Просто о сложном: нижняя плита фундамента небоскреба. Фундамент небоскреба
Как построить небоскрёб? — Всё самое интересное!
В разделе: Коттедж | и в подразделах: дом. | Автор-компилятор статьи: Лев Александрович Дебаркадер
Продолжаем раздел "Коттедж" и подраздел "Дом" статьёй "Как построить небоскрёб?" Где мы постараемся ответить на этот, возможно, важный, для некоторых вопрос, во всех возможных подробностях. Кстати, нас что-то на гигантизм потянуло: сначала Стоунэндж и Вудхэндж, скоро выйдет громадная церковь на д ереве, теперь небоскрёбы… Но ничего, главное, что это интересно 🙂
Как построить небоскрёб? На самом деле принцип очень прост: организовать фундамент, который способен выдержать миллионны тонн небоскрёба, построить каркас из стальных балок, ну а потом всё вообще элементарно — заполнить промежутки изоляционным и защитным материалом. Ну там окна вставить, двери…
И начнём мы строительство небоскрёба с фундамента. Фундамент — это интересная несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и передает его на основание. В случае с небоскрёбами основание должно быть как можно более устойчивым. Желательно, чтобы оно было скальным, и в этом случае с фундаментом никаких проблем не возникает. Но что делать, если до скального основания ещё копать и копать? Или же скалы в месте установки небоскрёба вообще не предполагается? Здесь может помочь опыт стоительства высотных зданий в Москве и Нью-Йорке.
Многие считают, что Нью-Йорк стоит на скале. Утверждение по сути верное, но — остров Манхэттен в верхней своей части состоит из морских наносных пород, толщина которых колеблется от 15 до 40 метров, и только под ними уже находится скальное основание, способное удержать вес небоскреба.
Первые высотки пытались строить на деревянных сваях. Но мало того, что сваи гнили, мест, в которых сваи могли достигнуть скалы и передать на нее нагрузку было достаточно мало, да и находились эти места не всегда там, где дом окупился бы. Сплошные, несоставные стальные сваи большой длины не умели еще изготовлять, а скреплять их в продольном направлении не умели. Вычёрпывание всей песчаной массы в основании здания, даже с огораживанием котлована по периметру в условиях плотной застройки невозможно – любая протечка может привести к обрушению соседних зданий.
Проблема была решена достаточно просто, изящно, и с некоторыми дополнениями работает в сложных условиях до сих пор. Её решение предложил инженер-мостовик Чарльз Сойсмит. Например, сейчас так делают колодцы на дачах 🙂
Основной компонент сваеобразующего комплекса — это опускной колодец из бетонных колец. Внутри – или пара рабочих с отбойными молотками, или небольшой экскаватор. Порода вынимается с дна колодца деррик-краном (простейший кран, стрела на шарнире), а колодец под собственным весом, а также под весом специальных грузов, расположенных на его верхней части опускается, сверху надстраивается еще одно бетонное кольцо — и так, пока этот «вертикальный тоннель» не упрется в требуемое скальное основание. Затем экскаватор (и рабочие) извлекаются, и труба заполняется бетоном. Десяток подобных труб способны удержать небоскреб.
На рисунке вид в один из таких бетонных колодцев. Глубина около 30 метров, диаметр около 3 метров.
В местах с глинистыми грунтами (таких как в Чикаго или в Москва)проблемы устройства фундамента решаются гораздо проще . Поскольку глина – более плотный, чем песок, материал, то в этом случае фундаментом может служить монолитная бетонная плита, «плавающая» в грунте.
Итак, фундамент мы возвели. Теперь можно браться за создание каркаса из стальных балок — бимсов. Порядок возведения каркаса очень прост:
- Кран подаёт балку
- Специалист по временному креплению балки временно крепит балку
- Специалисты по клепанию постоянных заклёпок клепают постоянные заклёпки.
Цикл повторяется столько раз, сколько нужно для возведения каркаса. Как видите, всё проще некуда.
Но если всмотреться вглубь, то выплывет немало нюансов. Особенно если мы всмотримся не в современность (где всё примерно так, как описано в последовательности), а в тридцатые годы, в Нью-Йорк, когда возводились самые знаменитые небоскрёбы этого города:
- здание Крайслера
- Wall-Street-40
- Empire State Building
- и другие
Соответственно, вашему вниманию предлагаем небольшой, но поучительный рассказ о том, как возводился каркас небоскрёба в тридцатые годы прошлого века. И начнём наш рассказ со специалистов по временной фиксации балок и поговорим про работу крановой бригады.
