Конструктивные системы жилых высотных зданий

Е.А. Веселова, С.В. Комшин 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЛЫХ 

ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ 

 

 

Монография  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород 
2022 

 
 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования  
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»  

  

 

Е.А. Веселова, С.В. Комшин 

 

 

 

 

 

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЛЫХ ВЫСОТНЫХ 

ЗДАНИЙ 

 

 

Монография  

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород 
ННГАСУ 
2022 

ББК 38 
В 38 
К 63 
УДК 728.2.012.27 
 
 
 
Рецензенты: 
 
Шиман В. Ю. –       заслуженный строитель РФ, член Союза архитекторов 
России  
Даняев Н. Я.  –        директор ООО «ПроектНН», лицензированный 
архитектор 
 
  
Веселова Е.А. Конструктивные системы жилых высотных зданий 
[Текст]: монография / Е.А. Веселова,  С.В. Комшин; Нижегор. гос. 
архитектур.- строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 141 с.  
ISBN 978-5-528-00495-2 
 
 
 В 
монографии 
рассмотрены 
исторические 
этапы 
развития 
конструктивных систем высотных зданий в России и за рубежом, 
анализируются конструктивные системы современных жилых высотных 
зданий из железобетона, металла и дерева, а также представлены 
современные тенденции развития конструктивных систем высотных 
зданий. 
 Для 
специалистов 
в 
области 
архитектуры 
и 
строительства. 
Рекомендуется  преподавателям, аспирантам, студентам строительных 
направлений и специальностей.  
 
 
 
ББК 38 
 
 
 
                                                                                                 
ISBN 978-5-528-00495-2                                                       © Веселова Е.А.,  
                                                                                               Комшин С.В., 2022. 
     © ННГАСУ, 2022.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ 

Общая 
характеристика 
работы 
………………………………………... 
4 

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ 
РАЗВИТИЯ 
ВЫСОТНЫХ 
ЗДАНИЙ 
………… 
6 

1.1. Основные исторические этапы развития высотных зданий 
…… 
6 

1.2. История развития конструкций и конструктивных систем 

в США ……………………………………………………………..

 
7 
1.2.1. 
Высотное 
строительство 
в 
Нью-Йорке 
…………………… 
10 

1.2.2. 
Небоскребы 
в 
Чикаго 
………………………………………. 
17 

1.2.3. Высотные здания в некоторых крупных городах США 
…. 
20 

1.3. История развития конструкций и конструктивных систем           

в странах Европы ...………………………………………………. 
 
22 
1.4. История развития конструкций и конструктивных систем 

в странах Азии, Австралии и Ближнего Востока ...……………. 
 
28 
1.5. История развития конструкций и конструктивных систем 

в России ……………………...…………………………………… 
 
42 
Выводы 
по 
Главе 
I 
……………………………………………………… 
62 

ГЛАВА II. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ 
СОВРЕМЕННЫХ ЖИЛЫХ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ …………. 
 
68 
2.1. Современные конструктивные системы жилых высотных 
зданий из железобетона ………………………..………………... 
 
74 
2.2. Современные конструктивные системы жилых высотных 
зданий из металла ……………………..…………………………. 
 
88 
2.3. Современные конструктивные системы жилых высотных 
зданий из дерева …………………………………………………..

 
100 
2.4. Анализ применения разных материалов по высоте ……………..
113 
Выводы по Главе II ……………………………………………………. 114 
ГЛАВА III. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 
КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ …… 
 
118 
Выводы по Главе III ……………………………………………………
138 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………... 139 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………..
140 
 
 
 

Общая характеристика работы 

 
Актуальность исследования. 

 
Одна из основных потребностей человека, начиная с древнего мира и 
до наших дней, - это комфортное и безопасное жилье. Так как население 
нашей планеты постоянно увеличивается, потребность в жилье также 
неустанно растет. Еще первые люди начали образовывать поселения из 
соображений безопасности и удобства совместной работы, позднее эти 
поселения переросли в города, а еще позднее - в современные мегаполисы.  

 
Современные мегаполисы представляют собой густонаселенные 
районы, где ежедневно живут и работают миллионы, а в отдельных 
случаях и десятки миллионов человек. В таких условиях малоэтажное 
строительство быстро уступило место многоэтажному, а позднее - 
высотному домостроению.  

 
Таким образом, города стали очень быстро расти вверх, ставя все 
новые рекорды высоты. С покорением высоты конструкция небоскребов 
становилась все сложнее. Во всем мире ежедневно решаются сложнейшие 
инженерные задачи, связанные со строительством небоскребов. От 
разработки быстрых лифтов и мощных насосов перекачки воды до 
обеспечения сейсмоустойчивости и жесткости конструкций при самых 
агрессивных 
природных 
воздействиях. 
Развитие 
конструкций 
на 
сегодняшний день поражает воображение. Человечество уже достигло 
высоты более 800 м, строит небоскребы в пустынях со слабыми грунтами и 
на побережье океанов с экстремальными погодными условиями, 
тайфунами и землетрясениями.  

