Конструктивные решения высотных зданий
Высотные здания во всем мире относят к объектам самого высокого уровня ответственности и класса надежности. Удельная стоимость их строительства значительно выше обычных зданий. Это обусловлено не только технологическими, конструктивными и другими факторами, но в значительной степени и мерами комплексной безопасности, принимаемыми на всех стадиях – проектирования, строительства и эксплуатации. Возникновение и развитие аварийных ситуаций в высотных зданиях может иметь очень тяжелые последствия не только материального, экономического, экологического, но и социального характера.
Сравнительный анализ затрат на строительство и расходов страховых компаний по возмещению ущерба для различных вариантов обеспечения безопасности объектов высотного строительства приведен в статье дра техн. наук проф. В.О. Алмазова [1]. Рассмотрены три решения, основанные “на анализе потенциально возможных повреждений конструкций” и обеспечивающие различные по характеру последствий уровни устойчивости к прогрессирующему разрушению при развитии аварийной ситуации:
1) конструкции не достигают предельных состояний несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации;
2) конструкции не достигают предельных состояний несущей способности и не теряют устойчивости, при этом предельное состояние по пригодности к нормальной эксплуатации достигнуто и может быть даже превышено;
3) конструкции достигают предельных состояний по несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации, но при этом сохраняется возможность эвакуации людей.
Как видно из табл. 1, наиболее дорогим из рассмотренных вариантов является первый, однако он приводит и к наименее существенным потерям и связанным с ними расходам на возмещение ущерба, включая ремонтновосстановительные мероприятия. В то же время наименее затратный на стадии строительства третий вариант, он хотя и влечет заметное увеличение потерь страховых компаний, но почти вдвое сокращает потери, если бы меры безопасности не принимались совсем.
Таблица
Затраты по обеспечению устойчивости высотных зданий в чрезвычайных ситуациях (по данным [1])
Наименование Вариант технического решения несущей системы без ограничения прогрессирующего разрушения 1 2 3 Полная стоимость здания, млн рос. руб. 25 30 27 26 Стоимость каркаса, млн рос. руб. 10 15 12 10 Стоимость ограждающих конструкций и коммуникаций, млн рос. руб. 15 15 15 15 Стоимость каркаса, % 100 150 120 110 Стоимость здания, % 100 120 108 104 Расходы страховых компаний 684,5 100 153 399
Анализируя приведенные данные [1], можно понять, почему при возведении высотных зданий не просто целесообразны, а жизненно важны соответствующие меры безопасности, гарантирующие максимальную сохранность жизни людей и материальнотехнических ценностей.
События 11 сентября 2001 г. в НьюЙорке показали и доказали, насколько тщательно нужно подходить к их выработке, чтобы упредить и уменьшить последствия развития чрезвычайных ситуаций.
Преамбула, посвященная безопасности объектов высотного строительства, сделана не случайно. Говоря о конструктивных особенностях высотных зданий, необходимо иметь в виду, что приведенные ниже технические решения несущих систем в той или иной степени удовлетворяют рассмотренным критериям. К сожалению, насколько принятые в проекте решения адекватны вероятным воздействиям, показать может только практика.
Высотные здания и их отдельные конструктивные элементы в процессе возведения и эксплуатации подвергаются действию нагрузок и испытывают усилия, намного превосходящие эффект от внешних воздействий, характерных для обычных объектов строительства. Так, ветровые нагрузки заметно возрастают с удалением от поверхности земли и характеризуются не только существенной статической, но и динамической составляющей. Для большинства высоток горизонтальные (главным образом ветровые) нагрузки превалируют над вертикальными.
Кроме того, в связи с высокими темпами производства строительномонтажных работ на несущие конструкции, выполненные из монолитного бетона (подавляющее большинство высоток возводят с применением монолитного бетона и железобетона), в раннем возрасте передаются достаточно большие усилия, что требует принятия соответствующих решений. В несущих системах высотных зданий возникает опасность накапливания еще в процессе строительства неравномерных вертикальных перемещений, которые в сочетании с деформациями от эксплуатационных нагрузок могут приводить к достижению бетоном и сталью, в том числе арматурной, предельных состояний в отдельных сечениях некоторых элементов, что также следует учитывать при оценке напряженнодеформированного состояния конструкций.
