К началу XXI века технология строительного производства и конструктивные решения мостов и высотных сооружений особенно выделялись дерзостью инженерной мысли и великолепием сооружений.

Идущий впереди – мост для идущего позади (грузинская пословица). И вот я, инженер промышленного и гражданского строительства с большим опытом проектирования крупных промышленных сооружений, и по духу архитектор, решил предложить новые идеи в части конструктивных разработок для общественных зданий и сооружений.

По предложениям получил патенты и хотел бы обсудить их на семинаре.

Первое предложение – патент RU № 73000 сооружения с большими пролётами. Сущность конструкции в том, что она представляет собой вантовое перекрытие, содержащее подвешенные к пилону(1) на вантах(3) блоки(2), собранные из ферм. Блоки расположены радиально пилону, который выполнен полым и установлен за пределами перекрываемого объекта. Каждый блок концом, обращённым в сторону пилона, консольно оперт на неподвижно закреплённый каркас(4) вспомогательного помещения, перекрываемого объекта. 
Блок(2) – пространственная конструкция, рассчитываемая помимо вертикальных нагрузок на дополнительные осевые усилия, возникающие исходя из конструктивной схемы вантового перекрытия. Блоки, собранные из ферм и конструктивно выполняющие функции балок жёсткости (т.е. балка жесткости – блок, собранный из двух ферм), выполнены из стальных трубчатых элементов типа стрелы башенного крана.

Радиальное расположение блоков обеспечивает возможность устройства необходимого количества деформационных швов и как следствие – перекрытие с большой площадью. Швы расположены между спаренными блоками – обычный классический приём устройства швов.

Пилон (подробнее во втором предложении) выполнен в виде полой предварительно напряжённой железобетонной башни, что позволяет использовать его объём как бескаркасное многофункциональное здание.

Практически вся площадь под перекрытием полностью используется в качестве территории общественных сооружений, терминалов аэропортов, ангаров, сборочных цехов крупногабаритных конструкций (аэробусов, сухих доков), съёмочных павильонов киностудий, спортивных сооружений, вокзалов, крытых ботанических садов. Отсутствие строительных конструкций на площади проектируемого объекта в сочетании с неограниченным его объёмом (в плане и по высоте) даёт архитектору вдохновение для творчества. Фасад сооружения, полностью открытый к внешнему пространству, удовлетворит любые фантазии художника. 
Но главным в предложении является величина пролёта перекрываемого объекта. 
В бывшей стране СССР максимальная величина пролёта ангара для самолётов достигала 100 метров. Во Франции сборка Аэробуса 380 производится в цехе пролётом 200 метров. 
Предложенная конструкция перекрытия позволяет в 1.5- 2 раза увеличить пролёт, что даст возможность использовать пространство помещения под любые технологические схемы производства различных машин, или механизмов нестандартных габаритов. 
В качестве виртуального примера применения конструкции могут служить эскизные проекты 
1.Крытый горно-лыжный комплекс. 
2. Боинг. 
3. Терминал аэропорта. 
4. Колизей.

