Анализ типовых технологических решений по устройству вертикальных элементов жесткости высотных строительных объектов в условиях плотной городской застройки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ типовых технологических решений по устройству вертикальных элементов жесткости высотных строительных объектов в условиях плотной городской застройки

Устинова В.И., студентка

2 курс, факультет «Технология организации строительства»

Тюменский Индустриальный университет

Россия, г. Тюмень

Аннотация

Статья посвящена инженерным проблемам, возникающим при проектировании и реализации технологических решений высотных объектов. В статье представлены оптимальные объемно - планировочные, объемно-пространственные и конструктивные решения. В статье рассмотрены рациональные решения по устройству основного конструктивного элемента и основные типы конструктивных схем высотных строительных объектов, которые получены в ходе обобщения практики высотного строительства.

Ключевые слова: инженерные сложности, оптимальные конструктивные и объемно-планировочные решения, вертикальные элементы жесткости, устойчивость и прочность здания, оболочковая и стволовая системы вертикальных элементов жесткости, инженерные решения.

Annotation

The article is devoted to engineering problems arising in the design and implementation of technological solutions for high-rise objects. The article presents optimal space-planning, space-spatial and constructive solutions. The article considers rational solutions for the device of the main structural element and the main types of structural schemes of high-rise construction objects, which are obtained during the generalization of the practice of high-rise construction.

Key words: engineering difficulties, optimal structural and space-planning solutions, vertical stiffness elements, stability and strength of the building, shell and stem systems of vertical stiffness elements, engineering solutions.

Рост плотности населения в урбанизированных агломерациях приводит к необходимости пересмотра и анализа общих градостроительных принципов, с разработкой соответствующих решений направленных на обеспечение санитарных, эргономических и безопасных условий жизни и пребывания в муниципальной среде.

В условиях динамически развиваемой городской среды неизбежно возникает такое неоднозначное явление как точечная (уплотнённая) застройка. Это явление прямая реакция на рынок недвижимости как жилого, так и нежилого фонда, которая возникает вследствие возникновения запросов на решение таких проблем как становление новых структурно-ориентированных функционалов в историко-территориальном локальном пространстве бизнес- сферы муниципальных образований (бизнес-центры, офисные центры, общественные центры, торговые центры, гостиничные комплексы, культурно-развлекательные центры, выставочно-презентационные павильоны, галереи, студии, прочее), так и точечно-локальное решение жилищного обеспечения путём уплотнения и повышения этажности жилых застроек. Если первое обстоятельство вызвано скорее тенденциями бизнес- климата определённых муниципальных агломераций, что требует решения данного вопроса расширением бизнес-территорий в респектабельных районах с положительным инвестиционным климатом, то второе обстоятельство напрямую связано с ростом населения Российской Федерации и необходимостью обеспечения последнего жилплощадью, во исполнение федеральных программ [3-9].

В настоящее время в жилищном строительстве лидирующую позицию занимает монолитное и монолитно-комбинированное (монолит+кирпич) материально-конструкционное исполнение строительных объектов: за 2010/2020 г стабильное среднее значение 56,3 % от объёма строительства всего жилого фонда, а динамический прирост составил - 8,5 % (2010 - 54 % / 2020 - 58,6 %) [1, 2].

С учётом инженерных сложностей, приведенных на рисунке 1, в частности из-за влияния градиента ветровой нагрузки, в процессе поиска инженерных решений получены оптимальные объемно-планировочные, объемно-пространственные решения, схемы которых (ранжируемые по частоте применения в высотном зодчестве) указаны на рисунке 2 [3 - 13].

Рисунок 1. Инженерные проблемы, возникающие при проектировании и реализации технологических решений высотных объектов [3 - 13]:

конструктивный высотный строительный

Виды конструктивных решений, применяемых для устройства высотных строительных объектов представлены на рисунке 3 [3 ? 13]. При этом наиболее часто применяются монолитные, сборные и сборно-монолитные системы.

Рисунок 2. Оптимальные объемно-планировочные, объемнопространственные решения высотных строительных объектов [3 - 13]: а) - б) - компактные планы; в) - д) - протяжные планы

Рисунок 3. Конструктивные решения при устройстве высотных строительных объектов [3 - 13]:

а - бескаркасная с параллельными несущими стенами; б - ствольная с несущими стенами; в - коробчатая; г - с консольными перекрытиями в уровне каждого этажа; д - каркасная с безбалочными плитами перекрытия; е - с консолями высотой на этаж в уровне каждого второго этажа; ж - с подвешенными этажами; з - с фермами высотой на этаж, расположенными в шахматном порядке; и - рамно-каркасная; к - каркасно-ствольная; л - каркасная с решетчатыми диафрагмами жесткости; м - каркасная с решетчатыми горизонтальными поясами и решетчатым стволом; н - коробчатоствольная (труба в трубе); р - многосекционная коробчатая

Исходя из опыта строительства существуют практические рекомендации по применению той или иной конструктивной схемы, которые выражаются в характерном графике, представленном на рисунке 4 [3 - 13].

Рисунок 4. Рекомендации относительно применения конструктивных решений при устройстве высотных строительных объектов [3 - 13]:

а) классическая рамная система; б) связевая или рамно-связевая с диафрагмами жесткости или внутренним стволом; в) то же, с ростверками; г) рамная система с внешней пространственной рамой; д) секционно-рамная система; е) связевая система с внешним стволом в виде пространственной фермы.

