100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проектируют небоскребы на примере Taipei 101

Как устроен знаменитый небоскреб Тайбэй 101

Алексей Осокин

Тайбэй 101, высотой 508 метров — одно из самых высоких зданий на планете. Два самых быстрых в мире лифта поднимают гостей небоскреба на 89 этаж всего за 39 секунд! Скорость лифта такая, что уши закладывает, а точнее 60 км/ч. Лифты занесены в Книгу рекордов Гиннеса как самые быстрые, но рекордные показатели фиксируются только при движении вверх. Спускаются они в 2 раза медленнее.

Как устроен небоскреб Тайбэй 101

Стоимость постройки составила 1,7 млрд. долларов США. Строительство башни заняло чуть более 5 лет (98-2004). В 2005 канал Discovery назвал Тайбэй 101 одним из 7 чудес инженерии, в 2006 году его провозгласили одним из новых 7 чудес света.

Свое название башня получила благодаря расположению — 101 район Тайбея и количеству этажей — 101.

Уникальность здания состоит не только в его высоте, но и в инновационных решениях в области безопасности. Проектировщики использовали огромное количество технических новшеств, чтобы помешать различным катаклизмам разрушить дорогущую постройку: внешний каркас защищает от землетрясений, а внутри, на уровне 87-92 этажей, находится огромный висящий шар (демпфер). Именно этот 700-тонный маятник играет роль гасителя инерции здания и не дает ему раскачиваться под ураганными ветрами. Массивный стальной шар подвешен на 8 тросах. Сфера маятника состоит из 41 стальной пластины, каждая толщиной 125мм. При нормальных условиях амплитуда колебаний шара находится в пределах 10 см, а при самых сильных землетрясениях и тайфунах, который бывают раз в 100 лет, достигнет 1.5 метров. Четыре пары сверхмощных колонн, по одной на каждую сторону, и сердцевина из 16 колонн удерживают здание в вертикальном положении. Колонны окружены гибкой стальной решетчатой системой, которая позволяет зданию изгибаться во время землетрясений.

Как устроен небоскреб Тайбэй 101

Как устроен небоскреб Тайбэй 101

В небоскребе находятся магазины, офисы, кафе, а на 89-м этаже смотровая площадка, вид с которой, правда, меня не очень впечатлил. Дело в том, что самой заметной достопримечательностью Тайбэя является сама башня Тайбэй 101, которую, как вы понимаете, со смотровой не видно…

5. Вид на город с 89-ого этажа.

(без названия)

6. Через грязные окна город выглядит интереснее 🙂

(без названия)

(без названия)

Важно: мнение редакции может отличаться от авторского. Редакция сайта не несет ответственности за содержание блогов, но стремится публиковать различные точки зрения. Детальнее о редакционной политике OBOZREVATEL поссылке.

Как проектируют небоскребы на примере Taipei 101

Азия поднимается. Люди становятся богаче. В городах идет строительный бум, какого не знала история. С каждым годом дома становятся все больше и все выше. В Азии уже есть полдюжины зданий выше, чем Empire State Building. И строятся новые.

Добро пожаловать на Тайвань, Тайпей. Здесь можно побывать в древних храмах, можно наблюдать утренние ритуалы, которые сегодня проходят так же, как и много веков назад. Но сейчас здесь можно посмотреть и на самое высокое здание мира. Его архитектура представляет собой странную смесь древности и современности. Это поразительное здание на 125 метров выше Empire State Building. Это первый небоскреб поднявшийся выше 500 метров! Тайбэй 101 (Taipei 101).

Но у строительного бума в Азии есть проблема. Тайфуны и землетрясения угрожают высоким зданиям. Так как же можно строить все более высокие здания и нейтрализовать эти пугающие природные явления? Как это сделано?

Читайте так же:
Как делают сыр Качокавалло в Италии

Проблему решили в Торонто, Канаде. Торонто может похвастаться самым высоким самостоятельно стоящим сооружением – башней CN высотой 553 метра. И тут расположен центр экспертов по небоскребу. Эти люди крупнейшие разработчики высотных зданий и они сразу поняли, что строительство самого высокого сооружения в мире в Тайпее будет серьезной проблемой. Они поставили перед собой трудную задачу, там несколько раз в году бывают тайфуны, проблема серьезная.