Конструктивные системы высотных зданийВ современном высотном строительстве применяют различные конструктивные системы и схемы с разнообразными вариантами компоновок. Вместе с тем все конструктивные системы можно разделить на три категории (рис. 1): каркасные, стеновые и смешанные (каркасностеновые). В свою очередь каркасные системы подразделяются на рамнокаркасные, каркасные с диафрагмами жесткости, каркасноствольные. Среди стеновых систем следует выделить схемы с перекрестными стенами и коробчатые (оболочковые). Смешанные системы сочетают в себе отдельные признаки двух других систем, к ним относят каркасноствольные и коробчатоствольные.
Анализ несущих систем высотных зданий, построенных по всему миру, показывает, что их конструктивное и компоновочное решение зависит главным образом от высоты объекта. Однако существенное влияние на выбор конструктивной схемы оказывают и такие факторы, как сейсмическая активность района строительства, инженерногеологические условия, атмосферные и в первую очередь ветровые воздействия, архитектурнопланировочные требования.
Высотные здания можно разделить на диапазоны по высоте, для каждого из которых характерны свои конструктивные решения. При этом следует заметить, что границы диапазонов в определенной степени условны в силу перечисленных выше обстоятельств.
Здания высотой до 200–250 м возводят преимущественно с несущим каркасом (рамный каркас, каркас с диафрагмами жесткости). При строительстве жилых домов и гостиниц применяют и перекрестностеновую систему, которая благодаря высокой жесткости наиболее эффективна в зданиях высотой до 150 м. Эти конструктивные системы имеют компоновочные схемы, наилучшим образом удовлетворяющие объемнопланировочным решениям и функциональному назначению объектов строительства. В связи с этим необходимо отметить, что независимо от высоты здания при разработке его объемнопланировочного решения максимально стараются придерживаться пропорций, обеспечивающих требуемую жесткость строения и ограничивающих колебания верхней части при знакопеременных горизонтальных нагрузках. Обычно отношение меньшего размера в плане к высоте здания составляет 1:7 – 1:8. При соотношениях больше указанных неоправданно увеличивается площадь застройки, а при уменьшении – заметно возрастает деформативность несущего остова, что негативно сказывается как на техникоэкономических показателях, так и на пребывании людей на верхних этажах.
Увеличение высоты зданий сопровождается существенным ростом горизонтальных нагрузок, действующих на них в процессе строительства и эксплуатации. Как уже было отмечено, при некоторых условиях напряжения, возникающие в элементах несущего остова здания, определяются в большей степени горизонтальными усилиями. Превалирующее влияние горизонтальных нагрузок приводит к неравномерному распределению вертикальных усилий и деформаций в вертикальных несущих конструктивных элементах остова здания, его закручиванию, сдвиговым деформациям. Для повышения сопротивления внешним воздействиям несущей системы зданий высотой более 250 м применяют преимущественно ствольные конструктивные системы: “труба в трубе” и “труба в ферме”. Их компоновочная схема включает центральный ствол, воспринимающий основную долю всех нагрузок, и расположенные по периметру здания несущие элементы в виде отдельных стоек (колонн), решетчатых систем (ферм, составных стержней и др.), пилонов, которые также могут быть объединены в единую конструкцию. Жесткость ствольной системы, ее устойчивость и способность к гашению вынужденных колебаний обеспечиваются заделкой центрального ствола в фундамент.
В случаях, когда жесткости стеновой, каркасной или ствольной системы недостаточно, прибегают к комбинированным решениям, сочетающим в себе признаки разных конструктивных решений. В частности, для повышения сопротивления несущего остова здания возрастающим с высотой над уровнем земли ветровым нагрузкам применяют комбинацию ствольной и стеновой систем. В этом случае горизонтальные нагрузки воспринимаются не только внешней оболочкой и центральным стволом, но и внутренними несущими стенами. Комбинированная конструктивная система обладает большей конструктивной гибкостью в части возможности распределения доли воспринимаемых усилий за счет варьирования жесткости несущих элементов остова.
