Особенности возведения высотных зданий

Высотные здания, особенно здания значительной высоты — 250 м и более, имеют свою специфику, существенно отличающую их от обычных зданий. К особенностям высотных зданий относятся:

• · превалирующее значение горизонтальных (в первую очередь, ветровых) нагрузок над вертикальными;
• · очень высокая нагрузка на несущие конструкции, в том числе на основания и фундаменты;
• · повышенная значимость воздействия ряда природных факторов (сейсмика, солнечная радиация, аэродинамика) и техногенных (вибрации, шумы, аварии, пожары, диверсионные акты, локальные разрушения) на безопасность эксплуатации;
• · проблемы обеспечения совместной работы в несущих конструкциях таких материалов, как сталь и бетон, а также неодинаково нагруженных элементов конструкций, например, колонн и стен.

Эти особенности необходимо учитывать при выборе материалов, конструктивной схемы высотного здания и проектировании несущих конструкций, фундаментов.

Материалы

Выбор материла для несущих конструкций каркаса, на долю которых приходится треть всех затрат, является одной из важнейших задач.

Несущие конструкции высотных зданий в начальный период развития этого вида строительства преимущественно выполняли из стали. В последние годы эти конструкции все чаще предпочитают выполнять из железобетона, поскольку этот материал обладает большей огнестойкостью, дешевле, а его прочностные характеристики приближаются к прочности стали. Созданы и применяются бетоны классов В80 и В100, хотя в широкой строительной практике применяют более низкие классы высокопрочных бетонов В60 и В70, так как с ростом прочности бетона возрастает его стоимость, повышается хрупкость и снижается огнестойкость. Поэтому для высоконагруженных несущих конструкций (колонн, стоек, ригелей) применяют железобетонные конструкции с жесткой арматурой в виде прокатных профилей, а также комбинированные сталебетонные конструкции. Толщину несущих железобетонных стен по условиям надежного проформования применяют 250 мм и более.

Самое высокое строящееся здание в мире — башня Burj Dubai (Дубай) выполняется из монолитного железобетона. Монолитный каркас комплекса «Федерация» в Москве, например, возведен из бетона класса В60 и В80-В90.

С конструктивной точки зрения целесообразно использовать класс бетона в соответствии с действующими нагрузками по высоте здания. Примером рационального подбора классов бетона может служить каркас «Jin Mao Building w Szanghaju» (Шанхай) Мегаколонны на нижних этажах сооружения имели сечение 1,5×5,0 м, с переходом на более высокие этажи — 1,0×3,5 м. При этом класс бетона варьировался от С80 до С40.

Требования к бетону как конструкционному строительному материалу для высотных зданий становятся особенно жесткими. И без современных технологий модификации монолитного бетона, обеспечивающих необходимую морозо-, огне-, ударостойкость и долговечность при агрессивных воздействиях, в высотном строительстве не обойтись.