Siviele ingenieurswese

Die wêreld se hoogste wolkekrabbers bestaan ​​eintlik uit 'ydelheidhoogte'

Die wêreld se hoogste wolkekrabbers bestaan ​​eintlik uit 'ydelheidhoogte'

Die titel van die wêreld se hoogste wolkekrabber is 'n voorbeeldige prestasie vir ontwikkelaars regoor die wêreld. Vandat ons vertikaal begin bou het, ding ons mee om te sien wie die hoogste struktuur kan bou.

Wolkenkrabberhoogtes het die afgelope jaar ontplof danksy gevorderde ingenieurswese en hernieude geldelike belegging. Die meeste van die hoogste geboue ter wêreld verberg egter 'n vuil geheim: hulle is eintlik nie so hoog nie.

Wat maak hierdie geboue so hoog?

Die hoogste punte op die hoogste geboue ter wêreld bereik wel ongelooflike hoogtes, maar die werklike geboudeel kom selde voor. Ontwikkelaars het lank reeds torings of torings bo-op wolkekrabbers geplaas om net die kompetisie te verower en die titel as die hoogste gebou ter wêreld te verower. Hierdie toppers voeg dikwels honderde voet by tot die hoogte van geboue, almal met relatief lae koste. Dit verminder ook die kompleksiteit van ingenieurswese.

Die Council on Tall Buildings and Urban Habitat, CTBUH, het al die hoogste geboue ter wêreld bestudeer en interessante gegewens gevind. Hulle het ontdek dat byna 60% van die wêreld se hoogste geboue, supertale genoem, eintlik nie supertalle sou wees sonder om ekstra verkwistende ruimte bo-op te maak nie, soos torings. Die organisasie noem hierdie verkwistende hoogte 'ydelheidhoogte'.

Die ydelheidshoogtes van naderby beskou

Neem byvoorbeeld die Burj Khalifa, die huidige houer van die wêreld se hoogste titel. Dit staan ​​by 828 meter lank van basis tot bo-op die toring. Die hoogste besette vloer gaan egter net so hoog soos 585 meter. Dit beteken dat daar 244 meter onbewoonbare ruimte op die wolkekrabber wat dit andersins so hoog maak. Dit is ongeveer gelyk aan ongeveer 29% van die struktuur.

Die Bank of America-toring in New York is nog erger. Hierdie struktuur staan 366 meter lank, 'n andersins respektabele hoogte vir 'n lang gebou. Gebruikbare vloere stop egter net 235 meter, wat beteken dat 131 van die 366 meter hoogte word onbruikbaar gelaat. Dit is gelykstaande aan 36% van die hele gebou. Dit lyk miskien sleg, maar dit is nie eens die ergste supertall in terme van verspilde ruimte in die wêreld nie. Die eer, of eerder teleurstelling, kom die Burj al Arab toe.

VERWANTE: PLANNE IS NOU ONDERWEG OM DIE WêRELD SE GROOTSTE HOUTSKYKRAPPER IN TOKYO TE BOU

Die Burj al Arab staan ​​in by 321 meter lank en is die wêreld se hoogste hotel. U het waarskynlik foto's van die opvallende konstruksie van die gebou gesien, maar u sal sien dat die bokant meestal argitektoniese pluis is. Al wat pluis gelyk is aan 124 meter van onbewoonbare ruimte - of 39% van die hele struktuur se hoogte.

U kan sien dat hierdie probleem in die onderstaande tabel nie net tot hierdie geboue beperk is nie. 95 uit die 360 meter van die Pinnacle gebou is alles nietigheid of 27%. Emirates Tower One het 113 uit 355 meter as ydelheidsruimte of 32%. Uiteindelik het die 450 meter hoë Zifeng-toring 133 meter van onbewoonbare hoogte of 30% van die hele struktuur. Dit is 'n ongelooflike aanhoudende probleem as dit kom by supertall strukture.

Hierdie bevindinge van CTBUH beteken dat alhoewel hierdie strukture nog lank is, dit nie so indrukwekkend is nie. Dit verg baie minder ingenieurswese om hierdie onbewoonbare ruimtes te konstrueer, en die skepping daarvan is dus byna altyd 'n foefie om die titel die wêreld se hoogste te verower.

Die probleem van ydelheid is nie noodwendig 'n nuwe probleem nie, maar dit word al hoe erger. Die Chrysler-gebou is 21% ydelheid hoogte en die Empire State is 2% ydelheid hoogte. Dit was van die eerste strukture wat die neiging in die dertigerjare begin het. In hierdie era het die kompetisie om die hoogste gebou ter wêreld begin verhit en eers in die 21ste eeu versnel. Die mensdom se strewe om die grootste, hoogste ding te hê, beteken dat ingenieurs soms geboue hoër maak as wat hulle regtig nodig het.

Is daar iets binne die ydelheid van geboue?

Nadat u meer oor die vrye ruimte aan die bokant van die modernste wolkekrabbers geleer het, kan u u afvra of daar enigiets bo is. Die kort antwoord is ja.

Aan die bokant van die modernste wolkekrabbers is iets wat 'n afgestelde massa-demper (TMD) genoem word. Hierdie toestel help om die hoogte van die gebou te stabiliseer terwyl dit in winde of in aardbewings swaai.

VERWANTE: DIE VYF GROOTSTE GEBOUE VAN DIE TOEKOMS

Daar moet egter op gelet word dat die hoogste strukture ter wêreld steeds in die meeste gevalle 'n TMD sal hê as hulle nie soveel ydelheid het nie, met verwysing na 'ijdelheidhoogte'. Dit wil sê dat net omdat daar iets nuttigs in die sogenaamde ydelheidshoogte is, die hoogte self nogal onnodig is.

Dit is in werklikheid reuse-balagtige massas wat opgehang word om die dinamiese kragte van die gebou teë te werk.

Die demper in elke gebou is ingestel op die spesifieke struktuur. Dit beteken dat wanneer die struktuurfrekwensie van die gebou opgewonde is, die demper sal begin resoneer. Die demper resoneer egter perfek buite fase met die gebou. As die struktuur na regs swaai, swaai die demper perfek na links. Hierdie aksie werk die swaai van die gebou teen en versprei die traagheid van die demper in die struktuur.

Die konsep vir gestemde massagedempers is die eerste keer toegepas op struktuurontwerp in die vroeë 1900's. Aanvanklik is die idee egter toegepas op die struktuur van skepe om romp en vibrasies te versag. Eers in die middel van die eeu word massagestempels vir die eerste keer in strukture gebruik.

Aanvanklik is dit gebruik om kragte teë te werk wat uniek was aan baie hoë geboue. Dinamiese vragte soos duisende mense wat tegelykertyd binne beweeg, of groot windkragte wat die groot oppervlakte van wolkekrabbers indruk. Teen die einde van 1950 is hierdie massadempers geïmplementeer om aardbewingmagte teë te werk.

Die beste manier om na te dink oor hoe ingestelde massagedempers werk, is hierdie harmoniese vibrasie. Deur die manier waarop die groot fisiese massa vasgehou word, af te stel, kan u dit laat beweeg op 'n manier wat perfek harmonies is met die bewegings van die gebou. Deur dit te doen, word die gebou se beweging nie heeltemal uit die weg geruim nie, maar dit maak die pieke en valleie baie minder intens.

Wat strukturele belading betref, is dit 'n goeie ding. Skerp, vinnige, groot kragte kan 'n gebou vinnig afneem, maar as u die impak van hierdie kragte oor 'n langer tydperk vertraag, kan die gebou absorbeer en beweeg soos dit nodig is. Dit is in baie opsigte soos verkrummelings in 'n motor.

Die afgestelde massa-demper is die wolkekrabbers se verfrommelstreek, absorbeer intense kragte en versprei dit om die totale gebou te help om nie soveel te beweeg of te reageer nie.

Dus, bo-op die top van hierdie uiters hoë geboue, sit reuse-afgestelde massagedempers en miskien 'n paar meganiese toerusting. Hulle ontwerp is egter meestal die sin van nietigheid. Die titel van die hoogste gebou ter wêreld is immers 'n prestasie.


Kyk die video: Strip the City - Tokio gebruikt oude technieken om wolkenkrabber aardbevingproof te maken (Mei 2021).