Единственный способ проверить есть ли у такого высокого здания надежда пережить тайфун – это испытать его в аэродинамической трубе. Для этого изготавливается очень точная модель проектируемой башни в уменьшенном размере. Даже небольшой архитектурный элемент может быть источником риска, так что повторять приходится все. Следующая проблема — как измерять нагрузки, которые во время сильных ветров будут передаваться от здания на фундамент. Здание изгибается, оно раскачивается взад-вперед по направлению ветра. А есть еще боковой ветер, так что получается, что башня будет вращаться по кругу.

Тысячи датчиков закреплены на макете, чтобы измерить нагрузку на фундамент. Дам позволяет инженерам видеть воздушные вихри, которые создает башня. Но мало проверить один небоскреб. Окружающие здания также могут создать необычные воздушные потоки вокруг проектируемой башни, так что все эти здания надо воспроизвести в полистироле.
Данные по Taipei 101 показали, что углы нужно стесать или затупить, придав им форму буквы М, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление.

Фундамент также нужно было усилить. После таких модификаций раскачивание башни при сильном ветре значительно снизилось бы. Но этого было бы мало. При росте в 500 метров, любое движение может тревожить. На высших уровнях расположена зона развлечений: ресторан, бар. И дважды в год в этом регионе достаточно регулярно бывают такие ветра, что уровень ускорения на этих этажах может стать таким, что люди будут его замечать, и даже испытывать тошноту.

Необходимо было нечто новое, радикальное. Создатели Taipei 101 решили создать внутри башни гигантский противовес. Поразительный цельный стальной шар весом в 660 тонн. Его ширина 6 метров, больше двух авиалайнеров. И он подвешен с 96 этажа на восьми тросах. Это резонансный амортизирующий груз, но по сути, это громадный противовес. И он должен быть огромным, потому что сам небоскреб огромен. Он превращает всю 500 метровую башню в перевернутый маятник. Когда ветер усиливается и башня начинает отклонятся в одну сторону, массивный шар отклоняется в противоположную сторону, и здание остается почти неподвижным.

Разработчики проверили теорию с помощью компьютерных моделей. Даже во время ветров тайфунной силы амортизирующий груз успешно стабилизировал башню. Казалось бы, включение такого неуклюжего металлического шара должно было испортить вид этого прекрасного здания, но архитекторы решили сделать его центральной частью обзорной галереи на 88 этаже. Архитектор оказался на высоте, резонансный амортизирующий груз – это не постыдный секрет, который хотят скрыть от всех, его установили прямо там, где все сидят и едят, и люди могут наблюдать, как резонансный амортизирующий груз двигается.

Читайте так же:
Почему хомячки и белки бегают в колесе?

Они превратили груз в отдельную достопримечательность для туристов, и покрасили в золотой цвет – это цвет удачи. Но до удара тайфуна никто не мог бы полностью быть уверенным, что груз будет работать. Шар двигался, но внутри здания ничего не ощущалось, потому что амортизатор казался очень эффективным.

Хитроумное решение типа массивного противовеса Taipei 101 помогают строить более высокие, надежные и интересные здания. Когда речь идет о небоскребах, то они действительно могут подниматься все выше в небо

Инерционный демпфер сердце тейбей 101 Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Аганова А.Ю., Комарова Н.Д.

Текст научной работы на тему «Инерционный демпфер сердце тейбей 101»

студентка 3 курса специальности строительство Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация Научный руководитель: Н. Д. Комарова к.т.н., доцент Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация

ИНЕРЦИОННЫЙ ДЕМПФЕР СЕРДЦЕ ТЕЙБЕЙ 101.

В данной статье, рассматривается принцип действия механизма инерционного демпфера ( инерционного гасителя ) при сейсмических нагрузках, выявляются преимущества и недостатки установки на примере небоскреба Тайбей 101.

