Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Декабря 2012 в 21:28, реферат
Небоскрёб, несомненно, означает очень высокое здание. Небоскрёб (от англ.
sky-scraper) – это свободно стоящее здание, с высотой не менее 150 м, разби-
тое на этажи, которые предназначены для жизни и работы людей. Небоскрёбы
свыше 300 м называют сверхвысокими.
Введение………………………………………………………………………..3
Семь новаторских решений……………………………………………5
Прорыв первый. Перемещение………………………………………..6
Прорыв второй. Материалы…………………………………………..9
Прорыв третий. Температура………………………………………..12
Прорыв четвёртый. Скорость………………………………………..14
Прорыв пятый. Ветростойкость……………………………………...17
Прорыв шестой. Землетрясение………………………………………19
Прорыв седьмой. Эвакуация………………………………………….21
Заключение…………………………………………………………………….23
Список литературы……………………………………………………………25
В 1970м году архитекторы разрабатывающие проект нового здания го-
ловного офиса Сирс-и-Роубэк в Чикаго столкнулись с проблемой. Число эта-
жей здания должно было превысить сотню, здания такой высоты подвергают-
ся сильнейшим ветровым нагрузкам. Проектирование такого небоскрёба с
традиционным внутренним стальным каркасом оказывается сопряжённым с
огромными трудностями. Чем выше стальной каркас, тем больше он гнётся
под сильными ветрами. Скорость порывов ветра налетающих на здание порой
достигает 80 км/ч. Ударяя в небоскрёб ветер раскачивает его так, что на верх-
них этажах ощущается самая настоящая качка. Раскачивание высотного дома
напоминает качку на корабле и вызывает морскую болезнь. Чтобы избежать
этого эффекта необходимо уменьшить амплитуду колебаний. Создатели баш-
ни Сирс создают технологию, которая позволяет справится с сильными ветра-
ми. Они выносят каркас наружу так, что здание обретает внешний скелет.
Теперь наклонить его ветру будет очень тяжело. Девять таких труб, соединён-
ных вместе делают башню Сирс твёрдой как скала. Внешний скелет является
лучшим из всех когда-либо найденных решений в области ветростойкости. Да-
же при скорости свыше 90 км/ч верхний этаж башни Сирс смешается лишь на
15 см.
Бурдж-Халифа вдвое превосходит по высоте башню Сирс. При такой вы-
соте жесткий внешний скелет уже не сможет достаточно эффективно противо-
стоять ветру. Чтобы избавить обитателей высотки от морской болезни архи –
текторы обращаются к аэродинамическим решениям самого продвинутого
уровня. Ветер мчащийся с большой скоростью может быть чрезвычайно опа-
сен для небоскрёба. Поток воздуха обтекающий здание образует мини-смерчи,
вихри. Возникающие при этом области низкого давления тянут здание в сто-
роны. Чем выше здание, тем более опасным становятся эти вихри. Огромные
силы, которые они порождают перпендикулярны направлению ветра, поэтому
если здание упадёт от ветра, то скорее всего оно упадёт не по ветру, а в сторо-
ну. Вместо того, чтобы бороться с ветром, проектируя Бурдж-Халифа, архи-
текторы решают его обмануть. Они уходят от плоских и прямоугольных форм
и обращаются к более непредсказуемым. Секции башни спроектированы так,
чтобы отклонять ветер в разные стороны. Это разрушает мощь вихрей и не
позволяет ветру захватить здание. Обдувая здание, ветер никогда не образует
единого потока. Вокруг каждой части здания вихри образуются с различной
скоростью, это называется «сбить ветер с толку». Проектируя здание архитек-
торы проектируют ветер, моделируют поведение ветра вокруг здания – этот
подход даёт очень многое.
Проблемы перемещения людей в здании, веса в здании, температуры и вет-
ростойкости решены. Настал черёд следующей. Постоянно напоминает о себе
злейший враг всех высоких зданий – землетрясение. Чтобы воплотить свой за-
мысел создатели 509 м небоскрёба Тайбей 101 совершают ещё один прорыв.
В 1999 г. создатели самого высокого на тот момент небоскрёба башни Тайбей
101 оказались в затруднении. Он оказывался в зоне частых землетрясений.
Землетрясения очень сильны по сравнению с ветром. Нагрузка, создаваемая
ветром резко редко разрушает здание, тогда как для землетрясения это обыч-
ное дело. Чтобы выдержать высокочастотные сильные землетрясения в строи-
тельстве Тайбея
применили элемент
лали его жестким там, где это необходимо и гибким там, где это возможно. В
центре Тайбей 101 они помещают 36 жестких стальных труб, заполненных бе-
тоном, которые сообщают зданию прочность. Остальная часть конструкции
эластична, она может сгибаться и наклоняться под ударами стихии.
Бурдж-Халифа может выдерживать землетрясения магнитудой до 6 баллов
по шкале Рихтера, благодаря своему массивному железобетонному каркасу.
Однако здесь перед инженерами возникла ещё одна проблема. Чтобы возвести
сверхвысокое здание на песках пустыни нужны особые подходы. На месте
строительства Бурдж-Халифа скальная порода залегает неглубоко, но она
очень плохого качества, она очень хрупкая, в ней очень много трещин, она не
способна удерживать большой вес. Поэтому здесь пришлось бурить на 50 м
вглубь, чтобы получить мощность породы, способную удержать всё здание.
50 м – это почти на пределе возможности вращательного бура в этом месте.
