IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Архитектура – это искусственная среда, необходимая людям для комфортной жизни, и, в то же время, процесс по созданию эргономичных и функциональных объемно-планировочных решений. В связи с этим при проектировании зданий перед архитектором и конструктором стоит сложная задача связать три качества любого здания: архитектурная выразительность;рациональное объемно-планировочное решение (и тесно увязанные с ним экономическая эффективность планировочных решений, условия обеспечения пожарной и антитеррористической безопасности); конструктивная надежность и долговечность. Этими же принципами необходимо руководствоваться при выполнении архитектурного раздела комплексного курсового проекта.

Наряду со многими плюсами строительство высотного здания имеет и массу минусов. В первую очередь – это сложные архитектурные и конструктивные решения надземной и подземной частей здания, высокое потребление энергии в процессе эксплуатации, сложные инженерные системы, затруднения при эвакуации людей из здания и обеспечения доступа пожарных подразделений для ликвидации пожара, сложности градостроительного характера, связанные с негативным влиянием здания на окружающую застройку (нарушение инсоляции, возможные подвижки грунта при возведении подземной части здания, усложнение транспортной ситуации вблизи здания и другие).

Однако строительство многофункционального высотного здания влечет за собой формирование инфраструктуры близлежащих территорий и дает толчок для развития бизнеса. Такие доминанты на фоне остальных строений города притягивают к себе внимание и являются туристическими ориентирами. Поэтому функционально-образующими объектами в рассматриваемом проекте являются гостиничные и офисные помещения.

Высотное здание выполнено в стиле – конструктивизм: отличается строгостью, геометризмом и лаконичностью фасада. На выбор формы повлияли такие факторы как материально-техническое обоснование, эффективное сопротивление нагрузкам и комфортное пребывание людей в здании. Комбинация двух материалов (сталь и монолитный железобетон) позволило сделать здание более легким, не нарушая требований пожарной безопасности. Вогнутые стены здания обеспечивают необходимое поступление солнечного света. Кроме того такая форма будет притягивать к себе внимание и станет «визитной карточкой» Нижнего Новгорода.

Рис.1 План типового этажа офисной части здания

План типового этажа своим контуром напоминает треугольник с усеченными углами. В центральной части находится «ядро жесткости» с расположенными в нем инженерными системами и двумя группами лифтов (расчет лифтов в приложении №1). Эвакуационные выходы запроектированы по «усеченным углам», что позволяет создать дополнительную жесткость зданию, работающему на изгиб от ветрового воздействия. По высоте к лестничным клеткам примыкают инженерные коммуникации и технические лифты. Один из таких лифтов используется только при чрезвычайных ситуациях спасателями МЧС.

Рис.2 План первого этажа

На первом этаже располагаются основные административно-бытовые помещения и ресторан. План этажа изображен на рис.2. Вход в каждую из функциональных групп разделен по уровням, а именно: вход в гостиницу осуществляется через стилобатную часть здания, а вход в офисные помещение – через второй этаж. План типового этажа гостиницы изображен на рис.3. На каждом этаже гостиничного комплекса имеются одно- и двух-местные номера, а также апартаменты, оборудованные кухнями, для комфортного длительного проживания.

Рис.3 План типового этажа гостиницы

Известно, что наиболее опасным воздействием на высотное здание являются ветровые нагрузки. При динамических порывах ветра может наблюдаться нарушение стабильности обстановки на верхних этажах. Данное явление ограничивается максимальным ускорением, равным 0,08 м/с². Поэтому в качестве основной конструктивной системы была выбрана комбинированная оболочково-ствольная. Металлическая оболочка повторяет очертание типового этажа и предствляет собой пространственную решетчатую макроферму с раскосами высотой 10-15 м и редким шагом колонн. Каждая колонная крепится к ж/б перекрытию через закладную деталь. Главной особенностью данного конструктивного решения является способность нести горизонтальные и вертикальные нагрузки. Сдвиговую нагрузку несут диагональные элементы, работающие на растяжение и сжатие. Ядро жесткости представляет собой монолитную ж/б вертикальную пространственную систему в форме треугольника с усеченными углами. Для передачи вертикальных нагрузок в пролете между внешним металлическим каркасом и ядром жесткости запроектированы монолитные ж/б колонны с шагом порядка 6 м. Данное конструктивное решение позволяет повысить жесткость здания на изгиб. Это достигается за счет большого момента инерции поперечного сечения здания. Следовательно, можно добиться уменьшения горизонтальных перемещений используя меньше финансовых ресурсов, по сравнению с другими конструктивными системами. Также равномерно по высоте здания устраиваются три технических этажа. На каждом из трех этажей, согласно конструктивным требованиям, устраиваются пояса жесткости или аутригеры. Аутригеры представляют собой опоясывающие фермы, которые связывают ядро жесткости с периметральными колоннами, повышая степень их совместной работы. В итоге уменьшается изгибающий момент, приложенный к ядру жесткости от горизонтальных нагрузок, и повышается геометрическая неизменяемость всего высотного здания.

Рис. 4 Разрез 1-1

Рис 5. Перспектива

Вывод: Разработанное объемно-планировочное решение здания позволяет увеличить площадь этажа, обслуживаемого одной группой лифтов. Расположение лестничных клеток по периметру здания обеспечивает основное условие по пожарной безопасности, а именно сохранение несущей способности стен лестничных клеток в случае обрушения части несущих конструкций. Также положение лифтовых групп в центре здания позволяет рационально распределять потоки людей.

Архитектурную выразительность зданию придает внешний металлический каркас. Внешняя диагонально-сетчатая конструкция, как «броня», вносит визуальное ощущение надежности здания.

Также использование комбинированного каркаса является более рациональным и экономически выгодным решением, так как в каркасе используются металлические конструкции с высокой несущей способностью, низкой стоимость изготовления и монтажа относительно монолитного железобетона.

Дальнейшая разработка комплексного курсового проекта на стадиях КР (МК, ЖБК, ОиФ) и ТСП продолжится в следующем весеннем семестре. При моделировании и расчете конструктивной системы здания будет совершен сравнительный анализ комбинаций конструктивных схем.

Список использованных источников

1. Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности";

2. МГСН 4.16-2008 Гостиницы;

3. МГСН 1.04-2005 Проектирование планировки и застройки участков высотных комплексов;

4. СП 118.13330.2012 Общественные здания.

Код для цитирования: Скопировать