Следует заметить, что повышения сопротивляемости здания ветровым нагрузкам можно достигнуть не только за счет применения соответствующих конструктивных систем, но и путем придания определенной формы в плане. Многочисленные зарубежные исследования, выполненные продуванием моделей в аэродинамических трубах и компьютерной симуляцией с помощью программного обеспечения, показали, что оптимальной формой плана высотного здания является круг или фигура, близкая по форме к кругу. Эллиптическая и квадратная формы хотя и уступают круглой, но также обеспечивают достаточную сопротивляемость здания горизонтальным нагрузкам. В качестве примеров можно привести здания Marina City в г. Чикаго (США), Petronas Towers в г. КуалаЛумпур (Малайзия), Taipei101 в г. Тайпей (Тайвань). Другие высотные здания близкой этажности имеют аналогичные очертания в плане.
Говоря о предпочтительных формах планов высотных зданий, необходимо отметить, что при прочих равных условиях наилучшими показателями обладают сечения минимум с двумя осями симметрии. Такие здания менее других чувствительны к изменению направления действия горизонтальных нагрузок, а количество типоразмеров несущих конструкций сокращается до минимума. Практика свидетельствует о том, что сооружения сложной формы целесообразно проектировать составными из нескольких блоков, имеющих более простые по форме сечения.
Высотное строительство часто осуществляется в сейсмически активных районах. Это порой приводит к противоречивым результатам влияния жесткости каркаса на поведение здания при ветровых и сейсмических нагрузках. Если для улучшения сопротивления ветровому напору и уменьшения амплитуды и частоты колебаний верха здания прибегают к увеличению жесткости несущего остова, то при сейсмических нагрузках такие здания не способны поглотить энергию толчков земной коры, что вызывает значительные перемещения и ускорения на верхних этажах. С уменьшением поперечной жесткости несущей системы наблюдается обратная картина – при более гибком скелете заметно ухудшаются комфортные условия на верхних этажах, испытывающих значительные колебания.
Для устранения указанных противоречий в особо высоких зданиях (до 300 м и более) на верхних этажах устраивают пассивные маятниковые демпферы. В частности, такой демпфер установлен в башне Taipei101. Он имеет вес около 800 т, подвешен с помощью тросов на 92м этаже и предназначен для гашения инерционных колебаний. В обычных условиях эксплуатации демпфер обеспечивает отклонение верха здания в пределах до 10 см, а при воздействиях катастрофического характера (тайфуны, землетрясения и т.п.) сам раскачивается с амплитудой до 150 см, гарантируя колебания здания в безопасных пределах.
Повышение изгибной жесткости несущего остова высотных зданий со ствольными конструктивными системами и их сопротивляемости действию динамических горизонтальных воздействий достигают введением в каркас аутригерных структур (рис. 2), выполняющих функцию элементов, несущих на себе часть нагрузки от перекрытий. Как правило, это достаточно жесткие плоские или пространственные конструкции, расположенные по высоте здания с определенным шагом и соединенные между собой вертикальными стержневыми элементами. Включение аутригерных структур принципиально изменяет характер работы каркаса и позволяет регулировать его реакцию на внешние воздействия. Аутригеры высотных зданий, в конструктивном отношении представляющие собой раскосные или безраскосные фермы (последние известны под названием “балка Веренделя”), обычно располагают в уровнях технических этажей, разбивающих здания на отдельные функциональные и противопожарные отсеки.
Говоря о проектировании высотных зданий, рассчитываемых на воздействие сейсмических нагрузок, следует иметь в виду, что землетрясения силой до 4 баллов на уровне поверхности земли приводят к возникновению на верхних этажах эффектов, соответствующих воздействиям силой 6, 7 и более баллов. Об этом свидетельствуют результаты расшифровки сейсмо и акселерограмм, записанных в Москве в 1977 и 1986 гг. Согласно В.В. Севостьянову и его коллегам [3], при проектировании высотных зданий и их комплексов высотой 100 м и более в Москве следует обязательно учитывать сейсмические воздействия. Как показывает анализ землетрясений, зафиксированных в Московском регионе за весь период инструментальных наблюдений, подвижки земной коры или ощутимые отголоски колебаний в других регионах могут происходить с временным интервалом в 50–100 лет. С учетом расчетного срока службы высотного здания, который составляет не менее 100 лет, каждый объект минимум один раз может подвергнуться воздействию сейсмических нагрузок достаточно высокой интенсивности.
