Зәулім ғимараттарды жобалау және салу - Skyscraper design and construction

Шеңберіндегі жұмысшы Empire State Building

The зәулім ғимараттарды жобалау және салу өте биік ғимараттарда қауіпсіз, ыңғайлы кеңістіктер құруды қарастырады. Ғимараттар олардың салмағын көтеріп, жел мен жер сілкінісіне қарсы тұруға және тұрғындарды өрттен қорғауға тиіс. Сонымен қатар, олар тіпті жоғарғы қабаттарда да қол жетімді болуы керек, сонымен қатар тұрғындарға инженерлік коммуникациялар мен жайлы климатты қамтамасыз етуі керек. Зәулім ғимараттарды жобалау кезінде туындайтын проблемалар арасындағы тепе-теңдікті ескере отырып кездесетін ең күрделі болып саналады экономика, инженерлік, және құрылыс басқару.

Дизайн туралы негізгі ойлар

Жақсы құрылымдық дизайн көптеген құрылыс жобаларында маңызды, бірақ, әсіресе, зәулім ғимараттар үшін, өйткені апаттық сәтсіздіктердің ықтималдығы құрылыстың жоғары бағалары жағдайында қолайсыз. Бұл құрылыс инженерлеріне парадокс ұсынады: сәтсіздікке кепілдік берудің жалғыз әдісі - зертханада да, нақты әлемде де барлық ақаулық режимдерін тексеру. Бірақ сәтсіздіктердің барлық режимдерін білудің жалғыз жолы - алдыңғы сәтсіздіктерден сабақ алу. Осылайша, бірде-бір инженер берілген құрылымның істен шығуы мүмкін барлық жүктемелерге төтеп беретіндігіне толық сенімді бола алмайды, бірақ тек жеткілікті үлкен қауіпсіздік деңгейіне ие болуы мүмкін, сондықтан істен шығуы мүмкін емес. Ғимараттар істен шыққан кезде инженерлер бұл сәтсіздік алдын-ала көре алмаушылықтан ба немесе әлдебір белгісіз фактордан ба деп сұрайды.

Ішкі құрылым

Зәулім ғимараттарды ерекше ететін көптеген нәрселердің бірі - олардың құрылымы. Мысалы, кіші құрылымды ұстайтын шұңқырдың тереңдігі жыныстық қабатқа дейін жетуі керек. Егер тау жынысы жер бетіне жақын жатса, онда жыныстың жоғарғы бөлігіндегі топырақ алынып тасталады, ал іргетастың беткі қабаты ғимараттың іргетасын салуға болатын тегіс платформа қалыптастыру үшін жеткілікті түрде алынады.[1]

Жүктеу және діріл

Тайбэй 101 шыдайды а тайфун (2005)

Зәулім ғимараттың жүктемесі көбінесе күштің әсерінен болады құрылыс материалы өзі. Көптеген құрылыс жобаларында құрылымның салмағы өз салмағынан тыс қолдайтын материалдың салмағынан әлдеқайда көп. Техникалық тұрғыдан алғанда өлі жүк, құрылымның жүктемесі, қарағанда үлкен тірі жүктеме, құрылымдағы заттардың салмағы (адамдар, жиһаз, көлік құралдары және т.б.). Осылайша, зәулім ғимараттың төменгі деңгейлеріне қажет құрылымдық материалдың мөлшері жоғары деңгейлердегі материалдан әлдеқайда көп болады. Бұл әрдайым визуалды түрде көрінбейді. The Эмпайр Стейт Билдинг сәтсіздіктер шын мәнінде сол кездегі құрылыс кодексінің нәтижесі болып табылады және құрылымдық тұрғыдан талап етілмеген. Басқа жақтан, Джон Хэнкок орталығы пішін - бұл жүктемелерді қалай қолдайтынының нәтижесі. Тік тіректер бірнеше түрге ие болуы мүмкін, олардың арасында тірек ғимараттар үшін ең кең тарағаны болат жақтаулар, бетон өзектер, түтік конструкциясындағы түтік және ығысу қабырғалары ретінде жіктелуі мүмкін.

Сондай-ақ, зәулім ғимаратқа желдің жүктелуін ескеру қажет. Шындығында, супер-биік құрылымдарға жүктелген бүйірлік жел жүктемесі әдетте құрылымдық дизайндағы басқарушы фактор болып табылады. Желдің қысымы биіктікке байланысты артады, сондықтан өте биік ғимараттар үшін желмен байланысты жүктемелер өлі немесе тірі жүктемелерге қарағанда үлкенірек болады.

