В отличие от оборудования, столярных и скобяных изделий конструктивная система не может быть разного потребительского качества. Одна и та же правильно запроектированная конструкция здания используется для строительства и самых дешевых, и самых роскошных жилищ. Если она обладает достаточной прочностью и эксплуатационной пригодностью, ее нельзя сделать лучше. Дополнительное «улучшение» повышает только стоимость, но не качество.

 

На выбор конструкций накладывает ограничения множество взаимодействующих факторов. Принятая заказчиком программа на проектирование в значительной степени определяет основной тип конструкций здания. Желаемые число и типы квартир обусловливаются определенным объемом здания.

 

В безлифтовых жилых домах обычно предусматривается не более трех-четырех этажей. В пределах этой этажности деревянный каркас, если его применение допускается нормами, чаще всего оказывается наиболее экономичным с точки зрения единовременных капиталовложений. В любом случае требуемое число квартир может быть получено при малой этажности здания и большой площади этажей или при большей этажности и меньшей площади этажей. Выбор варианта в основном лимитируется строительными нормами, градостроительным зонированием и условиями площадки строительства.

 

 

 

При площади этажа до 750 м2 нецелесообразно возводить конструкции здания из монолитного бетона, так как непроизводительной будет работа бригады бетонщиков. В этих условиях сопоставимы стальной каркас и железобетонные или другие сборные конструкции, изготовленные на стройплощадке или на заводе.

 

 

 

В зданиях высотой до семи этажей обычно не требуется специальных конструктивных элементов для восприятия горизонтальных нагрузок. При незначительном видоизменении вертикально нагруженные конструктивные элементы способны воспринимать усилия от горизонтальных нагрузок. Но с увеличением высоты здания возникает необходимость в устройстве дополнительных связей, стен жесткости или рамных узлов, что удорожает конструкцию здания.

Для безригельного каркаса достаточна высота этажа от пола до пола 2,56 м, между тем при стальном каркасе она должна быть не меньше 2,89 м, что составляет существенную разницу для многоэтажного здания.

 

Соответственно большее число этажей возможно при той же общей высоте здания, когда применяется безригельный железобетонный каркас. Прекрасный пример: по чикагским нормам при высоте здания более 80,5 м требуется устройство специальной шахты для дымоудаления. Если же использовать безригельный железобетонный каркас вместо стального, то в пределах этой высоты можно разместить на четыре этажа больше. При оценке стоимости следует иметь в виду, что с увеличением высоты этажа увеличивается поверхность наружных стен, удлиняются марши лестниц, трубопроводы, каналы и проводки.

 

 

 

 

 

Колонны могут быть расположены в виде жесткой одношаговой сетки или «разбросаны» (в этом случае их положение определяется наилучшим планировочным решением квартир). Регулярная сетка колонн — идеальное решение, если применяется стальной каркас, но она имеет также много преимуществ, когда используется железобетонный каркас, выполненный в объемно-переставной опалубке. Однако разбросанные колонны (т. е. многошаговый каркас) позволяют обеспечить почти полную свободу в планировке квартир.

 

За редким исключением при проектировании жилых домов нет необходимости предусматривать шаги колонн больше 4,6 м или 4,9 м (максимальная ширина гостиной). Таким образом, в отличие от административных зданий в жилых домах возможно применение каркаса с малыми шагами колонн, но при этом увеличивается число колонн. За исключением случаев, когда определяющим фактором является стоимость устройства фундаментов, дополнительная стоимость, вызванная увеличением числа колонн, погашается существенным снижением стоимости в результате уменьшения пролетов.

 

 

 

Размещение стоянок автомобилей в пределах габаритов здания требует особого внимания к расположению колонн. Устройство в нижней части здания столбов-опор, на которые передается нагрузка от нескольких колонн вышележащих этажей,— крайне дорогостоящее конструктивное решение, и его следует избегать. Наиболее экономичное решение — расположение стоянок вне габаритов здания. Аналогичная проблема возникает в проектах «парящих» зданий, в нижнем уровне которых требуется свободное открытое пространство. Если же не удается избежать устройства редко расположенных столбов-опор, то в вышележащей части здания следует применять самый легкий тип каркаса: или стальной, или легкобетонный.

 

 

 

Соображения, аналогичные только что указанным, должны быть приняты во внимание при выборе конструкции фундаментов на слабых грунтах. Если предусматриваются фундаменты очень глубокого заложения, например свайные, при сравнении несущих конструкций здания должна быть учтена их дополнительная стоимость.

 

 

 

Доступность и стоимость материалов может диктовать выбор конструкций здания. Проектировщик должен располагать свежими сведениями о базе строительных материалов и их относительной стоимости, в особенности при дефиците некоторых материалов.

 

Фактор времени в получении материалов может также сказываться на выборе решения. Если финансовые обязательства предпринимателя вызывают повышенные затраты на выплату процентов, то выбор более дорогостоящей конструкции, сооружение которой, однако, можно начать раньше, может быть оправдан экономией в оплате процентов и иногда более быстрым заселением дома.

 

 

 

Влияние сезона на строительство зависит от географического расположения строительного участка. В странах с холодным климатом малая продолжительность периодов с благоприятными для строительства погодными условиями в зимнее время может диктовать применение таких конструкций, которые могли бы возводиться независимо от погоды. Низкая температура воздуха неблагоприятна для производства работ по бетонированию на строительной площадке, в то же время в этих условиях с успехом могут монтироваться стальные или сборные железобетонные конструкции.

 

 

 

Деятельность профсоюзов и других организаций может оказывать влияние на выбор конструкций здания. Так, например, в различных штатах профсоюзное законодательство по-разному регламентирует условия производства работ по бетонированию. Законодательство среднезападных штатов требует, чтобы весь процесс бетонирования производился одной и той же бригадой бетонщиков. Если укладка бетона затягивается дольше нормального рабочего дня, подрядчик обязан платить двойную, а иногда и тройную зарплату за сверхурочное время, что снижает преимущества применения бетона. В то же время профсоюзы других штатов разрешают производить бетонирование в две или даже в три смены различными бригадами бетонщиков. Это позволяет подрядчику завершить работы в кратчайшее время без сверхурочных выплат.

 

Или другой пример, касающийся работ по вязке арматуры. В некоторых районах вязальщикам арматуры разрешается перемещать с собой запас вязальной арматурной проволоки, а в других требуется, чтобы они постоянно ходили за проволокой в отведенное для ее хранения место.

 

Прежде чем выбрать конструктивную систему, инженер должен ознакомиться с профсоюзными и другими местными трудовыми нормами и ограничениями. Именно эти требования могут оказаться решающими при выборе конструкции.

 

Автор: Eugene P. Holland / Юджин Холланд. Источник: "Housing". John Wiley & Sons. New York. 1976 / «Проектирование жилых зданий». Стройиздат. Москва. 1979