EXPERIENCE IN USING RETAINING WALLS OF EXCAVATIONS AS ENCLOSING STRUCTURES FOR DUAL-PURPOSE UNDERGROUND FACILITIES (SHELTERS) IN MULTI-STOREY BUILDINGS
DOI:
https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-271-283Keywords:
retaining wall, excavation enclosure, protective structure, dual-purpose structure, damage, means of destructionAbstract
The study presents data on the damage to multi-storey residential buildings caused by conventional means of destruction, which convincingly demonstrates the necessity of developing and implementing design solutions for shelters located directly in apartments, on floors, or in underground premises of buildings. This research proposes a new design solution for excavation enclosure structures in the form of a retaining wall, which is subsequently integrated into the structural scheme of the building. The proposed approach has been successfully implemented in the construction of new residential buildings in the city of Kyiv.
In modern multi-storey residential buildings, underground parking facilities or underground passages – mandatory elements of architectural planning – can be used as dual-purpose structures, alongside the arrangement of "safe rooms" in apartments or on floors. Unlike traditional solutions, this study integrates elements of the retaining wall into the structural system of the building, allowing them to function as structural elements of the dual-purpose structures. Importantly, after the construction of the underground and high-rise sections of the complex, the horizontal loads from the retaining wall will be absorbed by the load-bearing structures of the building.
The structural calculations were performed using the Monomakh-CAD 2016 and Lira-CAD 2021 software packages, considering combinations of standard and special loads. The calculations accounted for the reliability factor γn for a class CC3 building and responsibility categories A and B, in accordance with DBN V.1.2-14:2018.
The enclosing and load-bearing structures of dual-purpose facilities are designed to withstand combinations of loads under both normal and emergency conditions. The primary load combinations are determined according to the requirements of "DBN V.1.2-2". According to "DBN V.2.2-5:2023", quasi-static loads from air shock waves were added to the emergency load combinations for shelter group P-1.
The study presents a structural solution for integrating excavation retaining walls into the structural framework of the underground floors of multi-storey residential buildings. Structural nodes for connecting elements of the excavation retaining wall to the load-bearing structures of underground floors have been developed. The feasibility of using excavation retaining walls integrated into the building's structural system as dual-purpose structures with protective properties, meeting the requirements for radiation-proof shelters of group P-1 under "DBN V.2.2-5:2023", has been substantiated.
References
Михайлова Р. Сучасне бомбосховище: актуальні завдання та модернізація Текст / Р. Михайлова, І. В. Антоненко, С. Рябова // Актуальні проблеми сучасного дизайну : збірник матеріалів V Міжнародної науково-практичної конференції, м. Київ, 27 квітня 2023 року. — У 2-х т. — Т. 2. — Київ : КНУТД, 2023. — С. 217—220. – Режим доступу:
https://er.knutd.edu.ua/bitstream/123456789/24751/1/APSD_2023_V2_P217-220.pdf
Рябова С. С. Бомбосховище: особливості облаштування внутрішнього простору Текст / С. С. Рябова, Т. В. Струмінська, І. В. Антоненко // Інноватика в освіті, науці та бізнесі: виклики та можливості. Київський національний університет технологій та дизайну : збірник матеріалів ІІІ Всеукраїнської конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, м. Київ, 17 листопада 2022 року. — Київ : КНУТД, 2022. — С. 207–213. – Режим доступу:
https://epec.knutd.edu.ua/bitstream/123456789/22785/3/Innovatyka2022_V1_P207-213.pdf
Особливості та перспективи ефективного функціонування захисних споруд цивільного захисту в умовах бойових дій Текст / С. В. Поздєєв, В. В. Ніжник, В. С. Некора, В. М. Михайлов, Ю. В. Луценко // Науковий вісник : Цивільний захист та пожежна безпека. — №1 (15). — 2023. — С. 149—157. – Режим доступу:
https://doi.org/10.33269/nvcz.2023.1.149-157.
Shyshkin E. Use of protective structures of civil protection in urban development Текст / E. Shyshkin, A. Pankeieva // Scientific Journal of Polonia University. — 2024. — Vol. 64 (3). — P. 226—236. – Режим доступу: https://doi.org/10.23856/6429
The Bunker-Like a Structure for Storing the Life of the Civilian Population in Conditions of Danger Текст / A. Perperi, A. Perperi, D. Surianinova, V. Otrosh // Construction Technologies and Architecture. — 2023. — №9. — С. 69—76. – Режим доступу:
https://doi.org/10.4028/p-tnrf2z
Філоненко О. І. Проектування сховищ цивільного захисту в громадських будівлях Текст / О. І. Філоненко, Д. А. Берун, М. Б. Філіпець // Збірник матеріалів 76-ї наукової конференції професорів, викладачів, наукових працівників, аспірантів та студентів університету, м. Полтава, 14 – 23 травня 2024 року. — Т. 1. — Полтава : НУ «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка», 2024. — С. 156—157. – Режим доступу: https://reposit.nupp.edu.ua/bitstream/PoltNTU/16209/1/1.pdf
Філоненко О. І. Влаштування сховищ цивільного захисту в житлових багатоповерхових будинках Текст / О. І. Філоненко, О. І. Юрін, І. О. Юрченко // Збірник матеріалів 76-ї наукової конференції професорів, викладачів, наукових працівників, аспірантів та студентів університету, м. Полтава, 14 – 23 травня 2024 року. — Т. 1. — Полтава : НУ «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка», 2024. — С. 158—159. – Режим доступу: https://reposit.nupp.edu.ua/bitstream/PoltNTU/16225/1/2.pdf
