Система безбалочных перекрытий состоит из сплошных или многослойных железобетонных плит, непосредственно опирающихся на колонны, что исключает необходимость применения несущих конструкций каркаса для перекрытий (ригелей). Это приводит к наименьшей высоте перекрытия, т. е. к схеме, обладающей бесспорными экономическими преимуществами. В связи с концентрацией напряжений сдвига вокруг колонн часто применяются надкапительные плиты или капители колонн. Перекрытия без надкапительных плит часто называются плоскими перекрытиями. Эта система может быть хорошо приспособлена к нерегулярной сетке колонн. К некоторым недостаткам систем с плоскими плитами относятся: нерациональность использования при больших постоянных нагрузках:

- возможность появления больших прогибов плит из-за малых отношений высоты перекрытия к пролету;

- возможность использования при сравнительно небольших пролетах (4,5—7,6 м или до 10,5 м при последующем натяжении арматуры) ограничивает область их применения зданиями с частым расположением перегородок в плане, например жилыми домами.

В зависимости от отношения высоты здания к его ширине системы плоских перекрытий могут иметь в качестве несущих конструкций только колонны или дополнительно опираться на стены-диафрагмы, которые увеличивают горизонтальную жесткость здания. Монолитность работы железобетонных конструкций проявляется в том, что здание воспринимает горизонтальные нагрузки как единое целое. Не следует думать, что горизонтальные нагрузки полностью воспринимаются более жестким стволом и стенами-диафрагмами, а плиты и колонны не оказывают влияния на прочность и жесткость конструкций здания.

Плоские плиты перекрытий, несмотря на относительную гибкость, обеспечивают прочность конструкций благодаря их неразрезности со стенами-диафрагмами и колоннами. Можно себе представить, что часть плиты работает как пологая балка, связанная с колоннами, и таким образом обеспечивает рамность работы конструкций. Следовательно, поведение всей системы аналогично связанной системе ствола жесткости и рамы. Горизонтальные силы в верхней части воспринимаются в основном рамой, а в нижней части — стенами-диафрагмами или стволом жесткости.

Обратите внимание: работы, связанные с грузоперевозками, сборкой мебели для офисных и промышленных помещений, а так же с подключением обслуживающего персонала разного рода должны выполняться профессионалами. Именно поэтому аутсорсинг складского персонала является на столько востребованной услугой в наши дни. Это исключает проблемы постоянного поиска обслуживающих компаний и содержания в штате неквалифицированного персонала.

Вертикальные нагрузки передаются от перекрытий непосредственно на стены. Обычные пролеты (расстояния между стенами) изменяются в диапазоне 3,6—7,6 м в зависимости (без учета других факторов) от несущей способности и горизонтальной жесткости системы перекрытия. Поскольку стены работают аналогично узким колоннам, они должны быть проверены на устойчивость при продольном изгибе. Сжимающие напряжения в стене являются функцией пролета, высоты и конструктивной схемы здания, размеров и расположения оконных проемов. Оконные проемы во избежание больших напряжений сжатия следует располагать по одной вертикальной оси. Стены должны также воспринимать изгибающие моменты от эксцентричного опирання плит перекрытий. Горизонтальные силы с помощью конструкций перекрытий, работающих как горизонтальные диафрагмы, передаются стенам-диафрагмам, параллельным направлению действия нагрузки. Благодаря своей жесткости стены-диафрагмы работают как высокие балки, воспринимая сдвиг и опрокидывающий момент.

При ветровых нагрузках, параллельных короткой стороне здания, несущие поперечные стены воспринимают не только вертикальные нагрузки, но и сдвигающие силы от ветра. С другой стороны, система длинных стен позволяет разделить две функции стеновых конструкций. Продольные стены, испытывая местные деформации изгиба, несут постоянные нагрузки и передают ветровые нагрузки диафрагмам перекрытий или непосредственно стенам-диафрагмам, расположенным в центре и по краям здания. При меньших величинах ветровых нагрузок на короткую сторону здания несущие стены в системе длинных стеновых конструкций также работают как стены-диафрагмы. При системе с поперечными стенами стены-диафрагмы могут располагаться вдоль центрального коридора. В монолитных зданиях их устойчивость обеспечивается за счет рамности сопряжения стен с перекрытиями, и характер работы системы определяется изгибом замкнутого блока.

