Каркас высотного здания

2. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что Многоэтажные несущие модули включают в себя от 8 до 12 И более этажей, выполненных в каркасных конструкциях, причем в нижнем И верхнем этажах модуля в створах продольных рядов колонн выполнены монолитные стены, имеющие необходимые проемы и отверстия.3. Каркас по п. 1 или 2, отличающийся тем, что шаг между колоннами несущих модулей в продольном направлении не превышает высоту этажа, причем колонны в продольнь 1 х рядах объединены выступающими ниже монолитных перекрытий балками, ширина которых соответствует ширине колонн.4. Каркас по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что нижний этаж несущего модуля армирован жесткой арматурой, изготовленной в виде продольных ферм, для передачи технологических нагрузок от опалубки и монолитного бетона нижнего этажа модуля на поперечные диафрагмы жесткости, причем количество упомянутых ферм соответствует числу продольных рядов колонн.5. Каркас по п. 3, отличающийся тем, что продольные ряды колонн совместно с вь 1 ступающими ниже монолитных перекрытий балками образуют в пределах несущего модуля многоэтажную решетчатую пролетную конструкцию.6. Каркас по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что при армировании колонн учтено восприятие ими как сжимающих, так и растягивающих усилий для предотвращения аварийного разрыва любой из колонн по высоте модуля.7. Каркас по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в поперечные диафрагмы жесткости включены продольные участки, которые размещаются в створах как средних,так и крайних продольных рядов колонн, причем длина участков принимается равной шагу упомянутых колонн.8. Каркас по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что поперечные диафрагмы жесткости выполнены с утолщением от Центральной их части к внешним краям, а ширина диафрагм может быть переменной по высоте здания и выступать за его габариты.9. Каркас по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что Центральный лестничнолифтовой узел размещен между средними диафрагмами жесткости.10. Каркас по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что подземные этажи здания выступают за надземные габариты здания.11. Каркас по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что в любом месте фасадов здания может быть устроен консольный участок в виде балкона, лоджии, эркера и других объемных элементов фасада.2. Дыховичный Ю.А. Конструирование и расчет жилых и общественных зданий повышенной этажности. - М. Издательство литературы по строительству, 1970, рис. 9.1.6.Заявляемая полезная модель относится к области строительства жилых и общественных высотных зданий и может быть использована при возведении зданий преимущественно высотой 80-120 метров.Известен опыт проектирования и строительства подобных зданий в г. Москве 1 и других крупных городах мира. Он выявил существенные недостатки в части обеспечения необходимой надежности высотного строительства, что требует поиска новых технологических решений. Учитывая значительную разницу в нагрузках на несущие элементы зданий, например на колонны каркаса, в нижних этажах высотных зданий требуется сечение колонн больших размеров. Все это усложняет технологию возведения зданий, т.к. требует изменения применяемой опалубки. Основное требование к строительству высотных зда 2ний - устойчивость К прогрессирующим обрушениям, вызываемым локальными повреждениями отдельных конструкций в результате незамеченных дефектов конструкций, аварий инженерных систем здания, пожаров, взрывов и т.п. Одним из существенных недостатков высотных каркасных зданий является противоречие между необходимостью установить расчетное количество диафрагм жесткости и объемно-планировочным решением здания. Кроме того, размещая диафрагмы жесткости только в габаритах здания, вводятся ограничения по их высоте, т.к. бывает недостаточной жесткость этих диафрагм. Кроме жесткости диафрагм существенным фактором является их пригрузка прилегающими конструкциями, которая обусловлена для высотных зданий необходимостью учета горизонтальной (ветровой) нагрузки.Краевые усилия в диафрагмах жестокости определяются по известной формулебкр ЕЫ/А 1 МНУ, (1) где ЕМ - суммарная вертикальная нагрузка на диафрагму жесткостиМ - изгибающий момент от действия ветра77 - момент сопротивления диафрагмы жесткостиили - зависит от направления действия ветра.Из формулы (1) видно, что при небольших значениях Ы/А происходит отрыв диафрагмы от фундамента, т.к. имеет отрицательное значение.Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструктивная схема вь 1 сотного здания, содержащая диски перекрытий, вертикальными несущими конструкциями в которой служат колонны и диафрагмы жесткости, выполненные из монолитного железобетона. В данной схеме реализован охарактеризованный выше и представленный в 2 традиционный подход к устройству несущих конструкций, из которого видно увеличение сечений колонн к нижней части здания. Повреждение любого нижнего элемента может привести к прогрессирующему обрушению всего здания. При таких традиционных конструктивных решениях пригрузка диафрагм жесткости осуществляется только половинной нагрузкой прилегающих к диафрагмам пролетов каркаса, что снижает возможности увеличения высоты здания.Таким образом, разработка предлагаемой конструкции каркаса высотных зданий направлена на повышение надежности его конструктивных элементов и повышение устойчивости к прогрессирующему обрушению здания при локальных повреждениях несущих конструкций. Компоновка здания должна предоставлять возможность принимать необходимые габариты диафрагмам жесткости, которые должны быть максимально загруженными вертикальными нагрузками здания. Возведение зданий должно быть технологичным, с использованием ограниченного комплекта опалубки.