Сейсмика, сейсмических нагрузках, механизм демпфера, небоскребы, инерционный гаситель, амплитуда

Введение. На данный момент времени небоскребы стали обычным делом для нашего времени, особенно для людей, живущих в больших городах. Они дали множество ответов на вопросы об экономичном использовании пространства. Высотное здание — это всегда красиво. Однако для того чтобы возвести такое здание, всякий раз приходится «изобретать велосипед», придумывать новые и уникальные инженерные и технологические решения. Но не исключено, что небоскребы стали как кладезем идей в использовании, так и угрозой для жизней людей. С каждым годом небоскребы все выше и выше растут к небу.

Небоскребы, словно горы, при одном лишь виде, складывается впечатление, что они величественны и мощны. Но так ли это на самом деле? Небоскребы подвержены огромным нагрузкам, и одной из самых значимых является — Сейсмическая нагрузка.

Сейсмическая нагрузка — является одним из основных понятий в сейсмостойком строительстве и означает приложение колебательного возбуждения землетрясения к различным зданиям и сооружениям.

Величина сейсмической нагрузки зависит от таких факторов как:

1. Геологических условий площадки строительства, района строительства.

2. Интенсивности, продолжительности и частотных характеристик ожидаемого землетрясения.

3. Динамических параметров сооружения.

Главными задачами сейсмостойкого строительства является:

1. Изучение и исследование взаимодействия строительных объектов с подвижным основанием.

2. Заранее обдумывать и рассматривать причины и последствия возможного сейсмического воздействия.

3. Проектировать, возводить и поддерживать здания, рассчитанные на данную нагрузку.

Сейсмостойкое сооружение или здание не обязательно должно быть громоздким и дорогим, оно

должно обладать гибкостью, что в свою очередь предотвращает повреждения, сохраняя при этом комфорт для людей, как внутри, так и за пределами здания.

Разрушительное землетрясение, силой 9.0 баллов по шкале Рихтера, которое потрясло восточную часть Японии в марте 2011 года привело к катастрофе на ядерной электростанции Фукусима, и это является лишь первым из мощных землетрясений, которые, как предсказывают ученые, обрушатся на Японию в будущем. Специалисты из Токио работают над технологиями и устройствами, которые призваны защитить небоскребы от

Читайте так же:
Как устроена ливневая канализация

разрушительного воздействия землетрясений и, в перспективе, позволят сохранить множество человеческих жизней.

Инерционный демпфер (Tuned Mass Damper) — инерционный гаситель, который является одним из устройств для вибрационного контроля, призванный для стабилизации здания и уменьшения амплитуды его колебаний во время подземных толчков. Изобретение представляет собой массивный бетонный блок, установленный на высотном здании, который колеблется с резонансной частотой данного объекта с помощью специального пружиноподобного механизма под сейсмической нагрузкой.

Принцип действия прост, но эффективен. Огромный шар раскачивается подобно маятнику, тем самым он противодействует раскачиванию здания. Это приспособление использует свойство характерное всем физическим телам, оно называется Инерцией.

Инерция — свойство тел оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие или при взаимной компенсации внешних воздействий.

Свойство инерции используется для снижения и смягчения колебаний, когда верх здания приходит в движение, гигантский шар, раскачивается подобно гигантскому маятнику. Он ударяет по масленым ароматизаторам, которые рассеивают энергию колебаний. Таким образом, когда здание отклоняется в одну сторону, маятник двигается в другую, сокращая, таким образом, раскачивание небоскрёба [1, с. 105]. Амплитуда маятника — до 10 см при раскачивании здания ветром, и до 1,5 метров при землетрясении.

Рисунок 1 -Движение демпфера при раскачивании.

Такой механизм имеет ряд преимуществ, таких как:

2.Снижает амлитуду колебаний на 60% , смягчает колебания.

3.Создает благоприятные условия на верхних этажах небоскреба.

Недостатками системы демпфера является:

1.Занимает много места, в связи с этим он не может быть установлен на зданиях, не рассчитанных на столь большой вес.