Басқа тік және көлденең жүктеу факторлары жер сілкінісі сияқты әр түрлі, болжау мүмкін емес көздерден келеді.

Қабырғалар

Қию қабырғасы, ең қарапайым анықтамасында, қабырғаның бүкіл материалы көлденең және тік жүктемелерге төзімділікте қолданылатын қабырға. Типтік мысал - а кірпіш немесе cinderblock қабырға. Қабырғалық материал салмақты ұстап тұру үшін қолданылатындықтан, қабырға көлемінің ұлғаюына байланысты, ол салмақты едәуір көбірек ұстауы керек. Қию қабырғасының ерекшеліктеріне байланысты шағын құрылыстарға, мысалы, қала маңындағы тұрғын үйге немесе қалалық қоңыр тасқа аз материалдық шығындар мен аз күтімді қажет етеді. Осылайша, әдетте, түрінде ығысу қабырғалары фанера және осы құрылымдар үшін жақтау, кірпіш немесе синдероблок қолданылады. Төбелер үшін құрылымның мөлшері ұлғайған сайын тірек қабырға да ұлғаяды. Сияқты ірі құрылымдар құлыптар және соборлар әрине, бұл мәселелер үлкен қабырғаға (құлыптарға) немесе айналасында (соборларға) жобалануға болатындығына байланысты шешілді. Ғимараттар құрылымдық тіреуді шоғырландыру арқылы еден кеңістігін ұлғайтуға ұмтылатындықтан, ығысу қабырғалары тек басқа тірек жүйелерімен бірге қолданылады.

Болат жақтау

Көк тірегеннің классикалық тұжырымдамасы - бұл үлкен болат қорап, оның ішінде көптеген кішкентай қораптар бар. А-ның тиімсіз бөлігін жою арқылы ығысу қабырғасы, орталық бөлік және тіреу элементтерін анағұрлым берік материалда, болатта, зәулім ғимарат бойында көлденең және тік тіректермен тұрғызуға болады. Бұл әдіс қарапайым болғанымен, кемшіліктері бар. Олардың ішіндегі бастысы - көп материалды қолдау қажет болған сайын (биіктігі өскен сайын) тірек мүшелер арасындағы қашықтық азаюы керек, ал бұл өз кезегінде тірелетін материалдың көлемін көбейтеді. Бұл биіктігі 40 қабаттан жоғары ғимараттар үшін тиімсіз және үнемсіз болып қалады, өйткені тіреу бағанасы үшін болаттың кеңістігі қысқарады және болатты көп қолдануға байланысты.[2][3]

Түтік жақтауы

Негізгі мақала: Түтік (құрылым)
The Уиллис мұнарасы жинақталған түтік жақтауының дизайнын көрсету

Рамалық түтіктерді қолданатын жаңа құрылымдық жүйе 1960 жылдардың басында жасалды. Фазлур хан және Дж.Ранкин рамалық түтік құрылымын «тік, түтік тәрізді құрылымдық жүйені құру үшін олардың шеттерінде немесе жанына біріктірілген үш, төрт немесе одан да көп рамалардан, тірек рамалардан немесе ығысу қабырғаларынан тұратын үш өлшемді кеңістік құрылымы деп анықтады. іргетастан консольдау арқылы кез-келген бағытта жанама күштерге қарсы тұру. «[4] Бір-бірімен тығыз орналасқан сыртқы бағаналар түтікті құрайды. Көлденең жүктемелер (ең алдымен жел) тұтастай құрылыммен қамтамасыз етіледі. Сыртқы бетінің жартысына жуығы терезелер үшін қол жетімді. Жақтаулы түтіктер ішкі бағаналардың аз болуына мүмкіндік береді, сондықтан еденге арналған кеңістікті жасайды. Гараж есіктері сияқты үлкен саңылаулар қажет болған жағдайда, құбырдың қаңқасы үзіліп, құрылымдық тұтастығын сақтау үшін трансфер арқалықтары пайдаланылуы керек. Түтік құрылымдары шығындарды азайтады, сонымен бірге ғимараттардың үлкен биіктікке жетуіне мүмкіндік береді. Құбырлы қаңқалы конструкция алғаш рет DeWitt-каштан тұрғын үйі, Хан әзірлеген және аяқталған Чикаго 1963 жылы.[5] Ол көп ұзамай Джон Хэнкок орталығы үшін қолданылды Дүниежүзілік сауда орталығының құрылысы.