Каркас небоскреба состоит из сотен стальных профилей длиной несколько метров и массой в несколько тонн, так называемых beams. Хранить их при строительстве небоскреба негде – никто не позволит организовать склад в центре города, в условиях плотной застройки, на муниципальной земле. Более того, все элементы конструкции разные, каждый может быть использован в одном единственном месте, поэтому попытка организации даже временного склада, например, на одном из последних построенных этажей может привести к большой путанице и срыве сроков строительства. Заказ на бимсы согласовывается с металлургами за несколько недель, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту, независимо от погоды их необходимо разгрузить немедленно.
Разгруженные балки тут же поднимают к месту установки с помощью деррик-крана (уже упоминавшийся выше простейший кран — стрела с противовесом). Этот кран установлен на самом верху, на последнем завершённом этаже. Выше — только недостроенный верхний этаж, куда, собственно, и будет подаваться балка. Соответственно, оператор крана после определённого этажа просто не видит, что он поднимает — и куда он поднимает.
Единственный ориентир для управления краном – удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира. Удар – включает мотор лебедки, удар — выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков (о них — далее) со своими отбойными молотами, другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие бимсы. Соответственно, шум стоит адский, но ошибиться и не услышать удар нельзя – иначе бимса или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить и так далее.
Бригадир, управляя дерриком через двух операторов, одного из которых он не видит, добивается совпадения отверстий под клепку на установленных вертикальных балках с отверстиями на поднимаемом швеллере с точностью до 2-3 миллиметров. Только после этого пара монтажников может временно закрепить раскачивающийся, часто мокрый бимс огромными болтами и гайками.
Естественно, для этого монтажникам нужно залезть очень и очень высоко. Что очень и очень опасно. Плюс крановщик не видит, куда он балку суёт… Вот так:
Или так:
Но всё когда-то заканчивается, и монтажники идут верменно крепить другие бимсы, а к работе над уже закреплёнными балками начинают работать специалисты по клепанию заклёпок, задача которых — создать надёжное соединение балки с балкой. Которое не разрушится и не сорвётся. Вот поэтому клепальщики — самая важная профессия при строительстве небоскреба.
Клепальщики — это каста со своими законами: зарплата клепальщика за рабочий день 15$, больше любого квалифицированного рабочего на стройке; они не выходят на работу в дождь, ветер или туман, они не числятся в штате подрядчика. Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?
Всё дело в процедуре клёпки. И в том, что заклёпки нужно загонять в предназначенные для них отверстия горячими. Нагревание делает металл более пластичным — и его можно расклепать, то есть расширить высовывающуюся из отверстия часть металлического штыря так, чтобы она стала широкой и не выпадала. А заодно держала балку. С другой стороны, металл при нагревании расширяется, и если нагреть заклёпку слишком сильно… В общем, читаем как это происходило на практике:
На помосте из досок, или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки — десятисантиметровые в длину и трёхсантиметровые в диаметре стальные цилиндры. Один из бригады клепальщиков, "Повар", "варит" заклепки — небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры.
Когда заклепка прогрелась (не слишком сильно — не влезет в отверстие и придется его высверливать; и не слишком слабо — не расклепается), нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления балки, куда нужно доставить всё ещё горячую заклёпку, находится от "повара" метрах в тридцати, иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа. Следовательно, остаётся единственный вариант.
Передать заклепку можно единственным способом — бросить. Это происходило следующим образом: "повар" поворачивается к "вратарю" и молча, убедившись, что вратарь готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна шестисотграммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории есть уже сваренные балки или другие рабочие, поэтому кинуть нужно только один раз, точно и сильно.
"Вратарь" — второй член бригады клепальщиков — стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом клепки. Его цель — поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой. Он не может двинуться с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан, иначе она маленькой бомбой рухнет на город.
Далее в дело вступают ещё два члена бригады клепальщиков — "стрелок" и "упор". Они ждут, пока горячая заклёпка не окажется у "вратаря". Далее "вратарь", поймав заклепку, загоняет ее в отверстие. "Упор" с внешней стороны здания, вися над пропастью, стальным стержнем и собственным весом удерживает шляпку заклепки. "Стрелок" 15-килограммовым пневматическим молотом в течение минуты расклепывает ее с другой стороны.
Лучшая бригада проделывает это фокус свыше 500 раз за день, средняя — около 250.
И так далее, балка за балкой, не снижая темпа, чтобы не сорвать строительство — до тех пор, пока каркас не будет возведён полностью. Работает бригада из четырёх человек — "повар", "вратарь", "упор" и "стрелок":
Итак, фундамент у нас есть, каркас тоже — теперь дело за заполнением каркаса. Но это и сейчас просто, и раньше с этим особо не заморачивались:
Страховка, наружу и вперёд, делать дело на благо общества.