Обратите внимание: из-за отсутствия сварного шва металлические трубы являются более прочными и надежными, более того, именно по этой причине их и используют на особо сложных и опасных участках в строительстве и производтсве. Высококачественная труба бесшовная гост 8734 горячедеформированная и холоднодеформированная в Санкт-Петербурге пользуется высоким спросом за счет широкого выбора моделей по длине и диаметру.

Стены-диафрагмы представляют собой вертикальные элементы жесткости, рассчитанные на восприятие горизонтальных нагрузок, возникающих при ветре или сейсмическом воздействии. На рис. III. 15 показано, что стены-диафрагмы могут использоваться как наружные и внутренние стены и как стены стволов жесткости, ограждающие шахты лифтов и лестничные клетки. По-видимому, не существует определенных ограничений для геометрической конфигурации систем из стен-диафрагм. В архитектурной практике встречаются примеры компоновки стен - диафрагма в виде прямоугольника, треугольника, углового профиля, швеллера и широкополочного двутавра. Основные системы стен-диафрагм можно подразделить на открытые и замкнутые системы. Открытые системы выполняются из линейных элементов или из комбинации, при которых внутреннее пространство полностью не замыкается. В противоположность им замкнутые системы полностью ограничиваютлшостранство и обычно выполняются в форме квадратных, прямоугольных, треугольных или круглых стволов. Системы стен-диафрагм как внутренних, так и наружных, могут быть симметричными и асимметричными. Рассмотрим возможные симметричные формы компоновки простого здания, образуемого одной, двумя, тремя или четырьмя основными элементами стен-диафрагм при различном их расположении в здании. В наружном кольце того же рисунка приведены несколько из неограниченного числа возможных случаев асимметричной компоновки стен-диафрагм.

Форма и размещение стен-диафрагм оказывают существенное влияние на их работу при горизонтальных нагрузках. Ствол жесткости, расположенный эксцентрично в плане здания, испытывает кручение в дополнение к изгибу и поперечной сдвигающей нагрузке. Вместе с тем кручение может возникнуть и в зданиях с симметричным расположением стен-диафрагм при действии ветра на наружные различной структуры поверхности или когда равнодействующая ветровых нагрузок не проходит через центр масс здания. Оптимальное сопротивление здания кручению достигается при замкнутой форме стволов жесткости. При определении сопротивления кручению жесткость сечения должна определяться с учетом дверных, оконных и других проемов, поскольку жесткость несущих стен существенно снижается при устройстве отверстий. Поэтому стены с большими проемами для пропуска инженерного оборудования и систем электроснабжения могут не выдерживать таких нагрузок.

Обратите внимание: с каждым годом в мегаполисах появляется все больше желающих переехать на постоянное место жительство в загородный коттедж, чтобы наслаждаться по вечерам свежим лесным воздухом, а не пыльным и загазованным, которым дышат все москвичи ежедневно. Теперь построить деревянный дом в Подмосковье не так дорого, как раньше, строительные материалы, например, оцилиндрованные бревна, стали доступнее, а с проектированием коттеджа помогут специалисты компании ООО Валента.

По мере увеличения высоты зданий влияние горизонтальных нагрузок возрастает в нарастающей степени. При определенной высоте горизонтальный прогиб становится настолько большим, что требования жесткости несущих конструкций становятся при расчете решающими. Величина жесткости зависит в первую очередь от конструктивной схемы здания. Более того, эффективность конкретной системы зависит от объема используемого материала несущих конструкций. Оптимизация сооружения при определенных требованиях к объемно-планировочному решению сводится к достижению максимальной жесткости при минимальном весе. Это приводит к разработке систем, наиболее рациональных для определенного диапазона высот. Рассмотрим некоторые факторы, определяющие развитие этих новых систем:
- конструкции из высокопрочных материалов (например, бетон с прочностью 650 кгс/см2 и более, низколегированные стали);
- взаимодействие несущих элементов здания;
- новые методы сборки (например, сварка, болтовые соединения);
- расчет сложного напряженного состояния на ЭВМ;
- использование легких конструкционных материалов;
- новые методы строительства.

Наиболее распространенные рамные системы рассматриваются в следующих разделах. Основное внимание уделяется характерным объемным решениям, характеру работы под нагрузкой и эффективности различных систем.

