Железобетонные конструкции зданий

 После Второй мировой войны начали быстро развиваться многоэтажные железобетонные конструктивные системы. Многие страны использовали железобетонные конструкции, расходующие мало стали. Они были дешевые, материалы легкодоступные и возведение простое. Железобетон использовался особенно в стенах с поперечной перерезывающей силой. Поэтому многоэтажные конструкции из железобетона быстро развивались. Друг за другом появлялись рамная конструкция стен, рамно-трубчатая конструкция стен, конструкция труба в трубе, воспринимающие поперечную перерезывающую силу. Степень напряженности бетона и стали повышалась непрерывно с увеличением высоты здания. Многоэтажные здания из железобетона позволяли реализовать все многообразие архитектурных форм. На этом этапе построено всего 13 зданий из железобетонных конструкций, высота которых превышает 200 м. Самое высокое здание водонапорной башни имеет 74 этажа, 262 м.

Появление сталежелезобетонных конструкций

 Сталежелезобетонная конструкция − это составная конструкция, новый вид железобетонной конструкции. Составная форма этих элементов многообразна, поэтому можно применять разные конструктивные системы. С помощью этих конструкций можно эффективно развивать преимущество стальных, сталебетонных и сталежелезобетонных элементов. Очевидно, увеличивается жесткость таких конструкций по сравнению со стальными, уменьшается расход стали и снижается себестоимость. По сравнению с железобетонной конструкцией можно уменьшить собственный вес, ускорить строительство, уменьшить площадь конструкции.

Конечно, у этой конструкции есть свои недостатки. Например, параметры прочности и пластичности железобетонных элементов хуже, чем у стальных конструкций. Требуется значительное количество исследований конструкций, в которых совмещены эти два элемента.

Поэтому сталежелезобетонная конструкция (далее - смешанная конструкция) имеет очевидное преимущество. Такие конструкции быстро развивались в 70−80-е гг. XX в. В этот период построено 18 зданий высотой более 200 м, в основном в несейсмической или области низкой сейсмичности. В том числе самое высокое здание «Среднее серебро» в Гонконге высотой 70 этажей (369 м).

2.3 90-е годы XX века − начало XXI века

С 90-х гг. XX в. до начала XXI в. в развитии высотных зданий произошли два изменения. Первое − скорость развития конструкций высотных зданий из железобетонных и смешанных конструкций обгоняет скорость развития высотных стальных зданий. Второе− развитие высотных зданий получило новый рост в Азии и Китае. Азия является основным районом строительства высотных зданий.

Скорость развития высотных конструкций из железобетона и смешанных конструкций обгоняет развитие высотных стальных конструкций

История развития зданий с высотой выше 200 м с начала XX до начала XXI в. Основные данные графиков взяты из статистической таблицы 100 самых высоких зданий в мире, которую опубликовала Международная комиссия высотных зданий и городского жилища в 1986, 1995 и 2002 гг. Проблематично сделать эту статистику более полной. Особенно мало статистической информации для высот 206, 226, 336 м. Немало высотных зданий с высотой 200–236 м пропущено. На этом графике можно последить тенденции развития высотных зданий и сделать вывод, что до начала 30-х гг. XX в. здания при высоте больше 200 м полностью выполнены из стальных конструкций. 70-е гг. XX в. ознаменованы бурным развитием высотных стальных конструкций, с начала 80-х гг. XX в. началось быстрое развитие высотных зданий со смешанными и железобетонными конструкциями. В 90-е гг. XX – начало XXI в. скорость их развития уже превышала стальные конструкции. Особенно наиболее динамично развиваются смешанные конструкции

В 1996 г. в городе Гуанчжоу (Китай) построено 80-этажное здание «Чжунсинь» высотой 391 м. Это самая высокая железобетонная конструкция. В 1998 г. в Куале-Лумпуре (Малайзия) построено офисное здание нефтяной компании в 88 этажей, 452 м, и в 2003 г. в городе Тайбэй построен Международный финансовый центр – 101 этаж, 455 м. Эти два здания выполнены из смешанных конструкций. Их высота превышала высоту здания Sears в Чикаго – самого высокого здания из стальных конструкций. Сейчас проектируется смешанная конструкция – Шанхайский глобальный финансовый центр, его высота – 492 м. В 90-х гг. XX – начало XXI в. скорость развития высоты и количества этажей зданий со стальными конструкциями уменьшилась. В этот период самое высокое здание – в Гонконге, центр «Среднее кольцо», 79 этажей, 350 м. Одно из самых больших преимуществ смешанной конструкции – эффективное объединение стальных элементов с элементами из бетона и железобетона. В последние десять лет в смешанных конструкциях использовалась система гигантских конструкций, то есть эффективное объединение железобетонного столба и конструкции из профильной стали, трубобетона, гигантской стальной фермы, гигантской внешней трубы со стальной опорой. Эти новые системы конструкций могут использоваться не только в несейсмических, но и в сейсмических областях. Смешанные конструкции доказали свое преимущество в экономии материалов, безопасности, долговечности и устойчивости. Можно предсказать, что смешанные конструкции будут непрерывно и быстро развиваться.

Развитие высотных зданий в Азии и Китае привлекает внимание людей

В 2006 г. Международная комиссия высотных зданий и городского жилища (СТВТШ) опубликовала список 100 самых высоких зданий в мире 48 зданий в Америке, 44 здания в Азии, в том числе в Китае 24 здания, в Гонконге − 5 и Тайване − 2. Из десяти первых самых высоких зданий восемь построены в Азии (Китай, Малайзия и Объединенные Арабские Эмираты) в 1989–1999 гг. В Америке два здания построены в 1931 и 1974 гг. Очевидно, Азия и Китай стали основным районом строительства высотных зданий. Такая тенденция может продолжаться много лет. В 2003 г. Международный центр в Тайбэе побил рекорд самого высокого здания. В Гонконге в 2003 г. построен Международный финансовый центр − 88 этажей, 412 м.

Контрольные вопросы

1.Назовите основные исторические этапы развития конструкций высотных зданий.

2.Охарактеризуйте особенности развития конструкций в период с 80-х гг. XIX–начало

30-х гг. XX в.

3.Охарактеризуйте особенности развития конструкций в период 60–80-е гг. XXв.

4.Охарактеризуйте особенности развития конструкций в период 90-е гг. XXв. – начало XXIв.

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