Сопротивление высотного здания совокупности вертикальных и горизонтальных нагрузок зависит не только от очертания в плане, но и от формы вертикального сечения и регулярности структуры несущей системы. В этом отношении к оптимальным очертаниям приближаются трапеция с бульшим нижним основанием и прямоугольник (рис. 3, а). Такие профили обладают достаточной поперечной жесткостью, особенно в сочетании с регулярной структурой несущей системы (рис. 3, б). При сооружении высотного комплекса, состоящего из нескольких объемов, последние следует соединять шарнирно (рис. 3, в), чтобы в случае воздействий чрезвычайного характера, в том числе динамических нагрузок, не передавать на соседние строения дополнительные усилия.
Несущие элементы конструктивных систем высотных зданийДля возведения высотных зданий применяют материалы с особыми качествами. В первую очередь это относится к прочности и деформативности, поскольку именно данные показатели определяют общую прочность остова здания и его устойчивость к различного рода внешним воздействиям.
Современные высотные здания возводят из высокопрочного бетона и стали, преимущественно монолитного бетона и железобетона. Сборные железобетонные изделия находят ограниченное применение, главным образом в качестве составных элементов сборномонолитных диафрагм жесткости или несъемной опалубки вертикальных и горизонтальных несущих конструктивных элементов.
Для стеновых систем используют высокоподвижные и литые бетоны класса по прочности на сжатие С30/37 и выше (В40 и выше по классификации СНиП 2.03.01–84*). Армирование стеновых конструкций выполняют арматурой класса S500. В практике высотного строительства Российской Федерации получила широкое распространение арматура класса Ат500С по ГОСТ 10884–94, которую применяют для рабочего армирования как в растянутой, так и сжатой зоне сечения.
КолонныСтойки каркасных систем – колонны, пилоны и другие аналогичные элементы возводят с применением так называемого высокопрочного (HSC – High Strength Concrete) и высококачественного бетона (HQC – High Quality Concrete), прочность на сжатие которого достигает 100 МПа и более. Это бетоны с заданными свойствами, определенными из условий технологии производства работ и обеспечения требований безопасности, в том числе в случае пожара. Для бетонирования элементов, густо насыщенных арматурой, применяют литые самоуплотняющиеся бетонные смеси, модифицированные химическими добавками в зависимости от технологии производства бетонных работ. Так, например, при бетонировании больших массивов, таких, как фундаменты высотных зданий, имеющие объемы до нескольких тысяч кубометров, в бетоны вводят замедлители схватывания, которые препятствуют разогреву свежеуложенного бетона за счет тепла, выделяемого при гидратации цементного камня. Ограничение температуры внутри массива необходимо для исключения образования температурноусадочных трещин, особенно в холодный период года.
Для повышения огнестойкости высокопрочного бетона, для которого характерно взрывное хрупкое разрушение при высокотемпературном нагреве, в состав бетонной смеси вводят полимерный наполнитель. При нагреве полимерные волокна плавятся и искусственно создают поризацию цементного камня, которая в свою очередь обеспечивает возможность расширения водяных паров без отрыва поверхностных участков бетона.
![Рис. 8. Вариант сталебетонного сборно-монолитного перекрытия высотного здания (рисунок заимствован из [2]): 1 – стальная балка; 2 – стальной профилированный настил; 3 – анкерные коротыши с головками; 4 – арматурная сетка; 5 – монолитный бетон](http://www.arhitecture.ru/img/1620581_P_052_im_0002.jpg "Рис. 8. Вариант сталебетонного сборно-монолитного перекрытия высотного здания (рисунок заимствован из [2]): 1 – стальная балка; 2 – стальной профилированный настил; 3 – анкерные коротыши с головками; 4 – арматурная сетка; 5 – монолитный бетон")
В современных небоскребах крайне редко можно встретить “чисто” стальные или железобетонные в традиционном понимании (с обычным процентом армирования) конструкции. Габаритные размеры колонн и количество рабочей арматуры определяются целым рядом факторов и зависят от тех конкретных требований, которые инженер предъявляет к несущей системе здания. Варьируя прочность бетона и количество продольного армирования (рис. 4), можно добиться оптимизации конструктивных решений и минимизации их стоимости без снижения надежности, что для высотных зданий весьма и весьма актуально. При недостаточной несущей способности, жесткости или продольной устойчивости стоек каркаса применяют сталебетонные колонны с внешней стальной оболочкой либо с внутренней жесткой арматурой (рис. 5). Такие решения позволяют также повысить и огнестойкость конструкций.
