ΕΝΑ "ψηλή δομή" (συχνά αναφέρεται ως "ουρανοξύστης") είναι χαρακτηριστικά ένα κτίριο με μικρό ίχνος και περιοχή στέγης, αλλά μια πολύ μεγάλη και ψηλή πρόσοψη. Τα κτίρια που πληρούν αυτά τα κριτήρια αναφέρονται συνήθως ως "ουρανοξύστες". Αυτός ο τύπος κατασκευής απαιτεί ειδικές μηχανικές διαδικασίες για το σχεδιασμό και την κατασκευή του λόγω του ύψους του. Χάρη στον αυξανόμενο πληθυσμό και την αυξανόμενη αστικοποίηση, Υψηλές κατασκευές υιοθετούνται σε μεγάλο βαθμό για οικιακούς και εμπορικούς σκοπούς. Κυρίως χτισμένο μέσα σε πυκνά όρια πόλης, Αυτές οι δομές μετατρέπονται σε διακριτικά ορόσημα και εταιρικά σύμβολα για τις πόλεις κατοικίας τους.
Πόσο ψηλό είναι "Ψηλός"?
Δεν υπάρχουν "απόλυτος" κριτήρια για την εξέταση ενός κτιρίου ψηλού, αλλά σύμφωνα με το Συμβούλιο ψηλών κτιρίων και αστικών οικοτόπων (CBTUH), Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθες κατηγορίες. Πρώτα, το αστικό περιβάλλον στο οποίο υπάρχει το κτίριο. Εάν ένα κτήριο 10 ορόφων βρίσκεται σε μια κεντρική επιχειρηματική περιοχή που περιβάλλεται από κτήρια 20 ορόφων, τότε μπορεί να μην θεωρείται ψηλό. Ωστόσο, εάν βρίσκεται σε προαστιακή περιοχή που είναι κατά κύριο λόγο χαμηλή, τότε μπορεί να θεωρηθεί ψηλό. Φιγούρα 1 απεικονίζει αυτήν την ιδέα.
Φιγούρα 1: Αστικό πλαίσιο για το πού υπάρχει το κτίριο
Πηγή: ctbuh.org/resource/height
κατα δευτερον, η αναλογία ύψους και πλάτους του κτιρίου συμβάλλει στην κατάταξή του ως α "ψηλό κτίριο". Κτίρια που δεν είναι ιδιαίτερα ψηλά σε σχέση με το συνολικό τους αποτύπωμα ίσως να μην θεωρούνται ψηλά. Ενώ, ένα κτίριο που είναι σχετικά ψηλό αλλά έχει μεγάλο αποτύπωμα μπορεί να μην θεωρείται ψηλό. Φιγούρα 2 απεικονίζει αυτήν την ιδέα.
Φιγούρα 2: Παράδειγμα αναλογίας
Πηγή: ctbuh.org/resource/height
Ένας άλλος τρόπος για να θεωρήσετε ένα κτίριο ψηλό είναι από την αναλογία λεπτότητάς του. Η αναλογία λεπτότητας είναι επιτυγχάνεται διαιρώντας το συνολικό ύψος του κτιρίου με τις μικρότερες διαστάσεις πλάτους βάσης. Σε αναλογία λεπτότητας 5 ή λιγότερο, το δομικό σύστημα μπορεί συνήθως εξυπηρετούν τα πλευρικά φορτία που είναι τυπικά για δομές χαμηλής ή μεσαίας ανόδου. Αντίστροφως, για αναλογία λεπτότητας του 5 και παραπανω, εκεί είναι που η λεπτότητα της δομής μπορεί να επηρεάσει σημαντικά το σχεδιασμό. Σε αυτό το εύρος αναλογίας λεπτότητας, η δομική Το σύστημα θα εργαστεί σκληρότερα για να αντισταθεί στις πλευρικές δυνάμεις και στη δυναμική συμπεριφορά είναι πιθανό να είναι κυριαρχεί στη δομική λύση, και έτσι το κτίριο θεωρείται ψηλό.
Τι γίνεται με τα Ιδρύματα?
Η μεταφορά φορτίου σε ψηλή κατασκευή μπορεί να επηρεάσει το έδαφος σε μεγαλύτερο βάθος και στις παρακείμενες δομές του, Ως εκ τούτου, πρέπει να ολοκληρωθεί ενδελεχής έρευνα εδάφους ή τοποθεσίας κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού της θεμελίωσης. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της δομής και του εδάφους στήριξης πρέπει να αξιολογείται στενά από τους μηχανικούς κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού. Ο σχεδιασμός θεμελίωσης ψηλού κτιρίου πρέπει να συλλαμβάνει την πλήρη επίδραση της δομής, τόσο πάνω όσο και κάτω από το έδαφος. Πριν ληφθούν σημαντικές αποφάσεις, Οι έρευνες και οι αναφορές του ιστότοπου πρέπει να πραγματοποιούνται από γεωτεχνικούς μηχανικούς.
Ιστορικά, ο σχεδιασμός θεμελίων βασίζεται σε εμπειρικούς τύπους για την εξεύρεση κατά προσέγγιση λύσεων θεμελίωσης. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μια μη μοναδική και συντηρητική λύση, συνήθως υπερ-σχεδιασμένο και σχετικά ακριβό θεμέλιο για τη δομή. Τα τελευταία χρόνια, Έχουν καταβληθεί μεγάλες προσπάθειες για να επιτευχθούν σύγχρονες επιτόπιες μέθοδοι δοκιμής για την ακριβή μέτρηση των γεωτεχνικών παραμέτρων για το σχεδιασμό θεμελίωσης ή την επίδραση της αλληλεπίδρασης εδάφους-δομής. Το έδαφος-δομήΗ αλληλεπίδραση επηρεάζει σημαντικά την κατανομή των κατακόρυφων φορτίων το έδαφος, τονίζει στη δομή, σχεδιασμός θεμελίων, οικισμός εδάφους, και τη δυναμική συμπεριφορά της δομής κάτω από τα εφέ δυναμικών πλευρικών φορτίων όπως ανέμου και σεισμικών γεγονότων.
Μόλις διαπιστωθούν οι βασικές συνθήκες και η διερεύνηση του χώρου, μπορεί να δοθεί μια βασική λύση για το σχεδιασμό θεμελίωσης ψηλού κτιρίου. Οι επιλογές θεμελίωσης για ψηλές κατασκευές κυμαίνονται από σχεδία που μεταφέρει τα φορτία του κτιρίου στο άμεσο στρώμα εδάφους ακριβώς κάτω από τη δομή, ή μια πλήρως συσσωρευμένη λύση για τη μεταφορά δομικών φορτίων από αδύναμα στρώματα εδάφους σε πιο σταθερά στρώματα, ή ένα σύνθετο σύστημα που χρησιμοποιεί λύσεις σχεδίων και πασσάλων. Τέτοιοι τύποι θεμελίων είναι περίπλοκοι και γενικά απαιτούν περισσότερη δομική μηχανική προσπάθεια από άλλα συμβατικά συστήματα θεμελίωσης που βρίσκονται σε δομές χαμηλής / μεσαίας ανόδου. Είναι επίσης κοινό στην πράξη να γίνει ο σχεδιασμός του ιδρύματος πιο συνεργατική προσπάθεια με τον γεωτεχνικό μηχανικό. Αυτές οι διαφορετικές επιλογές εμφανίζονται στο Φιγούρα 3.
Φιγούρα 3: Επιλογές θεμελίων για ψηλά κτίρια
Ίδρυμα Raft
Ένα βασικό θεμέλιο, επίσης γνωστό ως "θεμέλιο ματ", είναι ουσιαστικά μια συνεχής πλάκα που βρίσκεται ακριβώς πάνω από το έδαφος που εκτείνεται σε ολόκληρο το αποτύπωμα του κτηρίου, μεταφέροντας έτσι τα βάρη του και τα φορτία στο έδαφος σε μια πιο ομοιόμορφη κατανομή. Σε αντίθεση με τα απομονωμένα ή σωρούς θεμέλια, ένα θεμέλιο σχεδία χρησιμοποιείται συχνά όταν το έδαφος είναι αδύναμο, καθώς κατανέμει το βάρος του κτιρίου σε ολόκληρη την έκταση του κτιρίου, και όχι σε μικρότερες ζώνες ή σε μεμονωμένα σημεία, που οδηγεί σε μειωμένη πίεση στο έδαφος. Τυπικά, το πάχος των σχεδιών μπορεί να έχει πάχος αρκετά μέτρα για να καλύψει το φαινόμενο διάτμησης των βαρέων φορτίων, ενώ πρέπει να διασφαλιστεί επαρκής κατανομή φορτίου στα υποκείμενα στρώματα.
Ίδρυμα Piles
Τα θεμέλια σωρών χρησιμοποιούνται συνήθως για κατασκευές που βρίσκονται σε βάθη αδύναμου ή κορεσμένου εδάφους όπου το βάθος εκσκαφής δεν είναι εφικτό για ρηχά θεμέλια. Το φορτίο από την ανωδομή μεταφέρεται από τους πασσάλους μέσω των ασθενώς συμπιεστών στρωμάτων του εδάφους προς τα κάτω σε πιο άκαμπτα εδάφη ή σκληρά πετρώματα. Συνήθως, οι σχεδιαστές αξιολογούν τη χρήση σημαντικών ομάδων πασσάλων μεγάλης διαμέτρου για ψηλές κατασκευές. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχει διαφορά μεταξύ της απόδοσης ενός απλού σωρού και μιας μεγάλης ομάδας σωρών. Η απόδοση ενός απλού σωρού εξαρτάται από την τριβή του δέρματος κατά μήκος του άξονα και την αντοχή του εδάφους στη βάση του σωρού. Αντίστροφως, για μια ομάδα πασσάλων, οι σωροί και το χώμα που περικλείεται από την ομάδα μπορούν να λειτουργήσουν ως μία μονάδα, και η συνολική χωρητικότητα είναι το άθροισμα όλων των δυνατοτήτων των πασσάλων στην ομάδα, και επηρεάζεται επίσης από το διάστημα μεταξύ των πασσάλων.
Σχεδίαση με σωρούς
Όταν ένα συμβατικό θεμέλιο σχεδία δεν μπορεί να παρέχει επαρκή υποστήριξη, το θεμέλιο μπορεί να ενισχυθεί με την προσθήκη πασσάλων. Τα θεμέλια σχεδία με επικάλυψη σωρού είναι μια δημοφιλής επιλογή για ψηλά κτίρια όπου το έδαφος δεν είναι κατάλληλο για την αποφυγή υπερβολικής καθίζησης. Η προσθήκη πασσάλων σε σχεδία σχεδίασης αυξάνει το αποτελεσματικό μέγεθος του θεμελίου και μπορεί να βοηθήσει στην αντοχή των πλευρικών φορτίων. Η σχεδία παρέχει επιπλέον χωρητικότητα στην τελική κατάσταση φόρτωσης, ενώ οι σωροί παρέχουν το μεγαλύτερο μέρος της ακαμψίας. Συνολικά, Αυτό μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του ιδρύματος από την άποψη της τελικής χωρητικότητας φορτίου και στη μείωση του ποσού του διακανονισμού και του διαφορικού διακανονισμού.
Θέλετε να δοκιμάσετε το λογισμικό SkyCiv's Foundation Design? Το δωρεάν εργαλείο μας επιτρέπει στους χρήστες να εκτελούν υπολογισμούς μεταφοράς φορτίου χωρίς καμία λήψη ή εγκατάσταση!
Αφήστε ένα σχόλιο