
Конечно-элементный расчет: ЛИРА-САПР
Конструкция здания: железобетон, сталь
Фундамент: комбинированный плитно-свайный фундамент
Строительные нормы: Eurocode
Статус: строительство завершено в 2015г

Архитектурно-планировочные решения гостиничного комплекса «HILTON» в г. Батуми были разработаны специализированными проектными организациями RTKL и Ramboll. За основу решения архитектурных и объемно-планировочных задач было принято проектирование комплекса, состоящего из двух асимметричных разновысотных башен (H=88м, H=50м), возводимых на едином фундаменте.

вид главного фасада здания со стороны озера.jpg

Рис. 1. Первый вариант проекта гостиницы «HILTON» в г. Батуми (вид главного фасада здания со стороны озера)

После внимательного изучения представленного первого варианта строящегося гостиничного комплекса «HILTON» и результатов компьютерного моделирования возникла идея переработать представленный проект, сохранив его основные концепции. Основная мотивация переработки проекта: различные высоты башен комплекса вызывают неравномерные осадки, что в свою очередь создаёт серьезные проблемы при определении конструктивных особенностей: геометрические размеры конструкций были заданы с применением деформационных и антисейсмических швов вокруг всего периметра высотных зданий. Такое решение в свою очередь вызвало определенные проблемы как в конструкциях фундаментов, так и в армировании несущих элементов.

Существующие архитектурно-планировочные решения, разработанные RTKL и Ramboll, были переработаны в творческом союзе с Progresi Limited с точки зрения осуществления наиболее приемлемой технологии фундирования и строительства и с учетом достаточно сложных условий строительства (комплекс расположен между озером и морем, на слабых грунтах (Рис. 2)). Сложность фундирования здания заключалась не только в наличии подземных вод и мягкопластичных глин и песков в основании здания [1, 2], но и в неприемлемых конструктивных решениях комплекса, вызывающих существенный перекос. Поэтому взамен предложенной архитектурной и конструктивной системы была принята усовершенствованная каркасная система как для офисной части здания, так и для «жилого дома», что после детальной проработки и было согласовано с заказчиком.

Место расположения гостиницы HILTON в г. Батуми на генплане города.jpg

Рис. 2. Место расположения гостиницы «HILTON» в г. Батуми, на генплане города
Рассмотрение вариантов архитектурных и конструктивных решений, с учетом статических, ветровых и сейсмических нагрузок, а также гидростатического давления воды, проводилось на основе компьютерного моделирования с применением программы для расчета конструкций «ЛИРА-САПР».

Главное внимание сосредотачивалось на вопросах устройства фундаментов на едином основании, а также на архитектурной выразительности комплекса в целом. При этом определяющим оставалось гармоничное сочетание архитектурных форм комплекса с надежностью несущих элементов конструкций в сочетании с минимизацией стоимости строящегося объекта.

Согласно первоначальному (первому) варианту архитектурной части проекта, конструкции подвального этажа высотного корпуса и подиума были отделены друг от друга антисейсмическим швом (Рис. 3, 4).


антисейсмические швы.jpg

Красными линиями отмечены антисейсмические горизонтальные разделяющие швы на плане и в конструкциях по первому варианту проекта.jpg

Рис. 3. Красными линиями отмечены антисейсмические горизонтальные разделяющие швы на плане и в конструкциях по первому варианту проекта.

Красными линиями отмечены сейсмические вертикальные разделяющие швы в конструкциях по первому варианту проекта.jpg

Рис. 4. Красными линиями отмечены антисейсмические вертикальные разделяющие швы в конструкциях по первому варианту проекта
На основании рассмотрения всех возможных факторов и многовариантного расчёта и по результатам сравнения вариантов был сделан вывод, что взамен устройства антисейсмических швов между башнями, подвальной частью и подиумом, устройство антисейсмического шва целесообразно только между высотными частями здания и подиумом выше подвальных этажей.

На уровне обоих подвальных этажей предпочтительнее объединение конструкций в монолитный горизонтальный диск с целью создания мощного и единого коробчатого фундамента под высотной частью комплекса, что значительно улучшило условия работы конструкций всего комплекса. При этом происходит существенное увеличение жесткости подвальных конструкций по сравнению с предыдущими решениями, улучшаются деформационные и динамические показатели, сокращается армирование фундаментной плиты и других несущих элементов конструкций.