Итак, теперь вы в общих чертах знаете, как построить небоскрёб. Остались лишь желание и детали 🙂
По материалам Как строились небоскребы в Америке и Дом на песке
interesko.info
Магия инженерии, или Почему не падают небоскребы
Возведение высотных зданий по уровню сложности сродни полету в космос. Популярно объяснить все инженерно-конструкторские расчеты и тонкости строительных технологий не всегда возможно. И все же сайт "РИА Недвижимость" попытался разобраться хотя бы в одном вопросе - почему небоскребы не падают?
МОСКВА, 26 апреля — РИА Новости. Возведение высотных зданий по уровню сложности сродни полету в космос. Популярно объяснить все инженерно-конструкторские расчеты и тонкости строительных технологий не всегда возможно. И все же сайт "РИА Недвижимость" попытался разобраться хотя бы в одном вопросе — почему небоскребы не падают?
Чем выше здание, тем большее давление ветра оно испытывает. Это так называемый "эффект паруса", нейтрализовать который и необходимо строителям. Кроме того, каждый новый этаж — это дополнительный вес, а значит, конструкция не должна просесть, как Пизанская башня, или вообще рухнуть под собственной тяжестью. Для этого нужно разработать фундамент под тот или иной тип грунта. Любопытно, что конструкция всех небоскребов при всей прочности, довольно пластична, то есть она позволяет зданиями колебаться.
Стальной скелет
Нью-Йорк по праву считается альма-матер мирового небоскребостроения. Он словно был создан для того, чтобы застраиваться высотками: дело в том, что скальные породы в этой местности расположены очень близко к поверхности, а значит туда можно вбивать сваи и вести плотную высотную застройку, не боясь разрушений.
В конце XIX столетия в строительстве промышленных зданий и вокзалов стали применяться конструкции со стальным каркасом, а в начале XX века с их помощью возводились городские многоэтажки. Металлический "скелет" обеспечивал устойчивость первых небоскребов. Так, например, каркас Эмпайр-стейт-билдинг состоит из сотен стальных профилей и весит 59 тысяч тонн.
Любопытный факт: металлические балки легендарных нью-йоркских небоскребов соединялись между собой посредством клепок. А производить эту работу приходилось клепальщикам — самым высокооплачиваемым работникам великой строительной гонки 20-х годов ХХ века. Клепальщики работали бригадами по 4 человека и могли не выходить на работу в туман, дождь или сильный ветер. А если кто-то из бригады не мог работать, то и все остальные мастера тоже не работали. У других строителей такой привилегии не было.
Эффект пирамиды
Технологии высотного строительства стремительно развивались. Инженеры и архитекторы разрабатывали новые технологии демпфирования зданий (искусственного подавления механических колебаний конструкции). В частности снова и снова проектировщики обращались и продолжают обращаться к пирамидальной форме построек, так как коническая конструкция сама по себе очень прочная. Так, башня "Трансамерика" в Сан-Франциско устойчива именно благодаря своей форме. Кроме того, дополнительную крепость ей придает приподнятое основание в виде сетки из треугольных балок, которое, как ни странно, является одним из видов сейсмостойкого строительства. Дело в том, что в случае приподнятого основания основная нагрузка от подземных колебаний и толчков приходится на него, из-за чего нагрузка на верхнюю часть здания снижается. Грубо говоря, приподнятое основание гасит часть колебаний.
Здание-ветрорез
Кстати, самое высокое на сегодняшний день здание в мире — башня "Бурдж-Халифа" в Дубае — также выстроено по принципу пирамиды, причем ассиметрично-ступенчатой. Именно это позволяет ослабить "эффект паруса": секции башни разрушают поток ветра таким образом, что он огибает башню, а не врезается в нее сплошной воздушной стеной.
Однако в отличие от своих нью-йоркских собратьев "Бурдж-Халифа" не закреплена фундаментом в скальном грунте. Гиганта весом в 500 тысяч тонн держат 200 висячих свай длиной по 45 метров и диаметром 1,5 метра. Висячие сваи отличаются тем, что не упираются в твердую породу как колонны, а удерживаются в грунте за счет трения боковой поверхности сваи о земляную породу.
Костяк здания усилен бетоном и металлом с внедренным в него искусственным камнем. Специально для "Бурдж-Халифы" был разработан специальный бетон, выдерживающий высокие температуры, а в процессе строительства в бетон добавлялся лед. Любопытно, что конструкция здания подвижна — стальной каркас гнется. Однако сами стеновые панели, встроенные в него, жесткие. Это также обеспечивает устойчивость небоскреба, который буквально "трансформируется" под атмосферные перепады.
Маятниковый баланс
Современные инженеры уравновешивают небоскребы при помощи демпферов — утройств, которые гасят механические колебания постройки. Причем иногда демпфер превращается в произведение искусства, на которое можно полюбоваться при желании.
