Upload
faida-angelica-maria
View
55
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Cladiri Inalte C1 Introducere
Citation preview
Master inginerie structurala
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 1
Cladiri inalte
Cursul 1Introducere. Exemplu: Burj Dubai
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 2
Introducere. Exemplu: Burj Dubai
Criterii si definitii
• Ce este o cladire inalta ?Anthony Wood (Congresul IABSE, 2008):
• a) Inalta fata de context.
Nu conteaza numai inaltimea absoluta, ci si contextul urban. De exemplu, o cladire de 12 etaje nu este considerata inalta in Chicago sau Hong Kong, dar intr-un oras mic di Europa poate fi mult mai inalta decat cladirile celelate.
• b) Proportiile
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 3
• b) Proportiile
Exista numeroase cladiri care nu sunt prea inalte, dar sunt foarte zvelte, ceea ce le da aparenta unei cladiri inalte, mai ales intr-o zona cu cladiri joase. Pe de alta parte, multe cladiri cu arie mare in plan in raport cu inaltimea nu par inalte.
• c) Tehnologiile pentru cladiri inalte
Daca se folosesc tehnologii specifice datorita inaltimii (sistem de lifturi, sistem de contravantuire).
Wood conchide ca 50 m. ar putea fi pragul de inaltime de la care cladirea este “inalta”.CTBUH considera “inalte” cladirile de peste 200 m. si “superinalte” cladirile de peste 300 m.
Criterii si definitii
• De ce se construiesc cladiri inalte ?
• a) Rezolvarea problemei densitatii
de populatie in zonele urbane
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 4
• b) Simbolistica cladirii inalte (“Tall is power”)
Tendinta 1: cresterea in inaltime
Inaltimea medie a primelor 100 de cladiri a crescut intre anul 2000 sianul 2010 de la 297 m la 349 m, adica cu 22%
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 5
adica cu 22%
Tendinta 1: cresterea in inaltime
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 6
Tendinta 2: Cresterea in numar (CTBUH Journal 1/2010)
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 7
Tendinta 3: schimbare in distributia geografica
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 8
Tendinta 4: schimbare in functiuni
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 9
Tendinta 5: schimbare in materiale
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 10
beton otel otel beton beton beton mixta beton beton beton
7 din cele mai inalte 10 cladiri terminate in 2009 au structura de beton.Taipei 101 este doar pentru referinta. Clasamentul nu cuprinde Burj Dubai care a fost terminat in ultimile zile ale lui 2009 si are structura de beton.
Tendinta 6: schimbarea esteticii
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 11
Chrysler Building (NY 1930) Seagram Building (NY 1958) Bahrain World Trade Center (2008)
Tendinta 7: sustenabilitate
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 12
Pearl River Tower (China 2009)
Burj
Khalifa
Cea mai inaltacladire din lume:
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 13
Burj Khalifa - cea mai inalta cladire din lume
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 14
Burj Khalifa in cifre
Inaltime 828.00 mUltimul etaj 621.30 mInaltime la varf 830.00 mEtaje 162Subsoluri 2Ascensoare 57Aria construita 464.511 m² Locuri parcare 3000Apartmente 900Camere hotel 144
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 15
Durata constructiei 47 luniValoarea investitiei 663.163.000 €
Dezvoltator EmaarArchitect Skidmore Owings & MerrillStructura Skidmore Owings & MerrillInstalatii ETA M&EAntreprenor general Samsung Engineering and Construction
ArabtecBesix
Descrierea sistemului structural
Preluarea fortelor orizontale
Sistemul structural este constitut dintr-un nucleu hexagonal sprijinit de 3 contraforti dispusi la 120o, constituiti din peretii culoarelor.Stalpi marginali sunt antrenati printr-un sistem de 5 centuri dispuse in dreptul etajelor tehnice.Retragerile se fac “in spirala” si imbunatatesc raspunsul la vant.
Plansee
Placi de beton armate pe doua directii cu grosimi intre 225 mm si300 mm, si deschideri de circa 9.00 m.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 16
Descrierea sistemului structural
Antena
Este o structura metalica cu contravantuiri centrice, de 200 m inaltime.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 17
Descrierea sistemului structural
Antena
Este o structura metalica cu contravantuiri centrice, de 200 m inaltime.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 18
Descrierea sistemului structural
Fundatia
Este un radier de beton armat de 3,7 m grosime, asezat pe 194 pilotiforati de 1,5 m diametru si 43 m lungime.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 19
Calculul structural
Calculul structural a fost facut cu programul ETABS. Modelul complet 3D contine 73.500 elemente shell si are 75.000 de noduri.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 20
Modul 1 de vibratie (a) este de translatie si are perioada proprie de 11,3 s.Modul 2 este tot de translatie, perpendicular pe primul si are T = 10,2s. Primul mod de torsiune este 5, cu T = 4,3 s.
Ingineria vantului
Au fost efectuate studii pe model aeroelastic si pe balanta, la scara 1: 500, si pe model rigid la scara 1:500, in tunelul de vant de la Guelph, Ontario, Canada, de catre Dr Peter Irwin.
Principalele obiective urmarite:
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 21
Principalele obiective urmarite:-Determinarea rezultantei eforturilor din vant;-Determinarea presiunilor pe fatada;-Reducerea oscilatiilor transversale datorita vartejurilor
Ingineria vantului
Determinarea rezultantei eforturilor din vant
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 22
Ingineria vantului
Reducerea oscilatiilor transversale
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 23
Initial predictions obtained in May 2003, at over 37 milli-g for the 5 year return period were well above the ISO standard recommended values. However, through a combination of reorienting the tower, adjusting its shape, modifying the structural properties, and more in-depth studies of the wind statistics for the region the predictions came down By the end of 2004 November 2003 they had come down to about 19 milli-g for the same return period and at a slightly higher level. About half of this improvement came about as a result of improved knowledge of the wind statistics and the rest through re-orientation, structural improvements and shape adjustments. Subsequently, when the aeroelastic model results became available the predictions were further improved.
Ingineria vantului
Determinarea presiunilor pe fatade
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 24
Evaluarea efectelor de durata si ale etapelor de
construire
Efectele curgerii lente, contractiei, ale incarcarii in etape si ale tasarilor fundatiei au fost luate prin calcul cu ajutorul a 15 modele FE 3D, fiecare reprezentand o etapa din constructia turnului.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 25
Evaluarea efectelor de durata si ale etapelor de
construire
Datorita compatibilitatii deformatiilor intre armatura si beton, intr-un stalp de beton armat, ca urmare a curgerii lente si contractiei betonului, eforturile
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 26
si contractiei betonului, eforturile in armatura cresc in timp, iar cele din beton scad.
Proiectarea riglelor de cuplare
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 27
Datorita inaltimii limitate si a fortelor taietoare mari, o parte din riglele de cuplare au fost realizate in solutie mixta (cu inima metalica).
Executia structurii
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 28
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 29
Etapa 0: 0-18 Etapa 1: 19-25
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 30
Etapa 2: 26-33 Etapa 1: 34-42
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 31
Etapa 9: 94-111 Etapa 11: 116-138
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 32
Etapa 12: 139-143 Etapa 11: 144-147
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 33
Etapa 14: 148-151 Etapa 15: 151-155
Etapele constructiei
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 34
Etapa 17: 155-160 Varful metalic
Pomparea betonului
Asigurarea pompabilităţi pentru aceste înăţimi record a fost cea mai dificilă problemă de proiectare, ţinând cont mai ales de temperaturile ridicate din timpul verii. Au fost dezvoltate 4 amestecuri diferite pentru a reduce presiunea de pompare pe măsură ce creşte înălţimea clădirii.
Amestecul curent conţine 13% cenuşi zburătoare şi 10% SUF cu dimensiunea maximă a agregatului de 20 mm. Amestecul este autocompactant, cu o răspândire medie de circa 600 mm, şi a fost folosit
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 35
răspândire medie de circa 600 mm, şi a fost folosit până când presiunea de pompare a depăşit 200 bari. După aceasta a fost folosit un amestec cu dimensiunea maximă a agregatului de 14 mm şi 20% cenuşi zburătoare şi autocompactant, menţinând rezistenţa pe cub de 80 MPa. Peste nivelul 127, cerinţele structurale sunt de numai 60 MPa rezistenţă la compresiune pe cub, şi s-a folosit un amestec cu dimensiunea maximă a agregatului
de 10 mm.
Turnarea betonului in radier
S-au efectuat teste privind caldura de hidratare pe “machete” – cuburi cu latura de 3,7 m.Reţeta betonului C50/60 foloseşte un ciment compozit cu 25% cenuşi zburatoare, 7% SUF, şi un raport a/c de 0,32. Amestecul a fost proiectat să fie autocompactant, utilizânt un aditiv superplastifiant astfel încât să se obţină o raspândire de 675 ± 75 mm, şi să se reducă
posibilitatea de apariţie a defectelor la turnare.
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 36
Apa subterană în zona infrastructurii este deosebit de agresivă, cu cloruri în concentraţie de până la 4,5% şi sulfaţi până la 0,6%, fiind mai mari chiar decât în apa de mare. În consecinţă, asigurarea durabilităţii a fost un
factor determinant la proiectare radierului şi piloţilor.
Cofrarea
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 37
Ciclul de executie a fost de 3 zile
Fatadele
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 38
Macheta Testul dinamic de penetrare a apei
Fatadele
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 39
Detalii tipice ale panoului de fatada
Fatadele
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 40
Tipizarea panourilor de fatada
Proiectarea teraselor
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 41
Macheta 1:250
Proiectarea teraselor
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 42
Studiul pentru ecranele de divizare a curentilor de aer
Proiectarea intrarii
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 43
Concluzii
• Constructia de cladiri inalte a crescut spectaculos in ultimele 2 decenii
• Centrul de greutate s-a mutat in Asia si Golf
• Proiectarea si constructia unei cladiri inalte pun probleme tehnice deosebit de dificile si complexe
5 iunie 2012 Curs cladiri inalte master IS 44