Артем Зурабян - Необычные квартиры домов «Лотос» – альтернатива панельному домостроению. Часть 1. Архитектура

Строительство зданий из призматических объёмных элементов вносит некоторые противоречия в конструктивную структуру многоэтажного здания. Так, отдельные вертикальные столбы из объёмных блоков чаще всего соединяются в основном гибкими связями и конструкция здания лишается монолитности. Двойные тонкие стены между комнатами и квартирами, хотя и приводят к экономии бетона, но снижают трещиностойкость конструкции.

Тонкие гибкие стены объёмных элементов пригодны для строительства домов до двенадцати этажей и не позволяли повысить этажность. При строительстве семнадцатиэтажных домов минимальная толщина стены уже не менее ста миллиметров, а у двух смежных блоков это двести миллиметров, что больше толщины стен крупнопанельных зданий, где она может быть равна сто шестидесяти миллиметрам при применении высоких марок бетона даже для двадцати пятиэтажных домов. С точки зрения планировочных решений и типов фасадов, дома из них не отличались от крупнопанельных и в экономичных вариантах их конструктивное отличие внешне не выявлялось.

Надо иметь в виду, что широкое развитие альтернативного крупнопанельному и объёмно-блочному домостроению строительство многоэтажных зданий с применением монолитных или сборных железобетонных каркасов все же направлено на строительство не массовых индивидуальных более дорогих жилых домов, которые решают локальные задачи расселения, а панельное и объёмно – блочное домостроение являются более экономичными. Преодолеть конструктивные недостатки, сделать объёмно-блочное более эффективным и придать импульс панельному домостроению можно необычным путём, которому посвящена эта книга.

Значительно снизить расход бетона и стоимость строительства можно путём применения криволинейных стен в трёх лучевой системе координат. Если оптимальной структурой в декартовой системе координат является коробчатая структура, то в трёх лучевой с криволинейными несущими стенами – трилистник, т.е. существует конструктивная структура отличная от коробчатой. Сравнивая расход бетона на квадратный метр продаваемой площади, трилистник в трёхлучевой системе позволяет существенно его снизить. Процент снижения расхода железобетона зависит от множества факторов, но почти всегда он значителен.

Рис. 2.1 Оптимальная конструктивная структура многоэтажных зданиях в декартовой и в трёх лучевой системе координат.

Многоэтажные здания в трёхлучевой системе координат. Дома «Лотос».

В трёх лучевой системе координат наиболее простой и экономичной формой многоэтажного здания является уже не коробчатая структура, присущая панельному домостроению, а трилистник с криволинейными стенами и с тремя ветвями в плане, считающийся, как с конструктивной, так и с градостроительной точки зрения, одной из оптимальных структур и обеспечивающей инсоляцию помещений. В трилистнике повышается площадь секции, на один лестнично-лифтовый узел при стандартном решении приходится не четыре, а шесть и более квартир. Развитая в плане форма трилистника повышает несущую способность здания при воздействии горизонтальных ветровых и сейсмических нагрузках.

Трилистник домов «Лотос» в плане имеет свою особенность. Он состоит из трёх ветвей образованных несущими криволинейными стеновыми элементами, каждая из которых имеет центральное несущее ядро и, объединяющим лестнично-лифтовым узлом. При этом меняется устоявшееся представление о домах и квартирах панельного и объёмно-блочного домостроения, что может быть оправдано конструктивными преимуществами и особенностями таких домов, позволяющими резко снизить расход материалов и себестоимость строительства.

Отказ от плоских поперечных и продольных стен и применение при воздействии вертикальных нагрузок более устойчивых и экономичных криволинейных стен с наиболее простой круглой формой в плане создаёт новую конструктивную структуру здания. Основным сборным элементом при этом является изогнутая по кругу в плане стеновая панель или цилиндрический объёмный пространственный элемент. Такая панель или объёмный блок, могут быть расположены по кругу по внешнему контуру каждой их трёх ветвей здания и в виде круглого ядра в центре каждой из ветвей. Сами ветви объединены жёстким лестнично-лифтовым узлом в основном состоящим из таких же криволинейных элементов.

Рис. 3.1 Пример плана типового этажа жилого дома «Лотос».

Естественно, что конструкция с криволинейными стенами по контуру создаёт иной тип перекрытий в виде основной круглой плиты, которая уже может быть выполнена в виде высокоэкономичной переменной по толщине вспарушенной плиты с контурным ребром, работающей с распором. Толщина таких плит определяется только условиями звукоизоляции, поскольку несущая арматура расположена по её контуру и может быть предварительно напряжённой. Расход арматурной стали при этом минимальный, что снижает стоимость квадратного метр площади плиты.

В этой системе несущая наружная изогнутая в плане стена каждой из ветвей как бы плавно переходит во внутреннюю несущую, заменяя собой наружные и поперечные стены крупнопанельного здания. В крупнопанельном домостроении железобетонные наружные стены чаще всего выполняют только ограждающие функции, а это примерно двадцать процентов расхода бетона на квадратный метр общей площади. По сути дела, у каждой из трёх ветвей здания «Лотос» наружные стены становятся несущими в виде как – бы наружной несущей трубы с криволинейным контуром, что позволяет уменьшить количество внутренних стен и резко снизить расход железобетона. Несущие криволинейные стены обладают повышенной устойчивостью при воздействии вертикальных нагрузок и, следовательно, могут быть выполнены с меньшим расходом железобетона. Внутри внешней трубы ветви здания располагается внутреннее несущее ядро. В лестнично-лифтовым узле также применены криволинейные элементы стен, но могут быть использованы и плоские стены и типовые шахты лифтов.

Выполнив наружные стены и стены центральных ядер ветвей здания несущими, получаем экономический эффект в виде снижения расхода бетона. Между внутренним ядром ветвей и их круглыми плитами перекрытия расположены плоские трапецеидальные в плане элементы перекрытий, создающие глубину ветвей здания.

В более сложных случаях с повышением этажности, если не хватает несущей способности криволинейных стен, в конструкцию каждой ветви могут добавляться радиальные несущие стены. При необходимости, для высотных и сейсмостойких зданий, по внешнему периметру между криволинейными несущими стенами легко может быть выполнен монолитный железобетонный каркас, поскольку он не требует опалубки. Если в радиальных несущих стенах по расчёту нет необходимости, они могут быть заменены лёгкими перегородками.