Проектирование аутригерных систем
Аутригерные системы играют важную роль в конструкции небоскреба, связывая центральное ядро и наружные колонны. Мы начинаем пубкацию материалов, рассказывающих об особенностях проектирования аутригерных систем в высотных зданиях.
Необходимые условия для устройства аутригерных систем
Все многоэтажные здания имеют, по крайней мере, одно центральное ядро, в котором размещены лифты, лестницы, технические шахты и прочие системы обслуживания. Панорамный обзор, открывающийся с высоты, является одной из привлекательных особенностей высотных строений. Поэтому ядро обычно располагают в центральной части здания, а пространства рядом с внешними стенами отводят под размещение самих обитателей небоскреба.
Подобное расположение центрального ядра «смещает» центр поперечной жесткости ближе к центрам продольной ветровой и боковых сейсмических нагрузок, сводя, тем самым, к минимуму силы скручивания. В районах с повышенной сейсмической активностью многие высотные здания имеют двойную конструктивную систему, иногда называемую «ядро и каркас» или «труба в трубе». Она придает конструкции значительную жесткость на скручивание, но недостаточно противостоит опрокидывающему моменту.
Когда поперечное сечение центрального ядра относительно большое, оно может обеспечить достаточное сопротивление опрокидывающему моменту и, одновременно, препятствовать «дрейфу» здания. Однако работа центрального ядра становится менее эффективной с увеличением соотношения его высоты к поперечному сечению.
Когда данная величина достигает значение коэффициента 8 и работа структуры здания по контролю за его «дрейфом» и сопротивлению опрокидывающему моменту становится чрезмерной, тогда рассматривается вопрос о введении в несущую структуру аутригерной системы. Данная ситуация встречается при проектировании как жилых, так и офисных высотных зданий. Но в жилых небоскребах эта проблема возникает при более низкой высоте постройки.
Это связано с тем, что поперечное сечение ядра жилого здания небольшое, так как в нем размещены только лифты и лестницы, тогда как в ядре офисного здания расположено множество технических систем. Для увеличения поперечного сечения ядра жилого небоскреба, с целью снижения величины соотношения высота ядра / поперечное сечение, проектировщики размещают в нем часть жилых помещений.
Для придания центральному ядру постоянных свойств по высоте, его сопротивление «дрейфу» от изгиба или опрокидывающих моментов должно увеличиваться троекратно относительно роста высоты (Lame, 2008). Для поддержания величины соотношения «дрейф» / высота здания ниже определенного значения, при увеличении высоты здания в два раза, жесткость его ядра должна быть повышена в четыре раза.
Но простое утолщение стен ядра для придания большей жесткости приводит к уменьшению арендуемой площади. Введение аутригеров снижает зависимость здания от системы центрального ядра и увеличивает полезное пространство между ним и наружными колоннами.
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: Хи Сун Чой, Thornton Tomasseti, Inc.;
Гоман Хо, Arup Honh Kong Ltd.;
Леонард Джосеф, Thornton Tomasseti, Inc.;
Невилл Матиас, Skidmore, Owings & Merrill
материалы предоставлены CTBUH и Иллинойским технологическим университетом