Содержание
1. Введение……………………………………………………………………....3
2. Краткая характеристика небоскребов Азии………………………………...4
3. «Тайбэй 101». Конструктивные приёмы и уникальные решения………....9
4. Заключение…………………………………………………………………..13
5. Список литературы……………………………………………………….....14
Введение
С начала 90-х годов XX века начинается развитие высотного строительства в Азии в связи с экономическим развитием. Особенность в развитии высотного строительства – скорость развития строительных конструкций, возводимых из железобетонных и сталежелезобетонных конструкций значительно превышает скорость развития зданий из стальных конструкции.
Признано считать, что одним из самых весомых преимуществ смешанных сталежелезобетонных конструкций является эффективное объединение стальных элементов с элементами из бетона и железобетона. В последние десятилетия в смешанных конструкциях высотных зданий стала использоваться так называемая система «гигантских» конструкций. Такие новые системы, представляющие собой эффективное объединение железобетонного столба и конструкции из профильной стали, трубобетона, гигантской стальной фермы, гигантской внешней трубы со стальной опорой, могут использоваться как в несейсмических, так и в сейсмически активных районах.
Причинами развития высотного строительства в Азии стали:
1) Быстрая урбанизация – население городов быстро растет, поэтому приходится строить «вверх».
2) Желание быть «самым высоким». Сейчас это самый захватывающий конкурс в строительстве – быть выше всех.
Так как до 90-х годов развитие строительства небоскребов было в большей степени в Америке, то Азии пришлось разрабатывать свои национальные концепции, которые оказывали возрастающее влияние на высотное строительство и, в целом, на дизайн небоскребов. В данном реферате более подробно рассмотрен небоскреб «Тайбэй 101», так как Тайбэй имеет необычную форму в виде бамбука и считается самым безопасным небоскребом в мире.
Общая характеристика небоскребов Азии
Рассмотрим некоторые небоскребы Азии, в архитектурном облике которых виден азиатский стиль или применены принципы национальных традиций.
Одно из самых высоких зданий в Гонконге – Второй международный финансовый центр, построенный в 2003 г., высотой 415 м. Согласно принципам фэн-шуй, число «8» приносит удачу – отсюда 88 этажей, на которых размещены представительства различных банков и фирм. Проект здания центра разработан в традиции истинных высотных зданий и имеет форму, которая сужается вверх, заканчиваясь вертикальными наклонными к центру декоративными скульптурными элементами, поддерживающими вертикальное движение здания вверх.
Рис. 1. Второй международный финансовый центр
В Шанхае в 1998г. было завершено строительство 420-метрового гиганта (88 этажей) «Джин Мао Билдинг», который вошел в пятерку самых высоких зданий в мире. Это здание имеет необычно сложный и очень красивый фасад, напоминающий своим очертанием сверкающие телескопические пагоды. Фасад сужается вверх, и здание завершается короной, в середине которой размещен шпиль. Проект, особенно сверху, представляет собой причудливый алмаз, вставленный в корону небоскреба. Его венчает 55-метровый шпиль. В небоскребе 88 этажей плюс пять этажей в пентхаусе и трехэтажный подвал. Последний «обитаемый» этаж находится на высоте 340 м. Кроме офисов, здесь располагается гостиница Shanghai Grand Hyatt на 555 номеров. Она находится между 53 и 87 этажами и считается самой высотной гостиницей на планете. Уникальность китайской высотки заключается в ее фундаменте. Здание стоит на 1062 стальных сваях, забитых в землю на 83,5 м. Небоскреб рассчитан на действие тайфунов со скоростью ветра 200 км/час (при этом верхушка шпиля не должна отклоняться больше чем на 75 см.) и землетрясение силой 7 баллов по шкале Рихтера.
Рис. 2. «Джин Мао Билдинг»
В Куала-Лумпуре, столице Малайзии, в 1988г. закончены строительством две башни, составляющие комплекс «Петронас Твин Тауэрс». Их высота 451 м вместе со шпилем. «Петронас Тауэрс» - многофункциональный комплекс, выполненный из стальных и железобетонных конструкций. Разработанное в духе постмодернизма, оно выражает национальные архитектурные черты традиционных для Юго-Восточной Азии элементов зданий – минаретов и пагод. Железобетонная конструкция здания обеспечила возможность сделать здание пластичным и многогранным. Состоящая из двух равнозначных объемов, башня объединена на уровне 41-го этажа панорамным мостом, с которого открывается вид на панораму города. Высота каждой из двух 88-этажных башен Petronas Twin Tower составляет 452 м. Общая площадь каждого здания - 170880 м². Каждая башня весит около 400 тыс. тонн, в каждой 29 двухэтажных скоростных лифта и 10 эскалаторов.