Architectural and planning solutions for multistorey residential buildings with safety capsules Текст / M. Bordun, M. Bevz, S. Shekhorkina, H. Nevgomonnyi, Y. Krutiy // E3S Web of Conferences. — 2024. — Vol. 534. — P. 01003-1—01003-9. – Режим доступу:
https://doi.org/10.1051/e3sconf/202453401003
US Fallout Shelter / Lawrence Livermore National Lab.(LLNL) ; M. B. Dillon, C. Schwefler. — No. LLNL-TR-832679. — Livermore, CA (United States), 2022. — 105 р. – Режим доступу: https://www.osti.gov/servlets/purl/1880931
Носенко В. С. Вибір оптимальних параметрів підпірної стіни огородження котловану в умовах щільної забудови з врахуванням її просторової жорсткості Текст / В. С. Носенко, А. Р. Маламан // Основи та фундаменти. — Вип. 46. — 2023. — С. 141—152. – Режим доступу: https://doi.org/10.32347/0475-1132.46.2023.141-152
Носенко В. Використання плоских та просторових розрахункових моделей для числового моделювання підпірних стін в умовах щільної міської забудови Текст / В. Носенко, А. Маламан // Основи та фундаменти. — №48. — 2024. — С. 9—20. – Режим доступу: https://doi.org/10.32347/0475-1132.48.2024.9-20
Блащук Н. В. Моделювання впливу влаштування глибокого котловану складної форми на поряд розташовані будинки Текст / Н. В. Блащук, І. В. Маєвська, В. Є. Губашова // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. — Т. 33, №2. — 2022. — С. 132—141. – Режим доступу: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2022-2-132-141
Mykhaylovsky D. Analysis of existing methods for calculating retaining walls from bored piles Текст / D. Mykhaylovsky, O. Komar, M. Khoronzhevskyi // Bases and Foundations. — №46. — 2023. — С. 88—97. – Режим доступу: https://doi.org/10.32347/0475-1132.46.2023.88-97
Вплив параметрів підпірних стін та насипних ґрунтів на стійкість схилів при новому будівництві житлових комплексів Текст / Л. О. Скочко, В. С. Носенко, В. Л. Підлуцький, О. В. Гаврилюк // Основи та фундаменти. — Вип. 40. — 2020. — С. 65—75. – Режим доступу: https://doi.org/10.32347/0475-1132.40.2020.65-75
Ruchkivskyi V. Взаємодія інженерних захисних конструкцій з грунтовою основою в умовах щільної міської забудови Текст / V. Ruchkivskyi // Strength of Materials and Theory of Structures. — 2023. — №110, С. 507—519. – Режим доступу:
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.507-519
Кріпак В. Забезпечення стійкості глибоких котлованів висотних споруд Текст / В. Кріпак, В. Колякова, Г. Шпакова // Будівельні конструкції. Теорія і практика. — Вип. 14. — 2024. — С. 41—56. – Режим доступу: https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.41-56
Numerical Simulation of the Influence of a Deep Foundation Pit Adjacent to a Utility Tunnel: Case Study Текст / Q. Li, W. Liu, L. Liu, Y. Li, P. Cui // Practice Periodical on Structural Design and Construction. — 2024. — Vol. 29, Is. 3. — Р. 05024005. – Режим доступу:
https://doi.org/10.1061/PPSCFX.SCENG-1395
Mechanical characteristics and appli-cation of cement-soil wrapped pile support struc-tures for soil-rock combination pit in coastal area Текст / Y. Zhang, S. Yang, S. Sang, Z. Hao, X. Bai // Ocean Engineering. — 2024. — Vol. 301. — P. 117491. – Режим доступу:
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117491
Dynamic back analysis of soil deformation during the construction of deep can-tilever foundation pits Текст / J. Zhang, G. Qiao, T. Feng, Y. Zhao, C. Zhang // Scientific Reports. — 2022. — Vol. 12, Is. 1. — P. 13112. – Режим доступу: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17513-4
Characteristics analysis for high-rise buildings during top-down construction Текст / Y. Wang, X. Pan, H. Xu, L. He, W. Zhang // Journal of Civil Engineering and Management. — 2024. — Vol. 30, Is. 4. — P. 326—342. – Режим доступу: https://doi.org/10.3846/jcem.2024.20818
Numerical simulation and field monitoring of deformation characteristics of TRD composite supporting structure for deep foundation pit in quaternary stratum: a case study in Qingdao Текст / Y. Liu, Q. Zhang, R. Liu, P. Jiang, Z. Wang, X. Wang, D. Gui // Geotechnical and geological engineering. — 2022. — Vol. 40, Is. 5. — P. 2691—2703. – Режим доступу: https://doi.org/10.1007/s10706-022-02054-4
Downloads
Published
Issue
Section
License
The authors who publish in this collection agree with the following terms:
• The authors reserve the right to authorship of their work and give the magazine the right to first publish this work under the terms of license CC BY-NC-ND 4.0 (with the Designation of Authorship - Non-Commercial - Without Derivatives 4.0 International), which allows others to freely distribute the published work with a mandatory reference to the authors of the original work and the first publication of the work in this magazine.
• Authors have the right to make independent extra-exclusive work agreements in the form in which they were published by this magazine (for example, posting work in an electronic repository of an institution or publishing as part of a monograph), provided that the link to the first publication of the work in this journal is maintained. .
• Journal policy allows and encourages the publication of manuscripts on the Internet (for example, in institutions' repositories or on personal websites), both before the publication of this manuscript and during its editorial work, as it contributes to the emergence of productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of the citation of the published work (see The Effect of Open Access).