Обратите внимание: поставщиком надежного и высокотехнологичного многофункционального немецкого оборудования в России является компания, которая на протяжении долгого времени доказывает свою конкурентноспособность - ООО «КранШталь» - STAHL CraneSystems. Среди продукции компании есть кран-балки, мостовые, двухбалочные, однобалочные краны, литейные и взрывозащищенные мостовые краны, металлургические краны, тали, тельферы и многое другое.

Распределение горизонтальных нагрузок по продольному направлению здания может быть достигнуто различными путями:
- непрерывные несущие конструкции в виде жесткой рамы или решетчатой конструкции;
- ужесточение отдельных пролетов здания либо с помощью жестких рам, либо сплошными стенами-диафрагмами или связями.

Предполагается, что вдоль короткой стороны здания не используются системы со стволами жесткости, такой метод часто применяется при строительстве коттеджа под ключ в Петербурге. В зависимости от их размеров стволы жесткости могут воспринимать горизонтальные нагрузки в любом направлении. Возможные направления использования основных вертикальных несущих конструкций в высотном строительстве ниже рассматриваются сначала на примере типовой вертикальной компоновки внутренних систем, а затем несущих конструкций наружных стен. Типовая вертикальная компоновка внутренних конструкций зданий. При обычной вертикальной компоновке зданий предусматриваются одиночные плоские системы или частичное использование трехмерных систем стволов жесткости. Возможное их расположение в плане здания показано на рис. III.9 и более подробно рассматривается в разделе «Расположение стен-диафрагм». Вертикальные несущие конструкции могут быть решены следующим образом:
- в виде сплошной стены;
- в виде жесткой рамы;
- в форме сквозной (решетчатой) стены;
- в виде рамно-связевой конструкции.

В этом разделе основное внимание уделяется геометрии решетчатых систем и рамно-связевых конструкций. Жесткие рамы и сплошные стены рассмотрены в других частях книги.

Выбор типа связей определяется не только требуемой жесткостью, но и необходимыми размерами оконных проемов. Вертикальные несущие конструкции могут быть усилены связями по всей ширине здания, только в определенных пролетах или в отдельных частях здания. На рис. ШЛО показаны принципиальные схемы1 связевых решеток в одном из типовых пролетов здания. К основным решениям связей относятся:
- расположение связей в уровне каждого этажа;
- связи ставятся сразу на несколько этажей;
- вдоль колонн устраиваются вертикальные К-образные связи;
- вдоль балок располагаются горизонтальные портальные связи.

Указанные основные схемы характеризуют принципы постановки связей в вертикальных внутренних несущих конструкциях.

До того как с развитием металлических каркасов появились высотные здания, необходимо было решить проблему вертикального транспорта в здании. Первый лифт появился в 1851 г. в нью-йоркском отеле на Пятой авеню. Эта рельсовая система вертикального подъема была усовершенствована в 1866 г. до подвесной системы, однако потенциальные возможности лифтов в высотных зданиях были впервые реализованы при строительстве в Нью-Йорке в 1870 г. здания компании «Эквитэбл Лайф Инщурено». В. Дженни усовершенствовал каркасную систему при строительстве 11-этажного здания Хоум Иншуренс Билдинг в Чикаго в 1883 г. Это было первое высокое здание, несущими конструкциями которого являлся металлический каркас, а кирпичные наружные стены — только самонесущими. В 1889 г. второе здание В. Дженни Лейтер Билдинг стало первым по-настоящему каркасным зданием, в котором ие применялись самонесущие стены.

Десятиэтажное второе здание Рэнд Макиелли Билдинг (Чикаго, 1889), построенное Бэрнхэмом и Рутом, имело первый полностью стальной каркас. Те же архитекторы при проектировании 20-этажного здания Масоник Темпл (1891, Чикаго) предусмотрели вертикальные диафрагмы, работающие на сдвиг. При такой высоте ветровые нагрузки становятся важным фактором проектирования. Для повышения боковой жесткости стального каркаса архитекторы ввели диагональные связи в плоскости рам наружных стен, создав таким образом вертикальную решетчатую конструкцию или стену-диафрагму. Постепенное совершенствование методов расчета стальных каркасов позволило постоянно увеличивать их высоту, в 1905 г. построено 50-этажное здание Метрополитэн Тауэр Билдинг в Нью-Йорке, а в 1931 г. 102-этажное здание Эмпайр Стейт Билдинг. Дальнейшее совершенствование проводилось в большой степени в направлении разработки новых конструктивных схем каркасов, улучшения свойств материалов несущих конструкций и совершенствования методов возведения, а не в направлении существенного увеличения высотности зданий.

В 1890-х годах бетон начинает завоевывать себе место как стро-ительный материал несущих конструкций. Такие проектировщики, как Август Перре, Франсуа Хеннебнк и Тони Гарниер во Франции, Роберт Мэйлларт в Швейцарии, были среди первых, кто раскрыл потенциальные возможности железобетона. Перре первым использовал железобетонные конструкции в качестве несущего каркаса при высотном строительстве и продемонстрировал его архитектурные возможности на примере Франклин Апартмент Билдинг (Париж, 1903). В это же время появилось первое высотное здание с железобетонным каркасом в г. Цинциннати — 16-этажное здание Ингэлл Билдинг. В течение первой половины нашего столетия здания с железобетонными конструкциями все же строились эпизодически. Такое положение изменилось только после второй мировой войны. Более совершенные методы строительства в сочетании с применением материалов повышенной прочности привели к новым типам конструкций, таким, как безбалочные перекрытия и несущие наружные решетчатые стены-диафрагмы. Обе конструкции возникли в противовес традиционным в виде опертых по двум сторонам плит и навесных стен, характерных для зданий с рамным каркасом.

Обратите внимание: сотни людей ежемесячно приезжают в Москву на заработки и с целью временного или постоянного проживания. В связи с этим перед каждым встает вопрос “Как зарегистрироваться в Москве за один день?”. На самом деле регистрация в Москве граждан России, Беларуси и СНГ благодаря «Центру регистрационного учета» стала достаточно быстрой и простой процедурой, так как сотрудники центра - высококвалифицированные профессионалы.

Выбор конструктивной схемы высотного здания определяется не только пониманием особенностей ее работы. Решение о выборе может в большей степени зависеть от культурных, социальных, экономических и технических требований. Следует иметь в виду, что конструкция здания — лишь один из многих важных факторов процесса проектирования. Некоторые из таких факторов, относящиеся в основном к планировке и компоновке высотных зданий, рассматриваются ниже. Общие экономические соображения. Ни одна конструктивная схема не является безусловно предпочтительной, обоснование ее выбора должно включать рассмотрение экономических факторов. Поэтому при проектировании конкретного сооружения следует рассматривать два или более различных решений, которые хотя и кажутся подчас похожими, но отличаются технико-экономическими показателями.

Обратите внимание: местоположение бизнес центра, в котором находится офис вашей компании значительно влияет на её развитие и на отношение к организации в целом клиентов, партнеров и даже конкурентов компании. Престижным считается удобное расположение офиса в плане доступа, например, рядом с West Park бизнес центром - Очаково (станция на Киевское направление), метро "Славянский бульвар" и "Кунцевская" в шаговой доступности.

Проектировщик должен учитывать не только первоначальную стоимость проекта, но и затраты на функционирование законченного здания, т. е. должен принимать во внимание вопросы экономики здания. По мере увеличения высоты здания требуется все большая площадь для несущих конструкций, инженерного оборудования, лифтов, а полезная площадь уменьшается. Кроме того, стоимость лифтов и систем инженерного оборудования здания возрастает с его высотой. Аналогичная тенденция наблюдается в отношении стоимости строительства, поскольку для более высоких зданий необходимо более сложное монтажное оборудование. По мере увеличения высоты здания удельная стоимость земли на 1 мА полезной площади, безусловно, снижается. Снижаются и расходы на эксплуатацию здания, поскольку удельные затраты для одного большого здания ниже, чем для нескольких небольших зданий. Точные расчеты всех сложных экономических вопросов проектирования высотных зданий проводятся с помощью ЭВМ. Учет всех факторов проектирования современного небоскреба обычными методами расчета выходит за пределы возможностей человека. Координация деятельности архитектора, инженера и подрядчика на стадии компоновки и проектирования здания позволяет получить наиболее экономичное решение. Такое содружество позволяет начать строительные работы до того, как разработаны все рабочие чертежи здания. В случае более раннего начала строительства снижаются затраты на возведение здания, а срок его ввода в строй существенно сокращается.