Рис. 3. Башни «Петронас»
Сейчас рекордсменом среди супернебоскребов считается Бурдж-Халифа в Дубае высотой 828 м, которую, говорят, видно с расстояния 100 км. Этому 163-этажному зданию площадью 344 тыс. м² принадлежит и абсолютный рекорд среди сооружений, который до его открытия в году принадлежал телевышке KVLY-TV (628 м), расположенной в Северной Дакоте, США. Возведение Бурджа обошлось в 1,5 млрд. долларов. Бурдж-Халифа стал первым рекордсменом, где живут люди. 700 квартир, расположенных между 45 и 108 этажами были раскуплены в течение 8 часов несмотря на высокую цену - 38 тыс. долларов за «квадрат». Под ними гостиница, дизайн которой выполнил Джорджио Армани; а наверху офисы. На 123 этаже находится холл, а на 124 - обзорная площадка. Здание рассчитано на одновременное пребывание 35 тыс. человек. Его украшают свыше 1 тысячи картин, скульптур и других произведений искусства.
Рис. 4. Бурдж - Халифа
К славе рекордсменов в Дубае относятся философски. В эмирате прекрасно понимают, что через какое-то время кто-то обязательно построит более высокое здание и их рекорд будет побит так же, как были побиты и все предыдущие рекорды.
Вполне возможно, что этот рекорд побьют соседи из Саудовской Аравии. Один из самых богатых людей планеты принц Альвалид бен Талал собирается построить в Джедде супернебоскреб Kingdom Tower, который взметнется в безоблачное аравийское небо более чем на километр. Высота по традиции держится в тайне, но предполагается, что она будет значительно больше 1000 метров.
В аравийской башне будет обычный для супернебоскребов набор помещений: супердорогие элитные квартиры, торговые центры и магазины, офисные помещения, кинотеатры с ресторанами и многое другое. Проект здания разработан чикагским архитектурным бюро Adrian Smith & Gordon Gill Architecture. Стоимость проекта оценивается в 1,2 млрд. долларов.
Рис. 5. Kingdom Tower
Еще одним кандидатом на звание рекордсмена может стать небоскреб X-Seed 4000, о планах строительства которого объявила японская строительная компания Japanese Taisei Corporation. Здание 4-километровой высоты, по форме напоминающее Фудзияму, будет стоять на берегу Токийской гавани. Под стать высоте и площадь застройки - 6 км².
В отличие от обычных небоскребов X-Seed 4000 будет защищать своих обитателей от перепадов давления и смены погодных условий по всей высоте здания. Его конструкция предусматривает использование солнечной энергии для энергообеспечения всей системы поддержания микроклимата в здании.
Рис. 6. X-Seed 4000
«Тайбэй 101». Конструктивные особенности
В начале 2005г. завершилось строительство очередного самого высокого здания в мире – «Тайбэй 101». Высота его составляет 509 м (101 этаж). Общая площадь офисных помещений 198 тыс. м². Парковки площадью 83 тыс. м² рассчитаны на 1800 машин. Конструктивная схема – «труба в трубе».
Рис. 7. «Труба в трубе»
По конструкции небоскреб напоминает побег бамбука, так как состоит из сегментов, каждый из которых словно вырастает из предыдущего (рис. 8). В скальное основание заглублены 550 железобетонных свай. Вертикальные нагрузки воспринимают 8 металлических опор диаметром 2,5 – 3 м, заполненные сверхпрочным бетоном. Они поднимаются на всю высоту башни. Их дополняют две концентрически расположенные жесткие оболочки, образованные наружными стенами и стенами коммуникационной шахты, которые воспринимают ветровые и сейсмические нагрузки. Использованы сверхпрочные железобетон и сталь (в нижней и верхней части здания соответственно), а также сверхпрочные композитные материалы.
Рис. 8. Тайбэй 101
Тайбэй 101 стал первым небоскребом, построенным в зоне землетрясений и сильных ветров. Это требует смелого проектировочного новаторства. Каждая из этих двух видов опасностей предполагает особое и, в некотором смысле, противоречивое конструкционное решение. Так, в сейсмических областях здания должны обладать упругостью и гибкостью для поглощения энергии колебаний, а для противостояния сильным ветрам им нужна жесткость.
Для уравновешивания этих противоположных свойств проектировщики компаний «Торнтон-Томазетти инжинирс» и «Эвергрин консалтинг инжиниринг» использовали в конструкции небоскреба Тайбэй 101 массу различных технических новшеств – от внешнего каркаса для защиты от землетрясений до гигантского висящего шара, именуемого демпфером, который не позволяет зданию слишком сильно раскачиваться под ураганными ветрами. Механизм обошелся владельцам Тайбэя в 4.000.000$.
Монолитный демпфер, настроенный на колебания с определенной частотой, представляет собой 800-тонный маятник, закрепленный на 92-этаже и играющий роль гасителя инерции здания. Когда дует сильный ветер, он раскачивается, зато небоскреб остается неподвижным. При нормальных условиях амплитуда колебаний этого шара, подвешенного на стропах из высокопрочных тросов, находится в пределах 10 см.
В случае катастрофической силы землетрясения или тайфуна, что бывает примерно раз в сто лет, шар будет раскачиваться с амплитудой 1,5 м и встретит кольцо буфера-ограничителя, который снабжен восемью дополнительными вязкостными демпферами, именуемыми задержниками. Во время раскачивания демпфера из этих устройств через маленькие отверстия выдавливается вязкая жидкость, что и поглощает энергию ветра.