2. Большая масса (от 300 и до 660 тонн)

Ярким примером Небоскреба, обустроенного системой демпфера, является Taipei 101 [2, с. 39] — небоскрёб, расположенный в столице Китайской Республики — Тайбэе. Этажность небоскрёба составляет 101 этаж, высота — 509,2 м (вместе со шпилем). Он один из самых высоких небоскрёбов в мире.

В 2006 году Newsweek Magazine (американский еженедельный новостной журнал) назвал этот небоскреб одним из семи новых чудес света, а телеканал Discovery в 2005 году — одним из семи технических чудес.

Город Тайбей расположен в Тихоокеанском геосинклинальном поясе (пояс тектонических разломов земной коры, где примерно раз в 10 лет происходят серьезные землетрясения), так же этот город стоит на пути движения огромного числа тайфунов, зарождающихся в Южно-Китайском море, все это создает неблагоприятные условия для строительства.[5, с. 14]. Но Тайбэй 101 стал первым небоскребом,

построенным в зоне землетрясений и сильных ветров, благодаря новым изобретениям в области строительства.

Рисунок 2 — Taipei 101

Thornton-Tomasetti Engineers совместно с Evergreen Consulting Engineering спроектировали 660-тонный стальной маятник, являющийся инерционным демпфером колебаний. Его сфера, крупнейшая в мире, состоит из 41 стальной пластины, подвешен на 16 гигантских стальных тросах, между 87 и 92 этажами [3] . Стоимость механизма составила 4 миллиона долларов.

Читайте так же:
Сколько процентов суши занимают населенные пункты?

Рисунок 3 — Инерционный демпфер

Вывод. Данная технология получила большую популярность в странах с повышенной сейсмичностью. Безопасность людей становится ведущей проблемой, которую не так легко осуществить, но благодаря таким

новшествам и инновациям, как инерционный демпфер, проживание или же работа на небоскребах становится более безопасной, чем раньше.

Список использованной литературы:

1. Гуляницкий Н.Ф. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учебник для вузов. В 5-ти томах. т. 1. История архитектуры. 4-е изд-е., перераб. — М.: ООО «БАСТЕТ», 2007. — 297—205 с.

2. Давыдова, Г. В. Влияние демпфирования на статистические характеристики сейсмоизолированных зданий. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. — 2008. — N 1. — С. 38-41

З.Электронный ресурс: http://www.vzavtra.net/sovremennye-zdaniya/yaponskie-kompanii-razrabatyvayut-mayatniki-dempfirovaniya-zemletryaseniya-dlya-vysotnyx-zdanij.html

4.Электронный ресурс: http://ano-naur.livejournal.com/14636.html

5. V. L. Kurbatov, N. D. Komarova. Analytical Modification of Seismic Effect on the Building. Modern Applied Science Vol 9, No 3 (2015). pp. 10-16

© А. Ю. Аганова, Н.Д. Комарова, 2015

студентка 5 курса специальности Проектирование зданий Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация

Н. Д. Комарова к.т.н., доцент Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация

СОВРЕМЕННЫЙ ИНСОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ.

Светопрозрачные материалы находят все более широкое применение в современном строительстве. Применение данного вида материала является самым экономичным способом дополнительного освещения помещений при максимальном использовании натуральных ресурсов.

Светопропускающие конструкции, сэндвич-панели, стеклянное волокно

Строительство крупных производственных и складских помещений всегда было сложной задачей. Вариантов такого строительства на сегодняшний день достаточно много от построения здания из пено- и газобетона, до возведения каркасного здания со стенами из сэндвич-панелей.

Очень интересный современный вариант устройства стен крупных складских помещений, это были стены из светопрозрачных стеновых панелей из поликарбоната. Установка таких стеновых панелей достаточно быстрая и простая, а стоят они достаточно недорого, так что для строительства складов и офисов начали активно использовать именно такие стеновые светопрозрачные панели. [1, с 22]

Светопропускающие конструкции сегодня очень модны за рубежом, с такими ограждающими стеновыми панелями в помещении склада и офиса будет достаточно светло и уютно.

Светопрозрачные конструкции подразделяются на внешние и внутренние.