 
Наряду с сверхвысокими и конструктивно сложными небоскребами 
строятся и здания поменьше, именно они становятся домами жилого 
назначения. Часто их строят рядом друг с другом, образуя высотные 
кварталы. 
Они 
позволяют 
эффективно 
использовать 
территорию 
мегаполисов, создавая инфраструктуру для жизни, работы и отдыха. Такие 
высотные кварталы еще называют «город в городе». Главная задача 
проектировщиков 
современных 
жилых 
небоскребов 
- 
обеспечить 
комфортные 
условия 
для 
жителей, 
найти 
баланс 
высотности 
и 
конструктивного решения.  

 
Развитие высотного жилого строительства, их архитектурная 
уникальность, их конструктивные и функциональные решения с момента 
возведения первого жилого небоскреба до сегодняшнего дня являются 
источниками актуальности данной научно-исследовательской работы. 

 
 

Цель исследования. 

 Теоретическое 
обобщение 
сведений 
о 
развитии 
высотного 
строительства, 
проведение 
исследования 
конструктивных 
систем 
высотных зданий из разных материалов, в том числе конструктивных 
систем жилых высотных зданий. 

 Задачи исследования. 

 - изучить 
мировую 
историю 
возникновения 
высотного 
строительства;  
 - изучить конструктивные системы жилых высотных зданий из 
разных строительных материалов; 
 - выявить 
современные 
тенденции 
развития 
высотного 
домостроения. 

 

Объект исследования. 

 Высотные здания прошлого, а также современного строительства в 
России и зарубежных странах.  

 Предмет исследования. 

 Конструктивные системы высотных жилых зданий, небоскребов из 
металла, железобетона и дерева. 

 Методы исследования. 

 Поиск и анализ источников информации, содержащих данные о 
истории развития высотного строительства в России и за рубежом. 
Рассмотрение конструктивных систем высотных жилых зданий из 
различных строительных материалов с целью выявления наиболее 
рационального их применения по высотности. 

 Научная новизна. 

 - выделены основные этапы развития высотного строительства; 
 - выявлены особенности высотного строительства в разных странах 
мира; 
 - определены особенности конструктивных систем высотных жилых 
зданий с применением различных строительных материалов; 
 - выявлены 
современные 
тенденция 
развития 
высотного 
домостроения. 

 

 
Практическая значимость исследования. 

 
Теоретические положения исследования, содержащиеся в работе, 
анализ применяемых конструктивных систем в высотном домостроении с 

применением различных строительных материалов могут быть применены 
в учебных курсах для направления 08.04.01 – «Строительство».  

 
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ 

1.1. Основные исторические этапы развития высотных зданий 

 
С началом бурного развития промышленности концентрация 
населения в городах значительно увеличилась. В связи с этим появилась 
необходимость строительства большого количества многоэтажных и 
высотных зданий. Первым городом, в котором стали строить высотные 
здания, стал Чикаго, в конце XIX в. один из  передовых городов США. 

 
В Чикаго впервые стали возводиться здания в 12-16 этажей, что 
привело к некоторым трудностям при их эксплуатации. Во-первых, 
водяные насосы того времени могли подавать воду только на высоту 15 м; 
во-вторых, подъем выше 5-7 этажей также не способствовал возведению 
высоких зданий в 10-12 этажей, и только применение каркасной системы, 
изобретение безопасного лифта, разработка более мощных насосов создали 
возможность увеличивать высоту зданий до 100 и более метров. 

 
Одним из первых теоретиков высотного строительства был Луис 
Салливан, сформулировавший пять основных принципов возведения 
высотных зданий, которые используют все современные архитекторы. 
 
Первый – небоскребу необходим подземный этаж, в котором 
размещаются 
силовые 
установки 
и 
инженерное 
оборудование, 
обеспечивающее здание энергией и теплом.  
 
Второй – первый этаж должен содержать общественные места, 
магазины и иные заведения, которым необходимо большое пространство, 
много света, яркие витрины и легкий доступ с улицы.  
 
Третий – второй этаж должен иметь не меньше света и простора, чем 
первый, поскольку он легко достижим с помощью лестниц.  
 
Четвертый – между вторым и самым верхним этажом должны 
располагаться офисные помещения.  
 
Пятый – самый верхний этаж, так же как и подземный, должен быть 
техническим. В нем должны находиться система вентиляции и другое 
инженерное оборудование.  

 
Проходя длинный путь развития проектирования и строительства 
высотных 
зданий, 
их 
архитектура, 
конструкции 
и 
инженерное 
оборудование постоянно менялись. Изобретения в области строительства, 
технологии, 
различные 
влияния, 
оказываемые 
законодательством, 
архитектурные теории и стили оставили свой след в высотном 
строительстве. 
 