Выбор типа фундаментов для гостиничного комплекса «HILTON»

При проектировании гостиничного комплекса «HILTON» (комплекс разноэтажных зданий на свайном основании) возникло характерное противоречие. С одной стороны, компактность здания в плане и относительно благоприятные инженерно-геологические условия площадки позволяли рассматривать вариант устройства фундаментов на естественном основании на сплошной монолитной железобетонной плите. Под небольшим слоем техногенных грунтов (толщиной до 1,5 м) на глубину до 10-12 м от поверхности залегают озерно-ледниковые пылеватые супеси тугопластичной консистенции и плотные пылеватые пески, подстилаемые полутвердыми моренными супесями. С другой стороны, расчеты фундаментной плиты на основании, работа которого описывалась различными моделями (двухпараметрическая модель упругого полупространства, трехмерное упруго-пластическое основание), показали что при приложении на фундаментную плиту нагрузок от разновысотных башен, она получает существенные неравномерные осадки.

Такая величина осадок допускается региональными геотехническими нормами (ТСН 50-302-96). Тем не менее, возникающая при этом неравномерность осадок в 1,5 раза превышает допустимое значение даже для плиты толщиной 1.5-1.75 м. Таким образом, вариант фундаментной плиты оказался проблематичным. Его реализация возможна лишь в том случае, если надземные конструкции здания обеспечивают восприятие усилий, обусловленных сопротивлением развитию неравномерных осадок фундаментов. Иными словами, требовался совместный расчет здания и основания изменение всего проекта. Авторы проекта надземных конструкций после убеждения в том, что предложенный вариант выгодно отличается от первоначального, согласились на изменение всего проекта гостиничного комплекса в целом.

Вариантом, обеспечивающим нормативную неравномерность осадок здания без учета его жесткости, оказались свайные фундаменты. Всего было погружено порядка 200 свай длиной 18-25м. Очевидно, что стоимость свайных фундаментов существенно превысила стоимость плиты.

В результате, единственно возможным вариантом с точки зрения оптимального конструктивного решения, а также прочности, устойчивости и надежности с учетом долголетней эксплуатации является применение комбинированной плитно-свайной конструкции фундамента.

Фрагмент (фундамент) расчетной схемы 1.jpg

Фрагмент (фундамент) расчетной схемы 2.jpg

Рис.5 Фрагмент (фундамент) расчетной схемы гостиницы «HILTON» в г. Батуми

Надземная конструкция здания для гостиничного комплекса «HILTON»

Район строительства, по данным геологических изысканий, расположен в 8-ми бальной сейсмической зоне. Численные исследования проводились с применением методов компьютерного моделирования методом конечных элементов [3-5] на основе многовариантного анализа уже существующих проектных решений, а также новых вариантов, созданных с целью выбора наиболее оптимального и приемлемого варианта как с точки зрения архитектурно-планировочных, так и конструктивных решений. Пакет искусственных акселерограмм сгенерирован на основе геолого-геофизических данных площадки строительства [6-9]. Компьютерное моделирование и расчет несущих конструкций комплекса как единой пространственной системы на постоянные, временные и кратковременные вертикальные нагрузки, а также на горизонтальные сейсмические и ветровые воздействия с учетом пульсаций и ускорений, произведён с применением вычислительного программного комплекса «ЛИРА-САПР».

Каждая из рассмотренных моделей имела определенные достоинства и недостатки с точки зрения архитектурно-планировочных решений, но единого мнения, которой из них отдать предпочтение, не существовало. Согласно первому варианту, когда разность высот зданий составляла 5 этажей и более (Рис. 1), в конструкциях фундаментов возникали существенные неравномерные деформации и усилия. Неравномерные деформации в свою очередь были обусловлены не только разными высотами башен, но и наличием деформационных и антисейсмических швов в конструкциях подвальных перекрытий (Рис. 3, 4).

В окончательном варианте архитектурно-планировочных решений комплекс приобрёл следующие размеры:

  • габариты плана строительной площадки гостиничного комплекса 104х85м;
  • высота гостиничной башни H=81.835м;
  • высота жилой башни H=81.269м;
  • высота подиума в гостиничной части H=20.485м;
  • высота подиума в жилой части H=14.100м.

