Zasady budowy drapaczy chmur

29 listopada 2022 0 komentarzy

Nazwa drapacze chmur przylgnęła do wysokich budynków pod koniec XIX wieku. To poetyckie wyrażenie jest pełne podziwu dla inwestycji, które powstawały w tym czasie w USA i obejmowały pierwsze budowle powstające według nowych technologii. Dzięki temu mogły być tak wysokie. Do ich budowy zaczęto wykorzystywać metalowe konstrukcje, które były kolejnym krokiem technologicznym oraz odejściem od zabudowy murowanej przy projektach wysokich budowli. Wieżowce powstały więc w oparciu o wynalazki inżynierii budowlanej, które pojawiły się w latach 80. XIX wieku.

Gdy wysokość jest ambicją

Budynki wysokie różnie się definiuje. Według polskiego prawa są to obiekty osiągające od 25 do 55 metrów. Te wyższe określa się już mianem budowli wysokościowych. W Europie dolna granica zabudowy wysokiej to od 90 do 100 metrów. W Stanach Zjednoczonych te regulacje są jeszcze inne. Tym co łączy wszystkie wieżowce, bez względu na to ile pięter mają, jest technika budowy. Jak wspominaliśmy na wstępie, początkowa forma rozwiązań wysokościowych to metalowy szkielet. Pomysł ten był konieczny, ponieważ wysoka zabudowa murowana wymagała coraz grubszych ścian fundamentowych. Ramy żeliwne i stalowe wykorzystywane w szkielecie masywnych i wysokich budynków pojawiły się już w XIX wieku.

Szkielet umożliwia przenoszenie obciążeń pionowych budynku bez strat powierzchni, czyli pogrubienia ścian. Konstrukcje ramowe żeliwne lub ze stali zapewniały też budowlom odpowiednią sztywność, a więc odporność na obciążenia poziome. Wraz z tymi odkryciami na popularności zyskała technika trzonowa. Opierała się ona na tworzeniu centralnego rdzenia konstrukcji. Wykonany jest zwykle z żelazobetonu i ma formę rury o grubych ścianach i dowolnym przekroju. Wewnątrz znajduje się najczęściej szyb windy. Fundamentem w tego typu projektach jest masywna płyta, na której znajduje się rdzeń. To on jest podporą dla kotwic wspierających każdą kondygnację budynku.

Rozwinięciem tego rozwiązania jest technika trzonowo-ramowa. Tu trzon musi być odpowiednio sztywny, by znosić obciążenia boczne. Pomaga w tym ramowa konstrukcja stalowa uzupełniona wzmocnieniami poprzecznymi. Właśnie tak został stworzony Empire State Building. Podobne konstrukcje, które nadal możemy podziwiać, wykazują się dużą odpornością na obciążenia poziome i pionowe. Dzięki temu mogą powstawać stabilne budynki o wielu kondygnacjach. Warto zauważyć, że bez względu na sposób, w jaki powstaje wysoki budynek, kluczem do jego trwałości jest wybranie odpowiednio stabilnego podłoża. Bez tego nawet najbardziej zaawansowana technologia nie zapewni bezpieczeństwa konstrukcji.

Najnowsze wieżowce powstają przy użyciu techniki trzonowej w połączeniu z systemem megakolumn. Jak łatwo się domyślić, u podstawy takich projektów znajdują się duże kolumny o wymiarach dochodzących do 5-6 metrów. To właśnie one znoszą największe obciążenia i dodają konstrukcji sztywności. Swoistą rewolucją w budowie drapaczy chmur jest też technika powłokowa. Jej ideą jest wykorzystanie zewnętrznych ścian jako układów nośnych, które nie znajdują się, jak dotąd, w sercu budowli, a na jej obrzeżach.

Dodane w kategorii: Baza wiedzy