1.2. История развития конструкций и конструктивных систем в США 

 
До 1891 года специальных норм для проектирования высотных 
зданий не существовало, поэтому архитекторам в то время приходилось 
пользоваться строительными нормами для обычных зданий средней 
этажности. В этот период развития высотных зданий, здание 10-12 этажей 
уже считалось высотным объектом. Конструктивная схема этих обьектов 
перекрестно-стеновая, а основной материал несущих стен - кирпич. 
Последним этапом строительства зданий из кирпича стало строительство 
16-этажного кирпичного здания «Монаднок Билдинг» в 1891 году в 
Чикаго. Проектировщики, пытаясь увеличить количество этажей здания, 
используя традиционную перекрестно-стеновую конструктивную систему, 
пришли к тому, что толщина стен первого этажа достигала от двух до 
четырех метров. Именно в этот момент окончательно доказана 
несостоятельность и бесперспективность использования кирпичных стен в 
качестве несущей конструкции высотных домов. Тем не менее, 
построенное здание «Монаднок Билдинг» (рис. 1.1) - это первый высотный 
дом, который был оборудован лифтом, имел электроосвещение и 
телефонную связь. 

 

Рисунок 1.1 - Монаднок Билдинг 

 
Начиная с 1891 года, в высотном строительстве происходит переход 
на каркасную систему и использование металла (сначала чугуна, а затем 
стального проката) в качестве материала несущих конструкций. Это стало 

следующим 
этапом 
развития 
высотного 
домостроения, 
который 
продолжался до 1916 года. Каркасные здания сильно отличались в лучшую 
сторону от кирпичных предшественников. Внутреннее пространство 
освободилось от мощных капитальных кирпичных стен. А самое главное - 
каркасные конструкции оказались значительно дешевле, также каркасная 
конструктивная система, совместно с применением лифтов, открыла 
перспективу для значительного увеличения этажности зданий. 

 
Чикаго стал первым городом, в котором появилась идея применения 
стального каркаса в строительстве высотных зданий. Хотя первый шаг был 
сделан в Англии еще в начале XIX века. Несущие конструкции фабричных 
зданий состояли из чугунных стоек и балок, а самонесущие наружные 
стены выполнялись из кирпича. В середине XIX века американец Джеймс 
Богард собирает наружные стены из чугунных деталей, достигая этим 
гораздо лучшего освещения помещений, чем при каменных стенах. 

 
В развитие стального каркаса, самую большую лепту внесла 
Чикагская школа, благодаря которой были разработаны принципы 
применения стального каркаса в качестве несущей конструкции. Также 
Чикагская школа создала и развила архитектурные формы, характерные 
для каркасных зданий. Главное отличие Чикагской школы от Богарда, 
использовавшего в основном чугун, заключалось в применении стали, 
которая обладает прочностью не только на сжатие, но и на растяжение. 
Стойки и балки соединяются между собой так, что каркас от фундамента 
до крыши образует законченную и жесткую несущую конструкцию. 

 
Впервые стальной каркас стал основной несущей конструкцией 
здания   в   1883-1885   годах   при   постройке   «Хоум   Иншюренс      
Билдинг» (рис. 1.2) в Чикаго. Именно с этого здания началось 
стремительное развитие архитектуры высотных домов в Чикаго. Однако 
специалисты отмечают: членения фасадов Хоум Иншюренс Билдинг еще 
тяжелы и слишком монументальны. В отличие от него, построенное в 1890 
году здание «Релайнс» (рис. 1.3) характеризуется легкостью форм, 
логически вытекающей из самой стальной конструкции. 

 
К этому времени важную роль в высотном домостроении играла так 
называемая «Чикагская архитектурная школа», у истоков которой стоял 
Луис Салливен (1856-1924). Он полнее других исследовал конструктивные 
и функциональные проблемы высотного строительства. 

 
Вопросы, поставленные Салливеном, и ответы, которые он получил, 
в свое время были не так очевидны, какими они представляются нам 
сегодня. Эти мысли приводят его к членению здания по высоте на три 
части. Первые два этажа объединены, так как они предназначены для 
аналогичных 
функций, 
выше 
идут 
однотипные 
этажи 
офисных 

помещений. Последний этаж является техническим этажом с небольшим 
количеством проемов. 

Рисунок 1.2 - Хоум Иншюренс Билдинг 
Рисунок 1.3 - Релайнс 
 

 
Эти теоретические взгляды Салливен воплощает в жизнь при 
строительстве «Уэйнрайт Билдинг» (рис. 1.4) в Сент-Луисе (1890-1891) и 
«Гаранти Траст Билдинг» (рис. 1.5) в Буффало (1895). Идеи Салливена 
были для своего времени революционными. Сама мысль Салливена, что 
проектирование сооружения должно начинаться изнутри, то есть что 
однообразие офисных помещений должно быть отражено и во внешнем 
облике здания, была для того времени новаторской. Господствовавший 
тогда эклектизм привык компоновать фасад по готовым образцам, мало 
заботясь о функциональном назначении сооружения. И случилось так, что 
эти эклектические установки взяли верх над предпринятыми в Чикаго 
начинаниями, которые впоследствии привели к современным высотным 
зданиям. 

 
В 1892 году с использованием стального каркаса в Чикаго был 
построен 20-этажный Мормонский храм высотой 100 метров, который 
получил титул самого высокого здания в мире. Впервые на его крыше 
была размещена смотровая площадка. Переход на стальные прокатные 
профили в качестве материала несущих конструкций и, соответственно, на 
клепаные соединения позволил реализовать на практике преимущества 
каркасной системы. С этого момента началось покорение высоты, так