01_zasto visoke gradjevine

1

VISOKE GRAĐEVINE

Predavanja sastavio: prof.dr.sc. Zlatko ŠavorPredavač: prof.dr.sc. Goran Puž

VISOKE GRAĐEVINEI. PREDAVANJE

Zašto visoke građevine ?

VISOKE GRAĐEVINE

UVOD

Ljudi su se od pamtivijeka divili visokim građevinama, zbog njihovog socijalnogstatusa: one su vidljive svima. Njihovi su graditelji imali najviši društveni statusa njihove građevine postale su predmetom legendi.

Rane visoke građevine → SEDAM ČUDA ANTIKE

2

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Artemidin hram u Efezu

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Aleksandrijski svjetionik

3

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Mauzolej u Halikarnasu

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Semiramidini viseći vrtovi u Babilonu

4

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Kolos s Rodosa

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Zeusov kip u Olimpiji

5

VISOKE GRAĐEVINE

SEDAM ČUDA ANTIKE

Keopsova piramida u Gizi

VISOKE GRAĐEVINE

UVOD

Dakle što je visoka građevina danas ?

Visina je relativan pojam.

No, za građevinske inženjere visoka građevina je ona građevina, kod koje sudominantna djelovanja bočne sile od vjetra i potresa.

Prva moderna visoka građevina Home Insurance Building sagrađena je 1885godine u Chicagu.

Visoke građevine grade se gotovo isključivo za komercijalne potrebe istanovanje. Visoke komercijalne građevine bile su kao simboli prestiža velikihkorporacija (Woolworth Building, Chrysler Building, Trump Towers, itd.)

U Hongkongu i Rio de Janeiru npr. 40.katnice su razmaknute samo nekolikometara.

Porast turizma traži visoke hotele u gradskim centrima, gdje je zemljište vrloskupo i slobodne parcele je vrlo teško pronaći.

6

VISOKE GRAĐEVINE

UVOD

Poznati američki arhitekt Louis Sullivan izmislio je frazu da u zgradama „oblik(forma) slijedi funkciju“.

Možda bolju definiciju za nebodere dao je Case Gilbert projektant WoolworthBuilding, prvog nebodera na svijetu): „Neboder je stroj koji čini da zemljišteplaća“.

Gilbertova tvrdnja je jasno uočljiva iz publikacije zapromet nekretninama iz 1903. Ona prikazuje cijenezemljišta na Donjem Manhattan-u. Praktički svakatvrtka u New Yorku je željela biti locirana unutarnekoliko stotina metara širokom pojasu između ulicaBroadway i Wall Street. Na slici je vidljiva i velikarazlika u cijenama unutar samo nekoliko stotinametara (od $400/sf do samo $10 sf).

Cijene zemljišta na Donjem Manhattan-u (1903.) →

VISOKE GRAĐEVINE

KRONOLOGIJA RASTA VISOKIH GRAĐEVINA

Drevni Rim-Stambene sedmokatnice od drva i zidane građe- Nakon velikog Neronovog požara u Rimu, novi materijali (beton i opeka) sukorišteni za izvedbu konstrukcija sa lukovima i bačvastim svodovima-Zidana građa i drvo su osnovna gradiva u narednih 18 stoljeća

Chicago-1891. 16-erokatnica Monadnock doseže granice za zidane konstrukcije

sa zidovima debelima 2 m.-1885. 11-erokatnica Home Insurance je prva visoka građevina sa

čitavom metalnom okvirnom nosivom konstrukcijom (kovanoželjezo).

-1889. 9-erokatnica Rand-McNally, prva visoka građevina sa čitavomčeličnom okvirnom nosivom konstrukcijom.

-1891. 20-erokatnica Masonic Temple, uvedena su dijagonalnaukručenja u fasadne okvire i time su formirane vertikalne rešetke.

7

VISOKE GRAĐEVINE


New York-1913. 60-erokatnica Woolworth (smatra se prvim svjetskim

neboderom).-1931. 102 kata Empire State Building ( visoka 381 m).

Zlatno doba gradnje američkih nebodera završava sa svjetskom krizom 1930-ih.

Ponovna gradnja nebodera se nastavlja tek nekoliko godina nakon završetka 2.Svjetskog rata.

Umjesto rasta u visinu, moderni razvoj nebodera je donio nove konstrukcijskesustave, poboljšane karakteristike mateijala i bolje tehnike projektiranja i izvedbe.

Tek je 1970.g Empire State Building premašena sa 110 katova visokim sjevernimtornjem WTC-a (412 m), a zatim 1974. sa Sears Tower-om (442 m).

VISOKE GRAĐEVINE


Rast visokih građevina između 1850. i 2005.