К внешним относят фасадное остекление зданий, входные группы, витрины и алюминиевые окна. Основной их целью служит разделение улицы и внутренних помещений, поэтому обычно такие конструкции выполняются из теплых профилей, что позволяет поддерживать в помещениях оптимальный температурный режим.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване

А вы помните легенды о вавилонских жрецах-халдеях, которые были грамотны и умны во всех областях науки?

Знания они держали в тайне и на этом основывали свою власть над людьми. Простым людям казалось, что даже затмения Солнца и Луны происходят по воле этих жрецов. Все их действия были действительно похожи на колдовство. Одним из таких чудес считалась Вавилонская башня. Словно семь гигантских ступеней, уходящих в небо, вздымались ввысь семь четырехугольных, поставленных друг на друга, башни вавилонского зиккурата. Да, это действительно чудо.

Читайте так же:
Почему слова «мать», «брат» и тому подобные звучат похоже во многих языках?

А знали ли вы, что подобное чудо есть и в наше время!? «Те же» башни зиккурата, поднимаются к небу, но уже на десятки метров выше! Это чудо — гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 2

Небоскреб Тайбэй 101 – это один из тех объектов, на которые просто невозможно не обратить внимания. Невозможно хотя бы потому, что высота его достигает 509 метров, хотя высота небоскреба Бурдж-Халифа в Дубае 828 метров.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 3

Как строили самый безопасный небоскреб в мире Тайбэй 101

Самое главное – фундамент, который заложили 13 января 1998 года. А архитектором был С.Y. Lee.

А знаете, что самое удивительное? То, что город располагается в поясе тектонических разломов земной коры и стоит на пути продвижения множества тайфунов и, несмотря на это, задуманное воплотили в жизнь.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 4

Тайбэй 101 – первый гигантский небоскреб, который был построен в зоне землетрясений и сильнейших ветров…

Именно это, в первую очередь, учитывали при проектировании. В сейсмоопасных зонах здание должно быть «упругими и гибкими», а чтобы противостоять ветру, необходима «жесткость».

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 5

Для того, чтобы защитить здание от ураганных ветров, был установлен гигантский 800-тонный шар на 92 этаже. Он чем-то напоминает маятник: дует сильный ветер — шар раскачивается, а небоскреб остается неподвижным. Вот она – сила инженерской выдумки!

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 6

А два суперскоростных лифта доставят людей на 89 этаж на смотровую площадку за 39 секунд!

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 7

Рекорды небоскреба Тайбэй 101

Здание имеет 101 надземных и 5 подземных этажей. Это достаточно многофункциональное здание. Здесь есть и многоэтажные торговые центры, и модные магазины, и рестораны, и клубы, и офисы. Одним словом, все то, что необходимо для комфортного проживания.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 8

Вы, наверное, уже подумали, что название Тайбэй 101 этот небоскреб получил из-за количества этажей. Но нет! Этот великий небоскреб назвали в честь 101 района в городе Тайвань, в котором его возвели.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 9

Тайбэй 101 находится на втором месте после небоскреба Бурдж-Халифа в Дубае, но ему это не помешало войти в список Чудес Света. Он располагается на сейсмоопасном участке и, благодаря установленному механизму на верхних этажах здания, безопасен для жизни, а также уникален своей историей.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 10

Практически точная копия вавилонской башни – главная изюминка Тайбэя 101.

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 11

Смотровые площадки на небоскребе Тайбэя 101

Особенно интересным для вас будет посетить смотровые площадки. В Тайбэе их две: на 89 и на 91 этажах. Обе площадки предоставляют шикарнейший вид и «обозревательную» панораму города. Посмотреть на «кусочек мира» с высоты птичьего полета, да еще и в таком райском местечке, в таком удивительном и невероятном здании, хотел бы каждый!

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 12

Я не думаю, что есть какое-либо другое качество, столь существенное для любого вида успеха, как настойчивость.

Джон Дэвисон Рокфеллер

Путешествуйте и узнавайте много интересного и увлекательного вместе с нами!

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 13

Где расположен небоскреб Тайбэй 101 на карте

Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване - 14

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию