Аутригерные конструкции высотных зданий со стальным каркасом

В данной статье рассматриваются проблемы определения рационального положения аутригера по высоте в конструкциях высотных зданий различной этажности, рациональной формы расположения вертикальных связей в плане, а также их формы и способов прикрепления к основным элементам конструкции. Даются практические рекомендации по проектированию аутригеров в высотных зданиях.

При высоте здания более 40 этажей его конструктивная система, состоящая из ядра жесткости, колонн и перекрытий, становится малоэффективной, так как для устройства вертикальных элементов жесткости требуется значительный расход материалов. Эффективность конструктивной системы повышается за счет устройства горизонтальных поясов жесткости (аутригеров), включающих в работу наружные (или периметральные) колонны каркаса.

В этом случае ветровая нагрузка частично воспринимается ядром жесткости, а частично – периметральными колоннами, которые препятствуют горизонтальному перемещению ядра и догружаются вертикальной нагрузкой от момента. Степень совместной работы ядра жесткости и периметральных колонн повышается с увеличением числа поясов жесткости.

Аутригер представляет собой сочетание опоясывающей фермы, располагаемой по наружным колоннам, и вертикальных связей, соединяющих ферму с центральным ядром. В реализованных конструкциях также встречаются двухэтажные аутригеры и аутригеры без опоясывающих ферм или вертикальных связей. Конструкция аутригеров для каждого высотного здания уникальна, а в зависимости от расположения по высоте – может быть разной в пределах одного объекта.

В литературе даются некоторые рекомендации по поводу размещения аутригеров по высоте здания. В частности, для 60-этажных зданий рекомендуют размещение аутригеров вверху и посередине высоты здания. В для 50-этажных небоскребов наиболее эффективным считается размещение аутригеров на расстоянии 3Н/5 от уровня земли (32-й этаж) и в уровне 8-го этажа, что на первый взгляд кажется абсурдным.

Возможно, в этих расчетах при определении оптимального положения аутригеров использовались разные расчетные модели и методики оценки их эффективности. В данной статье эффективность работы той или иной системы аутригеров оценивалась по деформационным и динамическим характеристикам, регламентируемым строительными нормами.

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала

Текст: ВЛАДИМИР ТРАВУШ, докт. техн. наук, проф., академик РААСН, ДЕНИС КОНИН, канд. техн. наук (ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, ОАО «НИЦ «Строительство»)