Пространственная компьютерная модель и расчетная схема задачи приведена на Рис. 6

Пространственная модель здания в ПК ЛИРА-САПР.jpg

Рис. 6 Пространственная модель здания в ПК «ЛИРА-САПР»

Полная пространственная компьютерная расчетная модель второго варианта .jpg

Рис. 7 Полная пространственная компьютерная расчетная модель второго варианта гостиничного комплекса «HILTON» в г. Батуми

Деформированная расчетная схема от сейсмической нагрузки (1-3 формы колебаний).jpg

Рис. 8. Горизонтальные перемещения каркаса от собственного веса

Горизонтальные перемещения каркаса от собственного веса.jpg

Рис. 9. Деформированная расчетная схема от сейсмической нагрузки (1-3 формы колебаний)

Общий вид по второму варианту (Рендер).jpg

Рис. 10. Общий вид гостиничного комплекса «HILTON» в г. Батуми со стороны моря по второму варианту (Рендер)

Вид строящегося гостиничного комплекса.jpg

Фото 11. Вид строящегося гостиничного комплекса «HILTON» в г. Батуми со стороны озера

Заключение

На основе компьютерного моделирования в ПК «ЛИРА-САПР», с учетом различных факторов и результатов многовариантного проектирования гостиничного комплекса «HILTON» в г. Батуми, были приняты новые и более усовершенствованные архитектурные и конструктивные решения.

Принятые окончательные пространственные решения взамен исходной, удовлетворяют всем нормативным требованиям по прочности, деформативности, устойчивости, расходам строительных материалов и др. На основании тщательного анализа полученных результатов многовариантного проектирования был получен улучшенный продукт более надежного и экономичного решения сложных конструктивных систем и градостроительных задач:

  • по результатам компьютерного моделирования взамен двух разновысотных башен было принято окончательное решение - запроектировать их одинаковой высоты;
  • в окончательном варианте, конструкция фундаментов выполнена в виде единого двухъярусного коробчатого сечения по всей площади проектируемого здания без деформационных швов взамен сплошной фундаментной плиты большой толщины и двухъярусного подвала перекрытия, разрезанного вокруг (по периметру) каждой башни антисейсмическими швами.

Изменения, внесенные в конструктивную часть проекта, улучшили не только прочностные характеристики зданий комплекса, но и благоприятно повлияли на архитектурный облик всего комплекса в целом.

  1. Geotechnical Conditions of the Construction Site of Black Sea Hotel and Residence in Batumi. Vol. 1, 2. “TUOVI” Ltd, 2009.
  2. Probabilistic seismic hazard assessment of the Black Sea Hotel construction site taking into account local soil conditions (seismic microzonation). Study of engineering-geological properties of soils by means of seismic prospecting methods. Seismic Consulting Ltd. Tbilisi, 2008.
  3. Городецкий, А. С. Компьютерные модели конструкций / А. С. Городецкий, И. Д. Евзеров. – Киев: Факт, 2005. – 343 с.
  4. Gorodetsky A. S., Evzerov I. D. Kompiuternye modeli konstruktsiy [Computer models of structures]. Kiev, Fact Publ., 2005. 343 p.
  5. ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования: учебное пособие / В. Е. Боговис, Ю. В. Гензерский, Ю. Д. Гераймович, А. Н. Куценко, Д. В. Марченко, Д. В. Медведенко, Я. Е. Слободян, В. П. Титок. – Киев : Факт,, 2008. – 280 с.
  6. Bardet, J. P., Ichii, K., and Lin, C. H. (2000). EERA, A Computer Program for Equivalent linear Earthquake site Response Analysis of layered soils deposits, University of Southern California, Los Angeles.
  7. Schnabel, P. B., Lysmer, J., and Seed, H. B. (1972). SHAKE: A Computer Program for Earthquake Response Analysis of Horizontally Layered Sites. Report No. UCB/EERC-72/12, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley.
  8. Seed, H. B. and Idriss, I. M. (1970). Soil Moduli and Damping Factors for Dynamic Response Analysis. Report No. UCB/EERC-70/10, Earthquake Engineering Research Centre, University of California, Berkeley.
  9. SIMQKE. A Program for Artificial Motion Generation. User’s Manual and Documentation. NISEE.
  10. Гигинейшвили Д.Я., Инцкирвели Н.А. Особенности архитектурно-планировочного решения, расчета и проектирования гостиничного комплекса «HILTON» в городе Батуми. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ. СТРОИТЕЛЬСТВО, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МАШИНОСТРОЕНИЕ. Сборник научных трудов. Выпуск 81. Днепропетровск. 2015. стр.72-79.



Хотите первыми узнать о выходе новых версий, проводимых семинарах и акциях?





@

Другие объекты