В большинстве типов быстровозводимых зданий основные несущие конструкции каркаса обычно скрыты фасадными системами и ограждающими конструкциями. В то же время в зданиях с элементами, расположенными в плоскости или за пределами ограждающей оболочки, конструктив может использоваться как одна из составляющих достижения архитектурной выразительности.
Вопрос о взаимосвязи металлических конструкций каркаса с ограждающей оболочкой возникает тогда, когда это имеет значение с точки зрения визуального эффекта. Существует пять основных возможных типов взаиморасположения наружных ограждающих конструкций и несущего каркаса здания:
Концертный зал им. Уолта Диснея демонстрирует взаиморасположение ограждающих и несущих конструкций, когда внешняя оболочка полностью скрывает внутреннюю конструктивную форму здания и не повторяет ее контуры.
Выразительность достигается полностью за счет архитектурной формы, путем крепления стеновых панелей на дополнительных консольных элементах, которые монтируются к основному каркасу.
Одним из наиболее эффективных решений основного несущего каркаса высотных многоэтажных быстровозводимых зданий является внешняя вертикальная ферма. Такой тип каркаса располагается в плоскости внешних стен, объединяя архитектурную и конструктивную форму здания, а также придавая ему современный, выразительный вид.
При необходимости каркас может выходить за границы оболочки здания, формируя внешние несущие элементы. Расположенный снаружи крайний ряд колонн, приведенный в качестве примера здания университета в США, не только выступает в качестве конструктивного элемента, обеспечивающего перекрытие пролета и формирование козырька, но и придает быстровозводимому зданию современный, выразительный вид.
Следует помнить, что частичное выведение несущего каркаса за пределы ограждающих конструкций здания может повлечь за собой возникновение мостиков холода, а потому требует специальных конструктивных мер.
В зданиях, где архитектурно предусмотрены примыкающее снаружи патио либо высокое фасадное остекление, рационально кроме основного каркаса организовать внешние полуавтономные несущие элементы. В здании на рис. вантовая несущая система наружного остекления имеет собственные трубчатые колонны высотой 30 метров, которые раскреплены к основному каркасу. Несущий каркас, который полностью располагается за пределами оболочки здания, обычно является достаточно сложным с конструктивной и дорогим с экономической точки зрения.
Такие решения принимаются, когда есть особые требования к внутреннему функциональному пространству здания. Наружные конструкции могут нуждаться в дополнительной антикоррозионной защите, но в тоже время обеспечивают максимальное задействование каркаса в формировании облика здания и обеспечения его архитектурной неповторимости. Находясь вне ограждающей оболочки здания, несущая конструкция сама создает его внешнюю архитектурную форму.
Кроме этого, существует множество возможностей подчеркивания современного вида здания с использованием стальных элементов – в частности, в визуально открытых входных группах и патио, а также путем применения специальных и декоративных наружных конструкций.
В последние годы новые подходы к применению открытых металлоконструкций в архитектурном дизайне интерьера и экстерьера находят все большее применение. Как характерные образцы указанной тенденции можно привести ряд следующих примеров:
Подобные примеры являются результатом тесного сотрудничества архитекторов и инженеров в стремлении объединить архитектурную и конструктивную формы.