CC BY
239
АРХИТЕКТУРА
УДК 69.002.5
А.Ю. Аганова
студентка 3 курса специальности строительство Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация Научный руководитель: Н. Д. Комарова к.т.н., доцент Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация
ИНЕРЦИОННЫЙ ДЕМПФЕР СЕРДЦЕ ТЕЙБЕЙ 101.
Аннотации.
В данной статье, рассматривается принцип действия механизма инерционного демпфера ( инерционного гасителя ) при сейсмических нагрузках, выявляются преимущества и недостатки установки на примере небоскреба Тайбей 101.
Ключевые слова
Сейсмика, сейсмических нагрузках, механизм демпфера, небоскребы, инерционный гаситель, амплитуда
колебаний.
Введение. На данный момент времени небоскребы стали обычным делом для нашего времени, особенно для людей, живущих в больших городах. Они дали множество ответов на вопросы об экономичном использовании пространства. Высотное здание — это всегда красиво. Однако для того чтобы возвести такое здание, всякий раз приходится «изобретать велосипед», придумывать новые и уникальные инженерные и технологические решения. Но не исключено, что небоскребы стали как кладезем идей в использовании, так и угрозой для жизней людей. С каждым годом небоскребы все выше и выше растут к небу.
Небоскребы, словно горы, при одном лишь виде, складывается впечатление, что они величественны и мощны. Но так ли это на самом деле? Небоскребы подвержены огромным нагрузкам, и одной из самых значимых является - Сейсмическая нагрузка.
Сейсмическая нагрузка - является одним из основных понятий в сейсмостойком строительстве и означает приложение колебательного возбуждения землетрясения к различным зданиям и сооружениям.
Величина сейсмической нагрузки зависит от таких факторов как:
1. Геологических условий площадки строительства, района строительства.
2. Интенсивности, продолжительности и частотных характеристик ожидаемого землетрясения.
3. Динамических параметров сооружения.
Главными задачами сейсмостойкого строительства является:
1. Изучение и исследование взаимодействия строительных объектов с подвижным основанием.
2. Заранее обдумывать и рассматривать причины и последствия возможного сейсмического воздействия.
3. Проектировать, возводить и поддерживать здания, рассчитанные на данную нагрузку.
Сейсмостойкое сооружение или здание не обязательно должно быть громоздким и дорогим, оно
должно обладать гибкостью, что в свою очередь предотвращает повреждения, сохраняя при этом комфорт для людей, как внутри, так и за пределами здания.
Разрушительное землетрясение, силой 9.0 баллов по шкале Рихтера, которое потрясло восточную часть Японии в марте 2011 года привело к катастрофе на ядерной электростанции Фукусима, и это является лишь первым из мощных землетрясений, которые, как предсказывают ученые, обрушатся на Японию в будущем. Специалисты из Токио работают над технологиями и устройствами, которые призваны защитить небоскребы от
разрушительного воздействия землетрясений и, в перспективе, позволят сохранить множество человеческих жизней.
Инерционный демпфер (Tuned Mass Damper) - инерционный гаситель, который является одним из устройств для вибрационного контроля, призванный для стабилизации здания и уменьшения амплитуды его колебаний во время подземных толчков. Изобретение представляет собой массивный бетонный блок, установленный на высотном здании, который колеблется с резонансной частотой данного объекта с помощью специального пружиноподобного механизма под сейсмической нагрузкой.
Принцип действия прост, но эффективен. Огромный шар раскачивается подобно маятнику, тем самым он противодействует раскачиванию здания. Это приспособление использует свойство характерное всем физическим телам, оно называется Инерцией.
Инерция — свойство тел оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие или при взаимной компенсации внешних воздействий.
Свойство инерции используется для снижения и смягчения колебаний, когда верх здания приходит в движение, гигантский шар, раскачивается подобно гигантскому маятнику. Он ударяет по масленым ароматизаторам, которые рассеивают энергию колебаний. Таким образом, когда здание отклоняется в одну сторону, маятник двигается в другую, сокращая, таким образом, раскачивание небоскрёба [1, с. 105]. Амплитуда маятника - до 10 см при раскачивании здания ветром, и до 1,5 метров при землетрясении.
Рисунок 1 -Движение демпфера при раскачивании.
Такой механизм имеет ряд преимуществ, таких как:
1.Простой механизм.
2.Снижает амлитуду колебаний на 60% , смягчает колебания.
3.Создает благоприятные условия на верхних этажах небоскреба.
4.Безопасность.
Недостатками системы демпфера является:
1.Занимает много места, в связи с этим он не может быть установлен на зданиях, не рассчитанных на столь большой вес.