Бурить породу в Дубаи может быть тяжело, но настоящие трудности возника-
ют после того, как бур извлечён из скважины. Порода под Бурдж-Халифа
хрупкая и насыщена грунтовыми водами, поэтому любая крупная скважина
здесь сразу начинает обваливаться. Чтобы избежать этого инженеры заполня-
ют скважины вязкой полимерной смолой, которая вытесняет воду и обломки
породы к краям, оставляя центр скважины свободным. Этот сиропообразный
полимер плотнее воды, но легче бетона. Бетон вытесняет смолу и застывает,
образуя сваи фундамента. Двести свай, образующие единую систему, не дают
зданию весом в полмиллиона тонн уйти под землю. Всего за 130 с небольшим
лет небоскрёбам удалось преодолеть все силы природы благодаря человечес-
кой изобретательности. Но поднимаясь всё выше к небесам здания становятся
уязвимыми. Сейчас их существованию угрожает терроризм. Последний на се-
годня технологический прорыв гарантирует безопасность тем, кто будет нахо-
диться внутри высочайшего в мире небоскрёба.
Сентябрь 2001 г. казалось положил конец эре небоскрёбов. После атаки 11
Сентября многие были уверены, что больше ни один небоскрёб не будет
построен на Земле. Эвакуировать людей из небоскрёба – задача феноменаль-
ной сложности. Чем больше высота здания, тем большему количеству людей
придётся проделать длинный путь прежде чем они окажутся в безопасности.
11 сентября эти трудности дали о себе знать как никогда.
Бурдж-Халифа огнестоек по стольку, поскольку огнестоек его железобетон-
ный костяк. Однако он вдвое выше башен-близнецов. Как люди выберутся в
случае опасности? Ответ очень прост – никак. В Бурдж-Халифа предусмотре-
ны девять специальных помещений-огнеубежищ. Они защищены слоями же-
лезобетона и листовых огнеупорных покрытий. Их стены в состоянии выдер-
живать натиск огня в течение двух часов. Каждое из этих помещений оборудо-
вано специальной системой, подающей в них воздух по огнеупорным трубам.
Герметичные огнеупорные
двери предотвращают
неубежищах люди могут укрываться до тех пор, пока аварийные службы не
возьмут ситуацию под контроль. Огнеубежища расположены приблизительно
через каждые 30 этажей, что делает их относительно легкодоступными для
всех. Помещения-огнеубежища являются радикальным решением проблемы.
Однако даже самое безопасное укрытие в мире не принесёт пользы, если путь
к нему окажется отрезанным дымом. Исключить фактор задымления помогает
технология реализованная в Бурдж-Халифа. Система раннего предупреждения
работает непрерывно круглые сутки. Как только срабатывает детектор дыма,
термодатчик или автоматический водный огнетушитель, в действие вступает
система мощных вентиляторов. Они нагнетают чистый прохладный воздух в
здание по огнеупорным воздуховодам. Свежий воздух вытесняет дым из лест-
ничных шахт, гарантируя проходимость путей эвакуации. Эта система про-
тивопожарной безопасности отвечающая требованиям небоскрёба XXI века.
Сегодня строительство высотных зданий не есть проявление амбициоза государственных или городских руководителей. Высотные здания представляют собой новый этап развития городского строительства и являются экономически выгодными элементами городского хозяйства.
Стоящий на плечах прежних исторических чудес инженерии Бурдж-
Халифа является величайшим небоскрёбом Мира. Высота здания вместе со
шпилем-антенной составляет 828 метра, количество этажей – 162. Но рекорд-
ные показатели есть и в других цифрах: высочайшее свободно стоящее соору-
жжение – 828м (предыдущий рекорд – 553,3 м), самое высокое жилое здание
в мире – 828 м, наибольшая высота нагнетания бетонной смеси для здания –
601 м (предыдущий рекорд – 449,2 м), наибольшая высота нагнетания бетон-
ной смеси для любых сооружений – 601 м (предыдущий рекорд – 532 м), са-
мая высокая в мире мечеть – на 158 этаже, самая высокая смотровая площад-
ка – 124 этаж, 505 м, самый высокорасположенный бассейн – на 76 этаже.
Общая площадь внутренних помещений около 344 тыс. квадратных метров.
С 21 июля 2007 года небоскрёб Бурдж-Халифа – самое высокое строение мира
С 19 мая 2008 года небоскрёб Бурдж-Халифа – самое высокое когда-либо су-
ществовавшее сооружение мира.
Церемонию открытия небоскрёба приурочили к четвертой годовщине правления в эмирате Дубай нынешнего вице-президента и премьер-министра Объединенных Арабских Эмиратов шейха Мухаммеда бен Рашеда Аль-Мактума, пришедшего к власти 4 января. На торжественной церемонии шейх переименовал небоскреб, который во время строительства был известен как Бурдж Дубай, в Бурдж Халифа, посвятив его президенту Объединенных Арабских Эмиратов шейху Халифе бин Заиду Аль Нахайяну. "Отныне и навсегда эта башня будет носить имя "Халифа" - "Бурдж Халифа", - сказал он. Бурдж-Халифа стал ключевым элементом нового делового центра, городом в городе – с собственными газонами, бульварами и парками. Внутри комплекса разместились гостиницы, квартиры, офисы и торговые центры.
Каждое высотное здание является уникальным произведением архитектурно-инженерного искусства. Применяемые в конкретном здании решения не могут быть тиражированы в других проектах без серьезного переосмысления и глубоких дополнительных исследований, включая методы физического и математического моделирования.