10663

Наряду с лаконичным соседством торговых и офисных помещений существуют высотные здания, включающие в себя всевозможные функции. Самым известным является Бурдж-Халифа (рис. 3.6) который также называют городом в городе. Жилые апартаменты, офисы, отели, рестораны, обсерватория, смотровая площадка, фитнес залы и бассейны - все это поместилось внутри самого высокого небоскреба в мире.

Еще одной удачной связкой функций являются жилые высотные здания с полным комплексом обслуживания для проживающих. Например, «Триумф Палас» (рис. 3.16). В подземной части здания находится 5-ти этажный паркинг. Во внутреннем дворе большой парк, а в самом доме - аквапарк, спортивный зал, бассейны, кинозал, ресторан, детский клуб и даже медицинский центр. В небоскребе есть все необходимое, и при желании можно долгое время не покидать территорию дома.

Многофункциональные высотные здания активно развиваются. Проектировщики придумывают новые, наиболее удачные сочетания функций в одном небоскребе.

4. Переход от строительства отдельных зданий к строительству высотных комплексов и высотной застройки кварталов и районов.

Начало этой тенденции было положено еще в 1930-е годы в Нью- Йорке при строительстве Рокфеллерского центра (рис. 3.17). Комплекс включает в себя 14 высотных зданий и образует отдельное пространство единого стиля на Манхэттене.

В 1970 году Лондонский Сити (рис. 3.18) становится деловым центром, что приводит к строительству большого количества небоскребов. На сегодня в одном месте сконцентрированы 13 зданий высотой более

100 м.

На территории России застройка высотными зданиями преимущественно точечная, за исключением комплекса Москва-Сити (рис. 3.19). В 1993 году началась застройка участка Московского международного делового центра, когда стало очевидно, что историческая часть столицы не справляется с нагрузкой административно- делового и культурного центра. Москва-Сити дает городу возможность получить большое количество офисных площадей высокого класса. На данный момент на территории расположились 19 небоскребов и ведется

131

строительство еще двух. В столичном деловом центре есть все для бизнеса, досуга и проживания.

Квартальная застройка небоскребами в России и в мире несомненно будет развиваться. Большие надежды подает строящийся с 2006 года Екатеринбург-Сити (рис. 3.20). Основной особенностью делового квартала, аналогичного московскому, будет его местоположение. Так Екатеринбург-Сити является самым северным высотным кварталом.

Первые принципы функционального деления предложил ещё Луис Генри Салливан в конце XIX века. В последующем они модернизировались и пришли к такому виду:

• на первом этаже размещаются входы в здание, торговые помещения, места приема пищи, развлекательные комнаты, кинотеатры, бассейны, спортивные залы;

132

•в этажах, расположенных ниже уровня земли, размещаются парковки, помещения технического обслуживания здания, помещения инженерного оборудования;

•на верхних типовых этажах размещают офисы, жилые апартаменты;

•на самом верхнем этаже могут располагаться рестораны, пентхаусы, смотровая площадка, радиостудия, обсерватория;

•непосредственно на крыше может быть смотровая площадка, бассейн, площадка для вертолетов.

В конце XIX века в Чикаго активно начинает развиваться высотное строительство. Это стало возможно благодаря распространению стального проката, который используется для стального каркаса. Таким образом, было построено немало высотных зданий. По мере развития высотного строительства стало понятно, что стальной каркас теряет эффективность при высоте более 300 м, а также требует больших затрат на огнезащиту строительных конструкций.

133

В середине XX века для повышения устойчивости стальной каркас стали комбинировать с железобетонным ядром жесткости. Сегодня идея железобетонного ядра жесткости, возводимого, как правило, при помощи самоподъемной опалубки, лежит в основе почти всех современных небоскребов. Железобетонные конструкции применяются в перекрытиях стен лифтовых шахт, в наружных и внутренних стенах, фундаментах.

Одним из самых современных небоскребов в России по конструктивному решению является Лахта центр (рис. 3.11). На его примере хорошо видно совмещение железобетонных и стальных технологий.

Основным несущим элементом башни является центральное железобетонное ядро (рис. 3.21). Оно воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки, а также кручение, вызываемое формой здания, и передает их на фундамент.

134

Рисунок 3.23 – Фрагмент сталежелезобетонного перекрытия

Сталежелезобетонные колонны (рис. 3.22), расположенные по периметру башни, участвуют в восприятии вертикальных и горизонтальных нагрузок за счет соединения с центральным ядром. Они состоят из стальных сердечников крестового сечения, выполненных из двух двутавров и обетонировки высокопрочным бетоном. Перекрытия башни (рис. 3.23) выполнены сталежелезобетонными по несъемной опалубке из профилированного листа с опиранием на металлические балки.

В современных небоскребах железобетонные конструкции стали неотъемлемой частью конструктивного решения здания, а в самых прогрессивных высотных зданиях применяется сталежелезобетон, берущий лучшее от обоих материалов.

