Высотные здания, их конструктивные решения. Архитектура Бурдж-Халифа, г. Дубаи

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

«Уральский  федеральный университет

Имени первого  Президента России Б.Н.Ельцина»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

 

 

 

 

 

 

Департамент технологический

 

 

Кафедра «Технология и организация строительного производства»

Специальность 270102 – Промышленное и гражданское строительство

 

 

 

Реферат

 

По дисциплине: Архитектура гражданских и промышленных зданий и сооружений

 

Тема: Высотные здания, их конструктивные решения. Архитектура Бурдж-Халифа, г. Дубаи.

 

 

 

Руководитель                                                     _______________/ Чернова Е.В./

                                                                                                                                     (подпись)                             (ФИО)

Студент гр.Т-300101-НТ ПГС                         _______________/Баталина С.А./                                  (подпись)                     (ФИО студента)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Тагил

2013

Содержание

Введение

1. Общие сведения о высотных зданиях

2. Конструктивные решения при строительстве высотных зданий.

3. Несущие элементы конструктивных систем высотных зданий.

4. Колонны.

5. Стены.

6. Лестнично-лифтовые узлы

7. Междуэтажные перекрытия.

8. Конструктивные решения фундаментов.

Хронология  рекордов высоток.

История Бурдж-Халифа

• Общие сведения

• Климат

• Проект здания

• Проектная высота

• Форма небоскреба

• Особенности здания

• Климат

• Стеклянные панели и кондиционирование

• Бетонные работы

• Фундамент

• Способы передвижения в здании

• Генплан

• Техника безопасности

9. Рекорды, установленные строительством небоскреба……………….

Заключение……………………………………………………………………25

Библиографический список………………………………………………….26

   Приложения…………………………………………………………………...27

Введение

Высотные здания во всем мире относят к объектам самого высокого уровня ответственности и класса надежности. Удельная стоимость их строительства значительно выше обычных зданий. Это обусловлено  не только технологическими, конструктивными и другими факторами, но в значительной степени и мерами комплексной безопасности, принимаемыми на всех стадиях – проектирования, строительства и эксплуатации. Возникновение и развитие аварийных ситуаций в высотных зданиях может иметь очень тяжелые последствия не только материального, экономического, экологического, но и социального характера.

 

Общие сведения о высотных зданиях.

Небоскрёб — это свободно стоящее сооружение, предназначенное для жизни и работы людей. Небоскрёб  в переводе с английского языка очень высокое здание. В русском языке также используется термин «высотное здание» или просто «высотка».

Высотные здания могут иметь разное назначение: быть гостиницами, офисами, жилыми домами, учебными зданиями. Чаще всего высотные здания выполнены многофункциональными: помимо помещений основного назначения в них размещаются автостоянки, магазины, офисы, кинотеатры и т. д.

Минимальная высота здания-небоскрёба является спорной. Высотными зданиями в России со времён СССР считают здания высотой более 75 м или более 25 этажей. В других странах под термином «высотное здание» обычно понимают здание высотой от 35 до 100 м, здания выше 100 м (в США и Европе — выше 150 м) считаются небоскрёбами. Существенным фактором, негативно влияющим на развитие высотного строительства в России, является отсутствие современной нормативной базы, препятствующее успешному развитию этого вида строительства.

Категорирование высотных зданий и составление их рейтингов  имеет некоторую неоднозначность, ввиду разнообразия способов измерения. В настоящее время общепринятыми критериями являются разработанные «Советом по высотным зданиям и городской среде».

Совет предлагает три  критерия измерения высоты здания (во всех случаях измерения производятся от наиболее низкого значимого входа в здание):

• конструктивная высота здания — высота от уровня тротуара до наивысшей точки конструктивных элементов здания (включая шпили и исключая телевизионные и радиоантенны и флагштоки).
• до наивысшего доступного этажа — высота здания до уровня пола наиболее высокого доступного этажа корпуса.
• до кончика антенны/шпиля — высота здания до самой высокой точки антенны, шпиля и т. п.

Первый критерий является основным. Именно он используется при  составлении рейтинга самых высоких  зданий. (Приложение 8)

До XIX века здания высотой более шести этажей строились редко. Это было связано с неудобством поднятия по лестницам на большую высоту. Кроме того, всасывающие водяные насосы, применявшиеся в то время, позволяют поднимать воду не более чем на 10 м. Развитие технологий стали, железобетона и водных напорных насосов, а также изобретение лифтов позволили в десятки раз увеличить высоту зданий, что особенно востребовано в мегаполисах, где велика стоимость площади застройки.

На 13 ноября 2012 года в мире насчитывается 2706 небоскрёбов (высотой более 150 м), из них 67 — сверхвысоких и 748 выше 200 м; ведётся строительство более 740, в том числе 98 — сверхвысоких. Строительство ещё 169 небоскрёбов (из них 38 — сверхвысокие) пока приостановлено. Больше всего небоскрёбов (высотой более 150 м) в Китае (вместе с Гонконгом и Макао) — 893, в США — 668, в Японии — 178 и в Объединённых Арабских Эмиратах — 155, в Южной Корее — 141, в Австралии — 74, в Сингапуре — 68. В России построено 24 небоскрёба, ещё 19 строится.

