XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Представлен обзор развития высотного строительства в России. Рассмотрены конструктивные решения, применяемые в высотных зданиях. Определены задачи и проблемы высотного строительства в стране.

Высотное строительство является символом процветания и экономического роста во всем мире. Строительство высотного здания является очень дорогим и технически сложным процессом. Оно требует высокого уровня развития промышленности, высокой квалификации проектировщиков и строителей. Небоскребы строятся во всех экономически развитых странах, таких как США, Китай, ОАЭ, Япония и других. Россия не является исключением. Сегодня в мире около 10 тысяч небоскребов, из них в России – 221. Она лидирует в Европе по высоткам, семь из десяти самых высоких башен на континенте находятся в России.

Высотные здания и сооружения в нашей стране начали строить позже, чем в США. Первые высотки в Советском Союзе появились после окончания Великой Отечественной войны. В 1947 году была начата работа по проектированию и строительству первых восьми Сталинских высоток в Москве. Опираясь на зарубежный опыт строительства, необходимо было не повторять ошибок при возведении таких зданий.

Среди первых высоток выделяется комплекс зданий Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова на Воробьевых горах. В 1953 году завершилось строительство центральной части комплекса высотой 238 метров. Это сооружение оставалось самым высоким на континенте до 1990 года. В состав комплекса входит 27 основных построек. Главный корпус имеет 32 этажа, в нем размещены факультетыи административные помещения. Монументальность здания просматривается в каждом его элементе, включая башню со шпилем высотой 57 м.

Для высотных зданий применялись каркасы из стали и железобетона. Стальной каркас являлся более индустриальным, но его применение связано с большим расходом стали. При проектировании высотных зданий в Москве конструкторы разработали новое, промежуточное по степени экономичности решение – железобетонный каркас с жесткой арматурой. Стальные конструкции каркасов высотных зданий были не только изготовлены, но и полностью смонтированы на сварке, имеющей значительные преимущества перед соединениями на заклепках – снижение веса, трудоемкости изготовления элементов и монтажа. Перекрытия проектировались монолитными железобетонными, жестко связанными с каркасом. Они обеспечивали пространственную жесткость здания и более равномерную работу всех элементов каркаса на горизонтальные усилия от ветровых нагрузок.

В течение 1956–1959 годов принималось решение о постройке нового телевизионного комплекса, который послужил бы заменой Шаболовки. В 1960 году в Москве было начато строительство Останкинской телебашни высотой 540 м. По проекту башня представляет собой форму перевернутого цветка лилии с толстым стеблем, переходящим в мощные лепестки-опоры. В первом варианте было всего четыре опоры, но затем их количество увеличили до десяти. Центр тяжести башни расположен на высоте 110м.

В качестве основного материала был выбран предварительно напряженный железобетон. Башня опирается на неглубокий монолитный кольцевой железобетонный фундамент, имеющий ширину 9,5 м, высоту 3 м и диаметр 74 м. Фундамент заложен в грунт на глубину не более 4,65 метра. Устойчивость башни на опрокидывание обеспечивается за счет превышения массы основания над массой мачтовой конструкции и имеет шестикратный запас. Железобетонная опора всего сооружения представляет собой тонкостенную коническую оболочку, которая стоит десятью «ногами» на фундаменте. Диаметр нижнего основания оболочки равен 60,6 м, а на высоте 63 метра он составляет 18 м. Верхняя часть железобетонного ствола, начиная с высоты 321 м, выполнена в виде цилиндра с наружным диаметром 8,1 метра. В центре конического основания на самостоятельном фундаменте в виде круглой плиты диаметром 12 м и толщиной 1 м возведен железобетонный стакан высотой 63 м и диаметром 7,5 м. В нем расположены скоростные лифты, силовые кабели, кабели связи, шахта с водопроводными стояками и аварийная стальная лестница. Балки междуэтажных перекрытий опираются на стакан, лестничная клетка проходит между стаканом и конусным основанием. Сооружение раздельных фундаментов для двух независимых конструкций (башни и стакана) позволяет передать на грунт различное давление при их неравномерной осадке.