7. Применение наиболее рациональной плитно-свайной конструкция фундамента и ее модернизация.

Комбинированный свайно-плитный фундамент — это современный фундамент, в основе которого лежат плита и связанные с ней железобетонные сваи. Сваи под небоскребы в большинстве случаев являются буронабивными, то есть изготавливаются путем бурения скважин нужного диаметра и глубины и последующего их заполнения элементами арматуры и бетонным раствором.

Выбор типа фундамента напрямую зависит от грунтов, залегающих на строительной площадке. Иногда сваи пронизывают слои мягкого грунта

135

идостигают на определенной глубине твердой скальной породы, давая твердую опору фундаменту. Но, например, в Аравии даже на глубине 50 м породы мягкие, с низкой степенью цементации. Сваи, подпирающие плиту фундамента, являются «висячими», то есть нагрузка от здания передается верхним слоям грунта через плиту и нижним — в основном через трение поверхностей сваи и грунта.

Впоследнее время для строительства очень высоких зданий набирает популярность коробчатый фундамент. Так, при строительстве Лахта центра (рис. 3.11) были рассчитаны оба типа фундамента. Первоначальные расчеты фундаментной плиты (без образования коробчатого фундамента) показали, что с точки зрения равномерности осадок недостаточно традиционной фундаментной плиты толщиной даже 7-8 метров. Осадка под ядром составляла порядка 180 мм, тогда как на периферии величина осадки была около 60 мм. Первым шагом в решении возникшей проблемы было распределение нагрузок с зоны ядра на периферию за счет диафрагм жесткости. Вторым логичным шагом стало появление верхней плиты, объединяющей всю систему в единый коробчатый фундамент, обеспечившей более экономичное решение. Расчеты показали, что такой фундамент обладает высокой жесткостью (разность осадок между зоной ядра и периферией не превышает 25-30 мм)

иуспешно справляется с задачей снятия и равномерного распределения нагрузки с ядра на равносторонний пятиугольник подземной части здания.

Фундаменты современных небоскребов не менее технологичны, чем надземные конструкции. Для зданий небольшой высоты наиболее рациональна плитно-свайная конструкция фундамента, но для сверхвысоких небоскребов более эффективен коробчатый фундамент.

8. При гибкости здания (отношение высоты к меньшему размеру в плане) более 8 применяются специальные мероприятия для повышения жесткости здания.

Если в пропорции высота небоскреба / поперечное сечение ядра значение больше 8, в конструкцию вводятся аутригеры. Это - плоские или пространственные конструкции - раскосные или безраскосные фермы, придающие конструкции горизонтальную жесткость и препятствующие прогрессирующему обрушению.

136

Например, в комплексе «Федерация» в ММДЦ «Москва-Сити» на 120-ти метровой высоте более высокого небоскреба «Восток» (рис. 3.24) смонтирована аутригерная рама – своеобразное кольцо жесткости. Всего в небоскребе четыре аутригерных этажа. Это прослеживается на схеме функционального зонирования башни (рис. 3.27), в зоне расположения аутригерных этажей находятся технические этажи.

Рисунок 3.27 – Комплекс «Федерация». Схема расположения аутригерных этажей

В сеульском 555-метровом гиганте Lotte World Tower (рис. 3.25) два аутригерных уровня (рис. 3.28). Они соединяют ядро с восьмью периметральными суперколоннами. Эти колонны противостоят опрокидывающему моменту, принимают на себя ветровые и сейсмические нагрузки, которые распределяются на стальные аутригерные фермы.

137

Рисунок 3.28– Lotte World Tower Схема расположения аутригерных этажей

В петербургском Лахта Центре (рис. 3.11) четыре аутригерных уровня. Через каждые 16 этажей от центрального ядра горизонтально располагаются распорные элементы – десять мощных консолей, которые передают нагрузку на внешние колонны (рис. 3.21, 3.29). Система постоянно балансирует между растяжением и сжатием.

138

Рисунок 3.29– Лахта Центр. Схема конструкций аутригерного этажа

В некоторых сверхвысоких небоскребах дополнительно применяются демпфирующие устройства. Например, в 432 Парк- авеню (рис. 3.26), Нью-Йорк, для снижения воздействий ветровых нагрузок архитекторами и инженерами было принято решение - здание по высоте было разделено на шесть секций, отделенных друг от друга техническими этажами (высотой в два этажа каждый), которые не имеют остекления. На последних трех этажах был размещен инерционный демпфер весом 1300 тонн.

139

Из всего вышесказанного следует, что мировых тенденций немало и каждая развивает высотное строительство в своем направлении. При всём этом наблюдается рост этажности зданий и применяются всё более смелые дизайнерские решения, которые поражают своей формой и фактурой. С каждым новым объектом высотного строительства архитекторы и инженеры продвигаются к приоритетной цели объединить комфорт, безопасность и эстетику с рациональными технологическими и конструктивными решениями.

140