Высотные здания, их конструктивные решения. Архитектура Бурдж-Халифа, г. Дубаи

Реферат

Высотные здания во всем мире относят к объектам самого высокого уровня ответственности и класса надежности. Удельная стоимость их строительства значительно выше обычных зданий. Это обусловлено не только технологическими, конструктивными и другими факторами, но в значительной степени и мерами комплексной безопасности, принимаемыми на всех стадиях – проектирования, строительства и эксплуатации. Возникновение и развитие аварийных ситуаций в высотных зданиях может иметь очень тяжелые последствия не только материального, экономического, экологического, но и социального характера.

Общие сведения о высотных зданиях.

Небоскрёб — это свободно стоящее сооружение, предназначенное для жизни и работы людей. Небоскрёб в переводе с английского языка очень высокое здание. В русском языке также используется термин «высотное здание» или просто «высотка».

Высотные здания могут иметь разное назначение: быть гостиницами, офисами, жилыми домами, учебными зданиями. Чаще всего высотные здания выполнены многофункциональными: помимо помещений основного назначения в них размещаются автостоянки, магазины, офисы, кинотеатры и т. д.

Минимальная высота здания-небоскрёба является спорной. Высотными зданиями в России со времён СССР считают здания высотой более 75 м или более 25 этажей. В других странах под термином «высотное здание» обычно понимают здание высотой от 35 до 100 м, здания выше 100 м (в США и Европе — выше 150 м) считаются небоскрёбами. Существенным фактором, негативно влияющим на развитие высотного строительства в России, является отсутствие современной нормативной базы, препятствующее успешному развитию этого вида строительства.

Категорирование высотных зданий и составление их рейтингов имеет некоторую неоднозначност ь, ввиду разнообразия способов измерения. В настоящее время общепринятыми критериями являются разработанные «Советом по высотным зданиям и городской среде».

Совет предлагает три критерия измерения высоты здания (во всех случаях измерения производятся от наиболее низкого значимого входа в здание):

  • конструктивная высота здания — высота от уровня тротуара до наивысшей точки конструктивных элементов здания (включая шпили и исключая телевизионные и радиоантенны и флагштоки).

  • до наивысшего доступного этажа — высота здания до уровня пола наиболее высокого доступного этажа корпуса.
  • до кончика антенны/шпиля — высота здания до самой высокой точки антенны, шпиля и т. п.

Первый критерий является основным. Именно он используется при составлении рейтинга самых высоких зданий. (Приложение 8)

37 стр., 18335 слов

Строительство высотного жилого дома

... 1.4 Конструктивные решени Несущими конструкциями здания являются наружные и внутренние стены. Пространственная жесткость и устойчивость здания обеспечивается совместной работой наружных и с горизонтальными дисками ... 1м2 фундаментных стеновых блоков: для ФБС24.4.6(ГОСТ13579-78), qфбс=13(кН) 1м25,4(кН). Вес 1м2 стены высотой h=1,8(м); Gст. =5,4 3= 16,2(кН) Полная нагрузка на фундамент: Gф. = ...

До XIX века здания высотой более шести этажей строились редко. Это было связано с неудобством поднятия по лестницам на большую высоту. Кроме того, всасывающие водяные насосы, применявшиеся в то время, позволяют поднимать воду не более чем на 10 м. Развитие технологий стали, железобетона и водных напорных насосов, а также изобретение лифтов позволили в десятки раз увеличить высоту зданий, что особенно востребовано в мегаполисах, где велика стоимость площади застройки.

На 13 ноября 2012 года в мире насчитывается 2706 небоскрёбов (высотой более 150 м), из них 67 — сверхвысоких и 748 выше 200 м; ведётся строительство более 740, в том числе 98 — сверхвысоких. Строительство ещё 169 небоскрёбов (из них 38 — сверхвысокие) пока приостановлено. Больше всего небоскрёбов (высотой более 150 м) в Китае (вместе с Гонконгом и Макао) — 893, в США — 668, в Японии — 178 и в Объединённых Арабских Эмиратах — 155, в Южной Корее — 141, в Австралии — 74, в Сингапуре — 68. В России построено 24 небоскрёба, ещё 19 строится.

Выбор конструктивного решения многоэтажного здания должен основываться на тесной связи с объемно-планировочным решением и одновременно удовлетворять требованиям надежности и долговечности, индустриальным методам полносборного домостроения, рационального использования конструкционных материалов, технологичности монтажа. Значимость правильного выбора конструктивного решения с ростом этажности здания возрастает.

Конструктивная система, состоящая из несущих элементов, призвана обеспечить прочность здания в процессе строительства и эксплуатации, а также ее устойчивость и жесткость при действии разнообразных нагрузок и воздействий.

