ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

В современном мире высотные здания являются неотъемлемой частью большинства крупных городов. Развитие высотного строительства активно началось в середине XX века и имело две основные причины: нехватка территорий в быстро растущих городах и стремительное развитие экономики. На данный момент, мы можем наблюдать активный рост высотного строительства в странах по всему миру, в том числе и в России.

Согласно отечественным нормам здание считается высотным начиная с отметки 75 метров, а социальные объекты относятся к данной категории, если их высота превышает 50 м. Проектирование высотных объектов сложный процесс, требующий комплексного подхода и учета множества факторов (вертикальные нагрузки от здания, горизонтальные аэродинамические нагрузки, температурно-влажностные воздействия, вопросы установки и эксплуатации инженерного оборудования и т.д.), важное место среди которых занимает оценка геологического состояния грунтов и сейсмичность территории. 

Объемно-планировочное решение высотного здания тесно связано с его назначением. Форма корпуса высотных объектов часто принимается в виде башни (отличается повышенной устойчивостью в обоих направлениях) или обтекаемой (призматическая со скругленными углами, цилиндрическая, реже пирамидальная). При проектировании высоток принимаются симметричные конструктивные схемы. Правильная форма высотного здания позволяет повысить монолитность объекта, которая является первостепенной задачей при строительстве. Наиболее удачным решением в сейсмическом и аэродинамическом отношении является пирамидальная форма здания. Однако используется она редко из-за сложностей в конструктивном и объемно-планировочном аспектах.

Высота здания, общая пространственная композиция и форма плана взаимосвязаны между собой и определяются следующими факторами:

• градостроительные факторы;
• природно-климатические условия;
• технологические, экономические и эксплуатационные возможности применяемых конструкций.

Наблюдение за последствиями землетрясений показывает зависимость между конфигурацией здания и степенью его повреждений при сейсмических воздействиях. Чем сложнее форма плана, тем больше вероятность нарушения целостности корпуса объекта, повреждения конструкций и связей между ними, особенно в местах изменения очертаний стен.

Рисунок 1. Места повреждений зданий во время землетрясений со сложными планами

Для обеспечения независимой работы каждого из отсеков здания во время землетрясений устраиваются антисейсмические швы. Так же здание разделяется антисейсмическими швами и в том случае, если его смежные участки имеют перепад высот 5 метров и более.

Существует два основных вида очертаний планов высотных зданий: компактные и протяженные. Здания с компактными планами возводятся лишь с опорами вдоль наружных стен и в центре с ядром жесткости. Большинство высотных объектов данной категории имеют в плане форму квадрата. Например, расположенная в Сан-Франциско офисная высотка 650 California Street. Здание было построено в 1964 году, его высота составляет 142 метра (34 этажа).

Рисунок 2. Офисное высотное здание 650 California Street, Сан-Франциско (США)

В качестве еще одного объекта с компактным планом можно упомянуть японский отель Roppongi Hills Mori Tower, построенный в период 2000-2003 гг. Высота этого здания составляет 216 метров при этажности 43.

Рисунок 3. Высотное здание Roppongi Hills Mori Tower, Токио (Япония)

Здания с протяженными планами имеют часто ряд колонн у наружных стен и один или два ряда внутри здания. Прямоугольную форму плана имеет огромное количество небоскребов по всему миру. На Рисунке 4 изображено многофункциональное здание Sunshine 60 в Токио, высотой 240 метров.

Рисунок 4. Многофункциональный небоскреб Sunshine 60, Токио (Япония)

Офисное здание Shiodome City Center, также расположенное в Токио, имеет протяженную форму плана с плавными очертаниями.

Рисунок 5. Небоскреб Shiodome City Center, Токио (Япония)

В отечественной практике также имеются интересные высотные объекты. Например, апарт-отель «Актер Гэлакси» (27 этажей). В плане имеет каплевидную вытянутую форму, с расположенным в центре атриумом.

Рисунок 6. Высотный апарт-отель «Актер-Гэлакси», Сочи (Россия)

Высотные здания являются сложными инженерными объектами, к которым предъявляются повышенные конструктивные требования. Правильно разработанное объемно-планировочное решение играет большую роль для обеспечения сейсмостойкости объекта.

Список литературы:

1. СП 14.13330.2014. Строительство в сейсмических районах. –Введ. 2014-06-01. – М.: Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации. -107 с.
2. СП 267. 1325800.2016. Здания и комплексы высотные. Правила проектирования. –Введ. 2017-07-01. – М.: Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации. -153 с.
3. Уздин, А.М. Основы теории сейсмостойкости и сейсмостойкого строительства зданий и сооружений / А. М. Уздин, Т.А. Сандович, Аль-Насер-Мохомад Самих Амин. – СПб.: Изд-во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1993. – 176 с.
4. Шумейко В.И. Основы проектирования высотных, уникальных зданий и сооружений: учебное пособие / В.И. Шумейко, Е.В. Пименова, Т.В. Полякова. – Ростов н/Д.: Ростовский государственный строительный институт, 2015. -145 с.