Например, инерционный демпфер башни "Тайбей 101", которая находится в столице Китайской республики (Тайвань) Тайбэй, превратили в настоящий аттракцион для туристов. Любой желающий может подняться и посмотреть на это чудо инженерии — стальной сферический маятник весом в 660 тонн, помещенный внутри здания между 88 и 91 этажами.
Маятник колеблется, компенсируя движения здания, вызванные сильными порывами ветра. Благодаря ему здание считается самым устойчивым в мире, и это при том, что оно находится в сейсмоопасном регионе. Кстати, еще в процессе строительства оно отлично перенесло землетрясение в 6,8 балла. Сфера маятника считается крупнейшей в мире, она состоит из 41 стальной пластины, каждая толщиной 125 мм, что вместе составляет 5,4 м в диаметре.
Устойчивость "Тайбей 101" обеспечивает и конструкция фундамента, усиленного 380 сваями, забитыми в землю на 80 метров, из которых около 30 метров входят в скальные породы.
Но и это еще не все, два шеститонных демпфера уравновешивают шпиль здания, на который воздействует сила ветра. Они смягчают удары ветра, действующие на верхнюю часть здания.
Архитектурный изыск
Сингапурский отель Marina Bay Sands прославился на весь мир свои потрясающим бассейном на крыше, соединяющей сразу три башни отеля. Но отдыхающие и не подозревают, что плавают по сути в огромном демпфере.
Автор проекта отеля — израильский архитектор Моше Сафди — разработал этот бассейн не только в качестве архитектурной изюминки, но и для обеспечения устойчивости конструкции при землетрясениях. Вода в бассейне компенсирует колебания во время подземных толчков.
realty.ria.ru
Башня Бурдж Халифа - Монолит
| Страна | ОАЭ |
| Город | Дубай |
| Высота здания | 828 м. |
| Количество надземных этажей | 163 |
| Количество подземных этажей | 2 |
| Стоимость строительства | Более 1 млрд $ |
| Общая площадь помещений | 309 473 м2 |
| Главный архитектор | Адриан Смит |
| Главный подрядчик | Samsung Engineering and Construction Company |
| Начало строительства | 2003 г. |
| Завершение строительства | 2010 г. |
| Общий объем бетона | 320 000 м3 |
| Рейтинг высоты небоскреба | |
| В мире | N 1 |
| В регионе (Ближний Восток) | N 1 |
| В ОАЭ | N 1 |
| В Дубаи | N 1 |
Башня Бурдж Халифа
Бурдж Халифа (Бурдж Дубай) — по состоянию на 2015 год является самым высоким сооружением на Земле. После его возведения были побиты все рекорды высоты:
- самое высокое наземное сооружение;
- самое высокое жилое здание;
- самая большая этажность;
- самое высокое свободно стоящее сооружение.
На его строительство было затрачено более 1 млрд. $ и задействовано до 12 000 рабочих единовременно. Это здание стало центральным элементом проекта, с бюджетом 20 млрд $, который разработан правительством ОАЭ и включает в себя целый комплекс мильти-этажных зданий в Дубаи.
Форма и структура башни Бурдж Халифа
Все ядро небоскреба построено вокруг формы трехконечной звезды, которая спирально уходит вверх. К то
На строительстве было задействовано до 12 000 человек единовременно
муже при проектировании здания были учтены традиционные исламские очертания, чтобы максимально гармонично вписаться в окружающий ландшафт и архитектуру региона постройки. Таким образом, план первых этажей представляет собой очертание буквы «Y», лепестки которой сводятся к монолитному ядру здания, что позволяет сочетать крепкий стержень для устойчивости всего здания и максимально красивый вид из окна для посетителей отелей, которые тут расположены.
Около 30 этажей здания являются техническими и отведены под нужды различного обслуживающего персонала и оборудования. Эти технические этажи равномерно распределены по всему зданию.
В основе башни лежит ядро жесткости в виде шестиконечной сердечника, от которого в форме лепестков расходятся три пролета здания. Центральное ядро здания обеспечивает его горизонтальную устойчивость и играет главную осевую роль. От ядра в конец каждого пролета-лепестка отходят монолитные диафрагмы, которые образуют центральные коридоры. Эти бетонные стены играют роль связующей паутины, которая придает всей конструкции устойчивость при ветровых и динамических нагрузках. По периметру здания расположены колонны, которые дополняют монолитный ансамбль.
Шпиль башни Бурдж Халифа
Несущие конструкции почти всех современных небоскребов возводятся из железобетона и заканчиваются металлоконструкциями, Бурш Халифа не исключение. Последняя захватка бетонирования доходит до высоты 584 метра, остальная часть здания выполнена из структурного сального шпиля с диагональной системой скоб. Высота шпиля составила более 180 м.