Разработчики уверены, что благодаря этому механизму здание сможет устоять даже при шквалистом ветре 60 м/с и семибалльном землетрясении.
Рис. 9. Демпфер. Тайбэй 101
В то время как большой, особым образом настроенный монолитный демпфер защищает основную часть сооружения, целостность 60-метрового шпиля башни обеспечивается двумя более мелкими демпферами, смягчающими почти постоянные удары ветра на высоте более 500 м.
Помимо конструкторской мысли XXI века, этот небоскреб демонстрирует уважительное отношение к древним верованиям. Архитекторы местной компании «Си-Уай Ли энд партнере» спроектировали башню из восьми отчетливых ярусов, возвышающуюся над 25-этажной базовой частью. Поднимаясь, каждый ярус расширяется и заканчивается открытой площадкой – в китайской культуре такая форма символизирует финансовое благополучие и вечную бодрость. Поскольку цифра 8 считается у китайцев особенно счастливой, каждый из этих восьми ярусов включает восемь этажей. Именно поэтому здесь разместились многие финансовые компании, а также фондовые биржи.
Каркас небоскреба образован тремя отдельными группами элементов конструкции, каждая из которых сложным образом взаимодействует с другими и должна выдерживать свой особый вид нагрузки. Четыре пары сверхмощных колонн размером 2,4 x 3 м в поперечном сечении, по одной на каждую сторону, и сердцевина из 16 колонн вместе удерживают здание в вертикальном положении. Между 25-м и 77-м этажами эти сверхмощные бетонные колонны, взятые в стальной корпус, все более утончаются, а выше уровня 66-го этажа становятся сплошь стальными.
Словно огромная паутина, сверхмощные колонны окружает гибкая стальная решетчатая система, которая должна изгибаться во время землетрясения. Благодаря ей, обеспечивается наружный уклон стен здания и повторяется форма перевернутой пирамиды, никогда в современной строительной практике ранее не использовавшаяся. Однако подлинным конструкторским новаторством является способ скрепления всех колонн. Через каждые восемь этажей идет специальный технический отсек, – где проходят мощные стальные стропильные фермы высотой в целый этаж. Эти фермы соединяют между собой колонны сердцевины и расположенные по периметру сверхмощные колонны, тем самым существенно расширяя площадь опоры здания и предотвращая возможность его опрокидывания.
Здание оборудовано самыми скоростными в мире лифтами, движущимися со скоростью 1008 метров в минуту, достигая крыши с закрытой смотровой площадкой всего за 39 секунд. Лифты небоскреба Тайбэй 101, каждый из которых стоит более млн, впервые будут иметь герметизированную кабину, керамические колодки экстренного торможения и трехцилиндровый телескопический амортизатор, который поможет смягчить удар при аварийном спуске кабины. Поскольку из-за перепадов температуры может произойти искривление направляющих рельсов лифта, компьютерная система управления демпферами на этом небоскребе также впервые будет в этом случае приводить в действие небольшие противовесы, исправляющие положение.
В течение короткого промежутка времени сразу после строительства небоскрёба в Тайбэе произошло два небольших землетрясения силой 3,2 и 3,8 балла. Некоторые учёные предположили, что эти землетрясения были вызваны сильным давлением башни на грунт. В частности, геолог Чэн Хун Линь из Национального университета Тайваня провёл исследования, показывающее, что Тайбэй 101 мог оказать разрушительное воздействие на геологические структуры под городом, способное вызвать землетрясение. Эта точка зрения, впрочем, не получила широкой поддержки.
Стабильность проекта стала очевидной уже во время строительства, когда 31 марта 2002 года в городе Тайбее произошло крупное землетрясение. Здание получило лишь незначительные повреждения, хотя в результате катаклизма было обрушено два высотных крана.
Рис. 10. «Тайбэй 101». Общий вид
Заключение
Сейчас высотное строительство активно развивается в мире и в ближайшем будущем гонка за «самый высокий в мире небоскреб» не прекратится. Здесь также играют роль такие факторы, как урбанизация, рост населения планеты. Люди просто вынуждены строить вверх, а не вширь.
Многие страны разрабатывают проекты небоскребов-городов. Это полноценный комплекс, где есть офисы, предприятия, гостиницы, магазины, развлечения и прочее. Плюс таких комплексов – все рядом, меньше требуется времени на транспортировку.
Сейчас очень много проектов, где высота здания превышает километр. Но так как сейчас технологии достаточно развиты, есть прочные строительные материалы, самое главное ограничение – это финансы. Чтобы строить здания высотой более 1 км, требуются дорогие сверхпрочные и в тоже время легкие материалы, оборудование, которое будет поднимать их на высоту, а также скоростные лифты, глубоко укрепленное основание. Строительство такого здания может обойтись в несколько миллиардов долларов.
Список литературы
1. https://ru.wikipedia.org
2. https://expert.ru/2015/03/31/tam-za-oblakami/
3. https://masterok.livejournal.com/355505.html
4. Абрамсон Л.А. (ЦНИИЭПжилища). Развитие строительства высотных зданий // Жилищное строительство. – 2005, №10.