В строительных техниках , то трубка представляет собой систему , в которой, чтобы противостоять боковые нагрузкам (ветер, сейсмические воздействия), здание предназначено действовать как полый цилиндр, консольно перпендикулярно к земле. Эта система была представлена Фазлуром Рахманом Кханом в архитектурном бюро Skidmore, Owings & Merrill (SOM) в их офисе в Чикаго. [1] Первым примером использования трубки является 43-этажный жилой дом ДеВитт-Честнат, спроектированный Ханом, с тех пор переименованный в Plaza on DeWitt , в Чикаго , штат Иллинойс , законченный в 1966 году. [2]
Система может быть построена из стали , бетона или композитной конструкции (дискретное использование стали и бетона). Может использоваться для офисных , многоквартирных и многофункциональных зданий. Большинство зданий высотой более 40 этажей, построенных с 1960-х годов, относятся к этому типу конструкции.
Концепция [ править ]
Концепция трубной системы основана на идее, что здание может быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать поперечные нагрузки, спроектировав его как полую консоль, перпендикулярную земле. В простейшем воплощении трубы внешний периметр состоит из близко расположенных колонн, которые связаны друг с другом глубокими перемычками посредством моментных соединений. Эта сборка колонн и балок образует жесткий каркас, который составляет плотную и прочную конструктивную стену вдоль внешней стороны здания. [3]
Этот внешний каркас спроектирован достаточно прочным, чтобы выдерживать все боковые нагрузки на здание, тем самым позволяя просто оформить внутреннюю часть здания для выдерживания гравитационных нагрузок. Внутренние колонны сравнительно немногочисленны и расположены в центре. Расстояние между внешним и основным каркасом перекрывается балками или фермами и может быть без колонн. Это максимизирует эффективность периметральной трубы за счет передачи на нее некоторых гравитационных нагрузок внутри конструкции и увеличивает ее способность противостоять опрокидыванию из-за боковых нагрузок.
История [ править ]
К 1963 году при проектировании и строительстве небоскребов появилась новая конструктивная система из каркасных труб . Фазлур Рахман Хан , инженер-конструктор из Бангладеш (тогда он назывался Восточным Пакистаном ), работавший в Skidmore, Owings & Merrill , определил каркасную трубчатую конструкцию как «трехмерную пространственную структуру, состоящую из трех, четырех или, возможно, большего числа рам, скрепленных каркасом, или стены со сдвигом, соединенные по краям или рядом с ними, чтобы сформировать вертикальную трубчатую конструктивную систему, способную противостоять боковым силам в любом направлении за счет консольного выхода из фундамента ». [4]Трубку образуют близко расположенные взаимосвязанные внешние колонны. Боковые или горизонтальные нагрузки (ветровые, сейсмические, ударные) воспринимаются конструкцией в целом. Около половины внешней поверхности отводится под окна. Для труб с каркасом требуется меньше внутренних колонн, что позволяет использовать больше полезной площади пола. Там, где требуются большие проемы, такие как гаражные ворота, трубная рама должна быть прервана с использованием передаточных балок для сохранения структурной целостности.
Концепция трубки Хана была вдохновлена его родным городом в Дакке , Бангладеш. В его родном городе не было домов выше трех этажей. Он также не видел свой первый небоскреб лично, пока ему не исполнился 21 год, и он не заходил в среднеэтажное здание, пока не переехал в Соединенные Штаты, чтобы поступить в аспирантуру. Несмотря на это, окружающая среда его родного города в Дакке позже повлияла на его концепцию трубчатого здания, вдохновленную бамбуком, который вырос вокруг Дакки. Он обнаружил, что полая труба, такая как бамбук в Дакке, придает высотке вертикальную прочность. [5]
Первым зданием, в котором была применена конструкция из трубчатого каркаса, было жилое здание ДеВитт-Честнат, спроектированное Ханом и завершенное в Чикаго к 1963 году. [6] Это заложило основу конструкции трубчатых конструкций многих более поздних небоскребов, включая его собственный Джон. Хэнкок-центр и Уиллис-тауэр , а также строительство Всемирного торгового центра , башен Петронас , здания Цзинь Мао и большинства других высоких небоскребов с 1960-х годов, включая самое высокое здание в мире по состоянию на 2020 год [Обновить]- Бурдж-Халифа . [7]
Варианты [ править ]
С самого начала труба менялась в зависимости от требований конструкции.
Трубка в рамке [ править ]
Это простейшее воплощение трубки. Он может отображаться на плане этажа различной формы, включая квадрат, прямоугольник, круг и произвольную форму. Этот дизайн был впервые использован в жилом доме DeWitt-Chestnut в Чикаго, спроектированном Ханом и завершенном в 1965 году, но наиболее яркими примерами являются Центр Aon и оригинальные башни Всемирного торгового центра .
