Системы со стволами жесткости. Несущие конструкции в виде балок-стенок: системы с чередованием и шахматным расположением ферм. Взаимодействие системы стен-диафрагм с каркасом при наличии горизонтальных поясов жесткости, страница 14

Таблица  IV.I

Отношение     Расход металГод    этажей      высоты        ла, кгс/м²                                             Здание к ширине     (фунт/кв. фут)

1930   102         9,3                     206       Эмпайр Стэйт Билдинг, Нью-Йорк

(42,2)

1968    100        7,9                      145       Джон Хэнкок Сентер, Чикаго

(29,7) 1972   110         6,9                   180       Уорлд Трэйд Сентер, Нью-Йорк

(37) 1974 109 6,4                             161 Сире энд Роенбук, Чикаго

(33)

1963     60         7,3                   268        Чэйз Манхэттен, Нью-Йорк

(55,2)

1969    60         5,7                    185        Ферст Нэшнл Бэнк, Чикаго

(38) 1971 64 6,3                               146 U S Стпл Билдинг, Питтсбург

(30) 1971 57 6,1                                 87 IDS Сентер, Миннеаполис

(17,9) 1957     42         5,1                    137        Сигрэм Билдинг, Нью-Йорк

(28)

1970    41         4,1                     102       Бостон и К° Билдинг, Бостон

(21) 1965 30 5,7                               185 Сивнк Сентер, Чикаго

(38) 1969 26                4                    127 Алкоа Билдинг, Сан-Франциско

(26)

1971    10         5,1                    30,7        Лоу Инкам Хаузипг, Броктон, Мао

(6,3)       сачусетс функциональные требования к размерам н расположению внутренних помещений. Поэтому пролет ригелей был принят равным 26,5 м, а высота намного превышала обычную (общая высота 30 этажей равнялась 195 м). Здания, предназначенные исключительно для административных целей, имеют большие нагрузки и значительную высоту этажа 3,65—4,3 м. В случае использования части административного здания под жилые помещения нагрузки снижаются и высоты этажей принимаются меньшими — 2,74—3,35 м.

Анализируя разнообразные конструктивные решения, рассмотренные в данной главе, по-видимому, можно выбрать оптимальную схему для любого типа здания.

В последние годы ветровые и сейсмические воздействия становятся определяющими факторами проектирования высотных зданий. В гл. I отмечалось, что использование высокопрочных материалов для несущих конструкций приводит к уменьшению размеров элементов и веса зданий, что в свою очередь обусловливает их большую гибкость и подверженность аэродинамическим воздействиям. Современные небоскребы характеризуются повышенными прогибами и колебаниями по сравнению с тяжелыми высотными зданиями строительства прошлых лет. Например, Эмпайр Стэйт Билдинг (1931 г.) имеет прогиб только 16,5 см и амплитуду колебаний 18,3 см, т. е. максимальный прогиб составляет 25,7 см при скорости ветра 36 м/с.

Ограничение динамической реакции высотных зданий может быть достигнуто следующими методами:

увеличением жесткости путем применения эффективной конструктивной схемы (глава IV);

увеличением веса здания (не приемлемо);

увеличением веса единицы объема здания применением большего количества материалов несущих и ограждающих конструкций (не приемлемо);

выбором эффективной формы здания;

созданием дополнительных усилий в здании для уравновешивания внешних горизонтальных воздействий.

Два последних принципа кратко рассматриваются в последующих разделах.

ЭФФЕКТИВНЫЕ ФОРМЫ ЗДАНИЙ

Как правило, многоэтажные здания выполняют в форме прямоугольных призм, которые, с геометрической точки зрения, подвержены горизонтальным перемещениям. Здания других форм не столь восприимчивы к горизонтальным нагрузкам. Обладая прочностью благодаря их геометрической форме, такие здания имеют более высокие технико-экономические показатели или допускают большую высоту здания при меньшей стоимости. Некоторые из зданий таких форм рассмотрены ниже.

Жесткость здания может быть существенно увеличена с помощью наклона наружных колонн, что приводит к усеченной пирамиде — довольно жесткой замкнутой форме (Джон Хэнкок Сентер в Чика-