Ультратонкий небоскрёб 262 Fifth Avenue как пример нарушения классических правил проектирования

На этот проект ультратонкого жилого небоскрёба я обратил внимание ещё на ранней стадии, когда строительство только начиналось.

При высоте 260 м и поперечном размере всего 14 м башня имеет соотношение h/b ≈ 19, что делает её одной из самых тонких в мире.

И при этом авторы проекта нарушили одно из главных правил проектирования подобных башен — располагать ядро жёсткости строго по центру плана, обеспечивая симметрию и совпадение координат центра тяжести и центра жёсткости каждого этажа.

Ядро в 262 Fifth Avenue вынесено наружу. Такое решение очевидно связано с крайне малой площадью типового этажа: при классической схеме с центральным ядром полезного пространства практически не осталось бы.

Подобное расположение ядра оказывает неблагоприятное влияние на работу системы, воспринимающей вертикальные нагрузки. Центр жёсткости этажа смещается относительно центра тяжести, из-за чего весь каркас неизбежно начинает крениться под действием собственного веса и полезных нагрузок.

Как же авторам проекта удалось сделать такое решение возможным?

Во-первых, на плане этажа заметно, что с противоположной от ядра стороны предусмотрена стена-диафрагма, призванная сместить центр жёсткости от ядра ближе к центру плана. По этой причине она выполнена очень массивной.

Диафрагма позволяет частично компенсировать крен, но полностью уйти от него не даёт. Что ещё могли предусмотреть авторы проекта в этом случае? Мне пришли в голову два варианта:

• задание строительного крена ядра на стадии монтажа в противоположную сторону
• применение вертикальных канатов с постнапряжением в стенах ядра по всей высоте, натяжение которых позволяет «выпрямлять» здание

Оба подхода требуют крайне точного и сложного расчётного обоснования. Основная сложность — учёт разности осадок вертикальных опор, обусловленной ползучестью бетона, которая существенно влияет на направление и величину крена. Для этого выполняется постадийный расчёт с моделированием временной ползучести бетона.

Подобный расчёт мне приходилось выполнять один раз — для проекта «Страна-Сити». В результате были определены прогнозные разности осадок между ядром и внешними колоннами.

Что ещё примечательно в проекте — это плоские монолитные плиты пролётом около 14 × 14 м. В них, судя по фото, нет ни балок, ни капителей. В интернете не нашёл информации о конструктивном решении этих плит. Единственный способ, который приходит на ум, — это преднапряжение.