Конструкция колонн, расположенных по периметру здания со ствольной несущей системой, в значительной мере определяет его способность к сопротивлению действующим нагрузкам. Для гашения ускорений и уменьшения амплитуды колебаний верхних этажей в этих местах устраивают колонны с демпфирующими свойствами, которые способствуют ограничению раскачивания строения. Такие колонны в сочетании с уже упоминавшимися аутригерными балками в несущей системе башен Petronas Towers позволили ограничить до требуемых значений отклонения по горизонтали и отказаться от устройства маятниковых демпферов.
СтеныСтены высотных зданий независимо от того, несущие ли это конструкции или диафрагмы жесткости, выполняют из менее прочных бетонов по сравнению с применяющимися для устройства колонн, однако, как правило, прочность бетона в стенах составляет не менее 40 МПа. В высотных зданиях несущую стеновую систему устраивают с применением монолитного бетона. Это обусловлено необходимостью придания остову максимально возможной жесткости, которую технически сложно обеспечить в сборном и сборномонолитном варианте.
В зданиях большой этажности особенность стеновых систем заключается в повышенной чувствительности к неравномерным деформациям силового и усадочного характера. Эти деформации в сочетании с традиционно небольшим процентом армирования могут привести к образованию трещин и нарушению сплошности стеновых конструкций. И если в обычных зданиях подобные дефекты не оказывают существенного влияния на работу здания, то в высотных строениях они могут заметно изменять жесткостные параметры несущего остова и снижать его сопротивление силовым и температурноклиматическим воздействиям.
В местах пересечения или сопряжения стен разных направлений для уменьшения влияния концентраторов напряжений в виде входящих углов устраивают вуты, которые дополнительно армируют для повышения трещиностойкости наиболее уязвимых участков конструкции.
Наружные стены, подвергающиеся в процессе строительства и эксплуатации значительным силовым и температурноклиматическим воздействиям, проектируют с учетом конструктивных систем высотных зданий. В каркасных системах и их разновидностях с колоннами, расположенными по периметру, применяют навесные конструкции. Как правило, это легкие элементы с листовыми обшивками из стали или алюминия и средним теплоизоляционным слоем. В последнее время получили распространение навесные стеновые панели с применением закаленного и армированного стекла. Такие конструкции при требуемой по условиям эксплуатации прочности и жесткости имеют малый вес, что весьма актуально для строений, высота которых может достигать нескольких сотен метров, с точки зрения максимально возможного снижения нагрузок на несущие элементы каркаса, фундаменты и грунты основания.
Элементы наружного ограждения изготавливают на специальном оборудовании, обеспечивающем заданную точность с минимальными допусками, измеряемыми миллиметрами. Такие требования обусловлены необходимостью обеспечения надежного крепления стеновых панелей к каркасу и исключением податливости в соединениях, недопустимых в условиях значительных динамических и знакопеременных нагрузок.
В высотных зданиях с несущим остовом на основе вариантов стеновых систем наружные стены могут устраиваться как с применением навесных панелей, так и различных фасадных систем. В последнем случае наружные стены должны иметь несущую часть, к которой эти системы крепят механически с помощью дюбелей, анкеров и др. Легкие штукатурные системы и навесные фасады традиционной конструкции применяют в относительно невысоких зданиях (рис. 6). Это обусловлено как величиной возникающих усилий, так и сложностью ремонта, особенно на большой высоте, в процессе эксплуатации здания. Следует отметить, что вопросы использования навесных фасадных систем и различного рода облицовок сопряжены не только с эксплуатационными качествами, но также безопасностью людей и сохранностью имущества, например автотранспорта, припаркованного вблизи здания. Падение облицовочной плитки с высоты больше ста метров (рис. 7) может иметь эффект, аналогичный прямому попаданию пули из боевого оружия.