Фундамент Бурдж Халифа
Фундамент ядра небоскреба состоит из сплошной плиты 3,7 метра толщиной. При его производстве было залито 12 500 м3 самоуплотняющегося бетона С50. От фундамента ядра в сторону каждого лепестка-пролета здания отходят монолитные ростверки. Каждый такой ростверк имеет четыре захватки бетонирования.
Всего небоскреб поддерживает 194 сваи. Технические характеристики сваи:
- диаметр 1,5м.;
- средняя длина 43м.;
- расчетная нагрузка на каждую более 6 600 т.
По диаметру и длине эти сваи стали рекордными, которые когда-либо применялись при строительстве в АОЭ. При их производстве был
Опалубочные системы первых этажей Шпиль башни Бурдж Халифа
использован самоуплотняющийся бетон С60.
Технологические аспекты при возведении башни Бурдж Халифа
При строительстве такого феноменального сооружения были применены самые передовые технологии, многие из которых были задействованы
впервые. Несущие диафрагмы здания были отлиты с помощью автоматических само выдвижных опалубочных систем Doka’s SKE 100, а при производстве плит перекрытий применялись опалубочные системы MevaDec. Средний цикл возведения одной захватки (этажа) составил 2,5 дня. Общий вес арматуры, примененный при возведении башни Халфа составил более 60 тыс. т. Вся арматура несущих диафрагм была заранее заготовлена в цехах, что позволяло вести быстрый монтаж наверху.Три само выдвижных крана Favelle Favco, были смонтированы внутри ядра на разной высоте, каждый из которых выполнял свой объем работы. Эти краны были специально
Завершение строительства
сконструированы для этого объекта, их технические характеристики:
- грузоподъемность 27,5 т. ;
- скорость подъема груза до 120 м/мин;
- вылет крюка на горизонтальной стреле более 50 м.
На протяжении всего периода возведения несущих конструкций вертикальность сооружения отслеживалась при помощи GPS системы с применением спутников.При возведении Башни Халифа был установлен рекорд закачки бетона на высоту более 600 м.,
Конечная высота башни Бурдж Халифа до последнего держалась в секрете и была оглашена только на торжественной сдаче здания в эксплуатацию и составила 828 м.
monolitpro.info
Фундамент небоскрёба | Лахта Центр – многофункциональный комплекс в Приморском районе Санкт-Петербурга
_1.jpg)
В 2015 году были произведены уникальные операции по непрерывному единовременному бетонированию плит фундамента небоскреба. По объему непрерывно залитого бетона в нижную плиту (19 624 м3) был зафиксирован новый мировой рекорд.
Фундамент башни Лахта Центр создан по традиционным для высотного строительства технологиям, приспособленным к петербургским грунтам. С момента основания Санкт-Петербурга применялось много разных технологий борьбы с зыбкими или неустойчивыми грунтами.
Небоскреб Лахта Центр имеет высоту 462 м и состоит из 87 надземных и 3-х подземных этажей. Подземные этажи в плане имеют форму равностороннего пятиугольника с длиной каждой стороны 57.5 м.
Подземные этажи башни конструктивно образуют коробчатый фундамент, который выполняет функцию равномерного распределения нагрузки с ядра башни на свайное основание.
Чтобы сделать коробчатый фундамент буквально в воде, ведь залив совсем рядом - уровень грунтовых вод составляет полметра, надо было создать защищенное пространство. Поэтому по всему периметру здания возвели из железобетона «стену в грунте» на глубину около 30 м. Она изолировала весь котлован, водопритоки при откопке и работе не мешали. Впоследствии «стена в грунте» послужит дополнительной защитой подземной части здания от грунтовых вод.
В качестве основания для фундамента используются буронабивные сваи. Это 264 бетонные сваи диаметром два метра и глубиной бурения 72 и 82 метра.
На сваях лежит фундаментная «коробка», состоящая из нижней плиты толщиной 3,6 м, верхней плиты толщиной 2,0 м, центрального ядра жесткости диаметром 28,5 м и 10-ти вертикальных диафрагм жесткости. Совместную работу нижней и верхней плит коробчатого фундамента обеспечивают диафрагмы жесткости, расходящиеся от ядра здания в радиальном направлении.
Бетон в нижней и верхней плитах класса по прочности на сжатие В60, марки по водонепроницаемости W8, марки по морозостойкости F150. Бетон в диафрагмах жесткости и стенах ядра в пределах коробчатого фундамента класса по прочности на сжатие В80, марки по водонепроницаемости W8, марки по морозостойкости F150.
lakhta.center
Дом на песке или строители небоскребов-3: rudzin
Многие считают, что Нью-Йорк стоит на скале. Утверждение по сути верное, но - остров Манхэттен в верхней своей части состоит из морских наносных пород, толщина которых колеблется от 15 до 40 метров, и только под ними уже находится скальное основание, способное удержать вес небоскреба.