Выбор конструктивного  решения многоэтажного здания должен основываться на тесной связи с объемно-планировочным  решением и одновременно удовлетворять  требованиям надежности и долговечности, индустриальным методам полносборного  домостроения, рационального использования конструкционных материалов, технологичности монтажа. Значимость правильного выбора конструктивного решения с ростом этажности здания возрастает. 
Конструктивная система, состоящая из несущих элементов, призвана обеспечить прочность здания в процессе строительства и эксплуатации, а также ее устойчивость и жесткость при действии разнообразных нагрузок и воздействий. 
К основным несущим элементам каркаса относятся: стержни (колонны, балки), воспринимающие осевые и изгибающие усилия; плиты или диски, воспринимающие осевые и изгибающие усилия (стены, сплошные или с проемами) или нагрузки, действующие из их плоскости (плиты перекрытий); пространственные, повышающие общую жесткость здания, объединяющие конструкции здания в единое целое (наружные оболочки, ядра жесткости). 
Комбинации этих основных элементов образуют каркас здания. Естественно, из них можно составить неограниченное количество конструктивных схем. Высотные здания и их отдельные конструктивные элементы в процессе возведения и эксплуатации подвергаются действию нагрузок и испытывают усилия, намного превосходящие эффект от внешних воздействий, характерных для обычных объектов строительства. Так, ветровые нагрузки заметно возрастают с удалением от поверхности земли и характеризуются не только существенной статической, но и динамической составляющей. Для большинства высоток горизонтальные (главным образом ветровые) нагрузки превалируют над вертикальными.

Кроме того, в связи  с высокими темпами производства строительно-монтажных работ на несущие конструкции, выполненные из монолитного бетона (подавляющее большинство высоток возводят с применением монолитного бетона и железобетона), в раннем возрасте передаются достаточно большие усилия, что требует принятия соответствующих решений. В несущих системах высотных зданий возникает опасность накапливания еще в процессе строительства неравномерных вертикальных перемещений, которые в сочетании с деформациями от эксплуатационных нагрузок могут приводить к достижению бетоном и сталью, в том числе арматурной, предельных состояний в отдельных сечениях элементов. 

Конструктивные  решения при строительстве высотных зданий.

В современном высотном строительстве применяют различные  конструктивные системы и схемы  с разнообразными вариантами компоновок. Вместе с тем все конструктивные системы высоток можно разделить на три категории: каркасные, стеновые и смешанные (каркасно-стеновые).

Среди стеновых систем следует  выделить схемы с перекрестными  стенами и коробчатые (оболочковые).

Стеновая  система состоит из плоских вертикальных элементов, которые догружены собственным весом, благодаря этому хорошо сопротивляются горизонтальным нагрузкам. Бескаркасные здания нашли широкое применение, прежде всего, в жилищном строительстве, а также в гостиницах, общежитиях и т. д. Однако бескаркасные здания строятся, как правило, небольшой высоты, до 50 м, редко — до 75 м. Бескаркасная схема несущих конструкций требует развитой базы индустрии сборного железобетона.

                  

Рис.1. С перекрестными  стенами                 Рис.2. Коробчатая (оболочковая)

 

В свою очередь каркасные  системы подразделяются на рамно-каркасные, каркасные с диафрагмами жесткости. 
Каркасная система несущих конструкций позволяет изменять планировку здания по его высоте, из-за отсутствия перекрестной системы несущих стен менять планировку здания в случаях изменения технологии производить замену санитарно-технических и других коммуникаций при проведении ремонта в гражданских зданиях.

Рамно-каркасная. Жесткость здания обеспечивается рамами с жесткими узлами сопряжения колонн и ригелей, что позволяет создать вертикальные и горизонтальные диски жесткости.

Рис.3. Рамно-каркасная  схема

Рис.4. Каркасная система  с диафрагмами жесткости

Смешанные системы сочетают в себе отдельные признаки двух других систем, к ним относят каркасно-ствольные и коробчато-ствольные.

Каркасно-ствольная. Жесткая рама воспринимает горизонтальные нагрузки при работе ее элементов преимущественно на изгиб. Такая схема деформирования может привести к значительным горизонтальным перемещениям или нецелесообразному повышению материалоемкости узлов сопряжения элементов здания. Введение ствола или ядра жесткости позволяет существенно увеличить жесткость здания. Одновременно в стволах можно располагать системы инженерного оборудования здания, включая транспорт.

Рис.5. Каркасно-ствольная  система

 
Коробчато-ствольная. При высоте здания более 50 этажей эффективными по расходу материалов становятся конструктивные схемы, основывающиеся на принципе переноса несущих вертикальных элементов на наружную поверхность здания. Это приводит к значительному повышению общей жесткости здания. По этому принципу были запроектированы советскими специалистами высотные дома в Москве, построенные в 50-е годы.