5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
1/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 1
Cladiri inalte
Master inginerie structurala
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
2/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 2
Cursul 1Introducere. Exemplu: Burj Dubai
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
3/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 3
Criterii si definit ii
Ce este o cladire inalta ?Anthony Wood (Congresul IABSE, 2008):
a) Inalta fata de context.Nu conteaza numai inaltimea absoluta, ci si contextul urban. De exemplu, o cladire de 12 etajenu este considerata inalta in Chicago sau Hong Kong, dar intr-un oras mic di Europa poate fimult mai inalta decat cladirile celelate.
b) ProportiileExista numeroase cladiri care nu sunt prea inalte, dar sunt foarte zvelte, ceea ce le daaparenta unei cladiri inalte, mai ales intr-o zona cu cladiri joase. Pe de alta parte, multe cladiricu arie mare in plan in raport cu inaltimea nu par inalte.
c) Tehnologiile pentru c ladiri inalte
Daca se folosesc tehnologii specifice datorita inaltimii (sistem de lifturi, sistem de contravantuire).
Wood conchide ca 50 m. ar putea fi pragul de inaltime de la care cladirea este inalta.
CTBUH considera inalte cladirile de peste 200 m. si superinalte cladirile de peste 300 m.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
4/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 4
Criterii si definit ii
De ce se construiesc cladiri inalte ?
a) Rezolvarea problemei densitatii
de populatie in zonele urbane
b) Simbolistica cladirii inalte (Tall is power )
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
5/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 5
Tendinta 1: cresterea in inaltime
Inaltimea medie a primelor 100de cladiri a crescut intre anul 2000 sianul 2010 de la 297 m la 349 m,adica cu 22%
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
6/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 6
Tendinta 1: cresterea in inaltime
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
7/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 7
Tendinta 2: Cresterea in numar (CTBUH Journal 1/2010)
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
8/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 8
Tendinta 3: schimbare in distributia geografica
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
9/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 9
Tendinta 4: schimbare in functiuni
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
10/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 10
Tendinta 5: schimbare in materiale
beton otel otel beton beton beton mixta beton beton beton
7 din cele mai inalte 10 cladiri terminate in 2009 au structura de beton.Taipei 101 este doar pentru referinta. Clasamentul nu cuprinde Burj Dubai carea fost terminat in ultimile zile ale lui 2009 si are structura de beton.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
11/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 11
Tendinta 6: schimbarea esteticii
Chrysler Building (NY 1930) Seagram Building (NY 1958) Bahrain World Trade Center (2008)
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
12/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 12
Tendinta 7: sustenabilitate
Pearl River Tower(China 2009)
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
13/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 13
BurjKhalifaCea mai inaltacladire din lume:
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
14/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 14
Burj Khalifa - cea mai inalta cladire din lume
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
15/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 15
Burj Khalifa in cifre
Inaltime 828.00 mUltimul etaj 621.30 mInaltime la varf 830.00 mEtaje 162Subsoluri 2
Ascensoare 57Aria construita 464.511 mLocuri parcare 3000
Apartmente 900Camere hotel 144
Durata constructiei 47 luniValoarea investitiei 663.163.000
Dezvoltator EmaarArchitect Skidmore Owings & Merrill
Structura Skidmore Owings & MerrillInstalatii ETA M&EAntreprenor general Samsung Engineering and Construction
ArabtecBesix
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
16/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 16
Descrierea sistemului structural
Preluarea fortelor orizontaleSistemul structural este constitut dintr-un nucleu hexagonal sprijinit de3 contraforti dispusi la 120o, constituiti din peretii culoarelor.Stalpi marginali sunt antrenati printr-un sistem de 5 centuri dispuse indreptul etajelor tehnice.
Retragerile se fac in spirala si imbunatatesc raspunsul la vant.
Plansee
Placi de beton armate pe doua directii cu grosimi intre 225 mm si300 mm, si deschideri de circa 9.00 m.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
17/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 17
Descrierea sistemului structural
AntenaEste o structura metalica cu contravantuiri centrice, de 200 m inaltime.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
18/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 18
Descrierea sistemului structural
Antena
Este o structura metalica cu contravantuiri centrice, de 200 m inaltime.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
19/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 19
Descrierea sistemului structural
FundatiaEste un radier de beton armat de 3,7 m grosime, asezat pe 194 pilotiforati de 1,5 m diametru si 43 m lungime.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
20/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 20
Calculul structural
Calculul structural a fost facut cu programul ETABS. Modelul complet 3Dcontine 73.500 elemente shell si are 75.000 de noduri.
Modul 1 de vibratie (a) este de translatie si are perioada proprie de 11,3 s.Modul 2 este tot de translatie, perpendicular pe primul si are T = 10,2s.Primul mod de torsiune este 5, cu T = 4,3 s.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
21/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 21
Ingineria vantului
Au fost efectuate studii pe model aeroelastic sipe balanta, la scara 1: 500, si pe model rigid lascara 1:500, in tunelul de vant de la Guelph,Ontario, Canada, de catre Dr Peter Irwin.