Первые высотки пытались строить на деревянных сваях. Но мало того, что сваи гнили, мест, в которых сваи могли достигнуть скалы и передать на нее нагрузку было достаточно мало, да и находились эти места не всегда там, где дом окупился бы. Сплошные, несоставные стальные сваи большой длины не умели еще изготовлять, а скреплять их в продольном направлении не умели. Вычерпывание всей песчаной массы в основании здания, даже с огораживанием котлована по периметру в условиях плотной застройки невозможно – любая протечка может привести к обрушению соседних зданий.
Проблема была решена достаточно просто, изящно, и с некоторыми дополнениями работает в сложных условиях до сих пор. Её решение предложил инженер-мостовик Чарльз Сойсмит.Вот эта штука на снимке слева называется опускной колодец. Внутри – или пара рабочих с отбойными молотками, или небольшой экскаватор. Порода вынимается с дна колодца деррик-краном, колодец под собственным весом, а также под весом специальных грузов, расположенных на его верхней части опускается, сверху надстраивается еще одно бетонное кольцо - и так, пока этот «вертикальный тоннель» не упрется в скалу. Затем экскаватор (и рабочие) извлекаются, и труба заполняется бетоном. Десяток подобных труб способны удержать небоскреб.
В местах с глинистыми грунтами (таких как в Чикаго или в Москва)проблемы устройства фундамента решаются гораздо проще . Поскольку глина – более плотный, чем песок, материал, то в этом случае фундаментом может служить монолитная бетонная плита, «плавающая» в грунте. Замечательным примером расчета подобного рода фундамента была постройка высотного здания на Красных Воротах в Москве.
При проведении разведки грунта перед строительством этого здания выяснилось, что часть будущего котлована занимает плывун – насыщенный водой песчаный горизонт. Схема борьбы с плывунами была, в общем, известна и уже использовалась – в мягкий песок забивались полые трубы, по которым прогонялся жидкий хладагент, замораживающий содержащуюся в песке воду (на фото справа). Однако замораживание воды, как известно, приводит к увеличению её объёма, и в последующем, после оттаивания фундамент просел бы. Ничего страшного не произошло бы при равномерном оттаивании, но плывун занимал лишь часть котлована, а не поддающаяся заморозке глина – другую часть. Было принято решение каркас здания возводить с учетом будущей осадки части котлована, т.е., буквально, под наклоном. Требования к расчетам такой конструкции были значительно выше, чем при постройке остальных московских высоток, точность по сравнению с обычной, была выше на два порядка.
Начало: клепальщикиПродолжение: крановые бригады
rudzin.livejournal.com
нижняя плита фундамента небоскреба: lakhtacenter
Какое основание нужно, чтобы стать надежной опорой для здания высотой 462 метра и весом 670 тысяч тонн? Колоссальное! Имено таким стал коробчатый фундамент небоскреба Лахта центра. Только нижняя плита фундамента (всего их три) оказалась достойной Книги рекордов Гиннеса - за 49 часов непрерывного бетонирования в феврале 2015 года было уложено 19 624 м³ бетонной смеси. Каждую минуту заливки на стройплощадку заезжал автомиксер.Основная часть нагрузки от веса небоскреба приходилась на ядро здания по предварительным расчетам, чтобы распределить нагрузку равномерно, от центра к периферии, понадобилось устройство сложного коробчатого фундамента. Нижняя плита фундамента – это монолитный бесшовный пятиугольник. Это основа фундамента, которая передает давление веса небоскреба на колоссальные сваи, уходящие вглубь земли на 82 метра.
"Работы начинаются с демонтажа временной дисковой распорной системы. Особое внимание уделяется гидроизоляции пространства, так как уровень грунтовых вод находится на 15 метров выше дна котлована. Основание и боковые поверхности плиты защищают мембраной. Начинается сборка каркаса. По мере его монтажа в арматуре устанавливают сигнальные датчики контроля. Сигналы от них будут получать информацию о состоянии фундамента, свайного основания и грунта. Арматурный каркас нижней плиты коробчатого фундамента – это 15 уровней горизонтальных сеток. 2 месяца круглосуточной работы, привлечение свыше 1000 человек и 9600 тонн стали потребовалось для монтажа каркаса нижней плиты фундамента небоскреба.