Согласно анализу представленных конструктивных решений, приходим к выводу, что основным конструктивным элементом для высотных строительных объектов является элемент вертикальной жесткости, который определяет устойчивость и прочностные свойства возведённого высотного здания, вследствие чего рассмотрим рациональные решения по устройству данного базового элемента, которые получены в ходе обобщения практики высотного строительства.

Эффективные в плане решения по устройству вертикальных элементов жесткости высотных строительных объектов представлены на рисунке 5 [3 - 13].

Рисунок 5. Оптимальные в плане решения по устройству вертикальных элементов жесткости высотных строительных объектов [3 - 13]:

Пример реализации одного из решений представлен на рисунке 6.

Рисунок 6. Пример решения вертикального элемента жесткости конструктивной схемы высотного строительного объекта («Пирелли» Милан, 32 этажа): ядра жесткости, плоских диафрагм жесткости, пилонов.

Рисунок 7. Оболочковая система вертикальных элементов жесткости конструктивной системы высотных строительных объектов [3 - 13]:

Рисунок 8. Схема устройства оболочковых элементов жесткости [313]:

а - с прямоугольными элементами жесткости; б - раскосной с ригелями; в - то же без ригелей; г - то же, с ригелями и стойками; д, е - примеры сборномонолитных оболочек

Рисунок 9. Стволовая система вертикальных элементов жесткости конструктивной системы высотных строительных объектов [3 - 13]:

а - каркасно-стволовая; б - ствольно-стеновая; в - каркасно-ствольная с консольными этажами; г - ствольная с консольными конструкциями перекрытий каждого этажа; д, е -ствольная с консольным поясом в нижнем уровне; ж - с консольными поясами в двух уровнях; и - с трапециевидной консолью на высоту здания; к - с подвеской перекрытий к консольному оголовку в верхнем уровне; л - то же, к оголовку и промежуточному поясу; м - то же, к вершине ствола на оттяжках и подвесках; н - с предварительно напряженными подвесками, работающими совместно со стволом на горизонтальные воздействия; с - комбинированная система с консольными поясами и подвесками.

В завершение, стоит обозначить научную новизну дальнейших исследований. В виду роста количества строящихся высотных зданий, в Тюменском регионе назревает необходимость помимо конструктивных рациональных решений, уже сегодня, искать подходы к формированию аналитических моделей эффективных технологических решений таких зданий. В современном градостроительстве возникает множество проблем по устройству, последующему ремонту и эффективной эксплуатации вертикальных железобетонных конструкций многоэтажных жилых, высотных административных зданий в условиях плотной городской застройки. Имеется уверенность, что в долгосрочной перспективе результаты проводимых нами исследований положительно отразятся на отраслевых экономических показателях региона, и на экономике Российской Федерации в целом.

Использованные источники:

1 Строительство в России. 2020 [Текст]: Стат. сб. / Росстат. - M., C863 2020. - 113 с.

2 Россия в цифрах. 2020 [Текст]: Крат.стат.сб. / Росстат - M., Р76 2020 - 550 с.

3 Руденко, А.А., Инновационные технологии возведения высотных зданий [Текст]: Учебно-методическое пособие / А.А. Руденко, Е.А. Ушакова.

- Тольятти: Тольяттинский государственный университет (ТГУ), 2020. - 106 с.

4 Войтович, С.А. Организация, планирование и управление в строительстве. Возведение высотных зданий. ПОС и ППР [Текст]: Методические указания. Примеры расчетов и чертежей / С.А. Войтович. - Омск: СибАДИ, 2018. - 85 с.

5 Абрамян, С.Г. Комплексная разработка технологии возведения монолитных конструкций высотных и уникальных зданий [Текст]: Учебное пособие / С.Г. Абрамян, О.В. Бурлаченко. - Волгоград: Волгоградский государственный технический университет, 2018. - 148 с.

6 Теличенко, В.И. Технология возведения высотных, большепролетных, специальных зданий [Текст]: Учебник для вузов / В.И. Теличенко. - М.: АСВ, 2016. -- 744 с.

7 Коклюгина, Л.А. Технология и организация строительства высотных многофункциональных зданий [Текст]: Учебно-методическое пособие / Л.А. Коклюгина, А.В. Коклюгин. - Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2016. - 116 с.

8 Леденев, В.В. Высотные здания [Текст]: Пособие для студентов магистратуры, обучающихся по направлению «Строительство» / В.В. Леденев. - Тамбов: ТГТУ, 2014. - 276 с.

9 Мустакимов, В.Р. Проектирование высотных зданий [Текст]: Учебное пособие / В.Р. Мустакимов, С.Н. Якупов. - Казань: Казанский государственный архитектурно-строительный университет (КГАСУ), 2014. - 243 с.

10 Жидков, Р.Ю. Принципы проведения инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства высотных зданий на урбанизированных территориях (на примере г. Москвы) [Текст]: Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук / Специальность 25.00.08 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение / Р.Ю. Жидков. - Москва, Российский государственный геологоразведочный университет имени С. Орджоникидзе, 2012. - 203 с.

11 РАСЭ. Том 13. Строительство высотных зданий и сооружений [Текст]: РАСЭ (Российская архитектурно-строительная энциклопедия (РА СЭ)) / Коллектив авторов. - Т. XIII. - М., 2010. - 543 с.

12 Генералов, В.П. Особенности проектирования высотных зданий сооружений [Текст]: Учеб. пособие / В.П. Генералов. - Самарск. гос. арх. - строит, ун-т. - Самара, 2009. - 296 с, ил.

Размещено на Allbest.ru