2. Большая масса (от 300 и до 660 тонн)
3.Дороговизна установки.
Ярким примером Небоскреба, обустроенного системой демпфера, является Taipei 101 [2, с. 39] — небоскрёб, расположенный в столице Китайской Республики — Тайбэе. Этажность небоскрёба составляет 101 этаж, высота — 509,2 м (вместе со шпилем). Он один из самых высоких небоскрёбов в мире.
В 2006 году Newsweek Magazine (американский еженедельный новостной журнал) назвал этот небоскреб одним из семи новых чудес света, а телеканал Discovery в 2005 году - одним из семи технических чудес.
Город Тайбей расположен в Тихоокеанском геосинклинальном поясе (пояс тектонических разломов земной коры, где примерно раз в 10 лет происходят серьезные землетрясения), так же этот город стоит на пути движения огромного числа тайфунов, зарождающихся в Южно-Китайском море, все это создает неблагоприятные условия для строительства.[5, с. 14]. Но Тайбэй 101 стал первым небоскребом,
139
построенным в зоне землетрясений и сильных ветров, благодаря новым изобретениям в области строительства.
Рисунок 2 - Taipei 101
Thornton-Tomasetti Engineers совместно с Evergreen Consulting Engineering спроектировали 660-тонный стальной маятник, являющийся инерционным демпфером колебаний. Его сфера, крупнейшая в мире, состоит из 41 стальной пластины, подвешен на 16 гигантских стальных тросах, между 87 и 92 этажами [3] . Стоимость механизма составила 4 миллиона долларов.
Рисунок 3 - Инерционный демпфер
Вывод. Данная технология получила большую популярность в странах с повышенной сейсмичностью. Безопасность людей становится ведущей проблемой, которую не так легко осуществить, но благодаря таким
новшествам и инновациям, как инерционный демпфер, проживание или же работа на небоскребах становится более безопасной, чем раньше.
Список использованной литературы:
1. Гуляницкий Н.Ф. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учебник для вузов. В 5-ти томах. т. 1. История архитектуры. 4-е изд-е., перераб. — М.: ООО «БАСТЕТ», 2007. — 297—205 с.
2. Давыдова, Г. В. Влияние демпфирования на статистические характеристики сейсмоизолированных зданий. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2008. - N 1. - С. 38-41
З.Электронный ресурс: http://www.vzavtra.net/sovremennye-zdaniya/yaponskie-kompanii-razrabatyvayut-mayatniki-dempfirovaniya-zemletryaseniya-dlya-vysotnyx-zdanij.html
4.Электронный ресурс: http://ano-naur.livejournal.com/14636.html
5. V. L. Kurbatov, N. D. Komarova. Analytical Modification of Seismic Effect on the Building. Modern Applied Science Vol 9, No 3 (2015). pp. 10-16
© А. Ю. Аганова, Н.Д. Комарова, 2015
УДК 691
А.А. Есипова
студентка 5 курса специальности Проектирование зданий Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация
Н. Д. Комарова к.т.н., доцент Кафедра «Проектирование зданий, городские строительство и хозяйство» СКФ ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"г. Минеральные Воды, Российская Федерация
СОВРЕМЕННЫЙ ИНСОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ.
Аннотация.
Светопрозрачные материалы находят все более широкое применение в современном строительстве. Применение данного вида материала является самым экономичным способом дополнительного освещения помещений при максимальном использовании натуральных ресурсов.
Ключевые слова
Светопропускающие конструкции, сэндвич-панели, стеклянное волокно
Строительство крупных производственных и складских помещений всегда было сложной задачей. Вариантов такого строительства на сегодняшний день достаточно много от построения здания из пено- и газобетона, до возведения каркасного здания со стенами из сэндвич-панелей.
Очень интересный современный вариант устройства стен крупных складских помещений, это были стены из светопрозрачных стеновых панелей из поликарбоната. Установка таких стеновых панелей достаточно быстрая и простая, а стоят они достаточно недорого, так что для строительства складов и офисов начали активно использовать именно такие стеновые светопрозрачные панели. [1, с 22]
Светопропускающие конструкции сегодня очень модны за рубежом, с такими ограждающими стеновыми панелями в помещении склада и офиса будет достаточно светло и уютно.
Светопрозрачные конструкции подразделяются на внешние и внутренние.
К внешним относят фасадное остекление зданий, входные группы, витрины и алюминиевые окна. Основной их целью служит разделение улицы и внутренних помещений, поэтому обычно такие конструкции выполняются из теплых профилей, что позволяет поддерживать в помещениях оптимальный температурный режим.