Далее арматурный каркас заливают бетонной смесью. Особенностью является требование непрерывности этого процесса. Технология и организация безостановочного бетонирования чрезвычайно сложны. Инженеры и строители Логистика продумывается заранее. Детали прорабатываются в горячих обсуждениях. Дается старт заливке и по доброй строительной традиции на удачу в первый бетон бросаются монеты. Заливку обеспечивают бетононасосы, расположенные с каждой стороны пентагона. Бетон подается к армакаркасу плиты. Смесь на площадку поступает непрерывно, самоуплотняющийся бетон поступает непрерывно, равномерно заполняя пространство нижней плиты фундамента. Рецепт бетона специально был разработан для фундамента первого петербургского небоскреба. Для безостановочной поставки смеси в производстве задействовано 13 бетонных заводов Петербурга".Летом 2015 года небоскреб Лахта центра начал расти ввысь. О новых строительных чудесах так же можно узнать из коротких информационных видео с официальной страницы Лахта центра:
lakhtacenter.livejournal.com
Как строят небоскребы. Инновации в строительстве небоскребов. Самый высокий небоскреб в мире
Здание высотой в сотни этажей – это всегда поражающие воображение конструкции, которые выглядят престижно и респектабельно. Как строят небоскребы и зачем это делают? Целесообразность таких решений исходит из стремительного роста населения крупнейших мегаполисов планеты. В то же время разработать проект здания высотой более сотни метров чрезвычайно сложно. Такое строение должно быть не только функциональным, но и безопасным. Вот почему сегодня для реализации подобных проектов прибегают к применению самых инновационных технологий.
В чем заключается технология строительства небоскребов? Какие здания являются самыми высокими на сегодняшний день? Какие инновации в строительстве небоскребов используют в последнее время? На эти и другие вопросы постараемся ответить в нашем материале.
Выбор места под строительство
Как строят небоскребы? Важнейшую роль в реализации проекта играет выбор площадки под размещение конструкций. Высотки гораздо сильнее давят на грунт, чем стандартные жилые здания. Именно по этой причине небоскребы стоят лишь на плотной почве, которая не содержит полостей, неоднородных масс и залежей вод. Здания внушительной высоты содержат массивную, невидимую для глаз обывателя подземную часть. Очевидно, что закладка сложных конструкций фундамента требует тщательного анализа характера почвы.
Стены и несущие конструкции
Современные небоскребы невозможно построить из кирпича или бетонных плит. Подобного рода конструкции неминуемо ожидало бы скорое разрушение в виду нестабильности под воздействием естественных факторов.
Как правило, при сооружении небоскребов прибегают к применению несущих, составных стальных конструкций. В качестве материала для всевозможных перекрытий используют монолитный железобетон высочайшего уровня прочности.
Планировка
Внутренне устройство небоскребов кардинально отличается от городского жилья. Основной упор здесь делают на соблюдение пожарной безопасности. Ведь эвакуировать людей из здания высотой в десятки этажей при возникновении чрезвычайного происшествия оказывается крайне проблематично. Поэтому внутренне пространство небоскребов разделяют специальные противопожарные преграды. При этом один резервный лифт в здании всегда остается подключенным к бесперебойной подаче электропитания.
Новейшие небоскребы спланированы таким образом, чтобы в чрезвычайных ситуациях люди могли укрыться на технических этажах, которые обычно простаивают пустыми. В то же время все входы в помещения чаще всего оборудуются двойными дверями. Реализуют это в целях предотвращения сквозняков, что снабжают пламя кислородом при возгораниях.
Жизнеобеспечение
Небоскребы, как правило, оборудуются системами, что обеспечивают экономное потребление энергии. Во многих современных зданиях реализованы солнечные батареи. За водоснабжение отвечают продуктивные насосы, которые устанавливаются через каждые 10-15 этажей. Иным путем закачать воду на сотни метров ввысь просто невозможно. Ну и нельзя не отметить системы автономного кондиционирования воздуха.
Стоимость проектов
Сколько стоит строительство небоскреба? Не так давно японские инженеры заявили, что планируют соорудить конструкцию под названием "Фуджи", высота которой достигнет немыслимых 4-х километров. Проект здания предполагает наличие целых 800 этажей. Готовое сооружение должно вместить в себя порядка одного миллиона человек. Для обеспечения здания электроэнергией будут применяться солнечные батареи. Какова же стоимость реализации проекта? По оценкам специалистов строительство "Фуджи" обойдется Японии в сумму от 300 до 900 миллиардов долларов.
Что касается самого высокого дома из ныне существующих, таковым является башня "Бурдж-Халифа" в Объединенных Арабских Эмиратах. Ее высота достигает 828 метров. Стоимость такого небоскреба достигает порядка 20 миллиардов долларов.
Следующий по высоте небоскреб – Шанхайская башня, строительство которой завершилось в 2015 году, обошлась ее создателям всего в 1,7 миллиарда. Высота этого здания составляет 632 метров.
