Современное высотное строительство характеризуется усложнением объемно-планировочных решений. Как подчеркивает В. Р. Мустакимов [17], организация переходных зон продиктована не только архитектурным обликом, но и функциональной неоднородностью здания на разных уровнях. Переходный этаж представляет собой зону концентрации несущих конструкций, обеспечивающую передачу усилий от элементов одной системы (например, часто расположенных пилонов жилой части) на элементы другой (редкие мощные колонны общественных пространств или стилобата).

Классификация и конструктивные особенности переходных систем

Выбор рациональной схемы является определяющим фактором для обеспечения устойчивости к эксплуатационным нагрузкам [10]. В практике проектирования выделяют четыре основных типа конструкций:

Переходные плиты. Массивное монолитное перекрытие увеличенной толщины. Монолитное исполнение является приоритетным, так как обеспечивает неразрезность системы и жесткое сопряжение с вертикальными элементами, минимизируя деформации в зонах продавливания [16].

Переходные балки и балки-стенки. Применяются для перекрытия значительных пролетов. Стальные балки эффективны при максимальных пролетах, а композитные (сталежелезобетонные) позволяют оптимизировать габариты за счет совместной работы стали на растяжение и бетона на сжатие.

Переходные стены. Работают как мощные связевые элементы и жесткие диафрагмы, что критически важно для зданий с консольными выносами [3].

Переходные раскосы. Использование раскосных систем позволяет оптимизировать распределение осевых усилий и снизить материалоемкость узла [12].

Таблица 1

Сравнительный анализ технических характеристик переходных систем

Статическая работа и влияние вертикальных нагрузок

Процесс функционирования переходных конструкций включает восприятие концентрированных усилий, трансформацию напряженно-деформированного состояния (НДС) и передачу трансформированной нагрузки на основание.

Вертикальные нагрузки в высотных зданиях достигают колоссальных значений. На уровне переходного этажа эти усилия концентрируются в точках опирания вышележащих колонн. Для предотвращения хрупкого разрушения [продавливания] применяются принципы локального усиления: установка поперечной арматуры или жестких стальных вставок.

Взаимодействие с горизонтальными нагрузками и аутригерные системы

Роль переходных конструкций в восприятии ветровых и сейсмических нагрузок является критической. В рамках общей схемы они выполняют функции горизонтальных диафрагм жесткости.

Особое значение имеет внедрение аутригерных систем (высоких ферм или балок-стенок), которые жестко связывают центральное ядро с периметральными колоннами. Это создает значительное «плечо» внутренней пары сил, что:

– Кратно повышает изгибную жесткость каркаса.

– Снижает расчетный изгибающий момент в основании ядра на 25–40 %.

– Ограничивает ускорение горизонтальных колебаний до нормативных 0,1 м/с², обеспечивая динамический комфорт [5, 15].

Конструктивная безопасность и защита от обрушения

Переходный этаж — это зона «скачка жесткости» [1]. При сейсмических воздействиях это создает риск формирования «мягкого этажа». Для нейтрализации рисков переходные плиты проектируются как абсолютно жесткие диски, выравнивающие инерционные силы [13].

В сценариях аварийных воздействий (взрыв, пожар) переходная конструкция должна обеспечивать живучесть системы. Если одна из опор нижнего яруса выходит из строя, плита начинает работать по принципу «мембраны» или мостового пролета, «подвешивая» нагрузку вышележащих этажей и предотвращая лавинообразное обрушение [16, 17].

Цифровая трансформация и методы расчета

Современное проектирование базируется на методе конечных элементов (МКЭ) в комплексах SCAD и LIRA-SAPR. Детальный анализ требует сгущения сетки в зонах опирания колонн и учета стадийности возведения, так как НДС плиты меняется по мере роста этажности. Интеграция BIM-технологий позволяет создавать цифровые двойники для непрерывного мониторинга состояния переходных зон на этапе эксплуатации [14].

Заключение

Переходные конструкции эволюционировали из вспомогательных элементов в многофункциональные интеллектуальные узлы. Применение высокопрочных бетонов (B40 и выше) и арматуры класса А500С в сочетании с аутригерными поясами позволяет возводить объекты любой сложности, гарантируя их долговечность и устойчивость к экстремальным воздействиям.

