Сложные конструктивные схемы высотных зданий
Современные высотные здания появились в 80-е годы XX века и получили дальнейшее развитие в новом, XXI веке. Для придания им универсальности и архитектурной выразительности разрабатываются проектные решения, отличающиеся сложностью форм и гибкостью объемно-планировочных решений. Отдельные решения предполагают отсутствие симметрии в конструктивной схеме здания, что вызывает дополнительные сложности при проектировании объектов.
Накопленный опыт 20-летней практики исследования и строительства высотных зданий позволяет реализовать сложные конструктивные схемы, основанные на передовых идеях проектирования. Однако, контроль за сейсмической безопасностью не всегда достаточен. Поэтому строительство зданий со сложными несимметричными конструктивными системами в сейсмически опасных районах ограничивается, а также ограничивается их высота. Концепции, нормы и методы проектирования конструкций высотных зданий со сложной схемой изложены в Технической инструкции по проектированию конструкций высотных зданий (JGJ 3-2002), где отражены варианты сложных схем различного очертания на основе металлических и сталебетонных конструкций.
Здания с переходными этажами
Многоэтажные здания в вертикальном направлении разделяются на ряд функциональных частей. На нижних этажах располагается холл, торговые и офисные помещения. Верхние этажи используются как жилые помещения. При этом функциональные зоны должны быть связаны вертикальными коммуникациями. На рис. показаны некоторые схемы зданий с «переходными этажами». Такие здания относятся к типу несимметричных систем с переменной жесткостью. Геометрическую неизменяемость схемы обеспечивают сплошные стены-диафрагмы или цилиндрическое ядро жесткости, как показано на рис.(а), (b), (с), (с), (е), (f).
Схемы зданий с «переходными этажами»
В каркасах многоэтажных зданий с цилиндрическими ядрами жесткости или в конструкциях внешних каркасов необходимо устанавливать консольные этажи с целью повышения горизонтальной жесткости здания. Такие схемы применяют при сильных воздействиях ветра, однако сейсмостойкость конструкций при этом снижается. При проектировании определяют количество консольных этажей, форму и жесткость консолей, а также особенности конструкций ферм.
На рисунке показаны некоторые конструктивные схемы зданий с консольными этажами.
Несимметричные конструктивные схемы
Несимметричные конструктивные схемы разделяют на три типа:
- с несимметричными планами;
- с несимметричным расположением контрфорсов;
- податливое соединение перекрытий.
Такие конструктивные схемы не следует использовать при строительстве в сейсмоопасных районах. Конструкции имеют нелинейные деформации и могут не выдержать большой нагрузки.
На рисунке показаны некоторые несимметричные конструктивные схемы.
Другие виды конструкций
Помимо перечисленных существуют и другие сложные конструкции. Например, конструкции с разноуровневыми этажами, многобашенные конструкции с одним основанием. Такие сложные конструкции здесь подробно не рассмотрены.
На рисунке показаны некоторые примеры подобных конструкций.
Примеры
Особенности конструкций сложных высотных зданий рассмотрим на примере 18-ти высотных зданий, представленных на следующих рисунках
Гостиница Хуа Чао (Шэньчжэнь)
а - план нижнего этажа; b - план типового этажа; с - разрез
Восточная дверь (Сучжон)
Разрез транспортного банка (Шанхай)
1 - усиленный этаж конструкции; 2 - соединительная ферм
хема расположения конструкций Шанхайского транспортного банка
Разрез китайского Данта-банка
Разрез торгового центра (Шин Ян)
Здание «МэньТянь» в Осаке
Разрез здания «Чжоу Дэнь»
Здание «Ваньбао»