Связанная или скрепленная труба [ править ]
Связанная труба, также называемая скрепленной трубой , похожа на простую трубу, но со сравнительно меньшим количеством внешних колонн и более удаленными друг от друга. Стальные связи или бетонные стены сдвига вводятся вдоль внешних стен, чтобы компенсировать меньшее количество колонн, связывая их вместе. Наиболее яркими примерами использования стальных распорок являются Центр Джона Хэнкока, Центр Citigroup и Башня Банка Китая .
Трубка в трубке [ править ]
Эти конструкции, также известные как корпус и ядро , имеют внутреннюю трубу, удерживающую лифт и другие службы, и еще одну трубу снаружи. Большая часть гравитационных и боковых нагрузок обычно воспринимается внешней трубой из-за ее большей прочности. В 50-этажном офисном здании с бетонным каркасом на Третьей авеню, 780, на Манхэттене используются бетонные стены с поперечным срезом для жесткости и смещение центра, что позволяет создавать интерьеры без колонн. [8]
Туба в комплекте [ править ]
Вместо одной трубы здание состоит из нескольких труб, связанных вместе, чтобы противостоять боковым силам. Такие здания имеют внутренние колонны по периметру труб, когда они попадают в оболочку здания. Известные примеры включают Уиллис-Тауэр , Великолепную милю и Ньюпорт-Тауэр .
Помимо эффективности конструктивно и экономически, связанная труба была «новаторской по своему потенциалу для универсального оформления архитектурного пространства. Эффективным башням больше не нужно было иметь коробчатую форму; трубы-блоки могли принимать различные формы и могли быть объединены вместе в разные конструкции. виды группировок ". [9] Связанная трубчатая конструкция означала, что «зданиям больше не нужно иметь коробчатый вид: они могут стать скульптурами». [10]
Гибриды [ править ]
Гибриды включают в себя разнообразную категорию конструкций, в которых используется основная концепция трубы, и дополняются другими конструктивными опорами. Этот метод используется, когда здание настолько тонкое, что одна система не может обеспечить адекватную прочность или жесткость.
Конструкции из бетонных труб [ править ]
Последними крупными зданиями, спроектированными Ханом, были « Великолепная миля» и « Онтериальный центр» в Чикаго, в которых использовались его конструкции из трубчатых и связанных труб, соответственно. В отличие от его более ранних зданий, которые в основном были стальными, его последние два здания были бетонными. Его более раннее здание DeWitt-Chestnut Apartments , построенное в 1963 году в Чикаго, также было бетонным зданием с трубчатой конструкцией. [7] Башня Трампа в Нью-Йорке также является еще одним примером адаптации этой системы. [11]
Другое использование [ править ]
Некоторые решетчатые башни состоят из стальных трубчатых элементов. Их можно использовать как для оттяжек, так и для отдельно стоящих решетчатых конструкций. Примером для первого типа была Варшавская радиомачта , примером для последнего - российские башни 3803 км .
Диаграмма [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Вайнгардт, Ричард (2005). Инженерные легенды . Публикации ASCE . п. 76. ISBN 978-0-7844-0801-8.
- ^ Бидл, Линн С .; Совет по высотным зданиям и городской среде обитания (1986). Успехи в высотных домах . Компания Ван Ностранд Райнхольд. п. 149. ISBN 978-0-442-21599-6.
- ^ Али, Мир М .; Луна, Кён Сон (2007). «Конструктивные изменения в высотных зданиях: текущие тенденции и перспективы на будущее». Обзор архитектурной науки . 50 (3): 205–223. DOI : 10,3763 / asre.2007.5027 .
- ^ «Эволюция бетонных небоскребов» . Архивировано из оригинала на 2007-06-05 . Проверено 14 мая 2007 .
- ^ Грин, Ник (28 июня 2016 г.). «Человек, спасший небоскреб» . Ментальная нить . Атавист . Проверено 22 сентября 2019 .
- ^ Свенсон, Альфред; Чанг, Пао-Чи (2008). «Строительство зданий» . Encyclopdia Britannica . Проверено 9 декабря 2008 .
- ^ а б Али, Мир М. (2001). «Эволюция бетонных небоскребов: от Ингаллса до Цзинь Мао» . Электронный журнал структурной инженерии . 1 (1): 2–14 . Проверено 30 ноября 2008 .
- ^ 780 Третья авеню в Эмпорис
- ^ Hoque, Rashimul (2012). «Хан, Фазлур Рахман1» . В исламе - Сираджул ; Джамал, Ахмед А. (ред.). Банглапедия: Национальная энциклопедия Бангладеш (второе изд.). Азиатское общество Бангладеш .
- ↑ Стивен Бейли (5 января 2010 г.). «Бурдж Дубай: новая вершина тщеславия» . Дейли телеграф . Проверено 26 февраля 2010 .
- ^ Seinuk, Ysrael A .; Кантор, Ирвин Г. (март 1984 г.). «Башня Трампа: бетон удовлетворяет требованиям архитектуры, дизайна и строительства» . Concrete International . 6 (3): 59–62. ISSN 0162-4075 .