Поставленные задачи решаются тем, что у предложенного каркаса высотного здания,включающего в себя колонны, диски перекрытий и диафрагмы жесткости, выполненные из монолитного железобетона, в отличие от других диафрагмы жесткости расположены у торцов здания и в его середине для передачи вертикальных и горизонтальных нагрузок на фундамент здания, а на упомянутые диафрагмы жесткости опираются многоэтажные несущие модули, разделенные по высоте здания этажами без колонн.Таким образом, вертикальными несущими конструкциями, передающими вертикальные и горизонтальные нагрузки на фундамент здания, являются только диафрагмы жесткости, установленные у торцов здания и в его середине. На диафрагмы жесткости опираются, загружая их, многоэтажные несущие модули, которые разделены между собой этажами, в которых отсутствуют колонны, т.е. вертикальные несущие элементы. Это позволяет не передавать нагрузку от вышерасположенных модулей на нижележащие, что приводит к повышению надежности конструктивных элементов здания и повышению устойчивости к прогрессирующему обрушению здания при локальных повреждениях несу щих конструкций.Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами.На фиг. 1 изображена Компоновочная схема высотного здания.На фиг. 2 изображен план типового этажа несущего модуля по А-А фиг. 1.На фиг. 3 Изображен план нижнего И верхнего этажей несущего модуля по Б-Б фиг. 1.На фиг. 4 изображен план разделительного этажа между несущими модулями по В-В фиг. 1.На фиг. 5 изображен Поперечный разрез модуля по Г-Г фиг. 1.На фиг. 6 изображен один из вариантов продольного фасада здания.На фиг. 7 изображен один из вариантов торцевого фасада здания.Каркас здания состоит из несущих модулей 1 и разделительных этажей 2. Несущие модули включают в себя 8-12 и более этажей, выполненных в Каркасных конструкциях из монолитного железобетона. В верхних и нижних этажах модулей 1 в створах продольных рядов колонн 5 выполнены монолитные стены 6, образующие продольные балки-стенки,опирающиеся на поперечные диафрагмы жесткости 3. В этих стенах предусмотрены необходимые по планировочным рещениям проемы и отверстия. Шаг колонн 5 в продольном направлении принят не более высоты этажа, а колонны 5 продольных рядов объединены выступающими ниже монолитных перекрытий 7 балками 8, щирина которых соответствует щирине колонн 5.Таким образом, каждый продольный ряд колонн 5 совместно с выступающими балками 8 представляет многоэтажную рещетчатую пролетную конструкцию, передающую нагрузки на поперечные диафрагмы жесткости 3. В сочетании с нижним и верхним этажами,в которых каждый продольный ряд колонн 5 объединен монолитными стенами 6, несущий модуль представляет собой пространственную пролетную конструкцию, передающую все нагрузки только на диафрагмы жесткости 3, надежно загружая их и повыщая их устойчивость при восприятии ветровой нагрузки.Сечения и армирование колонн 5 для всех модулей по высоте приняты одинаковыми,что упрощает технологию возведения здания. Колонны каркаса 5 в пределах каждого модуля при их аварийном разрыве могут работать по двум схемам на сжатие с опиранием на нижний этаж модуля или на растяжение, подвещиваясь к верхнему этажу модуля.Таким образом, выход из строя любой колонны 5 не может привести к прогрессирующему обрушению ни модуля 1, ни здания в целом.Исключение передачи нагрузок от выщележащих модулей на нижележащие необходимо не только в период эксплуатации, но и в период его возведения. Для этого в армировании нижних этажей модулей применена жесткая арматура в виде продольных ферм по числу продольных рядов колонн в модуле. Эти фермы воспринимают нагрузку от подвесной опалубки и монолитного бетона и передают их только на поперечные диафрагмы жесткости.В поперечных диафрагмах жесткости 1 выполнены продольные участки 4, размещенные в створах как средних, так и крайних продольных рядов колонн длиной на один щаг этих колонн. Это выполнено для увеличения жесткости опоры каждого модуля 1 и диафрагм 3 в продольном направлении.Для увеличения жесткости диафрагм 3 предусмотрено их утолщение от центральной их части к внещним краям и щирина диафрагм может быть переменной по высоте здания и выступать за его габариты. Это позволяет принимать жесткостные характеристики диафрагм независимо от планировочных рещений здания.В центральной части высотного здания размещается лестнично-лифтовой узел между двумя средними диафрагмами жесткости 3.В пределах центральной щахты лифта на период строительства монтируются конструкции растущего бащенного крана для подачи бетона и строительных материалов по мере роста здания.Учитывая архитектурную значимость высотных зданий, предлагаемая полезная модель позволяет создавать условия для осуществления разнообразных решений фасадов Подобных зданий.Ввиду различия конструктивных решений верхнего и нижнего этажей модуля 1 (стеновая система) и разделительного этажа 2 (отсутствие колонн и стен), архитектурное решение этих этажей может отличаться, создавая при этом определенный ритм архитектурных приемов по высоте здания. Кроме того, расположение конструкций по высоте и по длине здания таково, что в любом месте фасада могут выполняться консольные участки в виде балконов, лоджий, эркеров и других объемных элементов фасада.Определенное разнообразие фасадам могут придавать выступающие за габариты здания диафрагмы жесткости, которые по высоте здания могут иметь различную ширину, а их контур может быть очерчен по кривой линии, например по параболе.В сочетании с завершаюшими элементами высотное здание отвечает современным архитектурным требованиям.Учитывая необходимость развития фундаментов по их плошади опирания, подземные этажи ступенчато, расширяясь книзу, выступают за габариты надземной части здания, при этом в подземных этажах могут быть размешены автостоянки на одном или нескольких подземных уровнях.