Говоря о конструкции наружных стен высотных зданий, необходимо упомянуть и о светопрозрачных элементах. К оконным заполнениям, воспринимающим значительные по величине статические и динамические нагрузки, предъявляют особые требования прочности, безопасности и надежности. Стеклопакеты и рамы не только должны выдерживать ветровой напор, но также обязаны не допускать возникновения низкочастотных вибраций, опасных для человеческого организма. Крепление оконных заполнений к стенам должно воспринимать многоцикловые знакопеременные нагрузки без увеличения податливости. В целях обеспечения безопасности находящихся в высотном здании и около него людей окна в верхней части делают глухими, поскольку их открывание и закрывание сопряжено не только с достаточно большими физическими усилиями и опасностью получения травм, но и повреждением или даже разрушением самой конструкции. В нижней части высотных зданий применяют окна с параллельным открыванием наружу на величину не более 10 см. При этом запорная и поворотная фурнитура рассчитана на действие ветровых нагрузок, которые, будучи обусловлены нисходящими потоками, могут достигать значительной величины и составлять до нескольких килопаскалей (1кПа » 100 кг/м2).
Междуэтажные перекрытияТехнические решения междуэтажных перекрытий высотных зданий отличаются большим разнообразием и зависят от конструктивной системы несущего остова, этажности здания, его габаритных размеров в плане и действующих на перекрытия вертикальных и, что особенно важно, горизонтальных нагрузок. При относительно небольшом шаге сетки колонн (до 7,2 м), а также в зданиях со стеновыми конструктивными системами применяют плоские монолитные железобетонные перекрытия. Армирование таких конструкций выполняют по направлениям силовых потоков, возникающих в дисках перекрытий от вертикальных и горизонтальных нагрузок. С увеличением шага колонн или стен конструкций прибегают к устройству несущих балок, расположенных в одном или двух направлениях.
В большинстве современных высотных зданий, имеющих, как правило, достаточно большую глубину, при компоновке объемнопланировочного решения стремятся максимально открыть внутреннее пространство и освободить его от несущих элементов. Это продиктовано как необходимостью создания условий для свободной планировки этажей, так и требованиями противопожарной защиты вертикальных несущих конструкций. Последние при относительно большом шаге целесообразно располагать в угловых зонах помещений и других местах с ограниченным доступом и обзором. При этом колонны, пилоны и другие элементы могут быть защищены от воздействия высоких температур и декоративно оформлены.
При шаге несущих конструкций более 9 м применение плоских или ребристых монолитных железобетонных перекрытий с обычной стержневой арматурой становится экономически и технически нерациональным. В этом случае используют ребристые перекрытия, в которых балки армируют жесткой арматурой из прокатных или сварных стальных профилей. Использование жесткой арматуры в первую очередь продиктовано необходимостью ограничения прогибов, а также повышения огнестойкости перекрытия.
Несмотря на достаточно высокие техникоэкономические и эксплуатационные показатели монолитного железобетона, такие конструкции имеют достаточно большой собственный вес, что в ряде случаев приводит к дополнительному увеличению материалоемкости колонн и фундаментов. В практике строительства высотных зданий в США и ряде других стран получили распространение сталебетонные сборномонолитные конструкции перекрытий (рис. 8). Они представляют собой систему несущих стальных балок (балочную клетку), объединенных по верху монолитной железобетонной плитой. Для устройства плиты применяют несъемную опалубку из профилированного стального настила, который в замоноличенной конструкции выполняет функции внешнего армирования.
Для обеспечения требуемой огнестойкости междуэтажных перекрытий все открытые стальные конструкции должны быть защищены от огневого воздействия. Противопожарную защиту выполняют с помощью специальных изделий, например из каменной ваты, а также различных обмазок, вспучивающихся при высокотемпературном нагреве. Обычно устройство такой защиты стальных конструкций от огня не вызывает проблем, поскольку все элементы перекрытия расположены в пространстве между плитой и подвесным потолком, который также может быть выполнен из огнестойких материалов.
Лестничнолифтовые узлыЛестничнолифтовые узлы (ЛЛУ) высотных зданий играют особую роль в обеспечении сообщения между этажами и эвакуации людей в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. В зависимости от компоновочного и объемнопланировочного решения ЛЛУ могут совмещать функции путей сообщения и эвакуации или выполняться раздельно. В обоих случаях к их техническому оснащению предъявляют определенные требования, связанные с обеспечением параметров безопасности.