Principalele obiective urmarite:-Determinarea rezultantei eforturilor din vant;-Determinarea presiunilor pe fatada;-Reducerea oscilatiilor transversale datoritavartejurilor
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
22/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 22
Ingineria vantului
Determinarea rezultantei eforturi lor din vant
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
23/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 23
Ingineria vantului
Reducerea oscilatiilor t ransversale
Initial predictions obtained in May 2003, at over 37 milli-g for the 5 year return period were well abovethe ISO standard recommended values. However, through a combination of reorienting the tower, adjusting
its shape, modifying the structural properties, and more in-depth studies of the wind statistics for the regionthe predictions came down By the end of 2004 November 2003 they had come down to about 19 milli-g forthe same return period and at a slightly higher level. About half of this improvement came about as a result ofimproved knowledge of the wind statistics and the rest through re-orientation, structural improvements andshape adjustments. Subsequently, when the aeroelastic model results became available the predictions werefurther improved.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
24/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 24
Ingineria vantului
Determinarea presiuni lor pe fatade
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
25/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 25
Evaluarea efectelor de durata si ale etapelor de
construireEfectele curgerii lente, contractiei, ale incarcarii in etape si ale tasarilor fundatiei au fostluate prin calcul cu ajutorul a 15 modele FE 3D, fiecare reprezentand o etapa dinconstructia turnului.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
26/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 26
Evaluarea efectelor de durata si ale etapelor de
construire
Datorita compatibilitatiideformatiilor intre armatura sibeton, intr-un stalp de betonarmat, ca urmare a curgerii lentesi contractiei betonului, eforturile
in armatura cresc in timp, iarcele din beton scad.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
27/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 27
Proiectarea riglelor de cuplare
Datorita inaltimii limitate si a fortelor taietoare mari, o parte din riglele de cuplare au fostrealizate in solutie mixta (cu inima metalica).
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
28/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 28
Executia structurii
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
29/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 29
Etapele constructiei
Etapa 0: 0-18 Etapa 1: 19-25
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
30/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 30
Etapele constructiei
Etapa 2: 26-33 Etapa 1: 34-42
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
31/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 31
Etapele constructiei
Etapa 9: 94-111 Etapa 11: 116-138
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
32/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 32
Etapele constructiei
Etapa 12: 139-143 Etapa 11: 144-147
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
33/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 33
Etapele constructiei
Etapa 14: 148-151 Etapa 15: 151-155
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
34/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 34
Etapele constructiei
Etapa 17: 155-160 Varful metalic
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
35/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 35
Pomparea betonului
Asigurarea pompabiliti pentru aceste nimirecord a fost cea mai dificilproblemde proiectare,innd cont mai ales de temperaturile ridicate dintimpul verii. Au fost dezvoltate 4 amestecuri diferitepentru a reduce presiunea de pompare pe msur
ce crete nlimea cldirii.
Amestecul curent conine 13% cenui zburtoare i10% SUF cu dimensiunea maxima agregatului de20 mm. Amestecul este autocompactant, cu orspndire medie de circa 600 mm, i a fost folosit
pncnd presiunea de pompare a depit 200bari. Dupaceasta a fost folosit un amestec cudimensiunea maxima agregatului de 14 mm i20% cenui zburtoare i autocompactant,meninnd rezistena pe cub de 80 MPa. Pestenivelul 127, cerinele structurale sunt de numai 60MPa rezistenla compresiune pe cub, i s-a folositun amestec cu dimensiunea maxima agregatului
de 10 mm.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
36/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 36
Turnarea betonului in radier
Apa subterann zona infrastructurii este deosebit deagresiv, cu cloruri n concentraie de pnla 4,5% isulfai pnla 0,6%, fiind mai mari chiar dect n apa demare. n consecin, asigurarea durabilitii a fost un
factor determinant la proiectare radierului i piloilor.
S-au efectuat teste privind caldura de hidratare pemachete cuburi cu latura de 3,7 m.Reeta betonului C50/60 folosete un ciment compozit cu25% cenui zburatoare, 7% SUF, i un raport a/c de0,32. Amestecul a fost proiectat sfie autocompactant,utiliznt un aditiv superplastifiant astfel nct sse obino raspndire de 675 75 mm, i sse reduc
posibilitatea de apariie a defectelor la turnare.
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
37/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 37
Cofrarea
Ciclul de executie a fost de 3 zile
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
38/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 38
Fatadele
Macheta Testul dinamic de penetrare a apei
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
39/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 39
Fatadele
Detalii tipice ale panoului de fatada
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
40/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 40
Fatadele
Tipizarea panourilor de fatada
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
41/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 41
Proiectarea teraselor
Macheta 1:250
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
42/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 42
Proiectarea teraselor
Studiul pentru ecranele de divizare a curentilor de aer
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
43/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 43
Proiectarea intrarii
C l ii
5/24/2018 Cladiri Inalte C1_IS Introducere
44/44
11 decembrie 2013 Curs cladiri inalte master IS 44
Concluzii
Constructia de cladiri inalte a crescut spectaculos in ultimele 2 decenii
Centrul de greutate s-a mutat in Asia si Golf
Proiectarea si constructia unei cladiri inalte pun probleme tehnice
deosebit de dificile si complexe