В России возобновилось возведение высотных жилых домов, что уже изменило градостроительный рельеф некоторых областных центров. В Москве к 2020 г. планируют построить двести высотных объектов, и уже начали возводить первые из намеченных. Параллельно пришлось обновлять нормативную базу, которой не было для подобного класса сооружений.

Какие же здания считают высотными? Существует общепринятая классификации. Сооружение высотой до 30 м считается зданием повышенной этажности. Здания высотой 50 м, 75 м и до 100 м относятся соответственно к I, II и III категориям этажности. Высотным считают здание свыше 100 м.

Двести высотных зданий в Москве планируется возвести на основании опыта европейских столиц. В отличие от американских небоскребов, как правило, однофункциональных, в Европе строят многофункциональные здания, где есть и магазины, и офисы компаний, и редакции, и кинотеатры, и жилые этажи. Располагают эти здания компактно. Если будет перенят европейский опыт, то в нескольких высотках, расположенных на одной площадке, жильцы высотных домов смогут найти работу, а значит, прекратят ежедневные поездки через весь город к месту занятости, развлечься и приобрести все необходимое в супермаркетах.

Строят эти многофункциональные комплексы по периметру пятиэтажной и девятиэтажной жилой застройки 70-х годов и еще дальше от центра и ближе к МКАД. Исключение составляет «Большой Сити» на Краснопресненской набережной, функциональная нагрузка которого состоит в размещении офисов компаний, отечественных и зарубежных, инвестирующих свои средства в нашу экономику. Вокруг него предполагается создать район «гуманной» жилой застройки, высота этажей не должна превышать 10 этажей, но мы свидетели, что окружение «Сити» уже сегодня вдвое выше.

Конструкции современных высотных зданий должны отвечать одному неукоснительному требованию – здания не должны чрезмерно раскачиваться на ветру. Поэтому идеальной формой здания высотой 100 и более метров является башня с повышенной устойчивостью в обоих направлениях. Достигается устойчивость благодаря развитому поперечному сечению цилиндрического или пирамидального объема. В целях сохранения в целостности стен, лифтовых шахт, лестничных клеток во время горизонтальных перемещений верха здания под действием ветра, найдены «золотые пропорции» таких сооружений - отношение ширины здания к высоте должно быть не меньше 1:8 или 1:10.

Вся конструктивная система высоток представляет собой переплетение горизонтальных и вертикальных несущих конструкций. Несущие горизонтальные конструкции высотных башен-цилиндров – это железобетонный диск. Он воспринимает нагрузку от вертикальных несущих конструкций, перераспределяет ее по своей площади и передает снова вертикальным конструкциям на этаж ниже. Поскольку вертикальные конструкции несут эстафету передачи нагрузок вплоть до фундамента, их видов намного больше, онигораздо сложнее работают и от использования той или иной вертикальной конструкции зависит название всей конструктивной системы.

Применить стержневые каркасные конструкции типа колонн, плоскостные в виде стен, внутренние стержни на всю высоту здания с полым сечением, так называемые стволы жесткости или объемно-пространственные наружные конструкции в виде оболочек замкнутого сечения – это зависит от назначения здания, его высоты, состояния грунтов и видов атмосферных влияний. Несущие элементы любой из этих систем способны воспринять все оказываемые на них воздействия. Как это достигается? Каждый раз индивидуальным конструкторским решением. К примеру, чтобы воспринять воздействия по горизонтали и вертикали при использовании стержневой системы, сопряжение колонн с ригелями во всех узлах конструкции должны быть жесткими во всех направлениях.

Стеновая система применяется при строительстве только жилых домов, в которых конструктивная и планировочная структуры совпадают. Самое высокое здание, построенное по этой системе – 47-этажный жилой дом в Кельне. Стены и перегородки дома выполнены из монолитного железобетона, что делает его чрезвычайно прочным. Каркасная конструктивная система применяет уже более века при строительстве зданий до 60 этажей со стальным каркасом. Здание «Пан-Америка» в Нью-Йорке – энциклопедический пример таких сооружений.

В Москве при сооружении высоток у Красных ворот и на Смоленской площади впервые применили железобетонный каркас, который используют по сей день при строительстве зданий до 35 этажей. В ствольной конструктивной системе несущей конструкцией является ствол жесткости – вертикальный полый сквозной стержень на всю высоту здания. Сечение стен монолитного ствола составляет в нижних этажах от 40 см до 100 см, а в верхних – от 20 см до 30 см. Иногда ствольную систему комбинируют с каркасной – располагают каркас по наружному контуру здания. Как правило, в стволе располагают лифтовые шахты и устраивают округлые холлы. Оболочковая конструктивная система жестче всех рассмотренных, поскольку несущие конструкции расположены по периметру здания. По этой причине ее применяют при строительстве самых высоких сооружений.

Все высотные здания в Москве приходится сооружать в сложной грунтовой обстановке. Для устойчивости под ними строят дорогостоящие плитно-свайные фундаменты, что предотвращает крен здания и перекосы навесных ограждающих конструкций. Для повышения прочности и огнестойкости сооружений применяют высокопрочный бетон. Проектами предусмотрены площадки для эвакуации людей спасательными вертолетами в случае возгорания. Несущие наружные стены небоскребов утепляют несгораемыми материалами, окна остекляют закаленным стеклом. Для предотвращения воздействий техногенного и антропогенного характера конструкции изготавливаются с запасом прочности, неразрывное и непрерывное армирование также повышает стойкость конструкции перед лицом природных воздействий.

Сейчас при рассмотрении стоимости таких сооружений выяснили, что замена стальных несущих конструкций на железобетонные существенно снижают массу здания. Это стало возможным благодаря совершенствованию технологии монолитного бетонирования и разнообразию опалубочных конструкций. Сейчас высотные дома возводятся со скоростью этаж за 4 – 5 дней независимо от материала каркаса. Но в зданиях, где несущие стальные конструкции заменяют на конструкции из железобетона, не нужно проводить дополнительные работы по их облицовке огнезащитными материалами. Огнестойкость обеспечивается самим железобетоном, что тоже снижает затраты.

Сейчас строительная индустрия может обеспечить высотное строительство металлоконструкциями самого разнообразного назначения, бетонами высоких классов, бетоносмесительными станциями, опалубочными системами для сооружения зданий любой сложности и высоты, светопрозрачными конструкциями и конструкциями для сооружения навесных фасадов, а также подъемным оборудованием для их монтажа.

Статья предоставлена ЗАО Стройтехника