Обычно ЛЛУ располагают в центральной части высотных зданий. Как правило, он размещается в пределах центрального ствола строений с каркасноствольной, коробчатоствольной или аналогичными несущими системами. Предел огнестойкости конструкций лестничнолифтового узла принимают по национальным нормам проектирования, и в большинстве случаев он составляет 2 ч. Исходя из этого показателя, назначают толщину стен и перекрытий и выполняют их проектирование.
Следует заметить, что после трагических событий 11 сентября в НьюЙорке во всем мире стали уделять повышенное внимание вопросам проектирования лестничнолифтовых узлов и путей эвакуации.
ЗаключениеПодытоживая краткий обзор конструктивных решений высотных зданий, необходимо отметить, что, несмотря на накопленный мировой опыт строительства, регламентированные правила выбора конструктивных решений несущих систем, ограждающих конструкций и материалов для их реализации сегодня отсутствуют. В каждом конкретном случае инженер принимает техническое решение в соответствии с требованиями, установленными международными или национальными стандартами, нормами проектирования или другими руководящими документами, с учетом собственного опыта и интуиции. Не последнюю роль в этом вопросе играет компьютерное моделирование будущего объекта и его вариантное проектирование. Необходимо также иметь в виду, что в отличие от большинства объектов массового строительства конструктивное решение высотного здания находится в неразрывной связи с технологией его возведения. На безопасность и надежность объекта непосредственное влияние оказывает правильный учет внешних воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации, и назначение (калибровка) значений частных коэффициентов безопасности, соответствующих расчетному сроку службы.
И в завершение необходимо сказать несколько слов об экономической стороне вопроса. Стоимость высотных зданий несравненно выше, чем объектов массового строительства, и обусловлена не только специфическими конструктивными решениями, но также системами жизнеобеспечения и требованиями комплексной безопасности. Безусловно, при проектировании высотных зданий нужно принимать экономически оправданные технические решения, но при этом они не должны снижать надежность сооружения и превращать его в источник повышенной опасности для людей и окружающей среды. Только при этих условиях высотные здания станут своеобразной визитной карточкой государства, будут свидетельствовать о его экономическом благополучии и достижениях научнотехнического прогресса в строительной отрасли.
Литература
1. Алмазов В.О. Пути и методы противодействия прогрессирующему разрушению высотных зданий // Глобальная безопасность. 2006, июнь. С. 46–49.
2. Граник Ю.Г., Магай А.А. Обзор зарубежного строительного опыта по высотному домостроению // Уникальные и специальные технологии в строительстве. 2004. № 1. С. 20–31.
3. Севостьянов В.В., Миндель И.Г., Трифонов Б.А. Оценка сейсмической опасности для высотных зданий г. Москвы // Уникальные и специальные технологии в строительстве. 2006. № 1(4). С. 56–62.
Похожие статьи и публикации:
Конструктивные решения по утеплению зданий с применением горючих утеплителей.
Подходы к оценке пожарной опасности и область применения Проблема пожарной опасности систем наружного утепления стен зданий возникла в 90х годах прошлого века в процессе реализации программы “Энергосбережение” в связи с экономической...
Конструктивные решения нового здания библиотеки
Нестандартные, абсолютно новые архитектурно-технологические решения здания Национальной библиотеки поставили перед разработчиками проекта сложные инженерные и конструктивные задачи.Здание состоит из двух совершенно разных и в архитектурном, и в...
Небоскребы и люди Социальноэкономические предпосылки архитектурной организации высотных жилых зданий
Итоги века Как сто лет назад, на заре высотного строительства, так и сегодня большинство высотных зданий составляют офисные небоскребы. Доля жилых зданий невелика – около 20 %, причем их высота, как правило, намного меньше среднего небоскреба и не...
Обеспечение пожарной безопасности высотных зданий
Высотные здания (более 75 м) становятся особенностью современного силуэта крупных городов, придавая масштабность и привлекательность архитектурному облику. В немалой степени их появление обусловлено причинами экономического характера, такими, как...
Особенности устройства систем отопления и вентиляции высотных зданий
Основным отличием зданий повышенной этажности от многоэтажных является их значительная высота, диктующая особые требования к инженерному оборудованию и, в частности, к той его части, которая предназначена для обеспечения необходимого микроклимата в...