Литература:

1. Бекмаматова, Л. Н. Особенности оценки ветрового воздействия на высотные здания / Л. Н. Бекмаматова, В. Н. Алексеенко, О. Б. Жиленко // Молодежный научный форум: технические и математические науки. — 2016. — № 1(30). — С. 4–12. — EDN VHEWRD. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25279335

2. Скрипченкова, С. Ю. Воздействие ветровых нагрузок на высотные здания / С. Ю. Скрипченкова // Астраханский вестник экологического образования. — 2017. — № 2(40). — С. 103–108. — EDN YSRJMT. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29368380

3. Павлушкин, М. Е. Разработка конструкции консольной части здания / М. Е. Павлушкин, С. С. Зимин // Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием, Инженерно-строительный институт. В 3 ч., Санкт-Петербург, 18–23 ноября 2019 года / отв. ред. Н. Д. Беляев, В. В. Елистратов. Том Ч. 2.. — Санкт-Петербург: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», 2019. — С. 131–133. — EDN BNHEPI. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=bnhepi

4. Фотиева, В. А. Фундаменты высотных зданий / В. А. Фотиева, А. А. Столбикова, В. И. Пахолько // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). — 2023. — № 2. — С. 88–90. — EDN ZYJRSV. https://elibrary.ru/item.asp?id=54805093

5. Сойту, Н. Ю. Влияние ветровых нагрузок на конструирование высотных зданий / Н. Ю. Сойту // Modern Science. — 2020. — № 2–1. — С. 393–396. — EDN RRPUXB. https://elibrary.ru/item.asp?id=42416116

6. Квадрициус, С. В. Основные проблемы, возникающие при строительстве высотных зданий в России / С. В. Квадрициус // Аллея науки. — 2023. — Т. 1, № 6(81). — С. 251–254. — EDN RHCLKW. https://elibrary.ru/item.asp?id=54364338

7. Лавреев, А. Ю. Развитие мировой технологии возведения высотных зданий / А. Ю. Лавреев // Science Time. — 2016. — № 4(28). — С. 462–466. — EDN VXDAJD. https://elibrary.ru/item.asp?id=26007231

8. Клименко, О. А. Сравнение свайных, плитных и комбинированных фундаментов для высотных зданий / О. А. Клименко // Инновационный потенциал развития общества: взгляд молодых ученых: сборник научных статей 6-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок, в 4‐х томах, Курск, 01 декабря 2025 года. — Курск: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2025. — С. 298–300. — EDN XXWQLD. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=87345059

9. Сверчкова, Н. А. Влияние ветровой нагрузки на высотные здания / Н. А. Сверчкова, И. С. Казакова // Будущее науки-2017: Сборник научных статей 5-й Международной молодежной научной конференции: в 4-х томах, Курск, 26–27 апреля 2017 года / Ответственный редактор Горохов А. А.. Том 3. — Курск: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2017. — С. 290–293. — EDN YQLGRF. https://elibrary.ru/item.asp?id=29266248

10. Сылка, Д. В. Особенности конструктивных схем каркасных высотных зданий / Д. В. Сылка, И. В. Ковалева, Д. Г. Злая // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). — 2021. — № 4. — С. 188–194. — EDN YKLSKR. https://elibrary.ru/item.asp?id=47970615

11. Параметрическое моделирование сложной геометрии высотного здания: анализ влияния ветровой нагрузки и оптимизация / Е. Н. Облетов, Е. Д. Шаханов, М. А. Каргапольцева, С. С. Шилов // Приволжский научный журнал. — 2024. — № 1(69). — С. 278–285. — EDN FLCLWZ. https://elibrary.ru/item.asp?id=65395554

12. Чернова, А. Н. Анализ использования переходных раскосов в высотном здании / А. Н. Чернова // Инновационные идеи молодых исследователей: Сборник научных статей по материалам XII Международной научно-практической конференции, Уфа, 13 июня 2023 года. — Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-издательский центр «Вестник науки», 2023. — С. 309–314. — EDN IIHMGP. https://elibrary.ru/item.asp?id=54155328

13. Корабликова Юлия Константиновна, Грачев Григорий Денисович Анализ проблем и особенностей проектирования современных высотных зданий с учетом сейсмического воздействия // Вестник науки и образования. 2017. № 11 (35). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-problem-i-osobennostey-proektirovaniya-sovremennyh-vysotnyh-zdaniy-s-uchetom-seysmicheskogo-vozdeystviya

14. Integrating BIM Technology in High-Rise Building Construction / ACE (Architecture and Civil Engineering) // Proceedings of the International Conference on Architecture and Civil Engineering. — 2025. — Vol. 15. — URL: https://www.ewadirect.com/proceedings/ace/article/view/25441

15. Abdelbasset, Y. M. High-Rise Buildings with Transfer Floors: Drift Calculations / Y. M. Abdelbasset, E. Y. Sayed-Ahmed, S. A. Mourad // IABSE Symposium Report. — 2014. — Vol. 102. — P. 637–644. — URL: https://www.academia.edu/48885134/High_Rise_Buildings_with_Transfer_Floors_Drift_Calculations

16. The Institution of Structural Engineers. Design of transfer slabs / The Institution of Structural Engineers. — London: IStructE, 2021. — URL: https://www.istructe.org/resources/guidance/design-of-transfer-slabs/

17. Мустакимов, В. Р. Проектирование зданий. Высотные здания: учебник для среднего профессионального образования / В. Р. Мустакимов. — 3-е изд. — Москва: Издательство Юрайт, 2026. — 291 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978–5–534–19663–4. — Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/590369