Bro

j kat

ova

Godina

Prvi kovani željezniprofili

Prvi čelični valjani profili

Era lijevanogželjeza

Otisovo dizalo Chicago

škola

Električno dizalo

8

VISOKE GRAĐEVINE


Rast visokih građevina između 1850. i 2005.

Vis

nia

(fee

t)

Godina

Prvi kovani željezniprofili

Prvi čelični valjani profili

Era lijevanogželjeza

Otisovo dizalo

Chicagoškola

Električno dizalo

VISOKE GRAĐEVINE


Rast visokih građevina od 1885. do danas

Vis

nia

(fee

t)

Godina

9

VISOKE GRAĐEVINE


Predviđanje za 2020. g. – Savjetza visoke građevine i urbaneživotne sredine je sastavilo listu20 najviših građevina u 2020.zasnovanu na prijedlozima.

Prikaz svih visokih građevina planiranih i u fazi projektiranja nasuprotnajvisočijim postojećim građevinama.

VISOKE GRAĐEVINE

RAST SVJETSKOG STANOVNIŠTVA

Rast svjetskog stanovništva

Bro

j sta

novn

ika

u m

ilija

rdam

a

Godina

Urbano stanovništvo

Ruralno stanovništvo

10

VISOKE GRAĐEVINE

PROCES PROJEKTIRANJA

VISOKE GRAĐEVINE

POČETAK

Započeti s funkcionalnimprojektiranjem

(npr. shema stupa)

Preliminarni proračunza utvrđivanje

dimenzija elemenata(obično: 1.3 x vl.tež.)

Predložiti preliminarnepoprečne presjeke svih vertikalnih elemenata

(stupova i zidova)

Predložiti preliminarne grede i ploče na osnovi M i V dijagrama preko numeričkog postupka ili

koristeći krajnje i srednje vrijednosti raspona

Provjeriti i uskladiti sve dokumente sa

arhitektima te inženjerima

odgovornim za elekt.,vodov. i

ostale instalacije

Pripremiti konačnu građevnu dokumentaciju :-CAD crteže-specifikacije-inžinjerska

Pripremiti konačnu verziju dokumenata

za izdavanje dozvole i objasniti

napomene

Pokušati naplatiti potraživanja

KRAJ

Provjeriti utjecaje puzanja i skupljanja

Provesti testiranje u vjetrovnom tunelu

Provesti dinamičku analizu za vjetrovna i potresna opterećenja

Uzeti u obzir pop.pomake za proračun vl. težine prema teoriji 2.reda (P-∆)

Pripremiti konačni, točan projekt sa

poboljšanim modelom

Da li postoje promjene u projektu

od strane arhitekta ili investitora?

Završiti preliminarno projektiranje

Provjeriti unutarnje sile u glavnim nosivim elementima

pomoću brze, aproksimacijskeanalize

Jesu li sile prevelike?

Provjeritiindeks pomaka=∆/H<0.0015

Je li indekspomaka prevelik?

NE

DA

DA

DA

NE

NE

ITERATIVNI PROCES PROJEKTIRANJA

11

VISOKE GRAĐEVINE

POČETAK Pregledlokacije

Konceptualno projektiranje i

procjena (npr. shema

stupa)

Preliminarni proračunza utvrđivanje dimenzija

elemenata(obično: 1.3 x vl.težina)

Predložiti preliminarne grede i ploče na osnovi M i V dijagrama preko numeričkog postupka ili

koristeći krajnje i srednje vrijednosti raspona

Provjeriti i uskladiti sve dokumente sa

arhitektima te inženjerima

odgovornim za elekt.,vodov. i

ostale instalacije

Pripremiti konačnu građevnu dokumentaciju :-CAD crteže-specifikacije-inžinjerska

Pripremiti konačnu verziju dokumenata

za izdavanje dozvole i objasniti

napomene

Podsjetiti investitora da uplati

potraživanja

KRAJ

Provesti testiranje u vjetrovnom tunelu

Provesti dinamičku analizu za vjetrovna i potresna opterećenja

Uzeti u obzir pop.pomake za proračun vl. težine prema teoriji 2.reda (P-∆)

Pripremiti konačni, točan projekt sa

poboljšanim modelom

Da li postoje promjene u projektu

od strane arhitekta ili investitora?

Završiti preliminarno projektiranje

Provjeriti unutarnje sile u glavnim nosivim elementima

pomoću brze, aproksimacijskeanalize

Jesu li sile prevelike?

Provjeritiindeks pomaka=∆/H<0.0015

Je li indekspomaka prevelik?