Второе предложение – для высотных сооружений (патент RU № 74947) и бескаркасных зданий (патент RU № 74658) 
Зная печально известную судьбу высотных зданий (башни “Близнецы” в США, Останкинская башня в Москве), я предложил ствольную конструктивную схему. Материал – железобетон. Для предварительного напряжения на бетон конструкция, обеспечивающая устойчивость сооружения, (расчётное количество канатов, воспринимающих растягивающие усилия) вынесена наружу за пределы ствола сооружения и расположена в изолированных отсеках, составляющих по высоте наклонную шахту, проходящую от основания до верха. Конструкция автономна, что гарантирует сохранение несущей способности в случае возникновения пожара в стволе сооружения, а также имеется свободный доступ к осмотру и ремонту. Отсеки используются также в качестве эвакуационных выходов. 
Отличительная особенность в том, что высотное здание возможно строить любой (разумной необходимости) высоты. Методом “бамбука”, или типа “телескопической удочки”, сооружение наращивается из секций до необходимой высоты по проекту. Высота каждой секции, по высоте сооружения, определяется проектом в соответствии с техническими условиями. 
Сооружение выглядит следующим образом. 
Ствол высотного сооружения используется для функционального предназначения по проекту и может быть принят любого симметричного очертания – от круглого до многогранного. По периметру основания ствола радиально(наружу от центра) расходятся лучеобразной формы помещения, в вершинах которых размещены специальные отсеки, предназначенные для канатов. Указанные помещения с отсеками для канатов в совокупности по высоте равны стволу сооружения, но в продольном сечении своими вершинами сходятся к верхней части ствола – в виде конуса. Отсеки являются поэтажными элементами полой наклонной шахты, проходящей от основания до верха секции. Канаты, изолированные в шахте, в верхней части одним концом крепятся за диафрагму жесткости ствола сооружения, а другим концом, посредством предварительного натяжения, закреплены за анкерные фундаменты (якоря), расположенные под шахтой, или за диафрагму жесткости, при варианте стыкующихся секций. 
Технический результат патента достигается за счёт выноса из опасной зоны (наружу от ствола сооружения) конструкции, обеспечивающей устойчивость высотного сооружения, и изоляции её от внешних воздействий среды (пожар, коррозия, механические повреждения), что гарантирует сохранение несущей способности конструкции.

Для бескаркасных зданий (особенно многофункционального предназначения) использование патента RU № 74658 несравнимо ни с какой-либо другой конструкцией. 
Сущность патента в том, что межэтажное перекрытие выполнено в виде законченного этажа здания, и в совокупности между перекрытиями создаётся дополнительное пространство, полезный объём которого используется как любое функциональное помещение.

Межэтажное этаж-перекрытие для высотных бескаркасных зданий с большим пролетом без промежуточных опорных конструкций содержит блоки , собранные из ферм, опирающиеся на ограждающие конструкции здания . 
Блоки расположены поэтажно перпендикулярно (со смещением на 90*) друг к другу, в целях распределения нагрузки на ограждающие конструкции. 
Каждое межэтажное перекрытие выполнено в виде законченного этажа здания и представляет собой горизонтальную диафрагму жёсткости высотного здания. Причём этажи-перекрытия собираются и оснащаются всеми проектными коммуникациями и отделочными работами на "земле", т.е. в основании высотного здания, а затем этаж-перекрытие устанавливается на проектной отметке монтажными лебётками по системе сверху-вниз. Поскольку перекрытие конструктивно выполнено законченным, имеется возможность создавать промежуточный этаж любой высоты между монтируемыми перекрытиями. Образующееся пространство пол-потолок, или "сэндвич",свободно от любых конструктивных элементов, влияющих на интерьер помещения, используется архитектором для функциональных целей. 
Блоки жёстко скреплены с ограждающими конструкциями здания . Фермы пространственных блоков выполнены из стальных трубчатых элементов. Расчётная схема ферм учитывает нагрузку 2-х этажей и предусматривает устройство "проходов" (в архитектурном смысле) предназначенных для эксплуатационных нужд помещения.
Применение полезной модели для многофункционального высотного здания позволит создать большой объём помещения (по высоте и площади) свободного от опор, а также, использование подобной конструкции позволит уменьшить материалоёмкость и трудоёмкость за счёт сокращения числа перекрытий и отсутствия опор. 
"Истинная суть здания проявляется не в четырёх стенах и крыше, а в пустоте, заключённой внутри", - говорил Лао-Цзы. Книга "Пространство" из серии "Архитектура в деталях".

Предлагаю примеры в виде эскизных проектов многофункциональных высотных зданий 
1.“Принцесса” и “Королева Красоты”
2.ТВ башня “UFO” и “Летающие тарелки”

Более подробнее с проектами можно ознакомиться на сайте http://www.fdternest.com и в моём блоге.

Приложение. 
1. Схема – вантовое перекрытие. 
2. Фото макетов.

Передано автором для обсуждения на семинаре 22 марта 2009 г.