Супервысотное жилое здание Эвергранд

Обзор сверхвысотного здания со стальной конструкцией

Сверхвысотное здание со стальной конструкцией — это небоскрёб, основным конструктивным материалом которого является сталь. Хотя единого общепринятого определения высоты не существует, такие здания, как правило, имеют высоту более 100 метров (328 футов) и характеризуются инновационными системами стального каркаса.

Проект сверхвысокого стального здания

Местоположение проекта: Hengda Green Oasis, фаза IX, улица Чжунчжоу, район Чанхэ, город Лоян

Назначение здания: коммерческое и жилое

Площадь: 108 477 м²

Расход стали: 1299 т

Дата начала: 7.2019

Дата завершения: 4.2021

Конструкция завода и особенности проекта: жёсткие колонны

Проблемы проекта и пути их решения: Монтаж сверхвысотных зданий сложен и требует высокого качества сварки. Требуется разумное планирование и соответствующее распределение профессионального технического персонала.

Почему сталь используется для строительства высотных зданий

Исключительные свойства стали делают её идеальным материалом для строительства высотных зданий.

Высокое соотношение прочности и веса: сталь невероятно прочна для своего веса. Это позволяет создавать более лёгкие конструкции по сравнению с бетоном, что снижает нагрузку на фундамент и позволяет возводить здания большей высоты.

Гибкость и пластичность: сталь пластична, то есть может деформироваться без разрушения. Это свойство критически важно для сопротивления боковым нагрузкам, таким как ветер и землетрясения. Стальной каркас может колебаться и поглощать энергию, защищая здание и его обитателей.

Заводская сборка и скорость: стальные компоненты часто изготавливаются вне строительной площадки в контролируемых заводских условиях. Эти готовые элементы затем транспортируются на строительную площадку и соединяются болтами или сваркой. Этот процесс, известный как «ускоренное строительство», значительно сокращает время строительства и трудозатраты.

Ключевые структурные системы

Чтобы выдерживать огромные нагрузки на экстремальных высотах, инженеры разработали сложные стальные конструкции.

Системы каркасных труб: Весь фасад здания спроектирован как полая, жесткая труба. Близко расположенные колонны и высокие балки-перемычки образуют прочный каркас, противостоящий боковым нагрузкам. Известным примером является башня Сирс-тауэр (ныне Уиллис-тауэр) в Чикаго.

Системы жгутовых труб: Это усовершенствованная версия каркасной системы труб, в которой несколько труб связаны вместе для создания более эффективной и устойчивой конструкции. Эта система была впервые предложена архитектором Фазлуром Ханом и используется в таких зданиях, как Бурдж-Халифа.

Системы аутригеров: В этой системе горизонтальные фермы или «аутригеры» соединяют центральное ядро здания (часто железобетонное ядро) с его периметральными колоннами. Такая конструкция помогает более эффективно распределять ветровые нагрузки, повышая жесткость всей конструкции и уменьшая колебания.

Системы диагональных стальных элементов: Эта инновационная система использует сеть диагональных стальных элементов на внешней стороне здания. Диагональная сетка выполняет функции как несущего каркаса, так и фасада, эффективно воспринимая как вертикальные, так и боковые силы, воспринимая чисто осевые нагрузки. Ярким примером такой системы является башня Херста в Нью-Йорке.

Строительство сверхвысотной стальной конструкции — сложный многоэтапный процесс. Фундамент: Прочный фундамент, часто с использованием кессонов или глубоких свай, необходим для переноса огромного веса здания на скальное основание.

Возведение стального каркаса: Сборные стальные колонны, балки и фермы поднимаются на место с помощью больших башенных кранов. Затем компоненты соединяются высокопрочными болтами или сваркой. Строительство осуществляется модульно, часто секциями или «этажами».

Основа конструкции: Во многих композитных конструкциях сначала возводится центральный стержень из стали или бетона. В этом стержне часто размещаются лифты и сервисные стояки, что обеспечивает значительную боковую устойчивость.

Перекрытия и облицовка: После возведения секции стального каркаса устанавливаются системы перекрытий (часто композитные стальные балки с бетонными плитами или металлическим настилом). Затем к каркасу крепится внешний фасад или «облицовка».

Демпфирование ветра и вибрации: чтобы свести к минимуму колебания здания и обеспечить комфорт для людей, находящихся в нем, особенно в зданиях высотой более 400 метров, инженеры могут устанавливать настроенные инерционные демпферы или другие системы гашения вибрации.