Материал: Высотные здания. Особенности архитектурного проектирования. Пупавцев Р.Н., Семенова Н.В

сейсмические нагрузки вызывают необратимые повреждения в конструктивных элементах и узлах и их разрушение.

Важный критерий выбора конструктивной системы и архитектурного формообразования высотного здания – учет сейсмической активности региона проектирования. Несущие конструкции должны рассчитываться при проектировании с учетом воздействия горизонтальных нагрузок, возникающих в результате воздействия ветра и землетрясений.

Направления разработки и проверки принципов сейсмической защиты высотных зданий:

инженерная сейсмология, предлагающая анализ и обобщение инструментальных и эмпирических данных о характере землетрясений с дальнейшим использованием их в практике проектирования и строительства;

теория сейсмостойкости высотных зданий и сооружений, определяющая методы расчета сейсмостойкости здания, способы проектирования и конструирования несущего каркаса;

практика высотного строительства с проверкой теоретического соответствия расчетов реальному воздействию сейсмических нагрузок.

Всейсмоопасных районах возводятся высотные жилые дома с определенным архитектурным обликом, возникающим из-за особенностей конструктивных систем, обязанных противодействовать сейсмическим нагрузкам. Современные методики расчета и конструирования предлагают несущие структуры высоток со способностью выдерживать критические показатели сейсмики.

Характер сейсмического воздействия зависит от формы, размеров и веса здания.

Принципы сейсмической защиты высотных зданий:

создание горизонтальной и вертикальной жесткости несущего каркаса;

применение материалов с их минимальным весом и со способностью выдерживать конкретные сейсмические нагрузки;

применение конструктивных решений и технических устройств (амортизаторы и демпферы), которые нейтрализуют сейсмическое воздействие.

Архитектурное решение здания в условиях воздействия сейсмических нагрузок необходимо разрабатывать с учетом физических закономерностей статической работы конструктивной системы. Применение композиционного

10

принципа тектонических закономерностей архитектурного формообразования (пропорционирование, ритмические и метрические построения, силуэтность, степень расчлененности деталями и т. д.) стало основной составляющей художественного образа высотного здания. Поиск концептуального своеобразия и выразительности архитектурного решения тесным образом связаны со спецификой конструктивных приемов и методов, экстремальными условиями работы элементов конструкций, возникающих при соответствующих сейсмических воздействиях. Объемно-планировочные решения высотного здания (поэтажные планы, разрезы, фасады, узлы и детали) должны быть специфическими и показывать работу конструктивной схемы с учетом сопротивления силам сейсмических нагрузок.

Классификация высотных жилых зданий с учетом соответствия принципам повышения сейсмостойкости и имеющие объемно-планировочную структуру, улучшающую характеристики сейсмостойкости

по типу плана:

−односекционные жилые дома с взаимно перпендикулярным и цен- трально-симметричным построением несущих конструктивных систем;

−многосекционные жилые дома с применением взаимно перпендикулярных конструктивных элементов и различного вида блокировкой секций;

по типу разреза:

−с неизменяемой формой разреза с перераспределением веса конструкций к низу здания;

−со ступенчатой формой разреза, образуемой за счет изменения типа квартир и перепланировки секций;

−террасный тип многоэтажного жилого дома за счет расположения террасных квартир в 5-7 нижних этажах;

−контрфорсный тип жилого дома за счет конструктивных и объемнопланировочных решений квартир.

Возможность использования конструктивных элементов для выявления основных закономерностей, связанных с архитектурными принципами построения внешней оболочки высотного здания на основе тектонических свойств конструктивной схемы и её элементов:

−изменение пропорций объема здания или его фасадной поверхности за счет горизонтальных делений, создаваемых ступенчатой формой здания, связей жесткости и т.п.;

−ритмические и метрические расчеты объемов и поверхностей здания за счет организации несущих стен-диафрагм и контрфорсов;

−конкретизация масштаба здания за счет соответствия между собой крупных и мелких конструктивных элементов (консоли, обрамление проемов, связи жесткости).

11

Принципы выбора формообразования высотного здания:

−антисейсмические показатели жесткости и устойчивости;

−распределение внутренних и внешних элементов в здании в соответствии с условиями оптимального восприятия сейсмических нагрузок;

−распределение конструктивных и архитектурных элементов на внешней оболочке здания для отображения тектонических свойств.

Варианты художественного отображения тектонических свойств конструктивной схемы обеспечивают возможности создания архитектурного своеобразия сейсмоустойчивых высотных зданий. Принципы архитектурной композиции и художественной выразительности связаны с сохранением архитектурных традиций, соответствующих региону проектирования. При этом, разнообразные приемы построения объемов согласно требованиям сейсмической устойчивости дают возможность создания разнообразных форм и силуэтов высотных объектов, позволяющих приближать образ здания к национальным архитектурным признакам региона.

Контрольные вопросы

1.Как учитываются средовые факторы при проектировании высотных зданий?

2.Какое влияние оказывает ветровая нагрузка в проектировании высотных зданий?

3.Как температурно-влажностные условия влияют на проектирование высотных зданий?

4.Перечислите особенности влияния сейсмических нагрузок на проектирование высотных зданий.

2.2. ОБЪЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ РЕШЕНИЯ

Объемно-планировочные решения каждого высотного здания или высотного комплекса, в отличие от распространенного мнения о прямой зависимости высотности от соотношения уровня верхних отметок, диктуют первоочередные повышенные требования в отношении устойчивости и надежности конструктивных систем высоток.

Сложилась практика современного проектирования и строительства для зданий выше 75 м – это разработка внутреннего планировочного ядра с включением в него лестничных клеток и лифтовых шахт.

Влияние силы и направления ветра – важный фактор при проектировании объемно-пространственного решения высотных сооружений. Форма здания диктуется и этим фактором в том числе.

Предполагаемые схемы объемно-пространственных решений формообразования высотных зданий с учетом изучения влияния ветровых потоков представлены в табл. 1.

12

Таблица 1 Объемно-пространственные решения высотных зданий [11]

«Хесперия хотэл» (Барселона, Испания) Арх.: Ричард Роджерс Партнершип энд Алонсо Балагер 32 этажа

«Джон Хэнкок сэнтэр» (Чикаго, Иллинойс, США)

Арх.: Скидмор, Оувингс энд Меррилл ЛЛП 100 этажей

«Осака Ворлд Трэйд центр билдинг» (Осака, Япония)

Арх.: Никкен Сэккей Лтд энд Манчини Даффи Эссошиэйтс 55 этажей

Текст и изображения в табл. 1 сохранены в неизменном виде из источника.

13

Продолжение табл. 1