В конце 1990-х годов было принято решение строительства Московского международного делового центра (ММДЦ) «Москва-Сити», где уже возведено 13 высотных объектов из 23-х запланированных. В 2003 году началось строительство уникального комплекса «Федерация». Это сооружение состоит из двухразновысотныхтрехгранных башен «Запад» и «Восток», расположенных на одном стилобате. «Запад» имеет высоту 243 метра и 63 этажа,а «Восток» – 374 метров и 97 этажей. Эти башни предполагалось соединить между собой вертикальной «стрелой» – шпилем высотой 506 метров, но от строительства шпиля затем было решено отказаться.

При возведении комплекса был использован специально разработанный бетон класса В90. Фундамент состоит из монолитного ростверка высотой 6 м и буронабивных свай диаметром 1,5 м и длиной 30 м. Основными несущими вертикальными элементами зданий являются монолитные стеновые конструкции центрального ядра и 25 колонн по периметру. Поэтажно все вертикальные конструкции объединены горизонтальными дисками перекрытий из монолитных плит. По всей высоте зданий через каждые 25 – 30 этажей предусмотрены аутригерные этажи из высокопрочных стальных конструкций. Они имеют повышенную жесткость, обеспечивающую расчетные параметры горизонтальных деформаций конструкций и устойчивости всего здания. Эти этажи технологически совмещеныстехническимиэтажами,гдеразмещаютсяинженерноеоборудованиеитрасс трубопроводов.

Фасады башен сложной геометрической формы выполнены с применением новейших систем остекления, отражающих солнечное излучение и сохраняющих оптимальную температуру в здании. Ограждающие конструкции шестиуровневого стилобата также имеют сплошное остекление.

Символом новой Москвы является и башня «Эволюция» (строительство 2011–2014 гг.). Спиралеобразная башня олицетворяет собой союз двух начал. Высота башни 255 м, каждый из 52-х этажей имеет поворот относительно предыдущего на 3 градуса. Таким образом, здание получилось «закрученным» более чем на 150 градусов. Основные несущиеконструкцииввидецентральногоядраивосьмиколоннс15-тиметровыми пролетами между осями расположены строго вертикально на всю высоту. Только четыре угловых опоры повторяют спиралеобразную геометрию здания. На самом верху башни две асимметричные «арки» пролетом 41 м визуально объединяют два противоположных фасада.

Принятый в 2010 г. генплан развития Москвы предполагает, что в столице появится около сотни небоскребов, будет закончено возведение ММДЦ «Москва-Сити» и начнется строительство «Большого Сити». Развивается высотное строительство и за пределами Москвы в крупных городах России, таких как Санкт-Петербург, Екатеринбург, Грозный и др.

За период с 1947 по 2017 гг. был накоплен бесценный опыт проектирования, строительства и эксплуатации высотных зданий в России.

Основными задачами современного высотного строительства являются: повышение надежности зданий и сооружений; применение передовых архитектурных и конструктивных решений с учетом таких особенностей, как совместная работа несущих конструкций, очень высокая нагрузка на конструкции, фундаменты и основания, превалирующее значение горизонтальных нагрузок; эффективное использование энергии на отопление и вентиляцию; обеспечение безопасности людей.

Отмечается и ряд проблем. В первую очередь, это несовершенство нормативной документации по проектированию и строительству высотных зданий. Во-вторых, вопрос обеспечения пожарной безопасности. В настоящее время идет активная работа по созданию отечественной нормативной базы по высотному строительству.

Другая проблема – это сложность размещения небоскребов в существующей городской застройке. Большинство городов России имеет сложившийся исторический центр, который совпадает с наиболее удачными местами для строительства высотных объектов. На окраинах городов высотные здания являются менее привлекательными для людей, экономически неоправданными, отсюда возникает сложный выбор.

Но, несмотря на проблемы, темпы развития строительства высотных зданий в России растут. Этому содействует развитие материально-технической базы, повышение стоимости городской земли в крупных городах страны, совершенствование существующих и изобретение новых, более эффективных, строительных материалов, конструкций и инновационных технологий, а также использование современных программных комплексов и информационного моделирования в строительномпроектировании.

ЛИТЕРАТУРА

Современное высотное строительство. – М.: ГУП «ИТЦ Москомархитектуры»,2007.

История строительства высотки МГУ [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

Строительство Останкинской башни [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

Комплекс «Федерация». Инженерные решения башни «Восток» [Электронный ресурс].

Генералов В. П. Особенности проектирования высотных зданий: учеб. пособие. – Самара: Изд-во Самарск. гос. арх.-строит. ун-та, 2009.

Код для цитирования: Скопировать