Самый высокий небоскреб в мире
В 2010 году в городе Дубай (ОАЭ) торжественно открыли одно из наиболее впечатляющих зданий в истории. Самый высокий небоскреб в мире (828 метра) получил название «Бурдж-Халифа». Презентация башни представляла собой помпезное событие. Вокруг громадного здания собрались тысячи зевак. Трансляция торжественной церемонии распространялась на весь мир. За действом одновременно наблюдали по телевизору рекордные 2 миллиарда зрителей.
На реализацию проекта ушло целых 5 лет. В ходе работ планы арабских шейхов, которые отвечали за финансирование, неоднократно менялись. Архитекторам регулярно приходилось вносить поправки в план сооружения, чтобы максимально увеличить его высоту.
Несмотря на все старания шейхов, «Бурдж-Халифа», предположительно, сулит недолго оставаться самым внушительным строением в мире. Ведь не так давно правительство Саудовской Аравии заявило о собственном проекте, который должен затмить своим величием знаменитую башню. По некоторым данным, высота нового гиганта под названием Kingdom Tower составит 1,1 километра.
Небоскребы в Нью-Йорке
Одним из мировых лидеров по количеству небоскребов на единицу площади по сей день остается город Нью-Йорк. Настоящей туристической Меккой является знаменитый «Эмпайр-стейт-билдинг». Располагается небоскреб в финансовом центре города на пересечении Пятой и Тридцать четвертой авеню. Строение занимает целый квартал и возвышается в небеса на 448 метров.
Еще не так давно самым высоким небоскребом Нью-Йорка являлся «Всемирный торговый центр». Монументальное сооружение состояло из двух башен-близнецов, каждая высотой в 541 метр и 110 этажей. Однако в 2011 году состоялась страшная трагедия. Не секрет, что знаменитый небоскреб был уничтожен атакой террористов и навсегда канул в историю.
В 2005 году на карте мегаполиса появился знаменитый Рофеллер-центр. Средства на строительство небоскреба были выделены успешным бизнесменом Джоном Рокфеллером, в честь которого собственно и назвали сооружение. Здание возвышается над Нью-Йорком на 259 метров. На вершине сооружения оборудована смотровая площадка, с которой открывается одна из лучших панорам на город. Примечательно, что обзорная башня на крыше здания, реализованная для туристов, не имеет защитных сеток и решеток. Это позволяет посетителям объекта наслаждаться просто-таки фантастическими видами.
Инновационные технологии
В настоящее время при строительстве небоскребов во всем мире ориентируются на реализацию в проекте возобновляемых источников энергии, применение экологически чистых, безопасных материалов, уменьшение воздействия громадной массы на грунт. Специалисты ориентируются на возможные колебания конструкции, воздействие на нее сейсмических явлений.
Как строят небоскребы? Прежде всего проектировщики прибегают к применению композитных материалов. Как правило, одни и те же схемы повторяются на всех уровнях здания. Использование композитов снижает общий вес зданий, в среднем, на 10%. Технология также дает возможность значительно ускорить реализацию проектов.
Самые передовые технологии сегодня применяются в странах Азии. Здесь особенно озабочены повышенной устойчивостью высотных конструкций, что обусловлено высокой вероятностью вступления в действие факторов природных катаклизмов. Так, небоскреб Цзинь Мао, что располагается в Шанхае, по оценкам специалистов, может сохранять целостность своих конструкций при скорости ветра более 200 км/ч, а также противостоять подземным толчкам мощностью до 7 баллов. Обеспечивается это благодаря реализации подвижных соединений внутри несущих колонн из стали. Огромное влияние на поддержание стабильности конструкции оказывает наличие плавательного бассейна, расположенного на 57 этаже небоскреба. Последний дает возможность зданию балансировать в пространстве.
Не на самом последнем месте при строительстве высотных зданий остается повышенная забота об окружающей среде. Современные небоскребы все чаще играют роль воздушных фильтров, которые убирают из воздушного пространства парниковые газы, прочие вредные вещества. Ярким примером является здание Bank of America, расположенное на острове Манхэттене. Системы, размещенные в стенах конструкции сооружения способны отфильтровывать загрязненный воздух и отдавать его обратно в пространство уже в очищенном виде.
Самое высотное здание в мире – «Бурдж-Халифа» концентрирует в себе конденсат, который затем уходит в виде жидкости на орошение прилегающих зеленых насаждений. Помимо прочего, при сооружении небоскреба применялись особые марки бетона, которые выдерживают воздействие высоких температур, что превышают 50оС.
В заключение
Вот мы и выяснили, как строят небоскребы. Еще не так давно некоторые из вышеуказанных проектов казались чем-то футуристическим и недостижимым в ближайшей перспективе. Как видно, развитие технологий не стоит на месте. Инновационные решения незаметно становятся частью нашей повседневной жизни и все чаще воспринимаются как должное.
fb.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта