07:10 Мск 15.12.2017
ESTP
Экспертный Строительный Портал
Публикации
06.05.2014

Структура сейсмической изоляции для высотных зданий на основе мега-балок

Одним из финалистов премии в сфере инноваций Совета по высотным зданиям и городской среды обитания США за 2013 год стала структура сейсмической изоляции на основе мега-балок (Megatruss Seismic Isolation Structure), использованная при строительстве башни Nakanoshima Festival Tower в Осаке, Япония.

Уникальность проекта заключается в том, что до этого момента высотные здания вообще не рассматривались в контексте повышения сейсмической безопасности. Внимание в этой сфере до сих пор уделялось лишь малоэтажным постройкам. Не удивительно, что такой проект был впервые реализован именно в активно развивающейся Японии, расположенной на островах в сейсмоактивном поясе, где вместе с тем, наблюдается существенный дефицит земли для строительства. Таким образом, данная технология делает первый шаг к возможности строить высотные здания (и даже небоскребы) в сейсмоактивных зонах по всему миру и, в том числе, в нашей стране.

Строительство зданий на сваях, собственно говоря, не так уж и ново в контексте сейсмоопасных регионов. Однако основная проблема заключается в том, что высотные здания во время землетрясений более подвержены длиннопериодным колебаниям. До сих пор необходимым условием эффективного внедрения системы свай и балок в фундамент такого здания был настолько "утончающийся" верх высотки, что реальное строительство башни становилось экономически нецелесообразным.

Первым действующим примером применения новой технологии на данный момент является многофункциональный небоскреб Nakanoshima Festival Tower, занимающий общую площадь порядка 145 600 кв. м и имеющий 200 м в высоту. Его открытие произошло в 2012 году.

В этом случае проблему удалось решить путем применения системы мега-балок параллельно с прокладкой дополнительной сейсмической изоляции на уровне средних этажей многофункционального здания. В нижней части постройки расположен концертный зал на 2700 мест, а в верхней - офисные помещения. Эти две секции сейсмоизолированы относительно друг друга в двух местах: на уровне 45-метров над землей, где пролегает крыша над зрительным залом концертной площадки, и на уровне 54 метров, где расположена крыша над его сценой.

8d3eed1c696b1879c818e0d413b21507.png

Обычно концертные залы строятся с применением стен из армированного бетона, где жесткий каркас необходим для достижения желаемых акустических характеристик и поддержания необходимого уровня звукоизоляции. Вместе с тем, при строительстве офисов, наоборот, предпочтительно отсутствие большого количества колонн для максимальной гибкости и трансформируемости пространства. Таким образом, помимо всего прочего, сейсмическая изоляция в середине здания помогла добиться сочетания таких функционально разных помещений в рамках одного строения.

Стальные мега-балки поддерживают центральные несущие колонны офисного сегмента, и от уровня крыши концертного зала идут вниз через его помещение в фундамент. Мега-балки, в свою очередь, окружены поясом из дополнительных балок, который соединяет их с мега-колоннами, размещенными по внешнему периметру подиума. Поясные балки направляют усилия в 400 000 кН от 128 поддерживающих колонн офисного уровня на 16 мега-колонн, окружающих и поддерживающих концертный зал. Следовательно, каждая мега-колонна принимает на себя нагрузку примерно в 60 000 кН. Соединение мега-свай, самые тяжелые из которых весят не более 60 тонн, осуществлялось преимущественно на месте путем сварки.

b671e35464485dc39ea60b5efdeac62e.png

Под сейсмическую изоляцию был выделен целый этаж, где установлены свинцово-резиновые несущие опоры (LRB), гидравлические масляные амортизаторы, а также дополнительно по два набора квадратных свинцово-резиновых несущих опор (самых больших в Японии, высотой 1500 мм), соединенных вместе для поддержки каждой из мега-колонн. Благодаря наличию мега-балок большая часть нагрузки от периферийных колонн переносится на эти изоляционные устройства, что повышает надежность здания с точки зрения сейсмической безопасности.

be5df48363de4fd90c2e8e1a65049bf4.jpg

Реализация такого беспрецедентного проекта потребовала сложного и детального анализа, учитывающего огромное количество важных деталей и нюансов. По итогам всех проведенных исследований были просчитаны все мелочи и приняты довольно интересные, а порой даже неочевидные на первый взгляд решения, как например, для лифтов, проходящих через этажи сейсмоизоляции, были установлены специальные гибкие направляющие, в случае землетрясения увеличивающие эффективность работы установленных механизмов.

На уровне между секцией концертного зала и офисным блоком кроме сейсмоизолирующих этажей и технических помещений расположено "небесное лобби", где участок конструкции этого уникального здания, а именно - части мега-колонн и диагональные сегменты мега-балок - открыты взорам посетителей.

47d96ae004aca7ea86fcc02df173ff09.jpg

  0
  3594
Темы
Актуально
Велодвижение, миф и реальность
28.04 Велодвижение, миф и реальность
Новости из мира городского велосипедного движения в нашей стране появляются в последнее время с завидной регулярностью. Тут и там возникают интересные проекты по развитию велодорожек, ширятся ряды велоэнтузиастов. Муниципальные власти наиболее продви...
 
  4739
Делаем декоративный камень из гипса
28.04 Делаем декоративный камень из гипса
Знакомимся с облицовочным камнем, изготовленным из гипса с добавлением полимеров. Рассмотрим его свойства и возможности в отделке, а также, как изготовить его собственными силами в домашних условиях.
 
  4268