Оглавление
Введение…………………………………………………………………...….…..3
1. Небоскрёб Мэри-Экс …………………… …………………………………....4
2. Архитектурная концепция.....…………………………………………….......7
3. Фасад ……………………….….…………………………………………...…11
4.Строительство………………………………………………………………....13
5.Особенности внутренней конструкции ……………………………………...16
6.Факты и цифры…………………………………………………………………18
Заключение………………………………………………………………….…....20
Введение
Высотные здания представляют собой уникальные сооружения, имеющие высоту свыше 100 метров и представляющие собой сложные объекты строительства.
Одним из самых опасных факторов, влияющих на высотные сооружения, является ветер, способный разрушить целостность ограждающих конструкций и привести к невозможности эксплуатировать здание.
Помимо ветровой нагрузки, при проектировании высотных зданий необходимо учитывать сейсмостойкость сооружения и давление, которое оно оказывает на грунт.
Строительные условия в современных городах, большая плотность застройки, дороговизна участков, привели к буму высотного строительства, призванного обеспечить людей комфортным и безопасным пространством для работы, жизни и отдыха в условиях плотной городской застройки.
Помимо обеспечения функциональных задач, высотное здание также должно обладать выразительным архитектурным обликом.
Одной из передовых технологий, призванных обеспечить все требования, предъявляемые к высотному зданию, является диагонально-сетчатые несущие конструкции.
Структурная эффективность и гибкость системы диагонально-сетчатых несущих конструкций уже сделали её одой из самых популярных конструкций при проектировании как уникальных, так и обычных зданий, и сооружений.
В данной курсовой работе рассматривается применение диагонально-сетчатой несущей конструкции на примере одной из наиболее известных высоток Мэри-Экс, или Сент-Мэри Экс.
Небоскрёб Мэри-Экс
Небоскрёб Мэри-Экс в Лондоне или Башня Сент-Мэри Экс– это здание насчитывает около 40 этажей. Расположена высотка в крупнейшем городе и столицы Великобритании.
Конструкция небоскреба исполнена в виде сетчатой оболочки с центральным опорным основанием.
Мэри-Экс – это первая высотка в мире, которая заслуживает звание экологического небоскрёба. Нижние этажи высотного здания открыты для всех посетителей, а на верхних располагаются многочисленные рестораны.[1]
Редкость этого сооружения состоит в том, что оно округлой формы и даже при такой высоте создает незначительную тень на окружающие значительно меньшие здания. Стенами и окнами в этом сооружении служат стеклоблоки, что снабжает максимальный уровень естественного освещения помещений и очаровательный вид на окрестности Лондона.
Кроме того, в конструкции стен предусмотрена естественная вентиляция здания, а его отопление в зимний период обеспечивают солнечные батареи. Эти и еще ряд технических решений дают возможность небоскребу значительно снизить потребление электроэнергии и стать наиболее экономичным эко небоскрёбом в мире. [2]
Здание возводилось с 2001 по 2004 год по проекту знаменитого архитектора Нормана Фостера.
Фостер хотел применить солнечное освещение и естественную вентиляцию. Здание высотой в 180 метров получилось экономичным и требует вдвое меньше электроэнергии, чем другие постройки такого типа. [3]
Рис.1. Вид с верхнего этажа Мэри-Экс
Рис.2. Небоскрёб Мэри-Экс в полный рост
Используемые источники:
1.Википедия. Свободная энциклопедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Небоскрёб_Мэри-Экс
2.Строительство и недвижимость. Норман Фостер. URL: https://www.nestor.minsk.by/sn/2004/17/sn41706.html
3. LONDON travel. URL: https://london.kiev.ua/dostoprimechatelnosti-londona/neboskreb-meri-eks-v-londone.html
Архитектурная концепция
Здание практически целиком стеклянное, его макушка закрыта прозрачным куполом. Внутри предусмотрены площадки для зеленых насаждений, оправдывающие название эко небоскреба.
Постройка не выглядит таким громоздким, как выглядел бы прямоугольный небоскреб аналогичной площади. Из-за того, что здание тонкое и изящное оно оставляет меньше тени, форма увеличивает прозрачность здания и повышает проникновение солнечного света. [1]
Отсутствие углов не позволяет ветровым потокам проникать вниз здания, как это происходит с обычными прямоугольными небоскребами, что создает комфортную атмосферу для пешеходов. Аэродинамическая форма заставляет ветер естественно огибать сооружение, что минимизирует завихрения воздуха и образование облаков. [2]
Рис.3. Эскиз воздушных потоков
Рис.4. Эскизный рисунок
Рис.5. Моделирование воздушных потоков
Рис.6. Генеральный план
Рисунок 7. Планы среднего, нижнего и цокольного этажей
Рис.8. Планы верхних этажей
Используемые источники:
1. Красивые решения в строительстве. URL: https://krasivo-stroit.blogspot.ru/2012/09/30.html
2. Украинский центр стального строительства. Мэри Экс. URL: https://www.uscc.ua/ru/resheniya-iz-stali/keysi/myeri-jeks.html
Фасад
Диагональная сетка создает криволинейную форму башне и является несущей конструкцией для этажей. На центральное ядро приходится только вертикальная нагрузка. Площадь внешнего остекления - 24 000 кв.м, что равнозначно пяти футбольным полям. [1]
Элементы фасада:
· Открывающиеся стеклянные экраны.
· Перфорированные алюминиевые жалюзи (внутренние солнцезащитные экраны).
· Алюминиевые оболочки опор.
· Фасадные рамы из экструдированного алюминия. [2]
Рис.9. Конструкции фасада
Рис.10. Конструкции фасада
Рис.11. Обустройство фасада
Используемые источники:
1.Реферат на тему: Живой классик современной архитектуры хайтека. URL: https://pmit.kname.edu.ua/images/refdoc/A2012_1_Fadeeva.doc
2. Украинский центр стального строительства. Мэри Экс. URL:
https://www.uscc.ua/ru/resheniya-iz-stali/keysi/myeri-jeks.html
Строительство
Теснота участка создавала лишние сложности не только для проектировщиков, но и для строителей. Компания Skanska UK Building, принявшая этот контракт, начала строительство в сердце лондонского Сити в начале декабре 2000 года. В начале 2001 года приступили к новым фундаментам, состоявшим из 364 постоянных и 40 временных свай, каждая 750 мм диаметром и глубиной 26-30 м.
Первая серьезная проблема началась с главным бетонным наголовником, на котором стоит башня. Это требовало цельной отливки объемом 1750 м3 за одну одиннадцатичасовую смену. Бетон доставляли с трех заводов находящихся в пригородах Лондона, на что потребовалось около 290 ходок транспорта.
Чтобы сформировать каркас такой необычной искривленной формы, требовалась абсолютная точность. Поэтому все вопросы решались еще до монтажа. Отчасти использовали компьютерную программу Navisworks, моделирующую трехмерные объекты не только конструкции, но также и коммунальных систем. [1]
На участке работало три подъемных крана, а плита первого этажа была увеличена, что разрешило транспорту свободно проезжать на участок без риска образования дорожных пробок. Большое преимущество было в том, что сталь подвозили с одной стороны участка, а бетон — с другой.
Быстрая транспортировка людей и материалов вверх и вниз строящегося здания критична для высотного строительства. Поэтому было принято решение установить дополнительные лифты.
С первого дня все строители освоили специальный курс, в конце которого сдавали тест по технике безопасности. По статистике, число несчастных случаев на этой стройке было значительно ниже среднего по Британии. А безопасность процесса строительства приобретает особый смысл, когда речь идет о строительстве безопасного здания. [2]
Рис.12. Фундаментные работы
Рис.13. Монтаж металлоконструкций
Рис.14. Монтаж конструкций купола
Используемые источники:
1.Строительство и недвижимость. Норман Фостер. URL: https://www.nestor.minsk.by/sn/2004/17/sn41706.html
1.Энциклопедия Tranio. Зарубежная недвижимость. URL: https://tranio.ru/traniopedia/projects/30_st_mary_axe/
Особенности внутренней конструкции
Применение световых шахт разрешило две задачи: обеспечило приток свежего воздуха и проникновение света. С фасадной стороны они спирально опоясывают башню, создавая эффект смены темных и светлых зон. У человека, работающего в глубине здания, световые шахты вызывают ощущение отгороженности с трех сторон стеклянными стенами. С 2 по 15 этаж шахты являются зонами релаксации, балконами, откуда открывается восхитительный вид старого квартала. [1]
Внутри небоскреб имеет форму лепестков, на которых расположены помещения различных офисов и конференц-залы. Между так называемыми лепестками образуются сектора с атриумами. В этих атриумах можно открывать. По периметру каждого из этажей здания можно пройтись и полюбоваться панорамой города с высоты птичьего полёта.
Интерьер внутри небоскрёба исполнен в светло-серых и чёрных тонах и выглядит весьма сдержанно. Верхушка здания является единственным криволинейным элементом, а всё остальное — прямолинейное.
Так же в здании находится 18 пассажирских лифтов по которым одновременно могут передвигаться 378 человек со скоростью больше чем 6 м в секунду. Кроме того, имеются пожарные и грузовые лифты, а так же лифт из подвала к лобби. Два специальных челночных лифта соединяют верхние этажи здания. [2]
Рис.15. Модель спиральной конструкции этажей
Рис.16. Светопрозрачный фасад открывает великолепный вид на город
Рис.17. Ступенчатая конструкция этажей
Используемые источники:
1.Другой Лондон. Лондонский Небоскреб Мэри Экс. URL: https://lon-don.ru/guide/20131127020018guide.html
2. VeniVidi. Путешествие. Небоскрёб Мэри-Экс в Лондоне — «огурец» в финансовом центре города. URL: https://venividi.ru/node/26401
Факты и цифры
| Начало строительства | 2001 год |
| Открытие | 28 апреля 2004 года |
| Заказчик строительства | Швейцарская страховая компания Swiss Re |
| Стоимость строительства | $400 млн |
| Высота до верха купола | 179,8 м |
| Высота до уровня пола верхнего этажа | 167,1 м |
| Количество этажей над землей | |
| Количество уровней подвальных этажей | Один подвал под всей площадью участка |
| Внешний диаметр самого большого этажа (17 этаж) | 56,15 м |
| Общая площадь застройки | 0,57 га |
| Площадь по назначению | Офисы 46 450 кв.м Торговая 1 400 кв.м |
| Высота офисов (от пола до пола) | 4,15 м |
| Общая площадь (включая световые шахты) | 74 300 кв.м |
| Общий вес стали (согласно Arup Xsteel модели) | 8 358 тонн в том числе: 29% сетчатой оболочки 24% основных колонны 47% балки |
| Общие количество основных металлических частей | 8 348 |
| Общая длина основных металлических частей | 54,56 км |
| Расчетное растягивающие усилие в обвязочном кольце на 2 этаже | 7 116 кН |
| Максимальное расчетное усилие в колоннах по периметру здания | 15 460 кН |
| Максимальное расчетное усилие колонн ядра | 33 266 кН |
| Общие количество основных металлических частей 8 348 Фундаменты на сваях диаметром 750мм | Количество свай: 333 Общая длина свай: 9 км |
| Общая проектная нагрузка | 117 000 тонн |
Используемые источники:
1. Украинский центр стального строительства. Мэри Экс. URL:
https://www.uscc.ua/ru/resheniya-iz-stali/keysi/myeri-jeks.html
Заключение
Таким образом, в результате проделанного анализа можно сделать следующие выводы:
Диагонально-сетчатые несущие конструкции обладают гораздо более выгодной архитектурной выразительностью и позволяют формировать уникальные по своей геометрии и архитектурному облику здания и сооружения.
Сравнительная новизна данного типа конструкций требует более комплексного подхода и изучению особенностей применения диагонально-сетчатых конструкций.