Түтік рамасының вариациясы - бұл бірнеше өзара байланысты түтік жақтауларын қолданатын жинақталған түтік. The Уиллис мұнарасы Чикагода бұл дизайн қолданылды, оның биіктігі әртүрлі тоғыз түтікше қолданылып, оның нақты көрінісіне қол жеткізді. Бума түтігінің дизайны экономикалық тұрғыдан алғанда тиімділігі жоғары ғана емес, сонымен бірге «сәулеттік кеңістікті жан-жақты тұжырымдау әлеуеті бойынша жаңашыл болды. Тиімді мұнаралар бұдан әрі қорап тәрізді болмауы керек, түтік қондырғылары әр түрлі пішіндерге ие бола алатын және топтастырудың әр түріне біріктіруге болатын еді ».[6] Түтік құрылымы «ғимараттар енді сыртқы түріне қорап тәрізді болмауы керек: олар мүсінге айналуы мүмкін» дегенді білдірді.[7] Экономикалық зәулім ғимараттарға мүмкіндік беретін Ханның жаңашылдықтарының арқасында қалалар зәулім ғимараттардың құрылысында үлкен қарқын алды.

The құбырлы жүйелер биік ғимарат дизайны үшін маңызды болып табылады. 1960-шы жылдардан бері салынған 40 қабатты ғимараттардың көпшілігінде қазіргі кезде Ханның құрылымдық инженерлік принциптерінен алынған түтік дизайны қолданылады,[2][8] мысалы, Дүниежүзілік сауда орталығын салу, Aon орталығы, Petronas Towers, Джин Мао ғимараты, және басқалары supertall 1960 жылдардан бастап зәулім ғимараттар.[9] Түтік құрылымының қатты әсері қазіргі ең биік зәулім ғимараттың құрылысында да айқын көрінеді Бурдж Халифа.[7]

Лифт сөзі

Лифт Empire State Building

Өнертабысы жеделсаты көптеген адамдар бір уақытта бірнеше баспалдақтан аспайтынын (немесе көтеріле алмайтынын) ескере отырып, зәулім ғимараттарды ойлап табудың алғышарты болды. Зәулім ғимараттағы лифтілер ағынды су мен электр қуаты сияқты қарапайым көмекші құрал емес, шын мәнінде бүкіл құрылымды жобалаумен тығыз байланысты. Биік ғимарат қосымша қабаттарға қызмет көрсету үшін лифтілерді көбірек қажет етеді, бірақ лифт шахталары еденнің кеңістігін тұтынады. Егер қызмет көрсету ядросы (онда лифт шахталары бар) тым үлкен болады, бұл ғимараттың кірістілігін төмендетуі мүмкін. Сәулетшілер биіктікті қосу арқылы алынған мәнді кеңейтілетін қызметтің өзегіне жоғалған құнмен теңестіруі керек.[10] Көптеген биік ғимараттар іздерін азайту үшін стандартты емес конфигурациядағы лифтілерді пайдаланады. Бұрынғы сияқты ғимараттар Дүниежүзілік сауда орталығы мұнаралары және Чикагодағы Джон Хэнкок орталығын пайдалану лобби Мұнда жедел лифтілер жолаушыларды жергілікті лифттерге негіз болатын жоғарғы қабаттарға апарады. Бұл сәулетшілер мен инженерлерге лифт шахталарын бір-бірінің үстіне қойып, кеңістікті үнемдеуге мүмкіндік береді. Аспан лоббілері мен жедел лифтілер едәуір кеңістікті алады және едендер арасында жүріп-тұруға кететін уақытты қосады. Petronas Towers сияқты басқа ғимараттарды пайдаланады екі қабатты лифтілер көптеген адамдарға бір лифтке сыйуға мүмкіндік беру және әр аялдамада екі қабатқа жету. Лифтте екі деңгейден де көп пайдалануға болады, дегенмен бұл әлі сыналып көрмеген. Екі қабатты лифттердің негізгі проблемасы - олар лифт ішіндегі адамдардың барлығын бір қабаттағы адамдар ғана еденнен түсу керек болған кезде тоқтата тұруында.

