Обеспечение пространственной жесткости зданий повышенной этажности

С переходом к многоэтажному строительству важнейшей задачей становится обеспечение пространственной   жесткости зданий. Для панельных зданий высотой 9 этажей как при узком, так и при широком шаге пространственная жесткость обеспечивается так же, как и в пятиэтажных зданиях.

В зданиях повышенной этажности короткие панели поперечных стен, разрезанные проемами, вследствие недостаточной их жесткости, как правило, не могут воспринимать действующие ветровые нагрузки и надежно обеспечивать жесткость здания. Возможным направлением для повышения жесткости является объединение панелей поперечных стен в единый вертикальный диск, для чего перемычки, соединяющие эти панели, должны быть рассчитаны и законструированы таким образом, чтобы они могли воспринимать возникающие при этом сдвигающие усилия (которые в нижних этажах достигают значительных величин). Проектные проработки показали, что такое решение в панельной конструкции получается достаточно сложным. Способом повышения жесткости здания, как уже отмечалось, может быть компоновка плана панельного дома с развитыми на всю ширину поперечными стенами, которые в этом случае будут обладать достаточно высокой жесткостью для восприятия горизонтальных нагрузок.

Целесообразно переходить к пространственной системе диафрагм жесткости— двутавровых, угловых, П-образных в плане, имеющих большой момент инерции. При этом особое внимание должно быть обращено на обеспечение совместной работы поперечных и продольных стен. Наиболее надежно это достигается устройством в местах сопряжений стен специальных шпонок — стальных или монолитных, созданием зубчатых соединений и т.д.

Серьезного внимания требует обеспечение продольной жесткости зданий. Сложность этой задачи усугубляется в домах башенного типа, где не удается получить развитых в плане продольных стен — диафрагм жесткости (архитектор всегда старается «расчистить» план от лишних несущих стен, ограничивающих планировочные возможности).   Наличие широкого торца здания и лоджий, «щеки» которых являются развитыми парусами, ухудшает аэродинамические свойства дома (можно ввести такое понятие для домов большой этажности, где ветровые нагрузки могут оказаться доминирующими при расчете конструкций) и приводит к увеличению ветровых нагрузок.

Так, недостатком конструкции в 17-этажном крупнопанельном доме с широким шагом поперечных стен в квартале № 42А Юго-Запада (см. рис. 1.7) является наличие коротких, не развитых в плане продольных диафрагм жесткости. В их работу на продольные ветровые нагрузки включены и примыкающие отрезки поперечных стен (таким образом, продольные диафрагмы получают расчетную схему в виде двутавра). Однако такое решение вызвало появление в верхних этажах растягивающих усилий в полках двутавра, т. е. в поперечных стенах. А это в свою очередь привело к необходимости усиления армирования поперечных стен для восприятия значительных растягивающих усилий и соответственно усложнило решение стыков. В конструктивном отношении более правильно создание развитых по длине продольных стен — диафрагм жесткости, которые совместно с основными поперечными стенами должны образовывать пространственную систему.