К основным несущим элементам каркаса относятся: стержни (колонны, балки), воспринимающие осевые и изгибающие усилия; плиты или диски, воспринимающие осевые и изгибающие усилия (стены, сплошные или с проемами) или нагрузки, действующие из их плоскости (плиты перекрытий); пространственные, повышающие общую жесткость здания, объединяющие конструкции здания в единое целое (наружные оболочки, ядра жесткости).

Комбинации этих основных элементов образуют каркас здания. Естественно, из них можно составить неограниченное количество конструктивных схем. Высотные здания и их отдельные конструктивные элементы в процессе возведения и эксплуатации подвергаются действию нагрузок и испытывают усилия, намного превосходящие эффект от внешних воздействий, характерных для обычных объектов строительства. Так, ветровые нагрузки заметно возрастают с удалением от поверхности земли и характеризуются не только существенной статической, но и динамической составляющей. Для большинства высоток горизонтальные (главным образом ветровые) нагрузки превалируют над вертикальными.

Кроме того, в связи с высокими темпами производства строительно-монтажных работ на несущие конструкции, выполненные из монолитного бетона (подавляющее большинство высоток возводят с применением монолитного бетона и железобетона), в раннем возрасте передаются достаточно большие усилия, что требует принятия соответствующих решений. В несущих системах высотных зданий возникает опасность накапливания еще в процессе строительства неравномерных вертикальных перемещений, которые в сочетании с деформациями от эксплуатационных нагрузок могут приводить к достижению бетоном и сталью, в том числе арматурной, предельных состояний в отдельных сечениях элементов.

9 стр., 4104 слов

Срок службы зданий

... конструкций зданий и его систем неодинакова. При определении нормативных сроков службы здании принимают безотказный срок службы основных несущих элементов, фундаментов и стен. Сроки службы отдельных элементов здания могут быть в 2 - 3 раза меньше нормативного срока службы здания. В ...

Конструктивные решения при строительстве высотных зданий.

В современном высотном строительстве применяют различные конструктивные системы и схемы с разнообразными вариантами компоновок. Вместе с тем все конструктивные системы высоток можно разделить на три категории: каркасные, стеновые и смешанные (каркасно-стеновые).

Среди стеновых систем следует выделить схемы с перекрестными стенами и коробчатые (оболочковые).

Стеновая система состоит из плоских вертикальных элементов, которые догружены собственным весом, благодаря этому хорошо сопротивляются горизонтальным нагрузкам. Бескаркасные здания нашли широкое применение, прежде всего, в жилищном строительстве, а также в гостиницах, общежитиях и т. д. Однако бескаркасные здания строятся, как правило, небольшой высоты, до 50 м, редко — до 75 м. Бескаркасная схема несущих конструкций требует развитой базы индустрии сборного железобетона.

Рис.1. С перекрестными стенами Рис.2. Коробчатая (оболочковая)

В свою очередь каркасные системы подразделяются на рамно-каркасные, каркасные с диафрагмами жесткости.

Каркасная система несущих конструкций позволяет изменять планировку здания по его высоте, из-за отсутствия перекрестной системы несущих стен менять планировку здания в случаях изменения технологии производить замену санитарно-технических и других коммуникаций при проведении ремонта в гражданских зданиях.

Рамно-каркасная. Жесткость здания обеспечивается рамами с жесткими узлами сопряжения колонн и ригелей, что позволяет создать вертикальные и горизонтальные диски жесткости.

Рис.3. Рамно-каркасная схема

Рис.4. Каркасная система с диафрагмами жесткости

Смешанные системы сочетают в себе отдельные признаки двух других систем, к ним относят каркасно-ствольные и коробчато-ствольные.

Каркасно-ствольная. Жесткая рама воспринимает горизонтальные нагрузки при работе ее элементов преимущественно на изгиб. Такая схема деформирования может привести к значительным горизонтальным перемещениям или нецелесообразному повышению материалоемкости узлов сопряжения элементов здания. Введение ствола или ядра жесткости позволяет существенно увеличить жесткость здания. Одновременно в стволах можно располагать системы инженерного оборудования здания, включая транспорт.

Рис.5. Каркасно-ствольная система

Коробчато-ствольная. При высоте здания более 50 этажей эффективными по расходу материалов становятся конструктивные схемы, основывающиеся на принципе переноса несущих вертикальных элементов на наружную поверхность здания. Это приводит к значительному повышению общей жесткости здания. По этому принципу были запроектированы советскими специалистами высотные дома в Москве, построенные в 50-е годы.

4 стр., 1590 слов

Виды гражданских зданий и их элементы

... здании, является несущий остов здания, состоящий из вертикальных несущих элементов (стен, столбов, стоек, колонн и др.), поддерживающих горизонтальные несущие элементы ... с пролетами больших размеров. Гражданские здания по этажности делятся ... зданиях повышенной этажности и в высотных зданиях иногда устраивают промежуточные технические этажи для размещения инженерного оборудования (отопительных систем, ...