Тағы бір шешім Шанхай мұнарасы және салынып жатқан құрылыс (2019) Джидда мұнарасы еден кеңістігін қопсытатын кеңсе люкс бөлмелерін төменгі жағына, ал көпқабатты пентхаус пен атрияға - көлденең қимасы аз кеңістікті қажет ететін - жоғарғы жағына орналастыра отырып, аралас пайдалануға арналған ғимараттарға арналған.[11]

Зәулім ғимараттарды салу кезіндегі басқа қиындықтар

Күрделілігі мен бағасынан басқа факторларға байланысты зәулім ғимараттарды салу қиынға соғуы мүмкін. Мысалы, Париж сияқты еуропалық қалаларда ескі архитектураның сыртқы көрінісі мен қазіргі заманғы зәулім ғимараттар арасындағы айырмашылық жергілікті билік органдарынан жаңа зәулім ғимараттар салуға келісім алуды қиындатуы мүмкін. Ескі және әйгілі қалада зәулім ғимараттар салу қала келбетін түбегейлі өзгерте алады. Лондон, Эдинбург, Портленд сияқты қалаларда,[қайсы? ] және Сан-Францискода заңды талап бар қорғалған көрініс Бұл екі ғимарат арасындағы көрнекілік шегінде немесе оған жақын орналасқан жаңа ғимараттардың биіктігін шектейді.[12][дөңгелек анықтама ] Бұл ереже жаңа зәулім ғимараттар үшін қолайлы жерлерді табуды қиындатады.


Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Зәулім ғимарат». madehow.com. Қалай жасалған. Алынған 2018-06-13.
  2. ^ а б «Лихай Университеті: Фазлур Рахман Ханның танымал дәрістер сериясы». Lehigh.edu. Алынған 2012-08-15.
  3. ^ Любкеман, Крис Х. «Құрылыс құрылымындағы арнайы зерттеулер: қарындаш мұнаралар және жоғары өрлеу тарихы мен дамуы». darkwing.uoregon.edu. Darkwing. Архивтелген түпнұсқа 2012-06-26. Алынған 2012-06-17.
  4. ^ Али, Мир. «Бетонды зәулім ғимараттар эволюциясы». Архивтелген түпнұсқа 2007-06-05. Алынған 2007-05-14.
  5. ^ Альфред Суенсон және Пао-Чи Чанг (2008). «ғимарат құрылысы». Britannica энциклопедиясы. Алынған 2008-12-09.
  6. ^ Хоке, Рашимул (2012). «Хан, Фазлур Рахман1». Жылы Сиражул; Джамал, Ахмед А. (ред.) Банглапедия: Бангладештің ұлттық энциклопедиясы (Екінші басылым). Бангладештің Азия қоғамы.
  7. ^ а б Бэйли, Стивен (5 қаңтар 2010). «Бурдж Дубай: бекершіліктің жаңа шыңы». Daily Telegraph. Алынған 2010-02-26.
  8. ^ «Әлемдегі ең биік 10 ғимарат». Constructionweekonline.com. Алынған 2012-08-15.
  9. ^ Али, Мир М. (2001), «Бетонды зәулім ғимараттар эволюциясы: Ингаллдан Джин Маоға дейін», Электрондық құрылымдық инженерия журналы, 1 (1): 2–14, алынды 2008-11-30
  10. ^ «Зәулім ғимараттар қалай жұмыс істейді: оны функционалды ету». HowStuffWorks. Алынған 2008-10-30.
  11. ^ https://nymag.com/arts/architecture/reviews/supertall-davidson-review-2011-8/accessdate=2019-11-07. Жоқ немесе бос | тақырып = (Көмектесіңдер)
  12. ^ Қорғалған көрініс

Әрі қарай оқу

  • Барр, Джейсон М. (2016-06-09). Skyline салу: Манхэттеннің зәулім ғимараттарының тууы мен өсуі. Оксфорд университетінің баспасы. б. 456. ISBN  978-0199344369.
  • Саббаг, Карл (1991-07-01). Көк тіреген: Ғимарат жасау (Қайта басу). Пингвин (классикалық емес). б. 400. ISBN  0-14-015284-9.
  • Чив, Майкл Ю.Л .; Майкл Чив Йит Лин (2001-02-15). Биік ғимараттарға арналған құрылыс технологиясы (2 ішкі басылым). Сингапур университетінің баспасы. б. 436. ISBN  981-02-4338-3.

Сыртқы сілтемелер