DA

NE

Doći do geotehničkog

izvješća, izmjera lokacije

i izvedenih objekata na

lokaciji

Predložiti preliminarnepoprečne presjeke svih vertikalnih elemenata

(stupova i zidova)

NE

NE

DADA

ALTERNATIVNI DIJAGRAM TOKA ZA PROJEKTIRANJE

VISOKE GRAĐEVINE

RAZVOJ NOVIH KONSTRUKCIJSKIH SUSTAVA

Konstrukcijski sustavi za stambene i uredske zgrade su evoluirali u skladu sarazličitim funkcionalnim zahtjevima.

Visoke uredske građevine:

- Potreba za zadovoljavanjem različitih zahtjeva korisnika vodi ka velikimotvorenim prostorima, oslobođenima od stupova, koji omogućujufleksibilnost u mijenjanju tlocrta uredskih prostora.

-Povećane razine usluga često zahtijevaju da su čitave etaže namjenjenesmještanju postrojenja. Međutim, često se takav gubitak prostora možeizbjeći smještanjem postrojenja u prostore koji nastaju između visokihnosača ili rešetki koje povezuju vanjski i unutrašnji nosivi sustav.

12

VISOKE GRAĐEVINE


Visoke uredske građevine:

- Raniji masivni unutrašnji pregradni zidovi i zidane fasade, sa svojimdoprinosom u krutosti i čvrstoći konstrukcije, ustupili su mjesto laganimpregradnim zidovima i odjeljcima te staklenim fasadnim stijenama, dokosnovna konstrukcija sama mora omogućiti zahtjevanu krutost i čvrstoću zaodupiranje vertikalnim i horizontalnim opterećenjima.

- Veliki ulazi i otvorena predvorja na prizemnoj razini, dvorane kroz parkatova i restorani i panoramske galerije na najvišim katovima mogu zahtjevatisofisticirane sustave dizala.

VISOKE GRAĐEVINE


13

VISOKE GRAĐEVINE


Uredske zgrade trebaju velike otvorene prostore sposobne za fleksibilnopreuređenje poslovnog prostorama ovisno o potrebama različitih korisnika .

VISOKE GRAĐEVINE


K-ukrute se mogu koristiti za ukrućenje konstrukcije na etažama za postrojenja.

14

VISOKE GRAĐEVINE


Visoka građevina Espiritu Sanctus na Brickell aveniji u poslovnom centruMiamija.

VISOKE GRAĐEVINE


Visoke stambene građevine:

- Osnovna im je funkcija omogućavanje zasebnih stambenih jedinica,odvojenih sa pregradnim zidovima koji pružaju dovoljnu požarnu i akustičnuizolaciju.

- Budući da se pregradni zidovi ponavljaju kroz etaže, u modernomprojektiranju ih se uključuje u konstrukcijsku nosivost.

- To je dovelo do izvedbe posmičnih zidova, poprečnih zidova i unutarnjihokvira.

15

VISOKE GRAĐEVINE


Stambene građevine su masivnije i imaju dosta pregradnih zidova koje odvajajustambene jedinice.

VISOKE GRAĐEVINE


Stambena 17-erokatnica u Naples-u, Florida

16

VISOKE GRAĐEVINE

NOSIVI ELEMENTI ZA OSNOVNA OPTEREĆENJA:

Dva osnovna nosiva elementa za vertikalna opterećenja kod visokih građevinasu stupovi i zidovi.

Zidovi mogu djelovati zasebno kao posmični zidovi, ili kao scijeljene posmičnejezgre oko stubišta ili okna dizala.

Stupovi će biti postavljeni pod nepoduprte dijelove građevine za prijenosopterećenja od vlastite težine, a kod nekih tipova konstrukcija se koriste i zaprijenos poprečnih poterećenja (vjetra i potresa).

Budući da je opterećenje od vlastite težine na pojedinim katovima približnoslično, težina stropne konstrukcije pojedine etaže po jedinici površine jekonstantna, bez obzira na visinu građevine.

Budući da se opterećenje na stup povećava sa brojem katova iznad njega, težinastupova po jedinici površine se linearno povećava sa povećanjem visinegrađevine, od vrha prema nižim katovima.

Momenti savijanja uzrokovani poprečnim opterećenjima su produkt opterećenjasa kvadratom visine građevine, i postaju sve značajniji sa povećanjem visine.

VISOKE GRAĐEVINE

NOSIVI ELEMENTI ZA OSNOVNA OPTEREĆENJA:

Teži

na č

elik

a po

jedi

nici

pov

ršin

e gr

ađe

vine

Visina građevine

Čelik za odupiranje

vjetru

Čelik za stupove

Čelik stropnih konstrukcija

Tipičan utrošak čelika u odnosu na visinu građevine

17

VISOKE GRAĐEVINE

url: www.greatbuildings.com

01_zasto visoke gradjevine

Documents